Люди — редкое исключение в мире бактерий.
Бактерии (греч. bakterion — палочка) — простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам.
В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.
Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность
связана с их быстрым размножением — при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий
внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).
Строение бактерий
Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот,
доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили —
поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.
Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus — ядро + греч. eidos вид) —
одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.
Долгое время выделяли «особый органоид» бактерий — мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.
Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только
лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).
При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку — спору. При образовании споры клетка частично теряет воду,
уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!
В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды
на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.
Энергетический обмен бактерий
Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии,
которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.
К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные
бактерии составляют микрофлору нашего кишечника — бескислородную среду обитания.
Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.
Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.
Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад
возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 
Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений — сапротрофы (редуценты), либо же они
питаются органами и тканями животных и растений — паразиты.
Биотехнология
Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии — генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).
В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон — инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой
собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который
человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.
Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.
Классификация бактерий по форме
При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.
По форме бактериальные клетки подразделяются на:
- Стафилококки — их скопления похожи на виноградные грозди
- Диплококки — округлой формы, расположенные попарно
- Стрептококки — объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
- Палочки
- Вибрионы — изогнутые в виде запятой
- Спириллы — спирально извитые палочки
- Спирохеты — сильно извитые (до 10-15 витков) палочки
Размножение бактерий
Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза — наличие ядра.
Бактерии делятся бинарным делением клетки.
В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление
в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.
При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии — видимые невооруженным глазом скопления клеток,
образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.
Бактериальные инфекции
Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях
применяются антибиотики, дающие хороший эффект.
От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После
вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит
болезнь в легкой форме.
К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез,
дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.
Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание.
Кварцевание — процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для
микроорганизмов.
При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для
избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Строение бактериальной клетки 10 класс биология
Прокариотическая клетка бактерии
Схема строения бактериальной клетки
Схема строения бактериальной клетки
Схема строения бактериальной клетки 5 класс биология
Прокариотическая клетка без подписей
Плазмиды бактерий строение
Строение прокариотической бактериальной клетки
Г+ стенка бактерий рисунок
Прокариотическая клетка царство
Строение бактериальной клетки рисунок карандашом
Строение бактериальной клетки ЕГЭ биология
Мезосома Прокариотическая клетка
Части бактериальной клетки 5 класс биология
Рис. 2.2. Строение бактериальной клетки
Строение бактерии бациллы
Структура строения бактериальной клетки
Коллекции микроорганизмов
Строение бактерии
Схема строения бактериальной клетки биология
Строение бактериальной клетки детям
Строение бактериалньой кеткт еге
Бацилла прокариот
Строение бактериальной клетки мезосомы
Живая клетка
Автор статьи — Л.В. Окольнова.
Клетки разных царств имеют много общих черт, но есть и существенные различия.
Мы рассмотрим клетки 4-х живых организмов — животных, растений , грибов и бактерий.
Опишем их общие органоиды и то, что различает их.
Бактериальная клетка
Отличается от всех остальных как самая просто устроенная.
Клеточная оболочка — основные функции — защита и обмен веществ. Запасное питательное вещество уникально, в других живых клетках его нет — это углевод муреин.
Мембрана — как и у остальных живых клеток, основная функция — защита и обмен веществ.
Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда, содержит питательные вещества.
Рибосомы — синтезируют белок.
Мезосомы — осуществление окислительно-восстановительных процессов.
Ядра нет, есть нуклеоид — кольцевая ДНК и РНК.
Жгутитки — обеспечивают движение.
Клетка растений
Клеточная стенка — функции те же, запасное питательное вещество — углевод — крахмал, целлюлоза и т.п.
Мембрана — защита и обмен веществ, небольшое отличие — есть плазмодесмы — что-то вроде мостиков между соседними клетками в многоклеточных растениях.
Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда, содержит питательные вещества.
Рибосомы — есть, но немного, синтезируют белок.
Ядро — центр генетической информации клетки.
ЭПС (эндоплазматический ретикулум), гладкий (без рибосом) — обеспечивает транспорт веществ, поддерживает форму клетки, шероховатый — рибосомы на нем обеспечивают синтез белка.
Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда, содержит питательные вещества.
Хлоропласт — обязательный органойд исключительно растительной клетки. Функция — фотосинтез.
Вакуоль — тоже именно растительный органойд — запас клеточного сока.
Митохондрия — синтез АТФ — обеспечение клетки энергией.
Лизосомы — пищеварительные органеллы.
Аппарат Гольджи — производит лизосомы и хранит питательные вещества.
Микрофиламенты — белковые нити — “рельсы” для передвижения некоторых органелл, участвуют в делении клетки.
Микротрубочки — примерно то же самое, что микрофиламенты, только толще.
Клетка животных
Клеточной стенки нет, нет хлоропластов, нет вакуолей.
Остальные органеллы те же, что и у растительной клетки, есть одно “добавление” — компонент ТОЛЬКО животной клетки — центриоли — участвуют в делении клетки, отвечая за правильное расхождение хромосом.
Клетка грибов
Рисунки животной клетки никогда не встречаются в ЕГЭ, да и строение клетки рассматривается только в сравнении с животной и растительной.
По строению она очень похожа на животную, только нет центриолей и есть клеточная стенка, запасное питательное вещество которой — гликоген.
Благодарим за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Живая клетка» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.
Публикация обновлена:
08.03.2023
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Зарисовка схемы строения бактериальной клетки
Строение бактериальной клетки 7 класс биология
Скачать
Строение бактериальной клетки 6 класс биология
Скачать
Схема строения бактериальной клетки биология
Скачать
Схема строения бактериальной клетки микробиология
Скачать
Строение бактериальной клетки прокариот
Скачать
Схема строения бактериальной клетки
Скачать
Строение бактериальной клетки 10 класс биология
Скачать
Рисунок схема бактериальной клетки
Скачать
Схема строения бактериальной клетки
Скачать
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Схема строения бактериальной клетки биология
Скачать
Схема строения бактериальной клетки 5 класс биология
Скачать
Строение бактериальной клетки 5 класс биология
Скачать
Схема строения бактериальной клетки микробиология
Скачать
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Модель строения бактериальной клетки
Скачать
Строение клетки бактерии 5
Скачать
Структура строения бактериальной клетки
Скачать
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Обобщенная схема строения бактериальной клетки
Скачать
Строение клетки бактерий микробиология
Скачать
5 Класс структура бактериальной клетки
Скачать
Строение бактериальной клетки и простейшего 5 класс
Скачать
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Схема строения бактериальной клетки микробиология
Скачать
Схематическое изображение строения бактериальной клетки
Схема строения бактериальной клетки
Скачать
Строение бактериальной клетки прокариот
Скачать
Строение бактериальной клетки рисунок
Скачать
Схема строения бактериальной клетки
Скачать
Бактериальная клетка рисунок без подписей
Скачать
Строение бактериальной клетки
Скачать
Нарисовать карандашом строение бактериальной клетки
Строение органоидов бактериальной клетки микробиология
Скачать
Строение бактериальной клетки
Скачать
Бактериальная клетка прокариот
Скачать
Наружное строение бактериальной клетки
Скачать
Строение прокариотической клетки бактерии
Скачать
Модель бактериальной клетки 5 класс биология
Скачать
Строение бактериальной клетки 10 класс биология
Скачать
Строение бактериалньой кеткт еге
Строение прокариотической бактериальной клетки
Скачать
Строение бактерии мезосома
Скачать
Схематическое изображение строения бактериальной клетки
Скачать
Строение бактерий
Основные отличия прокариот от эукариот:
отсутствие ядра, отсутствие мембранных органоидов, кольцевая ДНК (подробное сравнение прокариот и эукариот)
Важно! термин МЕЗОСОМЫ в ЕГЭ НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ по отношению к прокариотической клетке. Пишем просто ВЫРОСТЫ МЕМБРАНЫ
Плазмида — дополнительная кольцевая молекула ДНК, и способная к самостоятельной репликации. Плазмида несет в себе всего несколько генов, обусловливающих повышенную выживаемость клеток.
Функции слизистой капсулы:
— формирование колоний
— способствует прилипанию к поверхностям
— дополнительная защита
Просмотров: 4056
Клеточная оболочка бактерии проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Клеточная стенка — присуща большинству бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов). Она обладает рядом функций, прежде всего обеспечивает механическую защиту и постоянную форму клеток, с ее наличием в значительной степени связаны антигенные свойства бактерий. Клеточная стенка бактерий – структура довольно прочная и позволяет клетке сохранять свою форму; это обусловлено наличием в ней муреина – молекулы, построенной из параллельных полисахаридных цепей, перекрестно связанных через регулярные интервалы короткими цепями аминокислот.
Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи — капсула.
Капсула предохраняет бактерию от высыхания. Капсула содержит токсины. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой.
На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превосходить размеры тела бактерий. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.
Цитоплазматическая мембрана регулирует поступление питательных веществ в клетку и выход продуктов метаболизма наружу, принимает участие в метаболизме клеток. Имеет типичное строение: бимолекулярный слой фосфолипидов с встроенными белками. Белки мембраны в основном представлены структурными белками, обладающими ферментативной активностью. Обычно темпы роста цитоплазматической мембраны опережают темпы роста клеточной стенки. Это приводит к тому, что мембрана часто образует многочисленные инвагинации (впячивания) различной формы — мезосомы (участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении)
В клетках фотосинтезирующих бактерий имеются внутрицитоплазматические мембранные образования — хроматофоры, обеспечивающие протекание бактериального фотосинтеза.
В отличие от других одноклеточных организмов у бактерий нет ядра: их ядерное вещество не отделено от цитоплазмы оболочкой и распределено в цитоплазме.
Нуклеоид. Молекула ДНК имеет типичное строение. Она состоит из двух полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. В отличие от эукариот, ДНК имеет кольцевую структуру, а не линейную. Молекулу ДНК бактерий отождествляют с одной хромосомой эукариот. Но если у эукариот в хромосомах ДНК связана с белками, то у бактерий ДНК комплексов с белками не образует.
ДНК бактерий закреплена на цитоплазматической мембране в области мезосомы.
Клетки многих бактерий имеют нехромосомные генетические элементы — плазмиды. Они представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, способные реплицироваться независимо от хромосомной ДНК. Среди них различают F-фактор — плазмиду, контролирующую половой процесс. (см. также биотехнология, получение инсулина)
Рибосомы. По размерам меньше рибосом эукариот, в них происходит синтез белка. Рибосомы свободно лежат в цитоплазме и не связаны с мембранами (как у эукариот). Для бактерий характерны 70S-рибосомы, образованные двумя субъединицами: 30S и 50S. Рибосомы бактериальных клеток собраны в полисомы, образованные десятками рибосом.
Вместе с пищей бактерии, как и другие организмы, получают энергию для процессов жизнедеятельности и строительный материал для синтеза клеточных структур. Среди бактерий различают:
- Гетеротрофов, потребляющих готовое органическое вещество. Они могут быть:
- сапротрофами (сапрофитами), то есть питаться мертвым органическом веществом;
- паразитами, то есть потреблять органическое вещество живых растений и животных, нанося вред организму;
- симбионтами, то есть потреблять органическое вещество живых растений и животных, НЕ нанося вред организму.
- Автотрофов, способных синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:
- Фотосинтетиков, осуществляющих процессы синтеза за счет энергии солнечного света с помощью бактериохлорофилла;
- хемосинтетиков, синтезирующих органические вещества за счет химической энергии окисления серы, сероводорода, аммиака и т.д.
Хемосинтез
Среди прокариот есть группа микроорганизмов, способных, в отличие от эукариот, в процессе катаболизма осуществлять окисление неорганических веществ (см. хемосинтез). К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, водородные бактерии и т.д.
Известны бактерии, которые в качестве источника энергии для такого синтеза используют не солнечный свет, а энергию химических связей, происходящих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений – сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом.
Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Этот процесс проходит в две фазы.
Фотосинтез
Небольшая группа автотрофных бактерий способна осуществлять фотосинтетическое фосфорилирование. К ним относятся цианобактерии, зеленые и серные пурпурные бактерии. Фотосинтез цианобактерий сходен с фотосинтезом растений и сопровождается выделением кислорода. Зеленые и пурпурные бактерии в качестве донора электронов используют сероводород, серу, сульфат, молекулярный водород и т.д., но не воду. Поэтому в данном случае молекулярного кислорода не образуется.
Бактерии объединены в царство микроскопических организмов. Их можно увидеть только при увеличении микроскопа в 500-1000 раз. Бактерии распространены повсюду: в воздухе, в воде, в почве, в мёртвых телах и в живых организмах.
Примером бактерий может служить сенная палочка. Она несколько крупнее других бактерий, поэтому её можно рассмотреть в школьный микроскоп. Бактерия сенная палочка имеет форму, соответствующую её названию. Она состоит из одной клетки. Снаружи клетка покрыта тонкой оболочкой, поэтому она сохраняет свою постоянную форму. Внутри находится протоплазма. Ядра нет, как нет и хлорофилла. Содержимое клетки бесцветно.
Многие бактерии имеет форму палочки. Само слово «бактерия» происходит от греческого слова «бактерион», что означает палочка. Однако многие бактерии имеют форму шара, изогнутых палочек, запятых или спиралей.
Бактерии растут и размножаются необыкновенно быстро. Холерная бактерия делится на две клетки через каждые 20 минут. Новые клетки вырастают до размеров взрослой бактерии и снова делятся.
Бактерии нуждаются в пище, влаге, в определённой температуре для поддержании своей жизнедеятельности. При наступлении неблагоприятных для их жизни условий, например при недостатке пищи, влаги или при резком понижении или повышении температуры, протоплазма бактерии сжимается в шарик и покрывается новой прочной оболочкой. Такое состояние бактерий называется cпopoй.
В состоянии споры бактерия не питается и не движется — она находится в покое. Споры многих бактерий выдерживают длительное высушивание, кипячение, замораживание, а также действие различных ядов. Большинство бактерий гибнет уже при температуре +85° и –100°. Споры же некоторых бактерий переносят нагревание до температуры 140° тепла и охлаждение до 253° мороза. Попав во влажную питательную среду, споры набухают и затем прорастают. Из споры снова образуется бактерия, которая начинает двигаться, питаться и размножаться. Так, путём образования спор бактерии сохраняют своё существование.
Таким образом, бактерии объединяются в царство мельчайших организмов очень простого строения. Бактерии большей частью питаются органическими веществами; среди них встречаются сапрофиты и паразиты. Бактерии растут и размножаются очень быстро. Поэтому они быстро распространяются.
Строение бактерий
Большинство бактерий ― одноклеточные структуры. Исключением являются такие растения, как нитчатые цианобактерии и актиномицеты. Форма клеток бактерий может быть округлая (кокки), извитая (спириллы, вибрионы), палочковидная (бациллы, псевдомонады), иногда ― звездчатые, кубические, С-образные, и т. д.
Рисунок 1. Формы бактерий
В строении бактерий выделяют три обязательных клеточных элемента: цитоплазматическую мембрану, нуклеотид, рибосомы. Почти все бактерии имеют внешнюю оболочку ― клеточную стенку, благодаря которой форма бактерий постоянна. Эта клеточная оболочка выполняет основные механические и физиологические функции. Ее главный структурный элемент ― биополимер муреин. Микробиологи делят все виды бактерий на грамположительные, грамотрицательные и бактерии без клеточной стенки (микоплазмы), так как в связи с особенностями строения клеточной стенки бактерии по-разному реагируют на окрашивание способом Грама. У грамположительных бактерий стенка утолщена и содержит большее количество муреина, тогда как у грамотрицательных видов клеточная стенка тонкая, а снаружи имеется мембрана, включающая белки, фосфолипиды, липополисахариды. Главная функция внешней мембраны ― транспортная. Многие бактерии имеют на своей поверхности ворсинки либо жгутики, обеспечивающие передвижение организма. Некоторые бактерии покрыты снаружи слизистыми капсулами, состоящими из полисахаридов (в некоторых случаях полипептидов или гликопротеинов).
Рисунок 2. Строение клетки бактерии
От клеточной стенки цитоплазму бактерий отделяет цитоплазматическая мембрана. Ее основная функция ― создание осмотического барьера в клетке, регуляция транспорта веществ. Такие важные для жизнедеятельности организма процессы, как дыхание, хемосинтез, фиксация азота и др., происходят в мембране. Часто формируются выпячивания цитоплазматической мембраны ― мезосомы. В мембране осуществляется биосинтез клеточной стенки, а также спорообразование.
В целом клетка бактерии устроена достаточно просто. Главное отличие прокариот (бактериальной клетки) от эукарит ― это отсутствие ядерной мембраны и других внутрицитоплазматических мембран, которые не являются производными цитоплазматической мембраны. Вся генетическая информация об организме бактерии, необходимая для ее жизнедеятельности, заключена в одной ДНК, которая присутствует в клетке в виде замкнутого кольца. Она называется нуклеоид. Хромосома обычно в бактериальной клетке имеется в единственном экземпляре, но иногда может содержаться несколько ее копий.
У фототрофных, нитрифицирующих бактерий имеется обширная сеть цитоплазматических мембран, представленная сливающимися пузырьками, как граны хлоропластов у эукариот. У тех бактерий, которые живут в водной среде, есть газовые вакуоли (аэросомы), функция которых заключается в регуляции плотности. Также в цитоплазме имеются включения запасных питательных веществ: полифосфатов, полисахаридов, соединений серы, т.д. Основным элементом бактериальной клетки являются рибосомы, расположенные в цитоплазме клетки. У цианобактерий имеются видоизмененные рибосомы ― карбоксисомы, представляющие собой тельца, содержащие фермент, с помощью которого происходит фиксация СО2. У некоторых видов спорообразующих бактерий в параспоральных тельцах образуется токсин, вызывающий гибель личинок насекомых.
Размножение Бактерий
По достижении определенных параметров клетки бактерии начинают размножаться бесполым и половым способом. Многие бактерии лишены полового процесса, и размножение у них протекает только путем деления или почкования. Так, практически всем видам бактерий присуще множественное равновеликое бинарное деление, представляющее собой ряд последовательных простых делений каждой клетки за короткий отрезок времени на две идентичные клетки. Деление грамположительной бактериальной клетки осуществляется после репликации (удвоения) ДНК.
Рисунок 3. Деление бактериальной клетки
Особенность бесполого способа размножения грамотрицательных бактерий состоит в том, что деление происходит путем формирования перетяжки при втягивании мембраны и клеточной стенки внутрь клетки. Почкование представляет собой процесс образования и роста почки на одном из полюсов материнской клетки, которая проявляет признаки старения и не дает более дочерних клеток.
Половое размножение у бактерий осуществляется в примитивной форме. У бактерий не образуются гаметы, и нет слияния клеток. Однако самое важное событие полового процесса происходит ― это обмен генетическим материалом, что именуется генетической рекомбинацией. При половом процессе часть ДНК бактериальной клетки донора транспортируется в клетку реципиента и замещает аналогичную часть ДНК реципиента под воздействием необходимых ферментов. Новообразованная рекомбинантная ДНК бактерии содержит гены обеих родительских клеток. Особенностью клеток, образованных при половом размножении, является то, что у них наблюдается разнообразие признаков, благодаря соединению генов разных организмов. Это является основой эволюционных преобразований и появления новых видов бактерий. Изучены три способа образования рекомбинантов: трансформация, трансдукция и конъюгация.
Рисунок 4. Схема конъюгации бактерий
Роль бактерий в природе
Бактерии распространены повсеместно: в воздухе, в воде, в почве, в живых организмах. Бактерии были обнаружены даже на дне океана на глубине нескольких километров, в термальных источниках, температура воды которых достигает 90 градусов, в нефтеносных пластах, то есть они способны существовать в таких условиях, где другие живые организмы не встречаются вообще.
Благодаря жизнедеятельности почвенных бактерий совместно с другими организмами ― растениями,грибами ― обеспечивается плодородие почвы. В 1 грамме чернозема содержится около 10 миллиардов бактерий. Они разлагают органические вещества, оставшиеся от мертвых животных и растений, которые поступают в грунт. Благодаря этому, образуются неорганические вещества, которые позднее могут употреблять другие организмы, в том числе растения, а также выделяется углекислый газ, необходимый растениям для фотосинтеза. Большое количество перегноя образуется бактериями при удобрении почвы навозом, при культивировании многолетних и однолетних травянистых растений, у которых отмирают многочисленные корни. При наличии кислорода в почве бактерии за короткий период времени подвергают превращению перегноя в минеральные вещества для питания растений, в том числе культурных.
С целью обеспечить лучшие условия для жизнедеятельности полезных почвенных бактерий в сельском хозяйстве проводят обработку и удобрение почвы. Благодаря рыхлению верхнего слоя почвы, сохраняется влага, и происходит обогащение почвы воздухом, что необходимо как для жизни культурных растений, так и для почвенных бактерий. Также и внесение навоза питает не только культурные растения, но и бактерии.
Цианобактерии и некоторые бактерии почвы способны усваивать азот воздуха и преобразовывать его в доступную для употребления растениями форму. Клубеньковые бактерии являются одной из таких групп бактерий. Они поселяются на корнях бобовых и некоторых других растений (облепихи, шелковицы). Клубеньковые бактерии способны усваивать азот из воздуха и продуцировать органические азотсодержащие вещества, обогащая ими почву.
Рисунок 5. Клубеньковые бактерии
Усваивая органические вещества, бактерии обеспечивают очищение водоемов. Но также они могут провоцировать обратный процесс ― «цветение воды». Цианобактерии, зеленые и пурпурные серные бактерии вместе с растениями формируют запасы органических веществ в природе, образуя их из неорганических соединений. А цианобактерии еще и выделяют в атмосферу свободный кислород, которым дышат все живые существа. Образование залежей природного газа и нефти также происходило с участием определенных видов бактерий.
Жизнь на Земле невозможна без жизнедеятельности бактерий, так как они участвуют в круговороте веществ в природе, осуществляя химические превращения, не доступные ни животным, ни растениям.
Роль бактерий в жизни человека
Одной из сред жизни бактерий являются другие живые организмы, в том числе человек. Отношения, которые возникают при этом могут быть разными. Есть бактерии, которые приносят пользу. Так, в кишечнике человека живут бактерии (к примеру, кишечная палочка, бифидобактерии), которые способствуют процессам пищеварения, синтезируют некоторые витамины и препятствуют деятельности болезнетворных бактерий. В случае чрезмерного приема антибактериальных препаратов эти полезные бактерии погибают, что негативно отражается на здоровье. Сами же бактерии, благодаря поселению в кишечнике человека, постоянно обеспечены питательными веществами.
В кишечнике домашних жвачных животных, которые составляют основу животноводства, (коров, коз, овец) также живут бактерии. Жвачные животные употребляют растительную пищу, богатую на клетчатку, но самостоятельно переваривать клетчатку не способны. Эту функцию выполняют бактерии.
Среди бактерий есть также немало паразитических видов, которые поселяясь в организме человека, растений и животных, провоцируют развитие разнообразных заболеваний. От больного в другой организм бактерии могут проникать вместе с едой, водой, воздухом, через покровы тела. Самый распространенный путь проникновения бактерий в организм человека ― воздушно-капельный.
Болезнетворные бактерии могут переносить и кровососущие насекомые. Так, возбудителя чумы переносят блохи, а сыпного тифа ― вши.
Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков и других лекарственных средств.
Бактериальные заболевания человека
|
Название болезни |
Место поражения |
|
Дифтерия |
Верхние дыхательные пути |
|
Туберкулез |
Легкие, органы брюшной полости, кости и суставы, лимфоузлы |
|
Коклюш |
Верхние и нижние дыхательные пути |
|
Гонорея |
Половые органы |
|
Сифилис |
Половые органы, при длительном течении — большинство органов и систем |
|
Сыпной тиф |
Внутренние стенки кровеносных сосудов |
|
Столбняк |
Кровь, двигательные нейроны спинного мозга |
|
Брюшной тиф |
Пищеварительный тракт, лимфа, кровь, легкие, костный мозг, селезенка |
|
Сальмонеллез |
Пищеварительный тракт |
|
Бациллярная дизентерия |
Подвздошная и толстая кишка |
|
Холера (холерный вибрион) |
Тонкий кишечник |
Бактерии широко используются в хозяйстве человеком. Так, с древних времен человек применяет способность некоторых бактерий вызывать брожение для получения определенных продуктов: молочнокислой продукции (йогуртов, сыров, кефира), масляной и уксусной кислот, т. д. Без бактерий невозможно дубление кожи и изготовление льняного волокна.
Применяют определенные группы бактерий и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и некоторых других веществ. В сельском хозяйстве их используют для силосования зеленых кормов.
Одна из важных проблем современности ― это очищение сточных вод. В очистных сооружениях используют бактерии, которые разлагают органические остатки. Кроме того, изучая численность и видовой состав бактерий в воде можно определить степень загрязненности водоемов. С помощью некоторых бактерий человек борется с кровососущими животными, вредителями сельского и лесного хозяйства. Изобретены специальные антибактериальные препараты, которые поражают только определенные виды вредных бактерий.
Бактерии могут наносить вред хозяйственной деятельности человека, к примеру, портить продукты питания. При этом бактерии вырабатывают ядовитые вещества, которые могут отравить организм человека или животного, если они будут употреблять в пищу испорченные продукты. Например, палочка ботулизма может развиваться в консервированных мясных и растительных продуктах, рыбе, колбасе, если при консервировании не придерживаться строгих правил технологического процесса. Чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, их стерилизуют либо пастеризуют.