Бактерии
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.
- 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.
Источник
Бактерии
Бактерии — микроскопические организмы, состоящие всего из одной клетки. Они встречаются практически во всех местах на Земле: в почве, водоёмах, в живых организмах и даже в радиоактивных отходах. Название этих микроорганизмов переводится с греческого языка как «палочка». Впервые увидел, какие бывают бактерии, учёный Антони ван Левенгук с помощью светового микроскопа в 1676 году.
Строение и размножение
Бактерии — древнейшие живые организмы на Земле, которые существуют более 3,6–4,5 млрд лет. Они являются прокариотами, относятся к биологическому царству организмов, в клетках которых нет ядра и некоторых органоидов.
Бактерии могут быть палочковидной, сферической, изогнутой формы, встречаются всюду — в почве, воде, воздухе, на поверхности и внутри тел других организмов.
- Организм — одна клетка.
- Размеры колеблются в пределах от 1 до 15 мкм.
- Снаружи покрыты плотной оболочкой и защитной слизистой капсулой.
- Органы движения — ворсинки, один или несколько жгутиков на внешней оболочке клетки.
- В клетках отсутствуют ядро, окружённое собственной мембраной, митохондрии и пластиды.
- Наследственная информация находится в центральной зоне клетки в виде нити ДНК, замкнутой в кольцо (нуклеоид).
Способ размножения бактерий — простое деление клетки надвое. Сначала материнская клетка удлиняется, образуется поперечная перегородка. Она углубляется и постепенно формируются две дочерние клетки. Скорость размножения этих микроорганизмов очень высокая.
Одна бактерия в течение 24 часов способна образовывать миллионы новых клеток. Они расходятся или остаются связанными в цепочки, группы.
Разнообразие бактериальных клеток
Большинство бактерий поглощают готовые питательные вещества, созданные другими организмами. Это гетеротрофный тип питания (от греческих слов «гетерос», что означает «чужой», и «трофос» — «питание».
По типу питания различают следующие группы бактерий:
- гетеротрофы;
- автотрофы (фототрофы и хемотрофы);
- сапротрофы (питаются веществами мертвых тел или выделениями других организмов);
- паразиты (живут за счёт других живых существ);
- симбионты (способны к симбиозу с растениями).
Примеры автотрофов, которые самостоятельно создают для себя питательные вещества, — зелёные серобактерии и пурпурные бактерии. Фототрофы содержат хлорофилл, поглощают энергию Солнца для фотосинтеза. Хемотрофы используют химические реакции для создания органических веществ из неорганических.
Какие бывают виды бактерий по форме, можно перечислить в докладе или сообщении по биологии для 5 класса. Их можно представить в виде списка:
- кокки — шаровидные (стрептококки, пневмококки, стафилококки);
- бациллы — палочковидные (сенная палочка);
- вибрионы — изогнутые;
- спириллы — извитые;
- спирохеты — спирально закрученные.
По результатам жизнедеятельности выделяют бактерии гниения, брожения, патогенные. Каждая из этих групп отличается по особенностям питания и значению. Например, патогенные микроорганизмы вызывают заболевания человека, животных, растений.
Значение бактерий
Бактерии перерабатывают органические остатки в почве в минеральные вещества, участвуют в образовании перегноя, круговороте веществ в природе. Молочнокислые бактерии вызывают скисание молока, превращают его в простоквашу, сметану. Микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека, совместно образуют микрофлору, важную для пищеварения, иммунитета.
Список заболеваний, которые вызывают бактерии у человека, довольно большой. Наиболее опасные бактериальные инфекции — сибирская язва, чума, тиф, холера, дифтерия, туберкулёз, дизентерия. Чтобы избежать инфицирования, нужно соблюдать личную гигиену, правильно хранить, мыть и приготавливать пищевые продукты, делать профилактические прививки.
Что мы узнали?
Бактерии состоят из одной клетки, не имеющей ядра. Одни бактериальные организмы питаются готовыми органическими веществами, другие создают их самостоятельно. Бактерии различаются по форме, и этот признак положен в основу классификации царства.
Источник