Бактерии и особенности их жизнедеятельности: способы классификации

Бактерии и их особенности: строение, организация, значение

Бактерии и их жизнедеятельность, несмотря на примитивную организацию, являются одним из самых интересных вопросов микробиологии.

Они представляют собой одноклеточные организмы, для которых характерной особенностью строения является отсутствие ограниченного оболочкой ядра в клетке.

Обратите внимание

Однако биологическая генетическая информация, которая у других клеток содержится в ядре, у них представлена прикрепленными к стенке клетки нитями ДНК. Эта зона называется нуклеоидом.

Длительное время бактерии считались одноклеточными растениями. Сегодня доказанные их отличия и огромное значение позволили выделить их в самостоятельное царство Monera (Дробянки).

Строение бактерий

Размеры этих микроорганизмов настолько малы, что стандартным световым микроскопом с трудом различимы мельчайшие из них.

В своем строении бактерии обладают только одной ДНК, которая крепится своим концом к стенке клетки. Остальные органеллы также не имеют оболочек. В выполнении физиологической митохондриальной функции по синтезу энергии значение имеет вся клетка.

Бактериальная клетка снаружи имеет стенку, сходную по строению с таковой у клеток растений, однако состоит она из других полимеров. Стенку покрывает капсула. Некоторые бактерии снабжены жгутиками для передвижения.

Немного истории

Согласно археологическим свидетельствам, бактериальные микроорганизмы были на земле еще 3,5 миллиарда лет назад. Эукариоты же (клетки, содержащие ядро), появились около 1,4 миллиарда лет назад.

Жизнедеятельность бактерий возможна при большой вариации природных условий. Это горячие источники, где температура воды более 90 градусов, а также среды с температурой ниже ноля.

Они являются единственными жителями соленого Мертво моря. Запыленный воздух городов содержит их больше, чем свежий сельский. Их гораздо меньше в воздухе холодных полюсов, однако они есть.

Обнаружены бактериальные включения даже на высоте 8 км от Земли.

Выявление бактерий в пищеварительной системе здоровых животных, людей показало их большое значение для нормального ее функционирования. Для жвачных животных они жизненно необходимы для процесса переваривания растительной пищи.

Попытки классификации

Перечислить все попытки систематики бактерий сложно. С помощью различных таблиц, схем градация бактерий проводится по особенностям их физиологии, физическим свойствам, способности к фотосинтезу, патогенности и пользе относительно жизнедеятельности людей.

Кислотоустойчивые организмы

Одно из первых мест любой классификационной таблицы сегодня занимает систематика с выявлением кислотоустойчивых бактерий. Это способность их окрашиваться по Грамму, не меняя полученную окраску при обработке этанолом. Эта биологическая способность позволяет проводить систематику по строению клеточной стенки.

Так, бактерии, структура оболочки которых содержит много липидов, остаются кислотоустойчивыми к воздействию этанола. Кислотоустойчивые бактерии называют еще грамположительными.

Выявление и умение дифференцировать болезнетворных бактерии по их кислотоустойчивости имело большое значение для дифференциальной диагностики возбудителей заболеваний, в том числе, туберкулеза.

При знакомстве ближе, микобактерии туберкулеза представляют собой палочковидные бактерии прямой или изогнутой формы. Выявление большого количества воска и липидов в составе оболочки объясняет их кислотоустойчивость. Характерен для диагностики туберкулеза медленный рост бактерий на специальных питательных средах и образование пигментов.

Выявление палочковидных микобактерий туберкулеза проводится главным образом из мокроты, но возможно и из других биологических выделений пораженных туберкулезом органов.

С туберкулезом обычно каждый встречается за всю жизнь не раз. Но только те, кто имеет низкий иммунитет и слабую резистентность, заболевают туберкулезом.

Уксуснокислые бактерии

Существует биологический вид бактерий, которые являются уксуснокислыми. Они окисляют спирт до уксусной кислоты при участии кислорода. Луи Пастером было доказано, что в стерильных условиях уксус из вина не образуется. Именно жизнедеятельность уксуснокислых бактерий имеет при этом самое прямое значение. Они представляют собой цепочку клеток цилиндрического вида.

Уксуснокислые бактерии не кислотоустойчивы. Они быстро образуют на поверхности пленку, которая и становится средой для размножения. Объясняется это большим значением доступа кислорода.

При исследовании проб, взятых с забраживающего сусла для вин, около трети микроорганизмов составили уксуснокислые. Даже на еще висящих гроздьях винограда уже есть уксуснокислые бактерии.

Важно

Чтобы от них избавиться, нужно ограничить доступ воздуха к вину.

При отсутствии кислорода в наполненных до предела бочках, уксуснокислые бактерии не имеют возможности образовывать пленку и не могут размножаться.

Фотосинтез как источник жизненной энергии

Различают две большие группы в систематике бактерий. Это автотрофы, которые получают энергию фотосинтезом и хемосинтезом, и гетеротрофы, требующие для своей жизнедеятельности готовую органику.

Многие не способны к фотосинтезу. Но они не лишены в своем строении специальных структур и пигментов для этого. Бактериальный фотосинтез предусматривает организацию циклического переноса электронов с образованием молекул АТФ.

Однако фотосинтез у бактериальных клеток отличается от такового у растений:

  • водород поставляет для фотосинтеза не вода, подобно растениям, а иные вещества;
  • фотосинтез у бактерий не дает в итоге кислорода.

Спорообразование

Систематика затрагивает и способность к организации спорообразования.

Бактериальная клетка обладает способностью образовывать из себя спору. При образовании спор в бактериальных клетках снижается объем воды, активность их сходит на нет. В результате образовавшиеся споры становятся устойчивыми к агрессивным воздействиям окружающей среды.

Способность образовывать споры присуща только некоторым видам. Физиология спор позволяет им находиться в состоянии полусна довольно долго, и только при попадании в удовлетворительные для их жизни условия они просыпаются и приходят к первоначальному виду.

Размножение

Организация биологического размножения осуществляется делением одной бактериальной клетки на две дочерние. Зрелая клетка начинает постепенно разделяться.

Сначала появляется полоса поперек клетки, потом делится на две одинаковые части нить ДНК. Постепенно происходит деление по данной линии на две клетки.

Каждая из вновь образованных бактериальных клеток продолжает питаться, расти, делиться. В среднем скорость их деления составляет 2-3 раза в час.

Исследование бактерий и их особенностей будет актуальным еще долго. И если верна теория о том, что когда-то они стали одной из первых биологических форм жизни и материалом для образования огромного числа новых существ, то они являются носителями огромного потенциала.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/species/bakterii-i-ix-osobennosti.html

Строение бактерии: особенности. Жизнедеятельность и строение бактерий :

Говоря о бактериях, чаще всего мы представляем нечто негативное. А между тем знаем мы о них очень мало. Строение и жизнедеятельность бактерий достаточно примитивны, но это, по предположениям некоторых ученых, самые древнейшие обитатели Земли, и за столько лет они не исчезли и не вымерли.

Многие виды таких микроорганизмов человек использует для своего блага, другие же являются причиной серьезных заболеваний и даже эпидемий. Но вред одних бактерий порой не соизмерим с пользой других.

Давайте поговорим об этих удивительных микроорганизмах и познакомимся с их строением, физиологией и классификацией.

Царство бактерий

Это безъядерные, чаще всего одноклеточные микроорганизмы. Их открытие в 1676 году – заслуга голландского ученого А. Левенгука, который впервые разглядел крошечные бактерии под лупой микроскопа.

А вот изучать их природу, физиологию и роль в жизни человека впервые начал французский химик и микробиолог Луи Пастер в 1850-х годах. Строение бактерии стало активно исследоваться с появлением электронных микроскопов.

Совет

Ее клетка состоит из цитоплазматической мембраны, рибосомы и нуклеотида. ДНК бактерии сосредоточена в одном месте (нуклеоплазме) и представляет собой клубок из тонких нитей.

Цитоплазма отделена от клеточной стенки цитоплазматической мембраной, в ней находятся нуклеотид, различные мембранные системы, клеточные включения. Рибосома бактерии состоит на 60% из РНК, остальное – белок. На фото ниже изображено строение сальмонеллы.

Клеточная стенка и ее компоненты

Бактерии имеют клеточное строение. Стенка клетки обладает толщиной около 20 нм и, в отличие от высших растений, не имеет фибриллярной структуры. Ее прочность обеспечивается специальным покровом, называемым мешком.

Он состоит преимущественно из полимерного вещества – муреина. Его компоненты (субъединицы) соединены в определенной последовательности в особые полигликановые тяжи. Они совместно с короткими пептидами образуют макромолекулу, напоминающую сеть.

Это и есть муреиновый мешок.

Органы передвижения

Эти микроорганизмы способны к активному передвижению. Осуществляется оно за счет плазматических жгутиков, имеющих винтообразное строение. Бактерии могут передвигаться со скоростью до 200 мкм в секунду и оборачиваться вокруг своей оси за секунду 13 раз. Способность жгутиков к движению обеспечивается специальным сократительным белком – флагеллином (аналог миозина в мышечных клетках).

Размеры они имеют следующие: длина – до 20 мкм, диаметр – 10-20 нм. Каждый жгутик отходит от базального тельца, которое погружено в оболочку клетки бактерии.

Органы передвижения могут быть единичными или располагаться целыми пучками, как, например, у спириллы. Количество жгутиков может зависеть от условий внешней среды.

Например, Протеус вульгарис при бедном питании имеет всего два субполярных жгутика, тогда как при нормальных условиях развития в пучках их может быть от 2 до 50.

Движение микроорганизмов

Строение бактерии (схема ниже) таково, что она может достаточно активно передвигаться. Движение в большинстве случаев происходит за счет толчка и осуществляется в основном в жидкой или влажной среде. В зависимости от действующего фактора, другими словами – вида внешнего раздражителя, оно может представлять собой:

  • хемотаксис – это направленное движение бактерии к питательным веществам или, напротив, от каких-либо токсинов;
  • аэротаксис – движение к кислороду (у аэробов) или от него (у анаэробов);
  • фототаксис – реакция на свет, проявляющаяся в движении, характерна прежде всего для фототрофов;
  • магнитотаксис – реакция на изменения в магнитном поле, объясняется наличием у некоторых микроорганизмов специальных частиц (магнетосом).

Одним из перечисленных способов бактерии, особенности строения клетки которых позволяют им передвигаться, могут создавать скопления в местах с оптимальными условиями для их жизнедеятельности.

Кроме жгутиков, некоторые виды имеют многочисленные более тонкие нити – их называют “фимбрии” или “пили”, но их функция в достаточной мере еще не изучена.

Бактерии, которые не имеют специальных жгутиков, способны к скользящему движению, правда, оно характеризуется очень низкой скоростью: примерно 250 мкм в минуту.

Несколько слов о физиологии

Для активной жизнедеятельности микроорганизмам нужна энергия. Ее источником могут служить самые разнообразные органические и неорганические вещества, а также солнечный свет.

Большинство бактерий – гетеротрофы.

Они не могут синтезировать из неорганических соединений органические с помощью фото- или хемосинтеза, поэтому используют гниющий органический материал, паразитируют или выступают симбионтами.

Вторая малочисленная группа бактерий – автотрофы. Они способны синтезировать из неорганических веществ органические, частично могут усваивать атмосферный углекислый газ и являются хемотрофами. Эти бактерии занимают весьма важное место в круговороте химических элементов в природе.

Также существуют две группы настоящих фототрофов. Особенности строения бактерий этой категории заключаются в том, что они содержат вещество (пигмент) бактериохлорофилл, родственное по природе растительному хлорофиллу, а так как у них отсутствует фотосистема II, фотосинтез протекает без выделения кислорода.

Размножение делением

Основной способ размножения – это деление исходной материнской клетки надвое (амитоз). У форм, имеющих вытянутую форму, это всегда происходит перпендикулярно продольной оси.

Строение бактерии претерпевает при этом кратковременные изменения: от края клетки к середине образуется поперечная перегородка, по которой затем и разделяется материнский организм. Это объясняет старое название царства – Дробянки.

Обратите внимание

Клетки после деления могут оставаться соединенными в неустойчивые, рыхлые цепочки.

Вот такие можно выделить отличительные особенности строения бактерий некоторых видов, например, стрептококков.

Спорообразование и половое размножение

Второй способ размножения – спорообразование. Оно напрямую сопряжено со стремлением приспособиться к неблагоприятным условиям и направлено на то, чтобы их пережить. У некоторых палочковидных бактерий споры образуются эндогенно, то есть внутри клетки. Они очень устойчивы к нагреванию и могут сохраняться даже при длительном кипячении.

Образование спор начинается с различных химических реакций в материнской клетке, при этом разлагается около 75% всех ее белков. Затем происходит деление. При этом образуются две дочерние клетки. Одна из них (меньшая) покрывается толстой оболочкой, которая по объему может занимать до 50% – это и есть спора.

Она сохраняет жизнеспособность и готовность к прорастанию в течение 200-300 лет.

Некоторые виды способны к половому размножению. Впервые этот процесс открыли в 1946 году, когда изучали строение клетки бактерии Эшерихия коли. Оказалось, что возможен частичный перенос генетического материала. То есть фрагменты ДНК передаются от одной клетки (донора) к другой (реципиенту) в процессе конъюгации. Осуществляется это при помощи бактериофагов или путем трансформации.

Строение бактерии и особенности ее физиологии таковы, что в идеальных условиях процесс деления происходит постоянно и очень быстро (каждые 20-30 минут). Но в естественной среде он ограничен различными факторами (солнечным светом, питательной средой, температурой и др.).

В основу классификации этих микроорганизмов положено различное строение клеточной стенки бактерий, которое обуславливает сохранение анилинового красителя в клетке или его вымывание. Это было выявлено Х. К. Грамом, а впоследствии, в соответствии с его именем были выделены два больших отдела микроорганизмов, о которых мы поговорим ниже.

Грамположительные бактерии: особенности строения и жизнедеятельности

Эти микроорганизмы имеют многослойный муреиновый покров (30-70% от всей сухой массы клеточной стенки), благодаря чему из клеток не вымывается анилиновый краситель (на фото выше слева схематично изображено строение грамположительной бактерии, а справа – грамограмотрицательной). Их особенностью является и то, что диаминопимелиновая кислота часто заменяется лизином. Содержание белка значительно меньше, а полисахариды отсутствуют или связаны ковалентными связями. Все бактерии этого отдела разделены на несколько групп:

  1. Грамположительные кокки. Они представляют собой одиночные клетки или группы по две, четыре и более клеток (до 64), скрепленных между собой целлюлозой. По типу питания это, как правило, облигатные или факультативные анаэробы, например, молочнокислые бактерии из семейства Стрептококковые, но могут быть и аэробы.
  2. Неспорообразующие палочки. По названию уже можно понять строение клетки бактерии. К этой группе относят анаэробные или факультативно аэробные молочнокислые виды из семейства Лактобациллы.
  3. Спорообразующие палочки. Они представлены всего одним семейством – Клостридии. Это облигатные анаэробы, способные образовывать споры. Многие из них формируют характерные цепочки или нити из отдельных клеток.
  4. Коринеморфные микроорганизмы. Внешнее строение клетки бактерии этой группы может значительно меняться. Так, палочки могут становиться булавовидными, короткими, кокками или слабо разветвленными формами. Эндоспоры они не образуют. К ним относятся пропионовокислые, стрептомицетовые бактерии и т. д.
  5. Микоплазмы. Если обратить внимание на строение бактерии (схема на рисунке ниже – стрелка указывает на цепочку ДНК), то можно отметить, что она не имеет клеточной стенки (вместо нее есть цитоплазматическая мембрана) и, следовательно, не окрашивается анилиновым красителем, поэтому ее нельзя отнести к данному отделу на основании окрашивания по Граму. Но согласно последним исследованиям микоплазмы произошли от грамположительных микроорганизмов.
Читайте также:  Роль бактерий в изготовлении кисломолочных продуктов

Грамотрицательные бактерии: функции, строение

У таких микроорганизмов сеть муреина очень тонкая, ее доля от сухой массы всей клеточной стенки составляет всего лишь 10%, остальная часть – это липопротеины, липополисахариды т. д. Вещества, поступающие при окрашивании по методу Грама, легко вымываются.

По типу питания грамотрицательные бактерии – фототрофы или хемотрофы, некоторые виды способны к фотосинтезу.

Классификация внутри отдела находится в процессе формирования, различные семейства объединяют в 12 групп, исходя из особенностей морфологии, обмена веществ и других факторов.

  1. Анаэробные кокки и палочки. По внешнему облику представляют собой вибрионы (в виде запятой) или спириллы.
  2. Факультативно анаэробные палочки. К ним, в частности, относится семейство энтеробактерий. А вот виды из рода фотобактерий приспособились к жизни в морской воде и известны своим люминесцентным свечением.
  3. Аэробные кокки и палочки. Обширная группа бактерий, которая, к примеру, включает известные азотфиксирующие или клубеньковые виды рода Ризобиум.
  4. Спириллы. Это жесткие палочки, имеющие форму спирали. По типу питания чаще всего они аэробы, реже – факультативные анаэробы.
  5. Спирохеты. Внешнее строение бактерии (фото ниже) схоже с тем, которое имеют представители предыдущей группы. Главное отличие спирохет – в их гибкости и способности к активному движению.
  6. Бактерии с придатками. Это формы, имеющие различное родство, при делении они дают две дочерние клетки различной величины, а также образуют придатки в виде палочек и выростов.
  7. Хламидобактерии. Они обладают характерными чехлами в виде трубки, что способствует удержанию клеток вместе, и в результате могут образовываться целые колонии. Наиболее яркий представитель – гриб сточных вод. Это бактерия, обитающая в сильно загрязненной воде. Такие микроорганизмы образуют огромные скопления, что способствует забиванию труб и сточных канав.
  8. Скользящие бактерии. Они свое название получили из-за свойственного им способа передвижения.
  9. Миксобактерии. Имеют комплексную организацию, при которой одноклеточные формы могут образовывать плодовые тела.
  10. Облигатно паразитические бактерии. Они не могут культивироваться вне живых клеток.
  11. Хемолитотрофные бактерии.
  12. Фотоавтотрофные бактерии. Имеют разнообразные фотосинтетические пигменты и каротины, которые придают им яркую окраску: пурпурно-фиолетовую, красную, коричневую, оливково-зеленую.

Значение бактерий для человека

Несмотря на свою, казалось бы, незаметность, бактерии имеют огромное значение для человека, как положительное, так и отрицательное.

Производство многих пищевых продуктов невозможно без участия отдельных представителей этого царства.

Строение и жизнедеятельность бактерий позволяют получать нам многие молочные продукты (сыры, йогурты, кефир и многое другое). Эти микроорганизмы участвуют в процессах квашения, брожения.

Многочисленные виды бактерий являются возбудителями болезней у животных и человека, таких как сибирская язва, столбняк, дифтерия, туберкулез, чума и т. д.

Но в то же время микроорганизмы участвуют в различных промышленных производствах: это генная инженерия, получение антибиотиков, ферментов и других белков, искусственное разложение отходов (например, метановое сбраживание сточных вод), обогащение металлов.

Некоторые бактерии растут на субстратах, богатых нефтепродуктами, и это служит индикатором при поиске и разработке новых месторождений.

Источник: https://www.syl.ru/article/168692/new_stroenie-bakterii-osobennosti-jiznedeyatelnost-i-stroenie-bakteriy

2. Царство бактерий, особенности строения и жизнедеятельности. Бактериальные заболевания, их профилактика

Организмы, не имеющие оформленного
ядра, выделяют в особое царство. К ним
относят бактерий и цианобактерий (их
также называют цианеи, сине-зеленые
водоросли). Клетки бактерий меньше по
размеру, чем клетки эукариот (ядерных
организмов).

Характерной особенностью
клеток прокариот (доядерных) является
отсутствие мембранных органоидов: ЭПС,
митохондрий, пластид, вакуолей. Все
процессы, протекающие на мембранах, у
прокариот проходят на складках наружной
мембраны. Единственная хромосома
бактерий имеет форму кольца и располагается
непосредственно в цитоплазме.

Клетки могут иметь форму шара (кокки),
палочек (бациллы), запятой (вибрионы),
спирали (спирохеты), зачастую снабжены
жгутиками, служащими для передвижения.
(Если клетки соединены по две, их называют
диплококки, цепочкой – стрептококки,
гроздью – стафилококки). Клетки бактерий
не способны менять форму, за исключением
спирохет.

Важно

Снаружи может располагаться
слизистая капсула, во много раз превышающая
размеры самой клетки.

Бактерии способны переносить
неблагоприятные условия, образуя споры.
Устойчивость спор некоторых бактерий
поражает воображение.

Так, споры бактерии,
вызывающей ботулизм, переносят длительное
кипячение, поэтому гарантию их уничтожения
при консервировании дает только обработка
в заводских условиях при повышенном
давлении (температура кипения воды
повышается).

Споры сибирской язвы в
почве сохраняют жизнеспособность сотни
лет, поэтому скотомогильники представляют
серьезную угрозу в случае их размывания
водой или земляных работ.

По способу питания большинство бактерий
гетеротрофы, лишь немногие хемосинтезирующие
бактерии питаются автотрофно, используя
энергию, выделяющуюся при окислении
химических элементов (серы, железа).
Цианобактерии осуществляют фотосинтез.

Среди гетеротрофов имеются сапрофиты,
использующие органические вещества
или мертвые организмы, и паразиты,
развивающиеся в клетках живых организмов.
Часть бактерий может развиваться только
при отсутствии кислорода – анаэробы
(ботулизм), другим кислород необходим.

С помощью сапрофитных бактерий происходит
квашение капусты и силосование кормов,
сквашивание молока, спиртовое брожение
и образование уксуса. Кишечная палочка,
обитающая в кишечнике человека, сдерживает
размножение нежелательной микрофлоры.
Кроме того, кишечная палочка используется
как индикатор загрязнений при проведении
санитарно-эпидемиологических исследований.

Многие паразитические бактерии являются
возбудителями заболеваний человека и
животных. Холерный вибрион вызывает
тяжелое желудочно-кишечное заболевание
– холеру, приводящее к обезвоживанию
организма, при отсутствии надлежащего
лечения зачастую со смертельным исходом.
Заражение происходит чаще через воду
или фрукты. Для предотвращения заражения
необходимо обязательное кипячение
питьевой воды, тщательное мытье овощей
и фруктов (в случае опасности заражения,
с окачиванием кипятком), мытье рук,
качественное мытье посуды, борьба с
мухами.

Совет

Особую опасность представляет туберкулез,
вызываемый палочкой Коха, т.к. за последние
годы появились разновидности, устойчивые
к антибиотикам. Туберкулез поражает
чаще легкие (старое название – чахотка).
Туберкулез передается воздушно-капельным
путем, но более опасно пользование
посудой после лиц, больных туберкулезом.
Заболевание может не развиваться в
течение многих лет, сдерживаемое
иммунитетом. Но при недоедании,
систематическом переутомлении, проживании
в сыром помещении возникает кровохаркание,
затем следует распад легочной ткани.
Профилактика туберкулеза: обеспечить
доступ в помещения солнечного света,
не допускать чрезмерной влажности
воздуха; занятия на свежем воздухе
физическим трудом и физкультурой,
достаточное питание, соблюдение режима
труда и отдыха, не допускать длительных
нервных стрессов, состояния отчаяния.
Посуда больных туберкулезом моется и
хранится отдельно.

Бледная спирохета является возбудителем
сифилиса – венерического заболевания,
передающегося половым путем, но нередко
и бытовое заражение. Сифилис может
развиваться в течение ряда лет, приводя
к поражениям кожи, нервной системы,
скелета (характерный провалившийся нос
на поздних стадиях). Бледная спирохета
сохраняется во влажной среде, например
на влажных простынях, полотенцах.
Профилактика: категорический отказ от
случайных половых связей, не пользоваться
чужой немытой посудой и предметами
личной гигиены, не спать на чужом
постельном белье.

Источник: https://StudFiles.net/preview/5810813/page:10/

Особенности строения и жизнедеятельности бактерий и цианобактерий, как типичных представителей надцарства Прокариоты

Бактерии — первые организмы, населившие нашу планету. Это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. Размеры бактерий колеблются от нескольких десятых микрона до 10—13 мкм.

Они содержатся в воздухе (на высоте до 40 000 м), почве, воде, снегах полярных областей и горячих источниках с температурой около 90 °С. Особенно много их в почве — от 200—500 млн до 2 млрд и более особей в 1 г, в зависимости от типа почв.

По форме и особенностям объединения клеток различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные, называемые кокками, прямые палочковидные — бациллы, изогнутые — вибрионы, спирально изогнутые — спириллы.

Кокки, сцепленные попарно, получили название — диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей — стафилококки и др. Реже встречаются нитчатые формы.

Некоторые бактерии имеют органоиды движения — жгутики (от 1 до 50), которые состоят из особого белка — флагеллина. У ряда бактерий они расположены на одном конце клетки, у других — на двух или по всей поверхности. Способ расположения жгутиков является одним из признаков при классификации подвижных бактерий.

Тонкая и эластичная клеточная стенка, в состав которой входит муреин, придает бактериальной клетке определенную форму, защищает ее содержимое от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды и выполняет ряд других функций. Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой.

Плазматическая мембрана способна образовывать выпячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами. На мембранах мезосом располагаются окислительно-восстановительные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий — и соответствующие пигменты, благодаря чему мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов и других органелл.

B центральной части клетки находится одна кольцевая молекула ДНК — геном, состоящий примерно из 5 млн пар Нуклеотидов. Некоторые бактерии имеют мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами.

Ядрышки у бактерий не обнаружены. Отсутствуют также митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи и другие мембранные структуры, характерные для всех эукариотических клеток. Однако в цитоплазме имеется до 20 тыс.

мелких рибосом.

Обратите внимание

У некоторых лишенных жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газов в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные — передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки — полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера.

Бактерии бесцветны (в их цитоплазме нет пигментов), за исключением зеленых и пурпурных серных.

Размножение бактерий происходит путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) молекулы ДНК. Почкование встречается как исключение.

У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса (например, у кишечной палочки).

Половой процесс напоминает конъюгацию, при которой происходит передача генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте. После этого клетки разъединяются.

Количество особей в результате полового процесса остается прежним, но происходит обмен наследственным материалом, т. е. осуществляется генетическая рекомбинация.

Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий бациллам, клостридиуму. В виде спор бактерии переносят неблагоприятные условия.

Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100 °C и охлаждение почти до абсолютного нуля.

Важно

В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65-80 °С и т. д. В благоприятных условиях споры набухают и прорастают.

По типу питания бактерии делятся на две группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических.

В зависимости от используемой энергии автотрофами, различают фото- (зеленые и пурпурные) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.

), Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами мертвых остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (паразиты и симбионты).

К сапротрофам относится бактерия гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие, вторые — углеродсодержащие соединения. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности.

Роль бактерий в биосфере достаточно велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ, отмерших растений и животных.

 Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, диоксид углерода и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ.

Бактерии, вместе с грибами и лишайниками, участвуют в начальных стадиях почвообразовательных процессов.

Особую роль в природе играют азотфиксирующие бактерии. Населяя почву, такие бактерии обогащают ее азотом, к ним относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых и мимозовых растений.

Совет

Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных пищевых продуктов из молока: сметаны, простокваши, кефира, масла, сыра.

Читайте также:  «все могут короли…», или многообразие бактериальных свойств

Патогенные бактерии — возбудители опасных болезней у человека и животных: чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмонии, дизентерии, туберкулеза и др.

Поражают бактерий я растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.).

Сапротрофные бактерии играют не только положительную роль, обеспечивая круговорот веществ в природе, но и отрицательную, вызывая гниение продуктов питания.

Широко распространенными методами борьбы с гнилостными бактериями являются: высушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна; их охлаждение и замораживание в холодильниках и ледниках; маринование продуктов в уксусной кислоте; высокая концентрация сахара, например, при изготовлении варенья, что вызывает плазмолиз в клетках бактерий и нарушает их жизнедеятельность; засолка.

Для уничтожения вегетативных форм бактерий я сохранения молока, вина, фруктовых соков и других продуктов применяется метод пастеризации — нагревание до 65 °С в течение 10—20 мин.

, а для освобождения среды от спорообразующих бактерий наибольший эффект дает метод стерилизации — кипячение при повышенном давлении в автоклавах.

В медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве используют метод дезинфекции (обработка йодом, перекисью водорода, борной кислотой и т. д.).

Цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Они представляют собой древнейшую, уникальную группу организмов. Многие свойства цианобактерий (фиксация азота, прижизненные выделения органических веществ и др.) определяют их чрезвычайно важную роль в биосфере.

Обратите внимание

Отдел включает одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы различной морфологической структуры: от микроскопических до видимых простым глазом. В цитоплазме расположены фотосинтезирующие ламмедлярные структуры и пигменты: хлорофилл α, каротинонды, фикобилины, пигменты, отсутствующие у других фотосинтетиков.

Благодаря разнообразию пигментов цианобактерии способны к поглощению света различных длин волн.

Размножаются цианобактерии бесполым путем (одноклеточные —делением клеток, колониальные и нитчатые — распадением на отдельные участки, способные прорастать в новые организмы). Половой процесс и подвижные жгутиковые формы и стадии не выявлены.

Цианобактерии распространены в пресных и соленых водах, на поверхности почвы, на скалах, в горячих источниках, входят в состав лишайников. Они обогащают почву органикой и азотом, являются кормом для зоопланктона и рыб, могут использоваться для получения ряда ценных веществ, продуцируемых ими в процессе жизнедеятельности (аминокислоты, витамин В12, пигменты и др.).

Некоторые — носток, спирулина — могут применяться в пищу.

В период массового размножения цианобактерий в водоемах (так называемого «цветения воды») происходит процесс их гниения: вода приобретает неприятный запах и становится непригодной для питья; наблюдается массовая гибель рыбы; на поверхности водоема образуется маслянистая грязно-зеленая пленка, состоящая из отмерших цианобактерий.

Источник: https://jbio.ru/osobennosti-stroeniya-i-zhiznedeyatelnosti-bakterij-i-cianobakterij-kak-tipichnyx-predstavitelej-nadcarstva-prokarioty

Развитие бактерий в различных условиях жизни

Прокариоты относятся к одноклеточным микроорганизмам, для которых характерно отсутствие окруженного оболочкой ядра. Несмотря на упрощенное строение, это одни из самых важных видов организмов в природе.

Ученые всегда активно исследовали их строение, жизнедеятельность, особенности размножения и условия обитания. Существует целый раздел в биологии, посвященный микробам. Он называется бактериология. Предполагается, что количество видов прокариот достигает показателя около миллиона.

В то время как изучен всего один процент многообразия этих организмов.

Бактериология – раздел микробиологии, в котором изучаются бактерии – одноклеточные организмы.

Особенности строения и условий обитания бактерий

Несмотря на отсутствие четкого клеточного ядра, генетический материал микробов находится в определенной зоне, называемой нуклеоидом. Также для них характерно наличие всего одной хромосомы, представленной длинной кольцевой молекулой ДНК. Это является их главной отличительной особенностью от всех остальных живых организмов, имеющих четко выделенное ядро и определенный набор хромосом.

Снаружи клетка микроорганизма окружена мембраной и особой стенкой, схожей по строению с аналогичным вариантом у растений. Указанные оболочки не дают бактерии лопнуть, при попадании в нее жидкости за счет осмоса. Также имеется защитная слизистая капсула, возможно наличие упрощенных по строению жгутиков.

Размножение происходит бесполым путем, в результате чего ДНК сначала удваивается, а затем каждая новая клетка получает свой одинарный набор хромосом. Классический вариант размножения может дополняться различными способами переноса ДНК из одной клетки в другую. К ним относятся:

  • трансформация – поглощение из окружающей среды ДНК разрушенного микроорганизма, способствующее превращению обычной бактерии в патогенную;
  • трансдукция – перенос генетического материала между особями при помощи вирусов;
  • использование добавочных хромосом – плазмид, которые содержат информацию об устойчивости к антибиотикам.

Изучение всех видов размножения бактерий чрезвычайно важно для медицины, поскольку многие являются возбудителями опасных заболеваний. Понимание механизмов, благодаря которым увеличивается численность особей прокариот, дает возможность разрабатывать препараты для лечения разных патологий.

Помимо человеческого организма, бактерии обитают в почве, пресных и морских водоемах, где накапливаются большие объемы органического вещества. Некоторые виды способны выживать при экстремально низких и высоких температурах, могут переносить повышенную соленость воды. Например, именно бактерии являются единственными обитателями Мертвого моря.

Микробы существуют в атмосфере в каплях воды, причем их количество зависит от запыленности воздуха. Полезные безвредные микроорганизмы обитают в кишечнике животных и человека. Они являются частью нормальной микрофлоры ЖКТ и выполняют функцию подавления жизнедеятельности вредных инфекций.

Основные факторы, оказывающие влияние на рост и развитие бактерий:

  • уровень влажности;
  • степень освещения;
  • рН показатель среды;
  • величина температурного режима.

Дополнительным фактором, влияющим на жизнедеятельность микробов, является кислород.

Одним видам он необходим для процесса дыхания, другие могут высвобождать энергию при отсутствии указанной составляющей воздуха.

В первом случае бактерии относятся к аэробным организмам, которые являются свободноживущими формами. Паразитические микроорганизмы существуют в бескислородной среде и называются анаэробами.

Уровень влажности, необходимый для жизнедеятельности бактерий

Одноклеточные организмы могут расти и развиваться только в среде с определенным уровнем влажности. Вода необходима для большинства обменных процессов бактерий, а также для поддержания осмотического давления внутри клетки. Микробы относятся к влаголюбивым микроорганизмам, и при показателе влажности ниже 20% прекращают размножаться.

Некоторые виды приспособились к переживанию длительных периодов отсутствия воды, сохраняя при этом свою жизнедеятельность. Данное свойство часто используется в медицине для изготовления бактериальных препаратов. Споры микробов способны десятки лет существовать в безводной среде.

Развитие микроорганизмов также зависит от величины водной активности, которая выражает доступность жидкости, содержащейся в субстрате. Значение данного показателя варьируется в пределах от 0 до 1. Для размножения большинства микробов необходим уровень от 0,90 до 0,95.

Чем выше влажность, тем лучше чувствует себя бактерия.

Кислотность и рН показатель как основные факторы развития бактерий

Большинство микроорганизмов могут существовать в пределах pH среды в интервале от 4 до 9. При максимальном значении почти все виды микробов перестают расти и размножаться. Идеальным местом обитания считается среда с нейтральным показателем 7,07.

Особое звено в классификации бактерий занимают кисломолочные (ацидофильные) виды. Они предпочитают очень кислую среду, в связи с особенностями метаболизма. Именно в таких условиях особи способны превращать углеводы в молочную кислоту. Это свойство бактерий активно используется в производстве и медицине.

Бактерии, за исключением ацидофилов, любят нейтральную среду.

Несмотря на то, что большинство микроорганизмов перестает расти при рН ниже 4,5, некоторые виды выживают при показателе 1 и даже 0,1. При этом они не подвергаются сильному отрицательному воздействию условий окружающей среды. К ним относятся кислотоустойчивые тионовые бактерии, окисляющие водород и серу.

Температурное воздействие на микробы

У микроорганизмов отсутствуют механизмы, регулирующие тепловой режим, поэтому они зависят от условий окружающей среды. По отношению к теплу и холоду бактерии делятся на следующие виды:

  • психрофилы;
  • мезофилы;
  • термофилы.

Психрофилы могут существовать в интервале температур от 0 до 20°С с оптимальным значением показателя на уровне 15°С. Бактерии являются обитателями холодных источников, глубоких озер, хорошо сохраняются на продуктах, хранящихся в холодильнике. К ним относится большинство гнилостных видов, выдерживающих понижение температуры до –9°С.

Мезофилы развиваются при средних показателях тепла окружающей среды. В эту группу попадают все патогенные и условно-патогенные бактерии. Оптимальная температура для их жизнедеятельности – 37°С.

Термофилы развиваются в зоне воздействия высоких температур. Минимальным значением является 35–40°С, оптимальным – 55–75°С. Многие термофильные бактерии обитают в горячих источниках и участвуют в процессах гниения навоза и сена.

Уровень освещения и активность прокариотов

Солнечный свет – самый опасный способ воздействия на бактерий. Исключение составляют виды, имеющие в составе клетки специальные пигменты. Благодаря им микроорганизмы могут использовать энергию солнечного света для своей жизнедеятельности. Под воздействием рассеянного освещения развитие обычных бактерий подавляется постепенно, а прямые лучи вызывают гибель микробов сразу.

Под влиянием ультрафиолетового спектра происходят изменения в структуре ДНК микроорганизмов мутагенного характера. Наиболее чувствительны к воздействию УФ-лучей вегетативные формы бактерий, а их споры отличаются повышенной устойчивостью.

Эффективность фактора зависит от длительности и силы облучения. Незначительные дозы могут стимулировать развитие микробов, более высокие – вызывают наследственные изменения. Степень воздействия применяется для получения новых штаммов микроорганизмов с активной способностью продуцировать ферменты и антибиотики.

Паразитические формы бактерий и условия их обитания

Все виды болезнетворных патогенов живут за счет питательных веществ организма-хозяина.

При этом они выделяют продукты жизнедеятельности, токсичные для внутренних органов и систем, и провоцируют развитие воспалительных процессов.

Заражение может происходить при контакте с носителем инфекции, использовании в пищу плохо обработанных продуктов. Очень часто переносчиками паразитов являются рыбы, птицы, млекопитающие.

Бактерию сальмонеллы невооруженным глазом не обнаружить.

По степени воздействия на здоровье человека бактерии делятся на:

  • безопасные, не вызывающие заболевания у людей, но паразитирующие у растений и животных;
  • условно-патогенные, которые в норме являются симбионтами, но при ослаблении иммунитета приводят к развитию воспалительных процессов;
  • патогенные, провоцирующие ангину, ОРЗ, пневмонию и другие болезни, которые успешно лечатся в медицинских учреждениях;
  • чрезвычайно опасные, характеризующиеся летальным исходом.

Наиболее изученный вид условно-патогенной бактерии, обитающей в ЖКТ человека, – Хеликобактер пилори. Микроорганизм образует колонии внутри складок слизистых оболочек желудка. Паразитирует при обычной кислотности желудочного сока, то есть при рН от 4 до 8.

Интенсивное размножение бактерии приводит к развитию ряда заболеваний: гастрита, дуоденита, язвы двенадцатиперстной кишки.

Основные симптомы поражения Helicobacter pylori проявляются в виде кишечных расстройств, приступообразных болей в животе, рвоты, метеоризма.

Опасно для человека заражение бактерией, называемой сальмонеллой. Она провоцирует развитие заболевания, причиной которого становятся грязные руки, пища и вода. Микроорганизм выделяется повышенной устойчивостью к неблагоприятным условиям.

Сальмонеллы могут сохраняться в течение нескольких месяцев в воде, на поверхности предметов, в мясе и молоке крупного рогатого скота при 20–25°С.

Дополнительно они выдерживают резкие понижения температуры до –80°С, но при нагреве жидкости до 100°С мгновенно погибают.

Источник: https://proinfekcii.ru/parazity/bakterii/razvitie.html

Строение и жизнедеятельность бактерий

«Бактерия»– в переводе с греческого означает «палочка». Такими их впервые увидел в 1683 году под микроскопом голландский натуралист Антони ван Левенгук.

Бактерии – просто устроенные микроскопические организмы, чаще всего одноклеточные. Бактерии являются прокариотическими организмами – их клетки не имеют ядра.

Известно около 2,5 тысяч видов. Бактерии – очень древние организмы. Они возникли около 3,5 млрд. лет назад. Большинство бактерий бесцветны. Только немногие окрашены в пурпурный или зелёный цвет.

По форме различают следующие группы  бактерий: шарообразные  –  кокки, палочко­видные – бациллы, изогнутые в виде запятой – вибрионы, спиралевидные  – спириллы. Часто бактерии образуют скопления виде длинных изогнутых цепочек или групп клеток.

Среди бактерий встречаются подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков, расположенных на одном из концов тела или по всей поверхности клетки. Жгутик представляет собой тонкую нить, нижняя часть которой закреплена в цитоплазматической мембране и клеточной стенке.

Бактериальные клетки окруже­ны плотной оболочкой, благодаря которой сохраняют постоянную форму. По составу и строению клеточные оболочки бактерий существенно отличаются от растений и животных. Снаружи оболочки у большинства бактерий имеется слизистая капсула, которая предохраняет клетку от высыхания. Под оболочкой находится цитоплазматическая мембрана.

Важно

Всё пространство клетки заполнено цитоплазмой. Цитоплазма представляет собой вязкую жидкость, состоящую из воды и растворённых веществ. Как вы уже знаете, клетки бактерий не имеют ядра. Их ядерное вещество лежит в цитоплазме. В цитоплазме также располагаются органоиды, которые служат для образования белка.

В одной бактериальной клетке находится несколько десятков тысяч таких органоидов.

Как и все живые существа, бактерии питаются, дышат и выделяют из клеток те вещества, которые больше не могут использовать.

Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Это гетеротрофы. Лишь некоторые из бактерий, например сине-зелёные, или цианобактерии, способны создавать органические вещества из неоргани­ческих. Это автотрофы. Они сыграли важную роль в накоплении кисло­рода в атмосфере Земли.

По способу питания бактерии делятся на две группы: сапротрофы (от греческого «сапрос» — гнилой и «трофе» — питание, пища), получающие органические веще­ства из отмерших организмов или выделений живых ор­ганизмов, и паразиты (от греческого «паразитос» — нахлебник),   питающиеся   органическими   веществами живых организмов. Паразитизм у бактерий распростра­нён очень широко. Существуют бактерии, паразитирую­щие в теле бактерий других видов. Среди бактерий – пара­зитов много болезнетворных, вызывающих различные заболевания у растений, животных и человека.

Читайте также:  Вселенная под микроскопом. бактерии семейства кокки

Обязательным процессом для бактерий является дыхание. Для дыхания некоторых видов бактерий необходим кислород. Однако известны и такие виды, для которых присутствие кислорода губительно. Они обитают на больших глубинах в океанах или глубоко под землёй в нефтяных и газовых месторождениях.

 Клетки бактерий очень маленькие и просто устроенные. Поэтому они размножаются быстрее всех живых организмов в мире. Если необходимые для жизни условия максимально благоприятны, каждая бактерия может превращаться в две такие же клетки каждые 20 – 30 мин.

При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток спо­собно образовать массу, которой можно было бы запол­нить все моря и океаны.

Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро поги­бает под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65 —100°С, под дейст­вием дезинфицирующих веществ.

Когда условия для жизни бактерий ухудшаются (становится слишком холодно или сухо либо расходуются все питательные вещества), некоторые бактерии переходят в особую форму существования. Вокруг ядерного вещества и небольшого количества прилегающей к нему цитоплазмы образуется очень толстая оболочка.

Такую бактериальную клетку называют спо­рой. В состоянии споры бактерии не дышат и не питаются, но при этом могут оставаться жизнеспособными сотни лет. Споры разносятся ветром, водой и животными. Их много в воздухе и почве.

При попадании таких спор в условия, благоприятные для жизни бактерий, они снова становятся обычными бактериальными клетками. Важно понимать, что споры бактерий — это приспособление к выжива­нию в неблагоприятных условиях, а не способ размножения.

Совет

Из одной бактериальной клетки всегда получается одна спора, а из одной споры — всегда только одна бактериальная клетка.

Практически нет места на Земле, где бы ни встречались бактерии. Они находятся в почве, в воздухе, в воде, в помещениях, в мёртвых и живых организмах, в различных продуктах питания.

Они живут во льдах Антарктиды при температуре –83°С и в горячих источниках, температура которых достигает +85—90 °С. Особенно много их в почве. В 1 г почвы могут содержать­ся сотни миллионов бактерий.

Число бактерий различно в воздухе проветренных и непроветренных помещений. Так, в классе после провет­ривания перед началом урока бактерий в 13 раз меньше, чем в той же комнате после урока.

Источник: https://videouroki.net/video/6-stroieniie-i-zhizniedieiatiel-nost-baktierii.html

Морфология и классификация бактерий

Бактерии — это одноклеточные, бесхлорофильные организмы, вегетативно размножающиеся делением, реже перешнурованием, иногда образующие внутриклеточные споры.

Величина бактерий измеряется в микронах и за редкими исключениями лежит в пределах от 0,06—0,3 до 3—5 μ. В капле воды могут свободно поместиться несколько сот миллионов бактерий.

Форма бактериальной клетки довольно однообразна. Известны три основные формы бактерий: круглая, палочковидная и извитая с многочисленными и незаметными переходами между ними. Антон Де-Бари образно сравнивал их с бильярдным шаром, карандашом и пробочником.

Кокками называются бактерии, имеющие круглую форму. Они различаются размерами и взаимным расположением. Кокки, соединенные попарно, носят название диплококков, соединенные же в виде ожерелья называются стрептококками. При делении, чередующемся в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, образуются тетракокки.

Если деление правильно и повторяется в трех взаимно-перпендикулярных направлениях, то образуются соединения клеток в виде пакетов — это так называемые сардины. Делясь в разных направлениях без особой правильности, кокки образуют беспорядочные скопления, напоминающие кисть винограда. Они называются стафилококками.

Бактерии палочковидной формы несколько более разнообразны по своему внешнему виду. Они могут быть с усеченными или закругленными концами, цилиндрическими, бочковидными или лимоновидными и как бы с перетяжкой посередине, часто эллипсоидальными, отличаясь лишь своими размерами в ширину и длину.

Палочки могут быть прямыми, изогнутыми, одиночными, сцепленными попарно или цепочкой, короткими или сильно вытянутыми. Палочковидные бактерии, у которых длина в два раза и более превосходит ширину, называются бациллами; если же разница между длиной и шириной невелика, то их называют бактериями.

Бактерии извитой формы различаются не только по длине и толщине, но и по количеству и характеру завитков.

Обратите внимание

Слегка изогнутые бактерии (завиток не превышает 1/4 оборота спирали) называются вибрионами, бактерии, имеющие один или несколько больших правильных завитков, — спириллами.

Длинные и тонкие бактерии извитой формы с многочисленными мелкими завитками, иногда с крупными искривлениями всей нити, называются спирохетами.

Строение бактерий

По простоте своей организации и ничтожным размерам бактерии принадлежат к наиболее элементарным существам и стоят на самых низких ступенях жизни. Несмотря на огромные успехи науки и техники, еще не все вопросы строения бактерий разрешены.

Тело бактерий состоит из оболочки и протоплазм этического содержимого, пропитанного клеточным соком. Оболочка бактерий тонка, бесцветна, структура ее не различима в микроскоп. Для того чтобы видеть ее, прибегают к искусственным методам обработки.

Оболочка лежит в основе внешней формы клетки и, по-видимому, является известной защитой в неблагоприятных условиях.

Свободно облекая содержимое клетки, она благодари своей упругости допускает свободное движение бактерий, нередко сопровождающееся оживленными движениями всего тела.

Наружные слои оболочки, поглощая воду, нередко разбухают и образуют студенистую клейкую массу, достигающую заметных размеров. По мере ослизнения наружных слоев оболочка беспрерывно возобновляется за счет протоплазмы. Остудневшая клейкая оболочка носит название капсулы.

Интенсивность образования слизи и капсул зависит от особенностей питания и иногда может быть весьма значительной. Слизистая капсула образуется не только около каждой клетки в отдельности, но и у многих клеток, связанных в одну колонию и заключенных как бы в общую капсулу.

Такие слизистые колонии бактерий называются зооглеями. Образование капсул свойственно не всем видам бактерий.

Движение бактерий

Способность к самопроизвольному движению присуща лишь некоторым группам бактерий. Передвигаются бактерии с помощью жгутиков или ресничек. Жгутики имеют вид более или менее длинных нитей. Они очень нежны, тонки, легко обрываются, без специального окрашивания в микроскоп не видимы. Диаметр их не превышает 1/20 части поперечника тела бактерии.

Подвижные формы бактерий делятся на следующие группы:

  • монотрихи — есть только один полярный жгутик,
  • лофотрихи — имеется пучок жгутиков на одном из концов клетки,
  • перитрихи-жгутики расположены по всей поверхности тела.

Характер расположения жгутиков на теле бактерии определяет и характер ее движения — прямолинейное или беспорядочное. Подвижность бактерий зависит от ряда условий: температуры, состава питательной среды, продуктов их жизнедеятельности и т. п. Подвижные формы бактерий не во всех стадиях своего развития и не во всех условиях роста снабжены жгутиками.

Спорообразование

В теле многих бактерий в известные периоды их развития появляются круглые или эллипсоидальные образования — опоры. Они обычно завершают цикл развития бактерий. Величина спор по сравнению с величиной произведших их клеток может колебаться в широких пределах.

Опоры образуются не у всех видов бактерий. Они окружены хорошо обособленной оболочкой, почти непроницаемы для воды и являются наиболее устойчивыми образованиями среди всего живого мира.

Так, они нередко выдерживают кипячение в течение нескольких часов и продолжительное действие сухого пара при температуре от 120 до 140°. Споры многих бацилл сохраняют свою жизнеспособность после продолжительного пребывания при температуре —190° и даже при температуре жидкого водорода (—253°).

Важно

Устойчивы они также и к действию химических веществ — ядов. Все это чрезвычайно затрудняет борьбу с болезнетворными споровыми видами бактерий.

Зрелая спора в течение десятков лет может сохранять свою жизнеспособность. Обычно прорастание спор происходит после некоторого периода покоя и связано с воздействием внешних условий.

Весь процесс спорообразования протекает в течение суток и менее. После созревания споры, произведшая ее клетка постепенно отмирает и зрелая спора выходит наружу.

При прорастании она набухает, становится богаче водой и из нее выходит проросток, одетый в тонкую оболочку.

Размножение бактерий

Достигнув состояния зрелости и предела роста, бактерии начинают размножаться простым делением. При делении в средней части тела бактерии появляется перегородка, которая затем расщепляется и обособляет две новые клетки.

Последовательное расположение перегородок при делении у разных бактерий различно.

У палочковидных форм оно располагается перпендикулярно к длинной оси, у шарообразных форм перегородки могут располагаться в одной, двух или трех взаимно-перпендикулярных плоскостях, с чем и связано образование таких форм, как стрептококки, тетракокки и сарцины.

Быстрота размножения бактерий зависит от ряда условий и может быть весьма различной. Чем благоприятнее внешние условия существования бактерий, тем быстрее происходит их деление. В нормальных условиях число бактерий удваивается приблизительно через каждые полчаса.

Вели бы оно всегда происходило беспрепятственно, то количество бактерий от одной клетки достигло бы колоссальных размеров. По подсчету микробиолога Кона, потомство одной бациллы через пять дней могло бы заполнить все моря и океаны. Однако этого никогда не было и никогда не будет.

Жизненный цикл бактерий ограничен определенными внешними условиями, за пределами которых размножение замедляется или вовсе приостанавливается. Недостаток питания, вредные продукты обмена, конкуренция различных видов и т. п. губительно действуют на бактерии.

При неблагоприятных условиях они массами погибают.

Классификация бактерий

Положение бактерий в системе живых существ пока еще недостаточно определено. Принято считать, что бактерии представляют часть растительного мира, а грибы и водоросли являются ближайшими к ним родственными организмами. Морфологические признаки бактерий в большинстве случаев ограничены немногими формами: шаровидны, палочки, спирали.

Необычайная простота и элементарность их внешней организации затрудняют их классификацию. Определение вида бактерии на основе только морфологических признаков невозможно. Научная систематика основана на морфологии и истории развития, но для классификации бактерий необходимо знать не только морфологию, но и их физиологические и биохимические особенности.

В связи с этим устанавливаются: отношение бактерий к кислороду, температурным условиям, образование пигмента, разжижение желатина, образование кислот и газа на сахарах, изменение молока при росте в нем бактерий, образование индола, сероводорода, аммиака, редукция нитратов в нитриты или в свободный азот.

Однако и этого не всегда бывает достаточно для определения вида бактерии.

Совет

Существуют различные системы классификации бактерий, но все они являются условными, и далекими в большей или меньшей мере от естественной классификации.

Рассмотрение этих систем или хотя бы одной из них в данном случае не является необходимым даже в применении к фитопатогенным бактериям.

Следует лишь сказать, что в настоящее время почти все фитопатогенные бактерии объединены в родах Pseudomonas, Xanthomonas, Bacterium и Erwinia.

В последнее время М. В. Горленко (1961) предложил следующую систему классификации фитопатогенных бактерий класса Eubacteriales:

I. Семейство Mycobacteriaceae (Честер, 1901)—неподвижные бактерии (без жгутиков):

  • 1-й род — Gorynebacterium (Леман и Нейман, 1896) — (грамположительные бактерии;
  • 2-й род Aplanobacterium (Смит, 1905, Гешич, 1956) — грамотрицательные бактерии.

II. Семейство Pseudomonadaceae (Вильсон и др., 1917) — бактерии со жгутиками (полярными):

  • 1-й род — Pseudomonas (Мигула, 1900) — бактерии неокрашенные и флюоресцирующие;
  • 2-й род — Xanthomonas (Доусон, 1839) — бактерии с окрашенными колониями.

III. Семейство Bacteriaceae(Кон, 1872) — подвижные бактерии с перитрихальными жгутиками, не образующие опор:

  • 1-й род — Bacterium (Эренбергер, 1828) — неокрашенные формы, не образующие пектиназы и протопектиназы;
  • 2-й род — Pectobacterium (Уолди, 1945) — неокрашенные формы, образующие пектиназу и протопектиназу;
  • 3-й род — Chromobacterium (Бергонцини, 1881) — окрашенные формы.

IV. Семейство Bacillaceae (Фишер, 1895) — подвижные бактерии, спорообразующие палочки:

  • 1-й род — Bacillus (Кон, 1832) — клетки при спорообразовании не вздуваются или вздуваются слабо;
  • 2-й род — Clostridium (Празновский, 1880) — клетки при спорообразовании вздуваются.

В приведенной выше системе общепринятый до сих пор род Erwinia опущен. Из него выделяется особый род Pectobacterium, в который включаются бактерии с перитрихальными жгутиками и обладающие пектолитической активностью.

Те из фитопатогенных бактерий, которые такой способностью не обладают, отнесены к роду Bacterium. Эта система, рациональная сама по себе, нова и пока еще не вошла в быт, поэтому в настоящей работе мы придерживаемся той классификации, в которой роду Erwinia отводится свое место.

Такое родовое название фитопатогенных бактерий широко применяется в специальной литературе как в нашей стране, так и за рубежом.

Определение вида бактерий без применения искусственных питательных сред невозможно. В связи с этим можно отметить, что при культивировании бактерий образуют весьма характерные колонии. В таком случае по одному внешнему виду можно судить о видовой принадлежности бактерий.

Источник: http://www.activestudy.info/morfologiya-i-klassifikaciya-bakterij/

Ссылка на основную публикацию