Строение тела бактерии – Бактерии — строение, размножение, питание, виды, среда обитания, формы, классы, царство, вики — Wiki-Med

Бактерии. Строение бактериальной клетки. Формы. Фото

Организм бактерии представлен одной единственной клеткой. Формы бактерий разнообразны. Строение бактерий отличается от строения клеток животных и растений.

В клетке отсутствует ядро, митохондрии и пластиды. Носитель наследственной информации ДНК, расположена в центре клетки в свернутом виде. Микроорганизмы, которые не имеют настоящего ядра, относятся к прокариотам. Все бактерии — прокариоты.

Предполагается, что на земле существует свыше миллиона видов этих удивительных организмов. К настоящему времени описано около 10 тыс. видов.

Бактериальная клетка имеет стенку, цитоплазматическую мембрану, цитоплазму с включениями и нуклеотид. Из дополнительных структур некоторые клетки имеют жгутики, пили (механизм для слипания и удержания на поверхности) и капсулу. При неблагоприятных условиях некоторые бактериальные клетки способны образовывать споры. Средний размер бактерий 0,5-5 мкм.

Внешнее строение бактерий

Рис. 1. Строение бактериальной клетки.

Клеточная стенка

• Клеточная стенка бактериальной клетки является для нее защитой и опорой. Она придает микроорганизму свою, специфическую форму.
• Клеточная стенка проницаема. Через нее проходят питательные вещества внутрь и продукты обмена (метаболизма) наружу.
• Некоторые виды бактерий вырабатывают специальную слизь, которая напоминает капсулу, предохраняющую их от высыхания.
• У некоторых клеток имеются жгутики (один или несколько) или ворсинки, которые помогают им передвигаться.
• У бактериальных клеток, которые при окрашивании по Граму приобретают розовую окраску (грамотрицательные), клеточная стенка более тонкая, многослойная. Ферменты, благодаря которым происходит расщепление питательных веществ, выделяются наружу.
• У бактерий, которые при окрашивании по Граму приобретают фиолетовую окраску (грамположительные), клеточная стенка толстая. Питательные вещества, которые поступают в клетку, расщепляются в периплазматическом пространстве (пространство между клеточной стенкой и мембраной цитоплазмы) гидролитическими ферментами.
• На поверхности клеточной стенки имеются многочисленные рецепторы. К ним прикрепляются убийцы клеток — фаги, колицины и химические соединения.
• Липопротеиды стенки у некоторых видов бактерий являются антигенами, которые называются токсинами.
• При длительном лечении антибиотиками и по ряду других причин некоторые клетки теряют оболочку, но сохраняют способность к размножению. Они приобретают округлую форму — L-форму и могут длительно сохраняться в организме человека (кокки или палочки туберкулеза). Нестабильные L-формы обладают способностью принимать первоначальный вид (реверсия).

Рис. 2. На фото строение бактериальной стенки грамотрицательных бактерий (слева) и грамположительных (справа).

Капсула

При неблагоприятных условиях внешней среды бактерии образуют капсулу. Микрокапсула плотно прилегает к стенке. Ее можно увидеть только в электронном микроскопе. Макрокапсулу часто образуют патогенные микробы (пневмококки). У клебсиеллы пневмонии макрокапсула обнаруживаются всегда.

Рис. 3. На фото пневмококк. Стрелками указана капсула (электронограмма ультратонкого среза).

Капсулоподобная оболочка

Капсулоподобная оболочка представляет собой образование, непрочно связанное с клеточной стенкой. Благодаря бактериальным ферментам капсулоподобная оболочка покрывается углеводами (экзополисахаридами) внешней среды, благодаря чему обеспечивается слипание бактерий с разными поверхностями, даже совершенно гладкими.

Например, стрептококки, попадая в организм человека, способны слипаться с зубами и сердечными клапанами.

Функции капсулы многообразны:

• защита от агрессивных условий внешней среды,
• обеспечение адгезии (слипанию) с клетками человека,
• обладая антигенными свойствами, капсула оказывает токсический эффект при внедрении в живой организм.

Рис. 4. Стрептококки способны слипаться с эмалью зубов и вместе с другими микробами являются причиной кариеса.

Рис. 5. На фото поражение митрального клапана при ревматизме. Причина — стрептококки.

Жгутики

• У некоторых бактериальных клеток имеются жгутики (один или несколько) или ворсинки, которые помогают передвигаться. В составе жгутиков находится сократительный белок флагелин.
• Количество жгутиков может быть разным — один, пучок жгутиков, жгутики на разных концах клетки или по всей поверхности.
• Движение (беспорядочное или вращательное) осуществляется в результате вращательного движения жгутиков.
• Антигенные свойства жгутиков оказывают токсический эффект при заболевании.
• Бактерии, не имеющие жгутиков, покрываясь слизью, способны скользить. У водных бактерий содержатся вакуоли в количестве 40 — 60, наполненные азотом.

Они обеспечивают погружение и всплытие. В почве бактериальная клетка передвигается по почвенным каналам.

Рис. 6. Схема прикрепления и работы жгутика.

Рис. 7. На фото разные типы жгутиковых микробов.

Рис. 8. На фото разные типы жгутиковых микробов.

Пили

• Пили (ворсинки, фимбрии) покрывают поверхность бактериальных клеток. Ворсинка представляет собой винтообразно скрученную тонкую полую нить белковой природы.
• Пили общего типа обеспечивают адгезию (слипание) с клетками хозяина. Их количество огромно и составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. С момента прикрепления начинается любой инфекционный процесс.
• Половые пили способствуют переносу генетического материала от донора реципиенту. Их количество от 1 до 4-х на одну клетку.

Рис. 9. На фото кишечная палочка. Видны жгутики и пили. Фото сделано при помощи туннельного микроскопа (СТМ).

Рис. 10. На фото видны многочисленные пили (фимбрии) у кокков.

Рис. 11. На фото бактериальная клетка с фимбриями.

Цитоплазматическая мембрана

• Цитоплазматическая мембрана располагается под клеточной стенкой и представляет собой липопротеин (до 30% липидов и до 70% протеинов).
• У разных бактериальных клеток разный липидный состав мембран.
• Мембранные белки выполняют множество функций. Функциональные белки представляют собой ферменты, благодаря которым на цитоплазматической мембране происходит синтез разных ее компонентов и др.
• Цитоплазматическая мембрана состоит из 3-х слоев. Двойной фосфолипидный слой пронизан глобулинами, которые обеспечивают транспорт веществ в бактериальную клетку. При нарушении ее работы клетка погибает.
• Цитоплазматическая мембрана принимает участие в спорообразовании.

Рис. 12. На фото отчетливо видна тонкая клеточная стенка (КС), цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) и нуклеотид в центре (бактерия Neisseria catarrhalis).

к содержанию ↑

Внутреннее строение бактерий

Рис. 13. На фото строение бактериальной клетки. Строение клетки бактерии отличается от строения клеток животных и растений — в клетке отсутствует ядро, митохондрии и пластиды.

Цитоплазма

Цитоплазма на 75% состоит из воды, остальные 25% приходится на минеральные соединения, белки, РНК и ДНК. Цитоплазма всегда густая и неподвижная. В ней содержатся ферменты, некоторые пигменты, сахара, аминокислоты, запас питательных веществ, рибосомы, мезосомы, гранулы и всевозможные другие включения. В центре клетки концентрируется вещество, которое несет наследственную информацию — нуклеоид.

Гранулы

Гранулы состоят из соединений, которые являются источником энергии и углерода.

Мезосомы

Мезосомы — производные клетки. Имеют разную форму — концентрические мембраны, пузырьки, трубочки, петли и др. Мезосомы имеют связь с нуклеоидом. Участие в делении клетки и спорообразовании — их основное предназначение.

Нуклеоид

Нуклеоид является аналогом ядра. Он расположен в центре клетки. В нем локализована ДНК — носитель наследственной информации в свернутом виде. Раскрученная ДНК достигает в длину 1 мм. Ядерное вещество бактериальной клетки не имеет мембраны, ядрышка и набора хромосом, не делится митозом. Перед делением нуклеотид удваивается. Во время деления число нуклеотидов увеличивается до 4-х.

Рис. 14. На фото срез бактериальной клетки. В центральной части виден нуклеотид.

Плазмиды

Плазмиды представляют собой автономные молекулы, свернутые в кольцо, двунитевой ДНК. Их масса значительно меньше массы нуклеотида. Несмотря на то, что в ДНК плазмид закодирована наследственная информация, они не являются жизненно важными и необходимыми для бактериальной клетки.

Рис. 15. На фото бактериальная плазмида. Фото сделано с помощью электронного микроскопа.

Рибосомы

Рибосомы бактериальной клетки участвуют в синтезе белка из аминокислот. Рибосомы бактериальных клеток не объединены в эндоплазматическую сеть, как у клеток, имеющих ядро. Именно рибосомы часто становятся «мишенью» для многих антибактериальных препаратов.

Включения

Включения — продукты метаболизма ядерных и безъядерных клеток. Представляют собой запас питательных веществ: гликоген, крахмал, сера, полифосфат (валютин) и др. Включения часто при окраске приобретают иной вид, чем цвет красителя. По валютину можно диагностировать дифтерийную палочку.

к содержанию ↑

Формы бактерий

microbak.ru

Мир дикой природы на wwlife.ru

Оглавление
1. 2. 3. 4.  5. 6.  7. 8. 9.

---

1. Введение

В надцарство прокариот, или доядерных, объединяют самых древних   обитателей нашей планеты — бактерии (Рис. 1.1), которых в обиходе часто называют микробами.   Это очень древние организмы, появившиеся, по-видимому, около 3 млрд. лет назад.   Эти организмы имеют клеточное строение, но их наследственный материал неотделен   от плазматической оболочки, другими словами они лишены оформленного ядра (рис.1.2). По   размерам большинство из них значительно крупнее вирусов. В настоящее время описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона, однако само   применение понятия вида к бактериям сопряжено с рядом трудностей.

Рис. 1.1. Pseudomonas aeruginosaДо конца 1970-х годов термин «бактерия» был синонимом прокариотов, но в 1977 году на основании данных молекулярной биологии прокариоты были разделены на царства архебактерий и эубактерий. Впоследствии, чтобы подчеркнуть различия между ними, они были переименованы в архей и бактерий соответственно. Хотя до сих пор под бактериями часто понимают всех прокариотов, в данной статье описаны лишь эубактерии. Однако, эти две группы схожи, и многие положения статьи справедливы также для архей — в подобных случаях используется термин «прокариоты» или сочетание «бактерии и археи».

Изучение строения и жизнедеятельности микроорганизмов занимается   наука — микробиология.

Бактерии прекрасно себя чувствуют в воде, охлаждающей ядерные   реакторы; остаются жизнеспособными, получив дозу радиации в 10 тыс. раз   превышающую смертельную для человека. Они выдерживали двухнедельное пребывание в   глубоком вакууме; не погибали и в открытом космосе, помещенные туда на 18 часов,   под смертоносным воздействием солнечной радиации.

Способы питания бактерий столь же разнообразны, как и условия их   жизни. Пожалуй, нет такого органического вещества, которое не подошло бы в пищу   тем или иным бактериям. Некоторые бактерии, как и зеленые растения, сами   производят органические вещества с помощью солнечных лучей. Только кислород в   отличие от растений они при этом процессе (фотосинтезе) не выделяют.

Рис. 1.2. Строение бактерий.Среди бактерий есть паразиты, которые, поселяясь в чужих   организмах, могут стать причиной болезни. Есть и бактерии-хищники, которые из   множества своих тел «плетут» приспособления, чем-то напоминающие паутину, и   ловят туда свою добычу (например, простейших).

Некоторые бактерии питаются такими «малосъедобными» веществами,   как аммиак, соединения железа, серы, сурьмы.

Размножаются бактерии простым делением надвое. Каждые 20 минут в   благоприятных условиях количество некоторых бактерий может удваиваться. Если,   например, в организм человека попала всего одна такая бактерия, то черех 12   часов их может стать уже несколько миллиардов.

Долгое время люди жили, так сказать, «бок о бок» с бактериями, не   подозревая об их существовании. Первым человеком, наблюдавшим бактерии в   микроскоп, был в 1676году Антонии Ван Левенгук.

Размер некоторых бактерий достигает в длину до   1/20мм (пурпурная серобактерия  ). Пару таких бактерий вполне можно увидеть невооруженным глазом, но большинство бактерий в десятки раз меньше. Иногда бактерии образуют большие скопления видимые даже не вооруженным глазом. На   месте одной-единственной бактерии, попавшей на поверхность питательной среды,   уже через несколько часов образуется видимая невооруженным глазом   колония-бугорок. Взглянув на цвет и форму колонии, опытный специалист сразу   определит, с бактериями какого вида он имеет дело.

Бывают желтые, красные, сини бактерии. Выдающийся английский   биолог Александр Флеминг любил в свободное время делать цветные рисунки, причем   в качестве красок он использовал … бактерии. Он наносил на контуры рисунка   питательный бульон с соответствующими бактериями, помещал рисунок в тепло и   получал цветное изображение.

В экологических и микробиоценотических исследованиях под бактериями часто понимают лишь   нефотосинтезирующие немицелиальные прокариоты, противопоставляя их по функциям актиномицетам и цианобактериям.

 

2. Строение бактерий

Рис. 2.1. Строение бактерий на примере кишечной Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны.   По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады),   извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты),   реже — звёздчатыми, тетраэдрическими,   кубическими, C- или O-образными (рис. 2.2). Формой определяются такие способности бактерий,   как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ.   Отмечено, например, что олиготрофы,   то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде,   стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью   образования выростов (т. н. простек).

 Из обязательных клеточных структур выделяют три:

Рис. 2.2. Различные формы бактерий С внешней стороны от ЦПМ находятся несколько слоёв (клеточная   стенка, капсула, слизистый   чехол), называемых клеточной оболочкой, а также поверхностные   структуры (жгутики, ворсинки т.н. пили). ЦПМ   и цитоплазму объединяют вместе в понятие протопласт (рис.2.1).

    Строение протопласта

    ЦПМ ограничивает содержимое клетки (цитоплазму) от внешней среды. Гомогенная   фракция цитоплазмы, содержащая набор растворимых РНК, белков, продуктов и   субстратов метаболических реакций названа цитозолем.   Другая часть цитоплазмы представлена различными структурными элементами.

Одним из основных отличий клетки бактерий от клетки эукариот является отсутствие ядерной мембраны и,   строго говоря, отсутствие вообще внутрицитоплазматических мембран, не являющихся   производными ЦПМ. Однако у разных групп прокариот (особенно часто у   грамположительных бактерий) имеются локальные впячивания ЦПМ — мезосомы,   выполняющие в клетке разнообразные функции и разделяющие её на функционально   различные части. У многих фотосинтезирующих бактерий существует развитая сеть   производных от ЦПМ фотосинтетических мембран. У пурпурных   бактерий они сохранили связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую на срезах под   электронным микроскопом, у цианобактерий эта связь либо трудно обнаруживается, либо утрачена в процессе эволюции. В   зависимости от условий и возраста культуры фотосинтетические мембраны образуют   различные структуры — везикулы, хроматофоры, тилакоиды.

Вся необходимая для жизнедеятельности бактерий генетическая информация   содержится в одной ДНК (бактериальная хромосома),   чаще всего имеющей форму ковалентно замкнутого кольца (линейные хромосомы   обнаружены у

Streptomyces и Borrelia).   Она в одной точке прикреплена к ЦПМ и помещается в структуре, обособленной, но   не отделённой мембраной от цитоплазмы, и называемой нуклеоид.   ДНК в развёрнутом состоянии имеет длину более 1 мм. Бактериальная хромосома   представлена обычно в единственном экземпляре, то есть практически все   прокариоты гаплоидны, хотя в   определённых условиях одна клетка может содержать несколько копий своей   хромосомы, а Burkholderia   cepacia имеет три разных кольцевых хромосомы (длиной 3,6; 3,2 и 1,1 млн   пар нуклеотидов). Рибосомы прокариот также отличны от таковых у эукариот и имеют   константу седиментации 70 S (80 S у эукариот).

Рис.2.3. Строение клеточной стенки: А — грамположительные бектерии, Б — грамотрицательные бактерии.Помимо этих структур в цитоплазме также могут находиться включения запасных   веществ.

    Клеточная оболочка и поверхностные структуры

Клеточная   стенка — важный структурный элемент бактериальной клетки, однако не   обязательный. Искусственным путём были получены формы с частично или полностью   отсутствующей клеточной стенкой (L-формы), которые могли   существовать в благоприятных условиях, однако иногда утрачивали способность к   делению. Известна также группа природных не содержащих клеточной стенки   бактерий — микоплазмов.

У бактерий существует два основных типа строения клеточной стенки, свойственных грамположительным и грамотрицательным видам (рис. 2.3). Такое название они получили после того, как в конце XIX века датский врач Ханс Кристиан Грам обнаружил, что если бактерии обработать сначала красителем кристаллическим фиолетовым, а затем йодом, то бесцветные в обычных условиях клетки окрашиваются. Но у одних бактерий образуется прочная фиолетовая окраска (их назвали грамположительными), а у других (грамотрицательных) краситель смывается этиловым спиртом.

Рис. 2.4. Эволюция бактериального жгутикаКлеточная стенка грамположительных бактерий представляет собой гомогенный   слой толщиной 20—80 нм, построенный в основном из пептидогликана с меньшим количеством тейхоевых   кислот и небольшим количеством полисахаридов, белков и липидов (так   называемый липополисахарид).   В клеточной стенке имеются поры диаметром 1—6 нм, которые делают её проницаемой для ряда молекул.

У грамотрицательных бактерий пептидогликановый слой неплотно прилегает к ЦПМ   и имеет толщину лишь 2—3 нм. Он окружён наружной мембраной, имеющей, как   правило, неровную, искривлённую форму. Между ЦПМ, слоем пептидогликана и внешней   мембраной имеется пространство, называемое периплазматическим,   и заполненное раствором, включающим в себя транспортные белки и ферменты.

С внешней стороны от клеточной стенки может находиться капсула — аморфный слой (рис.2.1), сохраняющий связь со стенкой. Слизистые слои не имеют связи с клеткой и легко отделяются, чехлы же не аморфны, а имеют тонкую структуру. Однако между этими тремя идеализированными случаями есть множество переходных форм.

Бактериальных жгутиков (рис.2.4, 2.5) может быть от 0   до 1000. Возможны как варианты расположения одного жгутика у одного полюса   (монополярный монотрих), пучка жгутиков у одного (монополярный перитрих или   лофотрихиальное жгутикование) или двух полюсов (биполярный перитрих или   амфитрихиальное жгутикование), так и многочисленные жгутики по всей поверхности   клетки (перитрих). Толщина жгутика составляет 10—20 нм, длина — 3—15 мкм. Его   вращение осуществляется против часовой стрелки с частотой 40—60 об/с.

Строение бактериального жгутика на примере бактерии Esherichia Coli Помимо жгутиков, среди поверхностных структур бактерий необходимо назвать ворсинки. Они   тоньше жгутиков (диаметр 5—10 нм, длина до 2 мкм) и необходимы для прикрепления   бактерии к субстрату, принимают участие в транспорте метаболитов, а особые   ворсинки — F-пили —нитевидные образования, более   тонкие и короткие (3—10 нм х 0, 3—10 мкм), чем жгутики — необходимы   клетке-донору для передачи реципиенту ДНК при конъюгации.

 

Размеры бактерий

Размеры бактерий в среднем составляют 0,5—5 мкм. Escherichia coli,   например, имеет размеры 0,3—1 на 1—6 мкм, Staphylococcus   aureus — диаметр 0,5—1 мкм, Bacillus   subtilis 0,75 на 2—3 мкм. Крупнейшей из известных бактерий является Thiomargarita namibiensis, достигающая размера в 750 мкм (0,75 мм). Второй является Epulopiscium   fishelsoni имеющая диаметр 80 мкм и длину до 700 мкм и обитающая в   пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus. Achromatium   oxaliferum достигает размеров 33 на 100 мкм, Beggiatoa   alba — 10 на 50 мкм. Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0,7 мкм. В то же время к   бактериям относятся самые мелкие из имеющих клеточное строение организмов. Mycoplasma   mycoides имеет размеры 0,1—0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной   мозаики, коровьей   оспы или гриппа. По теоретическим   подсчётам сферическая клетка диаметром менее 0,15—0,20 мкм становится   неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не   помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.

Однако были описаны нанобактерии,   имеющие размеры меньше «допустимых» и сильно отличаюшиеся от обычных бактерий.   Они, в отличие от вирусов, способны к самостоятельному росту и размножению   (чрезвычайно медленным). Они пока мало изучены, живая их природа ставится под   сомнение.

При линейном увеличении радиуса клетки её поверхность возрастает   пропорционально квадрату радиуса, а объём — пропорционально кубу, поэтому у   мелких организмов отношение поверхности к объёму выше, чем у более крупных, что   означает для первых более активный обмен веществ с окружающей средой.   Метаболическая активность, измеренная по разным показателям, на единицу биомассы   у мелких форм выше, чем у крупных. Поэтому небольшие даже для микроорганизмов   размеры дают бактериям и археям преимущества в скорости роста и размножения по   сравнению с более сложноорганизованными эукариотами и определяют их важную   экологическую роль.

     Многоклеточность у бактерий

 Одноклеточные формы способны осуществлять все функции, присущие организму, независимо от   соседних клеток. Многие одноклеточные прокариоты склонны к образованию клеточных   агрегатов, часто скреплённых выделяемой ими слизью. Чаще всего это лишь   случайное объединение отдельных организмов, но в ряде случаев временное   объединение связано с осуществлением определённой функции, например,   формирование плодовых тел миксобактериями делает возможным развитие цист, при том что единичные   клетки не способны их образовывать. Подобные явления наряду с образованием   одноклеточными эубактериями морфологически и функционально дифференцированных   клеток — необходимые предпосылки для возникновения у них истинной многоклеточности.

Рис. 2.6. Многоклеточность у бактерий на примере Anabaena crassa Многоклеточный организм должен отвечать следующим условиям:

1. его клетки должны быть агрегированы
2. между клетками должно осуществляться разделение функций
3. между агрегированными клетками должны устанавливаться устойчивые   специфические контакты

Многоклеточность у прокариот (рис.2.6) известна, наиболее высокоорганизованные   многоклеточные организмы принадлежат к группам цианобактерий и актиномицетов.   У нитчатых цианобактерий описаны структуры в клеточной стенке, обеспечивающие   контакт двух соседних клеток — микроплазмодесмы. Показана возможность   обмена между клетками веществом (красителем) и энергией (электрической   составляющей трансмембранного потенциала). Некоторые из нитчатых цианобактерий   содержат помимо обычных вегетативных клеток функционально дифференцированные: акинеты и гетероцисты.   Последние осуществляют фиксацию   азота и интенсивно обмениваются метаболитами с вегетативными клетками.

1, 2, 3

---

 

---

 

wwlife.ru

Мир дикой природы на wwlife.ru

Оглавление
1. 2. 3. 4.  5. 6.  7. 8. 9.

---

1. Введение

В надцарство прокариот, или доядерных, объединяют самых древних   обитателей нашей планеты — бактерии (Рис. 1.1), которых в обиходе часто называют микробами.   Это очень древние организмы, появившиеся, по-видимому, около 3 млрд. лет назад.   Эти организмы имеют клеточное строение, но их наследственный материал неотделен   от плазматической оболочки, другими словами они лишены оформленного ядра (рис.1.2). По   размерам большинство из них значительно крупнее вирусов. В настоящее время описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона, однако само   применение понятия вида к бактериям сопряжено с рядом трудностей.

Рис. 1.1. Pseudomonas aeruginosaДо конца 1970-х годов термин «бактерия» был синонимом прокариотов, но в 1977 году на основании данных молекулярной биологии прокариоты были разделены на царства архебактерий и эубактерий. Впоследствии, чтобы подчеркнуть различия между ними, они были переименованы в архей и бактерий соответственно. Хотя до сих пор под бактериями часто понимают всех прокариотов, в данной статье описаны лишь эубактерии. Однако, эти две группы схожи, и многие положения статьи справедливы также для архей — в подобных случаях используется термин «прокариоты» или сочетание «бактерии и археи».

Изучение строения и жизнедеятельности микроорганизмов занимается   наука — микробиология.

Бактерии прекрасно себя чувствуют в воде, охлаждающей ядерные   реакторы; остаются жизнеспособными, получив дозу радиации в 10 тыс. раз   превышающую смертельную для человека. Они выдерживали двухнедельное пребывание в   глубоком вакууме; не погибали и в открытом космосе, помещенные туда на 18 часов,   под смертоносным воздействием солнечной радиации.

Способы питания бактерий столь же разнообразны, как и условия их   жизни. Пожалуй, нет такого органического вещества, которое не подошло бы в пищу   тем или иным бактериям. Некоторые бактерии, как и зеленые растения, сами   производят органические вещества с помощью солнечных лучей. Только кислород в   отличие от растений они при этом процессе (фотосинтезе) не выделяют.

Рис. 1.2. Строение бактерий.Среди бактерий есть паразиты, которые, поселяясь в чужих   организмах, могут стать причиной болезни. Есть и бактерии-хищники, которые из   множества своих тел «плетут» приспособления, чем-то напоминающие паутину, и   ловят туда свою добычу (например, простейших).

Некоторые бактерии питаются такими «малосъедобными» веществами,   как аммиак, соединения железа, серы, сурьмы.

Размножаются бактерии простым делением надвое. Каждые 20 минут в   благоприятных условиях количество некоторых бактерий может удваиваться. Если,   например, в организм человека попала всего одна такая бактерия, то черех 12   часов их может стать уже несколько миллиардов.

Долгое время люди жили, так сказать, «бок о бок» с бактериями, не   подозревая об их существовании. Первым человеком, наблюдавшим бактерии в   микроскоп, был в 1676году Антонии Ван Левенгук.

Размер некоторых бактерий достигает в длину до   1/20мм (пурпурная серобактерия  ). Пару таких бактерий вполне можно увидеть невооруженным глазом, но большинство бактерий в десятки раз меньше. Иногда бактерии образуют большие скопления видимые даже не вооруженным глазом. На   месте одной-единственной бактерии, попавшей на поверхность питательной среды,   уже через несколько часов образуется видимая невооруженным глазом   колония-бугорок. Взглянув на цвет и форму колонии, опытный специалист сразу   определит, с бактериями какого вида он имеет дело.

Бывают желтые, красные, сини бактерии. Выдающийся английский   биолог Александр Флеминг любил в свободное время делать цветные рисунки, причем   в качестве красок он использовал … бактерии. Он наносил на контуры рисунка   питательный бульон с соответствующими бактериями, помещал рисунок в тепло и   получал цветное изображение.

В экологических и микробиоценотических исследованиях под бактериями часто понимают лишь   нефотосинтезирующие немицелиальные прокариоты, противопоставляя их по функциям актиномицетам и цианобактериям.

 

2. Строение бактерий

Рис. 2.1. Строение бактерий на примере кишечной Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны.   По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады),   извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты),   реже — звёздчатыми, тетраэдрическими,   кубическими, C- или O-образными (рис. 2.2). Формой определяются такие способности бактерий,   как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ.   Отмечено, например, что олиготрофы,   то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде,   стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью   образования выростов (т. н. простек).

 Из обязательных клеточных структур выделяют три:

Рис. 2.2. Различные формы бактерий С внешней стороны от ЦПМ находятся несколько слоёв (клеточная   стенка, капсула, слизистый   чехол), называемых клеточной оболочкой, а также поверхностные   структуры (жгутики, ворсинки т.н. пили). ЦПМ   и цитоплазму объединяют вместе в понятие протопласт (рис.2.1).

    Строение протопласта

    ЦПМ ограничивает содержимое клетки (цитоплазму) от внешней среды. Гомогенная   фракция цитоплазмы, содержащая набор растворимых РНК, белков, продуктов и   субстратов метаболических реакций названа цитозолем.   Другая часть цитоплазмы представлена различными структурными элементами.

Одним из основных отличий клетки бактерий от клетки эукариот является отсутствие ядерной мембраны и,   строго говоря, отсутствие вообще внутрицитоплазматических мембран, не являющихся   производными ЦПМ. Однако у разных групп прокариот (особенно часто у   грамположительных бактерий) имеются локальные впячивания ЦПМ — мезосомы,   выполняющие в клетке разнообразные функции и разделяющие её на функционально   различные части. У многих фотосинтезирующих бактерий существует развитая сеть   производных от ЦПМ фотосинтетических мембран. У пурпурных   бактерий они сохранили связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую на срезах под   электронным микроскопом, у цианобактерий эта связь либо трудно обнаруживается, либо утрачена в процессе эволюции. В   зависимости от условий и возраста культуры фотосинтетические мембраны образуют   различные структуры — везикулы, хроматофоры, тилакоиды.

Вся необходимая для жизнедеятельности бактерий генетическая информация   содержится в одной ДНК (бактериальная хромосома),   чаще всего имеющей форму ковалентно замкнутого кольца (линейные хромосомы   обнаружены у Streptomyces и Borrelia).   Она в одной точке прикреплена к ЦПМ и помещается в структуре, обособленной, но   не отделённой мембраной от цитоплазмы, и называемой нуклеоид.   ДНК в развёрнутом состоянии имеет длину более 1 мм. Бактериальная хромосома   представлена обычно в единственном экземпляре, то есть практически все   прокариоты гаплоидны, хотя в   определённых условиях одна клетка может содержать несколько копий своей   хромосомы, а Burkholderia   cepacia имеет три разных кольцевых хромосомы (длиной 3,6; 3,2 и 1,1 млн   пар нуклеотидов). Рибосомы прокариот также отличны от таковых у эукариот и имеют   константу седиментации 70 S (80 S у эукариот).

Рис.2.3. Строение клеточной стенки: А — грамположительные бектерии, Б — грамотрицательные бактерии.Помимо этих структур в цитоплазме также могут находиться включения запасных   веществ.

    Клеточная оболочка и поверхностные структуры

Клеточная   стенка — важный структурный элемент бактериальной клетки, однако не   обязательный. Искусственным путём были получены формы с частично или полностью   отсутствующей клеточной стенкой (L-формы), которые могли   существовать в благоприятных условиях, однако иногда утрачивали способность к   делению. Известна также группа природных не содержащих клеточной стенки   бактерий — микоплазмов.

У бактерий существует два основных типа строения клеточной стенки, свойственных грамположительным и грамотрицательным видам (рис. 2.3). Такое название они получили после того, как в конце XIX века датский врач Ханс Кристиан Грам обнаружил, что если бактерии обработать сначала красителем кристаллическим фиолетовым, а затем йодом, то бесцветные в обычных условиях клетки окрашиваются. Но у одних бактерий образуется прочная фиолетовая окраска (их назвали грамположительными), а у других (грамотрицательных) краситель смывается этиловым спиртом.

Рис. 2.4. Эволюция бактериального жгутикаКлеточная стенка грамположительных бактерий представляет собой гомогенный   слой толщиной 20—80 нм, построенный в основном из пептидогликана с меньшим количеством тейхоевых   кислот и небольшим количеством полисахаридов, белков и липидов (так   называемый липополисахарид).   В клеточной стенке имеются поры диаметром 1—6 нм, которые делают её проницаемой для ряда молекул.

У грамотрицательных бактерий пептидогликановый слой неплотно прилегает к ЦПМ   и имеет толщину лишь 2—3 нм. Он окружён наружной мембраной, имеющей, как   правило, неровную, искривлённую форму. Между ЦПМ, слоем пептидогликана и внешней   мембраной имеется пространство, называемое периплазматическим,   и заполненное раствором, включающим в себя транспортные белки и ферменты.

С внешней стороны от клеточной стенки может находиться капсула — аморфный слой (рис.2.1), сохраняющий связь со стенкой. Слизистые слои не имеют связи с клеткой и легко отделяются, чехлы же не аморфны, а имеют тонкую структуру. Однако между этими тремя идеализированными случаями есть множество переходных форм.

Бактериальных жгутиков (рис.2.4, 2.5) может быть от 0   до 1000. Возможны как варианты расположения одного жгутика у одного полюса   (монополярный монотрих), пучка жгутиков у одного (монополярный перитрих или   лофотрихиальное жгутикование) или двух полюсов (биполярный перитрих или   амфитрихиальное жгутикование), так и многочисленные жгутики по всей поверхности   клетки (перитрих). Толщина жгутика составляет 10—20 нм, длина — 3—15 мкм. Его   вращение осуществляется против часовой стрелки с частотой 40—60 об/с.

Строение бактериального жгутика на примере бактерии Esherichia Coli Помимо жгутиков, среди поверхностных структур бактерий необходимо назвать ворсинки. Они   тоньше жгутиков (диаметр 5—10 нм, длина до 2 мкм) и необходимы для прикрепления   бактерии к субстрату, принимают участие в транспорте метаболитов, а особые   ворсинки — F-пили —нитевидные образования, более   тонкие и короткие (3—10 нм х 0, 3—10 мкм), чем жгутики — необходимы   клетке-донору для передачи реципиенту ДНК при конъюгации.

 

Размеры бактерий

Размеры бактерий в среднем составляют 0,5—5 мкм. Escherichia coli,   например, имеет размеры 0,3—1 на 1—6 мкм, Staphylococcus   aureus — диаметр 0,5—1 мкм, Bacillus   subtilis 0,75 на 2—3 мкм. Крупнейшей из известных бактерий является Thiomargarita namibiensis, достигающая размера в 750 мкм (0,75 мм). Второй является Epulopiscium   fishelsoni имеющая диаметр 80 мкм и длину до 700 мкм и обитающая в   пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus. Achromatium   oxaliferum достигает размеров 33 на 100 мкм, Beggiatoa   alba — 10 на 50 мкм. Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0,7 мкм. В то же время к   бактериям относятся самые мелкие из имеющих клеточное строение организмов. Mycoplasma   mycoides имеет размеры 0,1—0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной   мозаики, коровьей   оспы или гриппа. По теоретическим   подсчётам сферическая клетка диаметром менее 0,15—0,20 мкм становится   неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не   помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.

Однако были описаны нанобактерии,   имеющие размеры меньше «допустимых» и сильно отличаюшиеся от обычных бактерий.   Они, в отличие от вирусов, способны к самостоятельному росту и размножению   (чрезвычайно медленным). Они пока мало изучены, живая их природа ставится под   сомнение.

При линейном увеличении радиуса клетки её поверхность возрастает   пропорционально квадрату радиуса, а объём — пропорционально кубу, поэтому у   мелких организмов отношение поверхности к объёму выше, чем у более крупных, что   означает для первых более активный обмен веществ с окружающей средой.   Метаболическая активность, измеренная по разным показателям, на единицу биомассы   у мелких форм выше, чем у крупных. Поэтому небольшие даже для микроорганизмов   размеры дают бактериям и археям преимущества в скорости роста и размножения по   сравнению с более сложноорганизованными эукариотами и определяют их важную   экологическую роль.

     Многоклеточность у бактерий

 Одноклеточные формы способны осуществлять все функции, присущие организму, независимо от   соседних клеток. Многие одноклеточные прокариоты склонны к образованию клеточных   агрегатов, часто скреплённых выделяемой ими слизью. Чаще всего это лишь   случайное объединение отдельных организмов, но в ряде случаев временное   объединение связано с осуществлением определённой функции, например,   формирование плодовых тел миксобактериями делает возможным развитие цист, при том что единичные   клетки не способны их образовывать. Подобные явления наряду с образованием   одноклеточными эубактериями морфологически и функционально дифференцированных   клеток — необходимые предпосылки для возникновения у них истинной многоклеточности.

Рис. 2.6. Многоклеточность у бактерий на примере Anabaena crassa Многоклеточный организм должен отвечать следующим условиям:

1. его клетки должны быть агрегированы
2. между клетками должно осуществляться разделение функций
3. между агрегированными клетками должны устанавливаться устойчивые   специфические контакты

Многоклеточность у прокариот (рис.2.6) известна, наиболее высокоорганизованные   многоклеточные организмы принадлежат к группам цианобактерий и актиномицетов.   У нитчатых цианобактерий описаны структуры в клеточной стенке, обеспечивающие   контакт двух соседних клеток — микроплазмодесмы. Показана возможность   обмена между клетками веществом (красителем) и энергией (электрической   составляющей трансмембранного потенциала). Некоторые из нитчатых цианобактерий   содержат помимо обычных вегетативных клеток функционально дифференцированные: акинеты и гетероцисты.   Последние осуществляют фиксацию   азота и интенсивно обмениваются метаболитами с вегетативными клетками.

1, 2, 3

---

 

---

 

www.wwlife.ru

Строение бактерий при продольном срезе

Грамположительные бактерии:

• Цитоплазма

• Цитоплазматическая мембрана, представляющая собой липидный бислой

• Многослойный пептидогликан — каркасная структура — параллельные цепи молекул аминосахаров, связанные поперечными сшивками пептидной природы

• Слой тейхоевых кислот (липотейхоевых, тейхуроновых)

• Аморфная полисахаридная капсула крахмалоподобной природы

Грамотрицательные бактерии:

• Цитоплазма

• Цитоплазматическая мембрана, представляющая собой липидный бислой

• Однослойный пептидогликан

• Внешная мембрана. По химической природе является липополисахаридом (ЛПС-биологический полимер, состоящий из липидного фрагмента и полисахаридной цепи). ЛПС слой непроницаем для гидрофильных веществ, их транспорт осуществляется через пориновые каналы Порины– каналы, заполненные водой, пропускающие гидрофильные низкомолекулярные соединения

Внутреннее строение бактерий

В цитоплазме находятся органеллы, синтезирующие белок – рибосомы, а также нуклеиновые кислоты.

Генетическую информацию несет ДНК. Бактериальная ДНК существует в виде хромосомы и плазмид. Бактериальная хромосома представляет собой кольцевую ДНК. В состав хромосомы входят жизненноважные гены, определяющие уникальность данного вида. В отличие от эукариотической клетки бактериальная не окружена специльной мембраной, т.е. истинное ядро отсутствует. Длина бактериальной хромосомы прмерно в 1000 раз превосходит длину клетки, при этом она занимает незначительный объем цитоплазмы. Это достигается за счет компактной пространственной организации хромосомы,осуществляемой сложным аппаратом. Важную роль в этом играет топоизомеразы (ДНК-гираза и топоизомераза IV).³

Плазмидыпредставляют собой кольцевые ДНК меньших размеров. Их относят к подвижным генетически элементам, т.е. они могут передаваться между бактериями. Этот процесс является одним из основных путей генетического обмена у бактерий. Плазмиды не являются обязательным компонентом микробной клетки. В состав плазмид входят гены, определяющие устойчивость бактерий к факторам внешней среды, в т.ч. к антибиотикам, вирулентность и другие свойства не являющиеся жизненноважными, но обеспечивающие их обладателю определенные преимущества.

Синтез белка происходит на рибосомах. Бактериальные субединицы 50Sи 30S(70S).⁴Рибосомы состоят из РНК и белка и отличаются по структуре и размером от эукариотических. Входящие в состав рибосом РНК явяляется одним из наиболее консерватиных элементов клетки. Изучение 16SрРНК составляет основу геносистематики не только бактерий, но и всех живых существ . Изучение структуры позволяет оценить степень родства микроорганизмов и построить родственное дерево их эволюции. Чем выше степень гомологии, тем они эволюционно и таксономически ближе. Например,cE.coliиShigellasp. можно рассматривать как один вид.

Дополнительные структуры

Капсулы и слизь– полисахариды. При большом количестве сахарозы в среде обитания возрастает образование слизи на поверхности клеток

Влагалища– трубковидные чехлы нитчатых бактерий (Leptotrix) У некоторых способствует передвижению

Капсула– слизистый слой в отличие от слизи прочно связанный с клеткой. Синтезируется из дисахаридов внеклеточными ферментами, состав ее не зависит от субстрата. У патогенных бактерий капсула рассматривается как защитное приспособление: капсула возникает при нахождении бактерии в организме хозяина и препятствует фагоцитозу (пример, пневмококк, сибириязвенная палочка). Некоторые бактерии способны образовывать ее при росте на питательных средах.

Жгутики и подвижность

Хемотаксис– прямолинейное движение и кувыркание, реакция не зависит от способности микроорганизма утилизировать данный субстрат

Наличие, число, расположение жгутиков является таксономически важным признаком.

Монотрихи– один жгутик на одном из концов клетки

Политрихи– несколько жгутиков

Амфитрихи– по одному жгутику на концах

Лофотрихи– пучок жгутиков на одном конце

Перитрихи– большое количество по всей периферии клетки

Фибрииили пили.F-типа по 1-2 на клетку

Запасные вещества(включения в цитоплазму): крахмал, гликоген, жироподобные вещества, нейтральные жиры ( в вакуолях дрожжей до 80%, микобактерии – до 40% воск – сложные эфиры), сера, полифосфаты – зерна валютина (дифференциально-диагностический признак дифтерийной палочки)

Газовые вакуоли

Эндоспоры– образуются при неблагоприятных условиях, способность к спорообразованию, расположение спор является квалифицирующим признаком..

Неспорообразующие палочки

бактерии

Спорообразующие палочки

бациллы

клостридии

Примерспорообразующих палочек: палочка сибирской язвы, возбудитель столбняка, ботулизма, газовой гангрены

Процесс спорообразованиесвязан с увеличением количества белка, образованием дипиколиновой кислоты, присоединением ионов кальция. Происходит неравномерное деление клетки, часть протоплазмы отрывается, образуя две плазматические мембраны, внутрь откладывается кортекс- многослойный пептидогликановый комплекс. Процесс спорообразования заканчивается отмиранием вегетативной формы.

Отличие споры от вегетативной формы:наличие плотной оболочки, высокая плотность, содержание липидов, меньшее количество воды. Обменные процессы не протекают и спора годами находится в состоянии анабиоза. Попадая в благоприятные условия прорастает в вегетативную форму.

Форма, величина и расположение спор являются характерными особенностями вида. Классификация спор по расположению: центральные, субтерминальные, терминальные.

Пигменты:

Функция: защита от света, ультрафиолета, вторичные метаболиты

Литература.

1. Г.Г. Шлегель Общая микробиология: Пер. с нем. – М.: Мир, 1987.

С.В. Сидоренко Место бактерий в живой природе /Инфекции и антимикробная терапия №2.- Т. 2. – 2000. С.61-65

1 уникальность этих веществ для микроорганизмов и могут использоваться для создания антибиотиков

2 ЛПС слой непроницаем для гидрофильных веществ (большинство питательнызх веществ, в т.ч. сахара, аминокислот, антибиотиков, их транспорит осуществляется через пориновые каналы, встроенные в ЛПС слой. Гидрофобные соединения (такие антибиотики как хинолоны, макролиды, тетрациклины) способны диффундировать через ЛПС слой.

Сравнительно высокомолекулярные антибиотики, такие как гликопептиды, природные пенициллины с трудом проникают через порины грам/отрицательных бактерий, что и объясняет их природную устойчивость к этим препаратам.

3Топоизомеразы являются мишенью действия хинолонов. Нарушая действие изомераз хинолоны нарушают пространственную организацию ДНК, тормозят рост и размножение.

4Рибосомы являются мишенью действия многих антибиотиков, угнетающих биосинтез белка. С большими субединицами связываются макролиды, линкозамиды, с малыми – аминогликозиды, тетрациклины

studfiles.net

Бактерии, их разнообразие. Строение. Жизнедеятельность

Люди стараются найти новые способы обезопасить себя от их пагубного влияния. Но существуют и полезные микроорганизмы: способствующие созреванию сливок, образованию нитратов для растений, разлагающие мертвую ткань и др. Живут микроорганизмы в воде, почве, воздухе, на теле живых организмов и внутри них.

Формы бактерий

Существует основные 4 формы бактерии, а именно:

1. Микрококки – располагающиеся отдельно или неправильными скоплениями. Обычно они неподвижны.
2. Диплококки располагаются попарно, в организме могут быть окружены капсулой.
3. Стрептококки встречаются в виде цепочек.
4. Сарцины образуют скопления клеток, имеющих форму пакетов.
5. Стафилококки. В результате процесса деления не расходятся, а образуют скопления (грозди).

Палочковидные типы (бациллы) различают по размеру, взаимному расположению и форме:

1. Риккетсии паразитируют внутри насекомых и клещей. Способны вызвать тяжелые болезни у человека при попадании в организм.
2. Хламидии отличаются сферической формой и способностью размножаться лишь в живых клетках. Их называют энергетическими паразитами.
3. Микоплазмы отличаются отсутствием клеточной стенки. Могут иметь различную форму.
4. Актиномицеты на некоторых стадиях своего развития формируют ветвящийся мицелий.

Извитые виды:

1. Спирохеты – тонкие подвижные бактерии.
2. Лептоспиры имеют вид закрученной веревки, на концах у них есть изогнутые утолщения. 

Строение бактерии Бактерия имеет сложное строение:

• Стенкаклетки защищает одноклеточный организм от внешнего воздействия, придает определенную форму, обеспечивает питание и сохранение его внутреннего содержимого.
• Цитоплазматическая мембранасодержит ферменты, участвует в процессе размножения, биосинтезе компонентов.
• Цитоплазмаслужит для выполнения жизненно важных функций. У многих видов в цитоплазме содержится ДНК, рибосомы, различные гранулы, коллоидная фаза.
• Нуклеоид— это ядерная область неправильной формы, в которой располагается ДНК.
• Капсула является поверхностной структурой, которая делает оболочку более прочной, защищает от повреждений и пересыхания. Эта слизистая структура имеет толщину больше 0,2 мкм. При меньшей толщине ее называют микрокапсулой. Иногда вокруг оболочки находится слизь, не имеющая четких границ и растворимая в воде.
• Жгутикаминазывают поверхностные структуры, служащие для передвижения клеток в жидкой среде или по твердой поверхности.
• Пили– нитевидные образования, намного тоньше и меньше жгутиков. Они бывают различных типов, различаются по назначению, строению. Пили нужны для прикрепления организма к поражаемой клетке.
• Споры. Спорообразование происходит при возникновении неблагоприятных условий, служат для приспособления вида или его сохранения.

Виды бактерий

Предлагаем рассмотреть основные виды бактерий:

Жизнедеятельность

Питательные вещества поступают внутрь клетки через всю ее поверхность. Микроорганизмы получили широкое распространение благодаря существованию у них различных типов питания. Для жизни им необходимы разнообразные элементы: углерод, фосфор, азот и др. Регулировка поступления питательных веществ осуществляется с помощью мембраны.
 
Тип питания определяется по тому, как происходит усвоение углерода и азота и по виду источника энергии. Одни из них могут получать эти элементы из воздуха, использовать солнечную энергию, а другим для существования необходимы вещества органического происхождения. Все они нуждаются в витаминах, аминокислотах, способных играть роль катализаторов реакций, идущих в их организме. Вывод веществ из клетки происходит за счет процесса диффузии.
 
У многих типов микроорганизмов важную роль в обмене веществ и дыхании играет кислород. В результате дыхания происходит выделение энергии, используемой ими для образования органических соединений. Но существуют бактерии, кислород для которых смертелен.
 
Размножение происходит путем деления клетки на две части. После того, как она достигает определенных размеров, начинается процесс разделения. Клетка удлиняется и в ней образовывается поперечная перегородка. Образовавшиеся части расходятся, но некоторые виды остаются связанными и образуют скопления. Каждая из вновь образовавшихся частей питается и растет, как самостоятельный организм. При попадании в благоприятную среду процесс размножения происходит с большой скоростью.

Микроорганизмы способны разлагать сложные вещества на простые, которые потом могут вновь использоваться растениями. Поэтому бактерии незаменимы в круговороте веществ, без них невозможны были бы многие важные процессы на Земле.

А знаете ли вы?

Вывод: Не забывайте мыть руки всякий раз, когда приходите домой после улице. Сходив в туалет, также мойте руки с мылом. Простое правило, а какое важное! Следите за чистотой, и бактерии вас не будут тревожить!
 
Для закрепления материала предлагаем пройти наши увлекательные задания. Желаем удачи!
 
Задание №1
 
Внимательно посмотрите на картинку и скажите, какая из этих клеток является бактериальной? Попробуйте назвать оставшиеся клетки, не подглядывая в подсказки: А вот и правильные ответы: Задание №2

Пройдите тест! Перед вами 5 вопросов, которые так или иначе связаны с бактериями. Внимательно прочитайте вопрос и постарайтесь как можно грамотнее ответить на него.

Сверьте свои ответы с ответами, предложенные нами. Правильный ответ – выделен зеленым цветом: Задание№3

Вам необходимо будет разгадать кроссворд. А вот и вопросы к нему:

1. Широкое распространение какого-либо инфекционного заболевания.
2. Бактерии, сбраживающие углеводы с образованием молочной кислоты, например при квашении капусты.
3. Группа бактерий, способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода
4. Овальные или округлые образования, в которые превращаются бактерии для перенесения неблагоприятных условий.
5. Совместное взаимовыгодное сосуществование клубеньковых бактерий и бобовых растений.
6. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений.
7. Болезнетворные бактерии.
8. Бактерии палочкообразной формы.
9. Острое инфекционное заболевание, в средние века от которого вымирали целые населенные пункты.
10. Бактерии округлой формы.
11. Бактерии спиралеобразной формы.
12. Бактерии, в форме запятой.

Удачи в решении!!! А вот и отгадки. Сравните, проверьте, сделайте работу над своими ошибками, если такие будут!

puzkarapuz.ru

Бактерии — строение, размножение, питание, виды, среда обитания, формы, классы, царство, вики — Wiki-Med

Основная статья: Организм

Содержание (план)

Бактерии — это одноклеточные или объединенные в колонии живые организмы, которые не имеют ядра. Боль­шинство бактерий являются гетеротрофами, но есть и автотрофы. Размножаются делением. При наступлении небла­гоприятных условии некоторые бактерии образуют споры.

Бактерии можно увидеть только в микроскоп, по­этому их называют микроорганизмами. Микроорганизмы изучает наука микробиология. Раздел микробиологии, изу­чающий бактерии, называется бактериологией.

Первым увидел и описал бактерии голландский естествоиспытатель Антони ван Левен­гук (1632-1723). Он научился шлифовать стекла и изготав­ливать линзы. Левенгук изготовил более 400 микроскопов и открыл мир микроскопических организмов — бактерий и протистов.

Когда мы слышим о бактериях, то чаще всего представля­ем себе больное горло или десны, несмотря на то что только небольшая часть бактерий вызывает заболевания. Большин­ство же этих организмов выполняет другие важные функции.

С бактериями мы начинаем контактировать с первых ча­сов жизни. Многие из них постоянно живут на поверхно­сти кожи человека. Еще больше их на зубах, деснах, языке и стенках ротовой полости. Во рту живет больше бактерий, чем людей на Земле! Но самое большое их количество обита­ет в кишечнике — до 5 кг у взрослого человека.

Среда обитания бактерий

Бакте­рии встречаются везде: в воде, почве, воздухе, в тканях рас­тений, телах животных и человека. Они живут там, где на­ходят достаточно пищи, влаги и благоприятную температуру (10-40 °С). Большинству из них необходим кислород. Есть также бактерии, которые живут в горячих источниках (с температурой 60-90 °С), экстремально соленых водоемах, в жерлах вулканов, глубоко в океанах, куда не проникает солнечный свет. Даже в самых холодных регионах (Антарк­тике) и на высоких горных вершинах живут бактерии.

В разных местах встречается различное количество бакте­рий. Меньше всего их в воздухе, особенно в природных усло­виях. А в местах скопления людей, например в кинотеатрах, на вокзалах, в классах, их значительно больше. Поэтому не­обходимо часто проветривать помещения.

В водах рек, особенно вблизи больших городов, бакте­рий может быть очень много — до нескольких сотен тысяч в 1 мм³. Поэтому нельзя пить сырую воду из открытых водоемов. Очень много бактерий в воде морей и океанов.

Еще больше бактерий в почве — до 100 млн в 1 г гумуса (плодородного слоя почвы).

Строение бактерий

Бактерии очень маленькие организмы. Самые боль­шие бактерии можно увидеть под световым микроскопом.

Для знакомства с самыми ма­ленькими требуется электрон­ный микроскоп (рис. 7).

Большинство бактерий, кото­рые населяют наш дом и наше тело, имеют форму шариков, па­лочек и спиралей. Шаровидные бактерии носят название кокки, палочковидные — бациллы, спи­ралевидные — спириллы (рис. 9). Некоторые бактерии образуют це­почки, располагаясь вплотную друг к другу.

Рассмотрите строение бактериальной клетки на рисун­ке 10. Она включает цитоплазму, окруженную цитоплазма­тической мембраной и клеточной оболочкой (клеточной стен­кой). Оболочка придает бактерии определенную форму и слу­жит защитой от неблагоприятных условий.

Дополнительную защиту многим бактериям даст слизи­стый слой, расположенный с наружной стороны оболочки. Поверхность клетки бактерии покрывают многочисленные ворсинки, которые пред­ставляют собой полые вы­росты цитоплазматиче­ской мембраны. Некото­рые бактерии имеют один или несколько нитевид­ных жгутиков.

Главное отличие бак­терий — отсутствие ядра, т. е. они — прокариоты.

Именно на этом основании их выделяют в отдельное царство. Ядерный материал у бактерий — бактериальная хромосома: она несет наследственную информацию.

Питание бактерий

Большинство бактерий являются гетеротрофами. Они потребляют готовые органические ве­щества. Пищей им служат живые и мертвые организмы, про­дукты питания человека, сточные воды и т. д.

Сапротрофы

Одни гетеротрофные бактерии используют органические вещества мертвых тел или выделений живых организмов. Это сапротрофы (от греч. сапрос — гнилой и трофос — пи­тание).

Паразиты (болезне­творные бактерии)

см. Болезнетворные бактерии

Другие бактерии питаются органическими веществами живых организмов. Это паразиты. Паразитами являются болезне­творные бактерии: дифтерийная и туберкулезная палочки, сальмонелла и др.

Автотрофы

Существуют также автотрофные бактерии. Они спо­собны образовывать органические вещества из неорганиче­ских (углекислого газа, воды, сероводорода и др.). У авто­трофных фотосинтезирующих бактерий в клетках содер­жится бактериальный хлорофилл, с помощью которого они под действием солнечной энергии образуют органические вещества.

Цианобактерии

см. Цианобактерии

Примером автотрофных бактерий могут служить цианобактерии. Они производят собственную пищу из углекислого газа и воды под действием солнечного света. При этом выделяют кислород, обогащая им среду обитания.

Размножение бактерий

Бактерии размножаются пу­тем деления. При этом из одной материнской клетки об­разуются две дочерние клетки, похожие на материнскую. При благоприятных условиях (достаточном питании, влаж­ности и температуре от 10 до 30 °С) бактерии могут делить­ся каждые 20-30 мин, поэтому их число очень быстро воз­растает. Материал с сайта http://wiki-med.com

Если культивировать (выра­щивать) бактерии на питатель­ной среде в благоприятных условиях, они очень быстро размножаются и образуют колонии до 4 млрд клеток. Колонии бактерий определенных видов име­ют характерные очертания и окра­ску (рис. 8). По виду колоний можно установить наличие определенных бактерий в том или ином материале.

Движение бактерий

Некоторые бактерии двигаются с помощью жгутиков. Основание жгутика вращается, и он как бы ввинчивается в среду, обеспечивая передвижение бакте­рии. Большинство же бактерий передвигаются пассивно: одни с помощью потоков воздуха, другие по течению воды. Так осуществляется их распространение.

Спорообразование у бактерий

В неблагоприятных условиях (при не­достатке нищи, влаги, резких колебаниях температуры) бак­терии могут превращаться в спо­ры. Цитоплазма вблизи бактери­альной хромосомы уплотняется. Вокруг нее образуется очень проч­ная оболочка. Образовавшиеся та­ким путем споры могут существо­вать сотни лет (рис. 11).

При помощи ветра, животных или другим способом споры могут распространяться на большие расстояния. Когда споры попа­дают в благоприятные условия, их прочная оболочка разру­шается, и из споры развивается новая бактерия.

Роль бактерий

см. Роль бактерий

На этой странице материал по темам:

• в какой среде обитают бактерии имеющие жгутики 5 класс

• бактерии среда обитания

• среди бактерий чаще всего встречаются

• строение бактерий кратко

• какие условия необходимы для жизни большинства бактерий

Вопросы к этой статье:

• Расскажите о бактериях, их строении и жизнедеятельности?

• Какие условия необходимы для жизни бактерий?

• Как широко рас­пространены бактерии в природе?

• Перечислите основные места обитания бактерий.

• Каковы особенности строения бактериальной клетки?

• По какому признаку бактерии выделяют в самостоятельную группу организ­мов?

• Какие способы питания характерны для бактерий?

• Как бакте­рии переносят неблагоприятные условия?

wiki-med.com

их строение и жизнедеятельность, особенности

Современная наука достигла огромного прогресса в накоплении знаний об окружающем мире. Но до конца понять, какие процессы происходят внутри каждого живого организма, нельзя. Тем не менее, остается актуальным вопрос, что такое бактерии, их строение и жизнедеятельность – что это и какую роль они оказывают на жизнь людей?

В мире насчитывается большое разнообразие бактерий. Одни являются опасными для жизни человека, вызывая тяжелые заболевания. Другие же, наоборот, приносят пользу. Живут эти одноклеточные в воздухе, в воде, в земле, обитают не только на теле животных и растений, но и внутри организма.

Безупречная переработка

Тонны токсических веществ, производимых человеком каждый год, не поддаются утилизации. И это при том, что наука идет вперед семимильными шагами. Однако Земля перерабатывает все свои отходы. Какую роль в этом играют бактерии?

Азот нужен для образования органических молекул. Соединения азота растения преобразовывают в органические молекулы. Питаясь такой растительностью, животные получают азот. Когда растения и животные умирают, подключаются бактерии. Они разлагают азотные соединения, и азот возвращается в биосферу.

Состав бактериальной клетки

Каким является строение и жизнедеятельность бактерии? Каковы ее особенности и отличительные признаки?

Бактерия – это одноклеточный живой организм, не имеющий ядра, то есть доядерный. Бактерия относится к отдельному царству. Несмотря на то, что она не видима человеческому глазу, ее строение очень сложное:

• Капсула. Почти каждая бактерия покрыта оболочкой, которая держит форму клетки, не дает ей пересыхать, бережет от повреждений.
• Стенка клетки находится под капсулой и защищает бактерию от негативных внешних факторов. Через оболочку клетка получает питание, оболочка не дает возможности внутреннему содержимому выйти наружу.
• Мембрана. Ее основная роль заключается в разделении содержимого, разного по химическому составу, на отдельные ячейки.
• Цитоплазма содержит в себе гранулы, рибосомы. У доядерных организмов в цитоплазме содержится ДНК.
• Нуклеоид является ядерной областью. Полноценным ядром его не назовешь, он не имеет правильной, строго очерченной формы. У некоторых видов клеток именно в нуклеоиде располагается ДНК.
• Жгутики находятся на поверхности клетки. По виду они напоминают маленькие хвостики и помогают клетке передвигаться.
• Пили – это маленькие ворсинки, которые находятся на поверхности микроорганизма. С их помощью бактерия прикрепляется к поражаемой ею клетке.
• Споры. Это образование овальной формы, в которое превращается клетка, оказываясь в неблагоприятной среде.

Основные виды

Как строение и жизнедеятельность бактерий влияют на жизнь планеты и человека? Биосфера плотно заселена живыми организмами и преобразована ими.

1. Почвенные бактерии разлагают мертвые организмы и перерабатывают их в минеральные соли. А те, в свою очередь, питают растения.
2. Азотфиксирующие, усваивая азот из воздуха, обогащают почву и также питают растения. Эти бактерии комфортно чувствуют себя на корнях бобовых.
3. Молочнокислые. С их помощью изготавливают кисломолочные продукты.
4. Кишечные палочки. Без них человеку никак нельзя. Они расщепляют молочный сахар, способствуют выработке витаминов, защищают организм от бактерий, вызывающих заболевания.
5. Болезнетворные. Им отведена отрицательная роль. Питаются они исключительно органическими веществами и вызывают целый ряд бактериальных заболеваний.
6. Цианобактерии. Тоже относятся к бактериям, но имеют свои отличительные особенности и играют особую роль в природе. Эти организмы, находясь на глубине океана, задействуют солнечную энергию и при помощи сложного химического процесса преобразовывают углекислый газ и воду в питательные вещества.

Питание и размножение

Для жизнедеятельности клетка нуждается в азоте, фосфоре, углероде. Эти элементы бактерия получает через мембрану. В результате дыхания бактериальной клетки вырабатывается энергия для образования органических соединений. В то же время для некоторых разновидностей бактерий (анаэробов) кислород смертельно опасен.

И если некоторым видам этих мельчайших организмов для жизнедеятельности и размножения необходим воздух, а какие-то не нуждаются в нем, все они одинаково боятся попадания прямых солнечных лучей. Под солнцем они гибнут за 3 часа.

Бактерии умеют прикрепляться друг к другу при помощи слизи, но каждая из них является самостоятельным организмом.

Размножаются микроорганизмы методом деления, достигнув определенных размеров. Многие виды способны делиться каждые 20 минут. Таким образом появляются новые клетки. Но некоторые организмы размножаются и половым путем. Когда новая клетка получает генетические данные двух разных бактерий – это и есть признак полового размножения. Таково царство этих крошечных организмов, играющих огромную роль в жизни всего существующего на Земле.

Основные формы

По форме различают три группы бактерий:

• Кокки. Они имеют круглую или овальную форму. Например, патогенные кокки вызывают у человека ангину и всевозможные воспаления.
• Бациллы палочковидные. Самый распространенный и живучий вид. Именно они отличаются особенностью приспосабливаться к самым неблагоприятным условиям, образуя споры. Во время нахождения в состоянии споры они не нуждаются в жидкости и питательных веществах, выдерживают колебания температур. Попадая в благоприятную среду, бактерия выходит из споры и продолжает свою жизнедеятельность. Наиболее опасны для человека споры столбняка, сибирской язвы и ботулизма.
• Вибрионы. Внешне они похожи на запятую. Среди вибрионов – возбудители холеры и сифилиса.

Таковы особенности строения некоторых бактериальных клеток, отрицательно влияющих на жизнь людей.

Вирусы

Они относятся к группе мельчайших микроорганизмов, которые не являются даже клеткой. Большинство из них состоят лишь из белка и одной из кислот: ДНК или РНК. И это является их главной особенностью.

Какое-то время ученые сомневались, что вирусы относятся к живым организмам. Однако со временем сошлись во мнении, что это именно так. Вирусами осуществляется единственный жизненный процесс – размножение.

Существуют в природе вирусы бактерий под названием бактериофаги и вирусы грибов – микофаги. Они провоцируют гибель микробов и используются в медицине для лечения всевозможных инфекций.

Это крошечное существо, состоящее из белковой оболочки и генетического материала, способно «наградить» человека:

• гриппом,
• герпесом,
• пневмонией,
• ВИЧ,
• корью,
• гепатитом.

Как известно, бактериальная инфекция и вирусная лечатся разными методами, хотя на первый взгляд симптомы могут быть одинаковые. Важно быть внимательным к тому, как протекает болезнь, чтобы помочь врачу определиться с диагнозом. Если выделения гнойные, то это признак бактериальной инфекции, а если водянистые – это особенность вирусной. Важно не торопиться с принятием антибиотиков.

Грибы

Эти клетки относят к отдельному царству. От бактерий они отличаются наличием ядра. Питаются исключительно органическими веществами. Это царство совмещает в себе особенности как растений, так и животных. Тело гриба состоит из тоненьких нитей. Размножаются грибы как бесполым (с помощью спор), так и половым (слиянием женских и мужских клеток) путями.

Царство грибов быстро приспосабливается к меняющимся условиям среды и играет немаловажную роль в природе, делая почву более плодотворной. Некоторые их виды провоцируют гниение продуктов, вырабатывая при этом токсичные вещества.

Грибы пенициллы

 

Какие-то отдельные виды не являются вредоносными. Их роль в медицине и в пищевой промышленности также важна. Некоторые виды используются для приготовления антибиотиков.

Изучая царства микроорганизмов, исследуя их структуру и жизнедеятельность, удивляешься, насколько сложными могут быть простые формы жизни.

 

probakterii.ru