Строение клеточной стенки у разных видов бактерий

Строение бактериальной клетки

Строение клеточной стенки у разных видов бактерий

Клетка бактерии имеет сложную структуру:

– Клеточная оболочка (стенка) —обязательный структурный элемент бактериальной клетки толщиной от 10 до 20 нм, помогает сохранять определенную форму. (На долю оболоч­ки приходится 5—20 % сухих веществ клетки.) Клеточная оболоч­ка — плотная ригидная структура, эластичная и достаточно прочная,(выдерживает внутриклеточное давление в 980—1691 Па.)

Схема строения клетки бактерий:

1— нити дезоксирибонуклеиновой кислоты (диффузное ядро); 2 — рибосомы;

3— жгутик; 4— мезосомы; 5 — клеточная оболочка; 6— цитоплазматическая мембрана; 7—гликоген; 8 — волютин;

9— вакуоль; 10 —запасной жир

В структуре клеточной оболочки большинства бактерий различа­ют 2компонента: матрикс и погруженную в него сеть микрофибрилл, котор. обеспечивает прочность стенки. (Химический со­став клеточных оболочек различных видов бактерий неодинаков.)

В составе клеточных клеток есть пептидогликаны они являются главными структурными компонентами клеточных стенок всех прокариотов и составляют (основной каркас клеточной стенки) — муреиновую сеть, в эту сеть вплетаются тейхо­евые кислоты, полипептиды, липопротеиды.

(Химический состав и структура клеточных оболочек определяют окрашиванием бактерий по Граму. Разделение всех бактерий на грамположителъные и грамотрицательные основано на их способ­ности окрашиваться генцианвиолетом и не обесцвечиваться ней­тральными растворителями — спиртом и ацетоном.

Грамположительные клетки удерживают краску, а грамотрицательные нет, что обусловлено различиями в струк­туре и химическом составе оболочек бактерий. У грамположительных бактерий клеточные оболочки более толстые, аморфные.

Клеточные стенки грамотрицательных бактерий более тонкие, слоистые, и в них много липидов, всего 5—10 % муреина и отсутствуют тейхоевые кис­лоты.)

Клеточная оболочка защищает содержимое клеточных бактерий отвнешних воздействий, участвует в формировании капсулы, обес­печивает прохождение внутрь клетки питательных веществ и выде­ление наружу продуктов обмена веществ микроорганизмов, играет важную роль в реакциях иммунитета.

Клеточная оболочка бактерий часто бывает покрыта слизью. Слизистый слой может быть тонким, но может быть и значительным, образуя капсулу. Капсулы состоят из полисахаридов-декстранов и леванов и полипептидов-гликопротеидов.

(Капсулы содержат воду и могут служить барьером для неблагоприятных условий внешней среды.

) Образование капсул и слизи зависит от условий сущест­вования бактерий: на среде, богатой углеводами и бедной белка­ми, бактерия лейконосток Leuconostoc mesenteroides может за ко­роткое время превратить сахарный сироп в тягучую слизистую массу и нанести ущерб сахарному производству. Ослизнению подвергаются также мясо, творог, колбасы, молоко, пиво, вино, квашеные овощи и др. Вместе с тем с помощью слизистых форм, например молочнокислых бактерий, достигается требуемая тя­гучая консистенция кисломолочных ацидофильных продуктов.)

– Цитоплазматическая мембрана — внешний слой цитоплазмы, ко­торый прилегает к клеточной стенке.

(Согласно схеме Даниелли —Даусона цитоплазматическая мембра­на всех живых организмов) имеет трехслойное строение. У бактерий она состоит из 2-х наружных белковых слоев и внутреннего липидного,. Белки составляют около 70 %, липиды — до 30 %.

Мембраны некоторых бактерий со­держат 2—5 % углеводов, образующих комплексы с липидами. Липиды мембран представлены нейтральными жи­рами и фосфолипидами. Содержание нейтральных жиров, которые представлены моно-, ди- и триглицеридами и каротиноидами.

Наиболее богаты мембраны фосфолипидами, которые обеспечивают эластичность и проницаемость мембраны.)

Основными биологически активными компонентами мембран бактерий являются белки различной молекулярной массы, амино­кислотного состава и ферментативных свойств. (Мембранные белки прочно связаны с липидами.

Неферментные белки образуют комп­лексы между компонентами мембран и ферментами.

Обратите внимание

Эти так назы­ваемые белковые мостики пронизывают слой цитоплазматических мембран и служат своеобразными порами, через которые осущест­вляется обмен веществ клетки со средой.)

Мембрана является основным осмотическим барьером, обеспе­чивающим поступление различных веществ в клетку и выделение продуктов метаболизма. В ней нах-ся системы активного переноса питательных веществ — субстрат специфические пермеазы.

– Цитоплазма – основная часть бактериальной клетки, представляет собой полужидкую коллоидную массу, состоит на 70—80 % из воды. Цитоплазма включает основное вещество мат­рикс и рибосомы.

Матрикссодержит очень тонкие нитевидные структуры различ­ной длины и гранулы, представляющие собой молекулы белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

А также в цитоплаз­ме содержатся нуклеотиды, пигменты, свободные аминокислоты и различные минеральные вещества. Благодаря их наличию цитоплазма бактериальных кле­ток характеризуется повышенной вязкостью.

(Вязкость цитоплазмы у молодых клеток наиболее низкая, чем у стареющих, и характеризует их физиологи­ческую активность.)

Вцитоплазме бактериальной клетки постоянно присутствуют структурные органоиды — рибосомы, ктор.

имеют сферичес­кую форму (диаметром15—35 нм и) состоят из рибосомальной рибонуклеиновой кислоты — рРНК и из белка и явля­ются структурными организмами.

(Большая часть рибосом в цитоплазме нахо­дится в свободном состоянии, что свидетельствует о высокой белково- синтезирующей активности клетки, так как рибосомы являются мес­том белкового синтеза. Их образно называют «фабриками» белка.)

Вакуоли,котор.обнаружены у некоторых почвенных и водных бактерий, которые могут быть заполнены газом, либо находиться в сомкнутом состоянии, либо содержать клеточный сок. Регулируя состояние вакуолей, клетка осуществ­ляет вертикальное движение бактерий в водоемах и капиллярах почвы.

Запасные питательные вещества в цитоплазме бактерий содержат­ся в виде включений гранул различной формы и размеров, они в клетке нах-ся непостоянно и это связано с составом питательной среды и физиологическим состоянием культуры. Химический состав включений различен и неодинаков у разных видов бактерий.

Липиды накапливаются в цитоплазме бактерий в виде мелких капель и зерен. У некоторых бак­терий накапливаются воски и нейтральные жиры. Все ли­пидные включения у микроорганизмов служат источниками энер­гии и углерода.

– В клетках множества бактерий сущ-ют зерна волютина, котор. представляют собой полифосфат. Волютин используется клеткой как источник фосфатных групп и энергии.

У пурпурных и бесцветных бактерий внутри клетки в виде капель откладывается минеральная сера. Для пурпурных слу­жит донором электронов, а Ддля бесцветных бактерий – источником энергии. У некоторых серобактерий обнаружены включения карбоната кальция, который выполняет функ­цию нейтрализаторов среды.

Бактерии имеют мезосомы – спиралевидно закрученные, плоские или сфери­ческие трубчатые тельца, они принимают учас­тие в освобождении и накоплении энергии в форме аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Мембрана и мезосомы выполняют функции, в которых или на кото­рых локализованы дыхательные ферментыпоставщики энер­гии. В мезосомах расположены еще спе­цифические ферментные системы, участвующие в азотфиксации и хемосинтезе.

Мезосомы участвуют в клеточном делении, на что указывает их связь с ДНК нуклеоида.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s42463t6.html

Строение и функции клеточной стенки — Науколандия

Клеточная стенка — это дополнительная оболочка, которая располагается поверх (с внешней стороны) цитоплазматической мембраны и образуется в процессе жизнедеятельности самой клеткой. Такая оболочка есть у клеток не всех организмов, а только у растений, грибов, бактерий, части простейших (одноклеточных эукариот). Ее нет у животных клеток и многих простейших.

Строение и функции клеточной стенки взаимосвязанно формировались в процессе эволюции. При этом ее химическое строение (в большей степени) и функции (в меньшей) у разных групп организмов различаются. Так у растений основным компонентом оболочки является целлюлоза, у грибов — хитин, у бактерий — муреин.

Обычно в школьном курсе цитологии подробно рассматриваются строение и функции растительной клеточной стенки (оболочки).

Целлюлоза представляет собой линейный полисахарид, мономером которого является глюкоза.

Важно

В составе клеточной стенки молекулы целлюлозы соединяются между собой водородными связями и образуют микрофибриллу (пучок). В оболочке множество таких фибрилл.

Часть из них расположены параллельно друг другу, другая часть — под углом к первой и т. д. Такое строение создает прочный каркас.

Кроме целлюлозы, в состав клеточной стенки растений входят другие вещества (вода, гемицеллюлоза, пектиновые вещества, белки и др.). Они формируют матрикс, в котором находятся фибриллы. Вода составляет 60-70% массы оболочки. Молекулы гемицеллюлозы более короткие и разветвленные по-сравнению с целлюлозой, они связывают между собой микрофибриллы.

Пектины также представляют собой полисахариды (линейные и разветвленные), основным мономером которых является галактуроновая кислота. Также в их состав входят арабинозы и галактозы, остатки метанола.

Пектиновые вещества имеют кислую природу, могут быть растворимыми и нерастворимыми. Растворимые пектины при добавлении сахара переходят в гелеобразное состояние.

Из-за этой особенности их используют в пищевой промышленности в качестве желирующих веществ.

Стенки соседних клеток растений не примыкают друг к другу непосредственно. Между ними находится срединная пластинка, образованная из студнеобразных пектатов магния и кальция.

Соседние клетки растений связаны между собой через плазмодесмы — цитоплазматические мостики, проходящие через отверстия в клеточных стенках и срединных пластинках.

Совет

У большинства растительных клеток кроме первичной, после завершения роста и дифференциации, образуется вторичная стенка.

Она формируется между цитоплазматической мембраной и первичной оболочкой и состоит из нескольких слоев целлюлозы. При этом фибриллы каждого слоя располагаются под своим углом.

Читайте также:  Что делать, если в моче обнаружены бактерии или белок?

Данная структура придает клетке еще большую прочность. Вторичной стенки нет у клеток мягких тканей (например, у мезофилльной ткани листа).

Одревеснение ряда тканей растения связано с так называемой лигнификацией. Вещество лигнин придает стенкам особую прочность и жесткость.

Рассмотрев строение, обратимся к функциям клеточных стенок. У растений нет скелета, однако многие из них достигают огромных размеров, что невозможно без какой-либо внутренней опоры. Ее то совместно и выполняют жесткие оболочки клеток.

Итак, главная функция клеточных стенок растений — это обеспечение опоры за счет создания прочного каркаса.

Стенки ограничивают рост клеток и препятствуют их разрыву, не давая в определенных условиях излишкам воды поступать в клетки.

Микрофибриллы целлюлозы, ориентируясь определенным образом, определяют направление роста клетки. Так, если волокна преимущественно идут поперек, то рост будет идти вдоль.

Обратите внимание

У растений есть ткани, выполняющие транспортную функцию. Некоторые из них состоят из мертвых клеток, а функцию транспорта обеспечивают исключительно клеточные стенки.

У некоторых клеток их оболочки служат для хранения запаса питательных веществ.

Источник: https://scienceland.info/biology10/cell-wall

Биология для студентов – 39. Строение и свойства клеточных стенок растительных клеток и бактерий

Клеточная стенка — оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.

Клеточные стенки бактерий состоят из пептидогликана (муреина) и бывают двух типов:

  • грамположительного,
  • грамотрицательного.

Клеточная стенка грамположительного типа состоит исключительно из толстого слоя пептидогликана, плотно прилегающего к клеточной мембране и пронизанного тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами.

При грамотрицательном типе слой пептидогликана существенно тоньше, между ним и плазматической мембраной находится периплазматическое пространство, а снаружи клетка окружена ещё одной мембраной, представленной липополисахаридоми, являющаяся пирогенным эндотоксином грамотрицательных бактерий.

Клеточные стенки грибов состоят из хитина и глюканов.

Большинство водорослей имеют клеточную стенку из целлюлозы и различных гликопротеинов. Включения дополнительных полисахаридов имеют большое таксономическое значение. Диатомовые водоросли синтезируют свою клеточную стенку из кремнезёма.

Важнейшей отличительной особенностью растительной клетки является наличие прочной клеточной стенки, основным компонентом которой является целлюлоза.

Клеточная стенка высших растений представляет собой сложноорганизованный, преимущественно полимерный, внеклеточный матрикс, окружающий каждую клетку. Растительная клетка, лишённая клеточной стенки, обозначается термином протопласт.

В клеточных стенках растений существуют углубления — поры, через которые проходят цитоплазматические канальца — плазмодесмы, осуществляющие контакт соседних клеток и обмен веществами между ними.

Химический состав и пространственная организация полимеров клеточной стенки отличаются у разных видов, клеток разных тканей одного растения и иногда у разных частей стенки вокруг одного протопласта.

Важно

Кроме того, строение клеточной стенки изменяется в онтогенезе растительного организма.

Первичная клеточная стенка формируется при делении и сохраняется во время роста клетки.

Формирование вторичной клеточной стенки происходит с внутренней стороны от первичной стенки и связано с окончанием роста и специализацией (дифференцировкой) клеток растения.

Снаружи от первичной клеточной стенки, между первичными стенками двух соседних клеток, располагается срединная пластинка (состоит преимущественно из кальциевых и магниевых солей пектиновых веществ).

Первичная клеточная стенка высших растений состоит из трёх взаимодействующих, но структурно независимых трехмерных сетей полимеров:

  • Основная сеть состоит из фибрилл целлюлозы и связывающих их гемицеллюлоз (или сшивочных гликанов).
  • Вторая сеть состоит из пектиновых веществ.
  • Третья сеть представлена, как правило, структурными белками клеточной стенки.

Также следует отметить, что у растений клады commelinids (группа в системах APG) и у представителей семейства Маревыепервичная клеточная стенка содержит значительное количество ароматических веществ (гидроксикоричные кислоты, главным образом феруловая и п-кумаровая). При этом у представителей клады commelinids гидроксикоричные кислоты присоединяются к сшивочным гликанам (к глюкуроноарабиноксиланам), а у семейства Маревые к пектиновым веществам (к рамногалактуронанам I).

Растительные клеточные стенки выполняют целый ряд функций:

  • они обеспечивают жесткость клетки для структурной и механической поддержки,
  • придают форму клетке, направление её роста и в конечном счете морфологию всему растению.

Клеточная стенка также противодействует тургору, то есть осмотическому давлению, когда дополнительное количество воды поступает в растения. Клеточные стенки защищают от патогенов, проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения.

Источник: https://vseobiology.ru/tsitologiya/1534-39-stroenie-i-svojstva-kletochnykh-stenok-rastitelnykh-kletok-i-bakterij

Строение клеточной стенки бактерий. Химический состав и функции

Введение

В царство прокариот, или 
доядерных, объединяют самых древних 
обитателей нашей планеты – бактерии, 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 не отделен от плазматической оболочки, другими словами они лишены оформленного ядра. По размерам большинство из них значительно крупнее вирусов.

Царство прокариот на основе важных особенностей жизнедеятельности, и прежде всего, обмена веществ ученые подразделяют на три подцарства: архибактерии, настоящие бактерии  оксифото бактерии.

Совет

Изучение строения и жизнедеятельности 
микроорганизмов занимается наука 
– микробиология.

Трудно найти место 
на земном шаре, где не было бы мельчайших живых существ – бактерий. Их находили в струях гейзеров с температурой около 105, сверхсоленых озерах, например в знаменитом Мертвом море.

Живые 
бактерии были обнаружены в вечной мерзлоте Арктики, где они пробыли 2-3 млн. лет.

В океане, на глубине 11км; на высоте 41км в атмосфере; в недрах земной коры на глубине нескольких километров – везде находили бактерии.

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.

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.

Обратите внимание

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 через 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 Антонии Ван Левенгук, и было это в 1676 году (см. ст. «Антонии Ван Левенгук»).

А можно ли увидеть бактерии невооруженным глазом? Есть среди 
бактерий и настоящие гиганты, например, пурпурная серобактерия – длиной до 1/20мм. Пару таких бактерий вполне можно увидеть невооруженным 
глазом.

Большинство бактерий в десятки 
раз меньше. Но даже самые мелкие бактерии, когда они образуют большие 
скопления, увидеть ничего не стоит.

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.

1. Строение бактерий . Размеры, форма бактерий

Существуют три основные формы бактерий – шаровидная, палочковидная 
и спиралевидная, большая группа нитчатых бактерий объединяет преимущественно 
водные бактерии и не содержит патогенных видов.

Шаровидные бактерии – 
кокки, подразделяются в зависимости 
от положения клеток после деления 
на несколько групп: 1) диплококки (делятся 
в одной плоскости и располагаются 
парами); 2) стрептококки (делятся в 
одной плоскости, но при делении 
не отделяются друг от друга и образуют цепочки); 3)тетракокки (делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, образуя группы по четыре особи); 4)саруины (делятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, образуя группы кубической формы); 5) стафилококки (делятся в нескольких плоскостях без определенной системы, образуя скопления, напоминающие виноградные грозди). Средний размер кокков 1,5-1мкм.

Важно

Палочковидные бактерии имеют 
строго цилиндрическую или оваловидную форму, концы палочек могут быть ровными, закругленными, заостренными. Палочки могут располагаться попарно в виде цепочек, но большинство видов располагается без определенной системы. Длина палочек варьирует от 1 до 8 мкм.

Спиралевидные формы бактерий подразделяют на виброны и спириллы. Изогнутость тел вибронов не превышает 
одной четверти оборота спирали. Спириллы образуют изгибы из одного или 
нескольких оборотов.

Некоторые бактерии обладают подвижность, что отчетливо видно 
при наблюдении методом висячей 
капли или другими методами. Подвижные 
бактерии активно передвигаются 
с помощью особых органелл – жгутиков либо за счет скользящих движений.

Капсула имеется у ряда бактерий  и является из внешним структурным компонентом. У ряда бактерий аналогом капсуле имеется образование в виде тонкого слизистого слоя на поверхности клетки. У некоторых бактерий капсула формируется в зависимости от условий их существования.

Одни бактерии образуют капсулы только в микроорганизме, другие как в организме, так и вне его, в частности на питательных средах, содержащих повышенные концентрации углеводов. Некоторые бактерии образуют капсулы независимо от условий существования.

В состав капсулы большинства бактерий полимиризованные полисахариды, состоящие из пентоз и аминосахаров, урановые кислоты, полипептиды и белки. Капсула не является аморфным образованием, а определенным образом структурирована.

У некоторых белков, например, пневмококков, определяет их вирулентность, а также некоторые антигенные свойства бактериальной клетки.

2. Строение бактериальной 
клетки

Читайте также:  Особенности кольцевой молекулы днк прокариотической клетки

Клеточная стенка бактерий определяет их форму и обеспечивает сохранение внутреннего содержимого 
клетки. По особенностям химического 
состава и структуры клеточной 
стенки бактерии дифференцируют с помощью 
окрашивания по грамму.

Совет

Строение у клеточной 
стенки различно у грамположительных 
и грамотрицательных бактерий. Основным слоем клеточной стенки.

Цитоплазматическая мембрана бактерии прилипает к внутренней поверхности клеточной стенки, отделяет ее от цитоплазмы и я является очень 
важным в функциональном отношении 
компонентом клетки.

В мембране локализованы окислительно-восстановительные ферменты, с системой мембран связаны такие 
важнейшие функции клетки, как 
деление клетки, биосинтез ряда компонентов, хемо и фотосинтез и др. Толщина 
мембраны у большинства клеток составляет 7-10нм.

Электрономикороскопическим метолом 
обнаружено, что она состоит из трех слоев: двух электронно-плотных 
и промежуточнно-электронно-прозрачного. В состав мембраны входят белки, фосфолипиды, микропротеины, небольшое количество углеводов и некоторых других соединений.

Многие белки мембраны клетки являются ферментами, участвующие 
в процессах дыхания, а также 
в биосинтезе компонентов клетчатой 
стенки и капсулы. В составе мембраны также определяются пермеазы, обеспечивающие перенос в клетку растворимых 
веществ. Мембрана служит астрономическим 
барьером, она обладает избирательной 
полупроницаемостью и ответственна за поступление внутрь клетки питательных 
веществ и отходов из нее продуктов 
обмена.

Помимо цитоплазматической мембраны, в клетке бактерии имеются 
система внутренних мембран, получивших название мезосом, которые, вероятно, являются производственными цитоплазматической мембраны; их строение варьирует у 
разных видов бактерий. Наиболее развиты 
мезосомы у грамположительных бактерий.

Строение мезосом неоднотипно, их полиморфизм отмечаются даже у одного и того же вида бактерий.

Внутренние мембран структуры могут быть представлены простыми инвагинациями цитоплазматической мембраны, образованиями в виде пузырьков или петель (чаще у грамотрицательных бактерий) в виде вакуялярных, ламелярных, тубулярных образований.

Обратите внимание

Мезосомы чаще всего локализованы у клеточной перегородки, отмечается также их связь с нуклеоидом. Поскольку в мезосомах обнаружены дыхания и окислительного фосфорилирования, многие считают их аналогами митохондрий. Клеток высших.

Предполагается, что мезосомы принимают участие в делении клетки, распределении дочерних хромосом в разделяющиеся клетки и спорообразовании. С мембранным аппаратом клетки связано также функции фиксации азота, хемо- и фотосинтеза. Следовательно можно полагать, что мембрана клетки играет своего рода координирующую роль в пространственной организации в пространственной координации ряда ферментных систем и органелл клетки.

Цитоплазма и включения. Внутреннее содержание клетки состоит 
из цитоплазмы, представляющей собой 
сложную смесь различных органических соединений, находящихся в коллоидном состоянии.

На ультратонких срезах цитоплазмы можно обнаружить большое количество зерен, значительная часть которых 
является рибосомами. В цитоплазме бактерии могут содержаться клеточные 
включения в виде гранул гиксогена, крахмала, жировых веществ.

У ряда бактерий в цитоплазме находятся 
гранулы волютина, состоящих из  неорганических полифосфатов, метафосфатов и соединений близких к нуклеиновым кислотам. Роль волютина до конца не ясна.

Некоторые авторы на основании его исчезновения при голодании клеток рассматривают валютин как запасные питательные вещества. Валютин обладает средством к основным красителям, проявляя хромофильность метохрамазию, легко вживляется в клетках в виде крупных гранул, особенно при специальных метолах окраски.

Рибосомы бактерии являются местом синтеза белков в клетке в 
процессе которого образуются структуры, состоящие из большого числа рибосом, называемые полирибосомами или чаще пелисомами. В образовании полисом 
принимает участие м-РНК.

По окончании 
синтеза данного белка полисомы вновь распадаются на одиночные 
рибосомы, или субъединицы. Рибосомы могут располагаться свободно в 
цитоплазме, но значительная их часть 
связана с мембранами клетки.

Важно

На ультратонких срезах большинства бактерий рибосомы обнаруживаются в цитоплазме в виде гранул диаметром около 20 нм.

Наследственный материал. Бактерии обладают дискретной ядерной 
структурой, в связи со своеобразием строения, получившей название нуклоида неклеоиды бактерии. Содержат основное количество ДНК клетки. Они окрашиваются методом Фейльгена.

Хорошо видны 
при окраске по романовскому-Шице, после кислотного гидролиза или 
в живом состоянии при фазово-контрастной 
микроскопии, а также на ультратонких срезах в электронном микроскопе. Нуклеоид определяется в виде компактного 
одиночного или двойного образования.

У растущих культур нуклеоиды 
часто выглядят в виде раздвоенных 
образований, что отражает их деление. Митотического деления ядерных 
структур у бактерий не обнаружено. Форма нуклеоидов и их распределение 
в клетке весьма изменчивы и зависят 
от ряда причин, в том числе и 
от возраста культуры.

На электронных 
микрофотографиях в местах расположения нуклеоидов видны светлые участки 
меньшей оптической плотности. Ядерная 
вакуоль не отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой. Форма вакуоли 
не постоянна. Ядерные участки заполнены 
пучками тонких нитей, образующих сложное 
переплетение.

В составе ядерных 
структур бактерий не обнаружены гистоны, предполагают, что их роль у бактерий выполняют полиамины. Ядра бактерий не похожи на ядра других организмов.

Это 
послужило основой для выделения 
бактерий в группу прокариотов, в 
отличии от эукариотов, обладающих ядром, содержащим хромосомы, оболочку и делящиеся путем митоза. Нуклеоид бактерии соединен с мезосомой. Характер связи пока не известен. Хромосома 
бактерии имеет циркулярно-замкнутую 
структуру. Подсчитано, что длина 
замкнутой в кольцо ДНК клетки составляет 1100-1400мкм, а молекулярный вес 2,8*10
.

Жгутики и ворсинки На поверхности 
некоторых бактерий имеются органы движения – жгутики. Их можно обнаружить с помощью особых методов окраски, микрокопирования в темном поле или 
в электронном микроскопе. Жгутики 
имеют спиралевидную форму, причем шаг спирали специфичен для каждого 
вида бактерий.

Совет

На основании количества жгутиков и их расположения на поверхности 
клетки различают следующие группы подвижных микробов: монотрихи, амфитрихи, лофотрихи и перетрихи. Монотрихи 
имеют один жгутик, расположенный 
на одном из полюсов клетки и реже субполярно или катерально. У амфитрихов на каждом полюсе клетки расположено 
по одному жгутики.

Лофотрихи имеют 
пучок жгутиков на одном или двух полюсах клетки. У перетрихов жгутики расположены без определенного порядка по всему телу клетки.

На поверхности некоторых 
бактерий (энтеробактерий), кроме жгутиков, имеются ворсинки (фимбрий, пили), видимые 
только под электронным микроскопом. Различают несколько морфологических 
типов ворсинок.

Наиболее изучен первый тип (общий) и ворсинки существующие только при наличие в клетке половых 
факторов.

Ворсинки общего типа покрывают 
всю поверхность клетки, состоят 
из белка; половых ворсинок приходится 1-4 на клетку и те и другие обладают антигенной активностью.

Физиология. По химическому 
составу бактерии не отличаются от других организмов.

В состав бактерии входят углерод, азот, водород, кислород, фосфор, сера, кальций, калий, магний, натрий, хлор и 
железо. Их содержание зависит от вида бактерии и условий культивирования.

Обязательным химическим компонентом 
клеток бактерии, как и других организмов, является вода, представляющая собой 
универсальную дисперсионную среду 
живой материи. Основная часть воды находится в свободном состоянии; ее содержание различно у разных бактерий и составляет 70-85% влажного веса бактерии.

Коме свободной, имеется ионная фракция 
воды и вода, связанная с коллоидными 
веществами. По составу органических компонентов клетки бактерий сходны с клетками других организмов, отличаясь 
однако наличием некоторых соединений.

Обратите внимание

В состав бактерий входят белки, нуклеиновые 
кислоты, жиры, моно-, ди- и полисахариды, аминосахара и др. У бактерий имеются 
необходимые аминокислоты: диалициопимелиновая (содержащая еще сине-зеленых водорослий и риккетсий); N-метиллизин, входящий в состав флагеллина некоторых бактерий; D-изомеры некоторых аминокислот.

Содержание нуклеиновых кислот зависит 
от условий культивирования, фаз 
роста, физиологического и функционального 
состояния клеток. Содержание ДНК 
в клетке более постоянно, нежели РНК.

Нуклеотидный состав ДНК не изменяется в процессе развития бактерии, видоспецифичен и используется как один из важнейших 
таксономических признаков. Бактериальные 
липиды разнообразны. Среди них встречаются 
жирные кислоты, фосфолипиды, воски, стероиды. Некоторые бактерии образуют пигменты с интенсивностью, которая широко варьируется у одного и того же вида и зависит от условий выращивания.

Источник: http://stud24.ru/life-safety/stroenie-kletochnoj-stenki-bakterij-himicheskij/295396-882753-page1.html

Строение клеточной стенки бактерий

Грамположительные Грамотрицательные
Пептидогликан многослойный Пептидогликан однослойный
Есть полимеры тейхоевых кислот Нет полимеров тейхоевых кислот
Нет внешней мембраны Есть внешняя мембрана, состоит из фосфолипидов, белков, полисахаридов и липополисахаридов
По Граму окрашиваются в фиолетовый цвет По Граму окрашиваются в розовый цвет
Под действием лизоцима образуют протопласты – структуры, у которых полностью отсутствует клеточная стенка Под действием пенициллина образуют сферопласты – структуры, у которых частично отсутствует клеточная стенка

Таблица 13

Расположение жгутиков у бактерий

Название Расположение жгутиков Примеры
Монотрихи (monos – один, trichos – волос) Один полярный жгутик Холерный вибрион, псевдомонады
Лофотрихи (lophos – хохолок) Пучок жгутиков на конце Род Alcaligenes
Амфитрихи (amphi – с обеих сторон) Два пучка жгутиков на полюсах Спириллы
Перитрихи (peri – вокруг) Множество жгутиков вокруг клетки Кишечная палочка, возбудители столбняка, ботулизма

Таблица 14

Спорообразование у бактерий (бациллы и клостридии) х

(18-20 ч)

Этапы спорообразования Механизм спорообразования
1. Образование спорогенной зоны Клетка теряет воду, участок цитоплазмы с нуклеоидом уплотняется
2. Образование проспоры Спорогенная зона изолируется от остальной части цитоплазмы с помощью врастающей ЦПМ
3. Образование кортекса Между внутренним и наружным слоями образуется кортекс, состоящий из особого пептидогликана
4. Образование внешней плотной оболочки Внешняя сторона ЦПМ покрывается плотной оболочкой, состоящей из белков, липидов, дипикалиновой кислоты и солей кальция
5. Отмирание вегетативной части клетки

_______________

х – бациллы – размер споры не превышает поперечника бактерии, клостридии – размер споры больше поперечника бактерии; споры могут располагаться центрально, субтерминально (ближе к концу палочки), терминально (на конце палочки).

Таблица 15

Прорастание споры (4-5 ч)

Этапы
1. Набухание споры из-за увеличения количества воды и активизации ферментов
2. Разрушение оболочки споры
3. Выход ростовой трубки
4. Синтез клеточной стенки
5. Деление клетки

Таблица 16

Классификация спирохет

Тип Spirochaetes
Класс Spirochaetes
Род Treponema Borrelia Leptospira
Представитель T. pallidum возбудитель сифилиса B. recurrentis возбудитель возвратного тифа L. interrogans возбудитель лептоспироза

Таблица 17

Морфология и ультраструктура спирохет

Ультраструктура
1. Типичная структура грамотрицательных бактерий: цитоплазматический цилиндр, в котором содержатся нуклеоид, рибосомы, мезосомы 2. Осевые фибриллы крепятся к блефаропластам (полярным субтерминальным дискам) и тянутся к противоположному концу спирохеты (отличие от бактерий) 3. Тело снаружи покрыто тонкой эластичной внешней оболочкой
Морфология
Признак Род
Treponema Borrelia Leptospera
Форма штопорообразная Неправильно изогнутая Сигмовидная, С- и Z- образная

Окончание табл. 17

Признак Род
Treponema Borrelia Leptospera
Количество и характер завитков 8-12, мелкие равномерные, туго закрученные 3-5, крупные неравномерные, разные по высоте и амплитуде первичные: ≈ 20, мелкие, туго закрученные; вторичные: 2 на концах в виде букв С или Z
Характер движения плавное, сгибательно-пос-тупательное толчкообразное, сгибательно-посту-пательное очень активное, вращательно-посту-пательное
Окраска по Романовскому – Гимзе Бледно-розовая Сине-фиолетовая Розово-сиреневаях

________________

х – окрашивается плохо, чаще обнаруживается в темном поле зрения по характерному вращательному движению.

Читайте также:  Методы как инструменты изучения бактерий их основных свойств

Таблица 18

Классификация актиномицетов

Тип Actinobacteria
Класс Actinobacteria
Род Actinomyces Nocardia
Предста-витель А.bovis A. israelii N. asteroids
Значение   1) разложение клетчатки и неорганических полимеров в почве; 2) вызывают образование зубного камня; 3) оказывают угнетающее действие на патогенные бактерии, микоплазмы, грибы

Таблица 19

Морфология и ультраструктура актиномицетов

Ультраструктура Как у грамположительных бактерий: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид, рибосомы, мезосомы, включения
Отличие от бактерий В составе пептидогликана клеточной стенки обнаружены: арабиноза, галактоза, мадуроза, ксилоза
Морфология 1. Имеют вид палочек или нитей (гиф), которые, переплетаясь, образуют мицелий: а) субстратный – вросший в питательную среду; б) воздушный – располагающийся над питательной средой 2. На концах воздушного мицелия располагаются спороносцы (орган плодоношения), несущие одну или несколько спор 3. Спороносцы могут быть прямые, волнистые, спиральные 4. Споры могут быть круглые, овальные, цилиндрические с гладкой, волнистой, шиповидной или бородавчатой поверхностью 5. В тканях макроорганизма образуют друзы (скопление мицелия) = серовато-желтые зерна или песчинки. Центр друз бесструктурен, пропитан солями кальция, по Граму окрашивается в фиолетовый цвет. Периферия имеет колбовидные вздутия, которые по Граму окрашиваются в розовый цвет

Таблица 20

Классификация риккетсий и хламидий

Тип Proteobacteria Chlamydiaе
Класс Alphaproteobacteria Chlamydiae
Род Ricketsia Chlamidia
Представитель R. provazekii R. typhi (возбудители сыпного тифа) C. psittaci (возбудитель орнитоза) C. trachomatis (возбудитель трахомы и урогенитального хламидиоза)

Таблица 21

Морфология и ультраструктура риккетсий

Ультраструктура Типичная структура грамотрицательных бактерий: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид, рибосомы, структуры, напоминающие мезосомы; у некоторых видов есть наружная мембрана; нет жгутиков, спор, капсул
Морфология Полиморфные организмы кокковидной или шаровидной формы

Таблица 22

Морфология и ультраструктура хламидий

Ультраструктура Типичная структура для грамотрицательных прокариотических организмов: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид, рибосомы
Морфология Строгие внутриклеточные паразиты. Вне клеток – элементарные тельца = спороподобные сферические клетки (являются инфекционной формой). В клетках – ретикулярные тельца = делящиеся формы, образуют микроколонии в клетках

Таблица 23

Классификация микоплазм

Тип Firmicutes
Класс Mollicutes
Род Mycoplasma Ureaplasma
Представитель M. pneumoniae возбудитель пневмонии U. urealiticum возбудитель заболеваний мочеполовой системы

Таблица 24

Морфология и ультраструктура микоплазм

Ультраструктура Типичная структура прокариотических организмов. Но: 1) отсутствует клеточная стенка; 2) покрыты трехслойной эластичной мем- браной, состоящей из липопротеиновых соединений, фосфолипидов, стеринов; 3) снаружи расположен капсулоподобный слой; жгутиков не имеют, спор не образуют
Морфология Полиморфные организмы: кокки, нити, палочки, элементарные тельца, шары, кольца, аморфные массы  

МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ

МОРФОЛОГИИ БАКТЕРИЙ

Таблица 25

Виды и принципы микроскопии

Виды Принципы
Иммерсионная Применяют микроскопы марок МБИ и Биолам, предназначенные для изучения структуры, формы, размеров и других признаков организмов, величина которых не менее 0,2-0,3 мкм. Предельная разрешающая способность иммерсионного микроскопа 0,2 мкм. Общее увеличение определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра
Темнопольная Основана на явлении дифракции света при сильном боковом освещении взвешенных в жидкости мельчайших частиц. Это достигается при помощи параболоид- или кардиоид-конденсора. Препарат выглядит светлым на темном фоне
Фазово-контрастная Используют обычный микроскоп и фазово-контрастное устройство КФ-1 или КФ-4 и специальные осветители ОИ-7 или ОИ-19, что дает возможность увидеть прозрачные объекты. Они приобретают высокую контрастность изображения, которая может быть позитивной (темное изображение объекта на светлом фоне) или негативной (светлое изображение объекта на темном фоне)
Люминесцентная Основана на явлении фотолюминесценции (люминесценции объекта под влиянием света). Первичная (собственная) люминесценция наблюдается без предварительного окрашивания объекта, вторичная (наведенная) – после обработки препаратов люминесцирующими красителями – флюорохромами. Дает возможность исследовать живые организмы и обнаруживать их в материале в небольших концентрациях

Окончание табл. 25

Виды Принципы
  Электронная Позволяет наблюдать объекты, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности светового микроскопа (0,2 мкм): вирусы, молекулярные структуры. Световые лучи заменяет поток электронов, имеющий при определенных ускорениях длину волны около 0,005 нм, т.е. почти в 100000 раз меньше длины видимого света. Разрешающая способность составляет 0,1-0,2 нм и позволяет получить полезное увеличение до 109 крат

Таблица 26

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник: https://zdamsam.ru/b33329.html

Клеточная стенка | Биология

В отличие от животных и многих простейших, у растений, бактерий и грибов, почти все клетки имеют стенку, лежащую кнаружи от цитоплазматической мембраны и обладающую повышенной прочностью. Основная функция данной структуры — опора и защита.

Клеточные стенки (или клеточные оболочки) строятся из веществ, синтезируемых самими клетками. Их химический состав различен у растений, грибов и прокариот. Кроме того, даже у одного растения у различных клеток состав стенок несколько различен.

Клеточная стенка растений состоит в основном из целлюлозы. Целлюлоза — это полисахарид, мономером которого является глюкоза.

Основу бактериальных клеточных стенок составляет вещество муреин (относится к пептидогликанам). У грамположительных бактерий в состав оболочки входят различные кислоты, а сама оболочка плотно прилегает к цитоплазматической мембране.

У грамотрицательных бактерий оболочка более тонкая и не прилегает к мембране. Между мембраной и оболочкой образуется периплазматическое пространство.

Снаружи клеточная оболочка грамотрицательных прокариот окружена внешней мембраной, составленной из липополисахарида.

У грибов основным веществом клеточных стенок является хитин, а не целлюлоза.

Состав клеточной стенки растений

У растений стенка дочерних клеток образуется уже во время деления родительской. Впоследствии она называется первичной. У многих клеток позже образуется вторичная оболочка.

Первичная клеточная оболочка состоит из микрофибрилл целлюлозы, погруженных в матрикс из других полисахаридов. Отличительной особенностью волокон целлюлозы является их прочность.

Молекула целлюлозы представляет собой длинную полисахаридную цепь. Отдельные молекулы соединяются друг с другом водородными связями в пучок, который называется микрофибриллой.

Такие фибриллы образуют каркас клеточной стенки.

Важно

Матрикс клеточной стенки составляют полисахариды пектины и гемицеллюлозы, а также ряд других веществ (например, белков). Пектиновые вещества представляют собой группу кислых полисахаридов, их молекулы могут быть не только линейными, но и разветвленными. Гемицеллюлозы также смешанная группа полисахаридов. Длина их линейных молекул короче, чем у целлюлозы.

Оболочки соседних клеток растений соединены между собой срединной пластинкой, состоящих из пектатов магния и кальция, для которых характерна клейкость.

В состав стенок растений входит вода (составляет более половины массы), обуславливая ряд физических и химических свойств полисахаридов.

Жесткий каркас растения во многих местах пронизан каналами (плазмодесмами), по которым цитоплазма одной клетки соединяется с цитоплазмой соседних.

Клетки мезофилла листа (а также некоторые другие) на протяжении всей своей жизни имеют только первичную стенку. У большинства же клеток на первичную оболочку с внутренней стороны отлагается вторичная стенка, составленная из дополнительных слоев целлюлозы. Обычно в это время клетка уже дифференцирована и не растет (исключение составляют, например, клетки колленхимы).

В каждом отдельном слое вторичного утолщения микрофибриллы целлюлозы располагаются под одним углом (параллельно друг другу). Однако разные слои имеют разный угол, что обеспечивает большую прочность.

Часть клеток растений одревесневают (трахеальные элементы ксилемы, склеренхима и др.). В основе этого процесса лежит интенсивная лигнификация стенок (в небольших количествах лигнин есть во всех оболочках).

Совет

Лигнин не является полисахаридом, а представляет собой сложное полимерное вещество. Отложения лигнина могут иметь различную форму (сплошную, кольцевую, спиральную, сетчатую). Он скрепляет целлюлозу, не дает ей смещаться.

Лигнин не только обеспечивает прочность, но и дает дополнительную защиту от неблагоприятных физических и химических факторов.

Функции клеточной стенки

Оболочки разных клеток совместно обеспечивают всему растению и его отдельным частям механическую прочность и опору. Это функция клеточной стенки аналогична одной из функций скелета животных. Однако она не единственная.

Жесткость стенок препятствует растяжению клеток и их разрыву. В результате по физическим законам в клетки может путем осмоса поступать вода. Для травянистых растений тургоцентричность клеток является единственной их опорой.

Микрофибриллы целлюлозы ограничивают рост клеток и определяют их форму. Если микрофибриллы окольцовывают клетку, то она будет расти в длину (поперек направления волокон).

Связанные клеточные стенки образуют апопласт, по которому передвигается вода и минеральные вещества. Плазмодесмы связывают содержимое разных клеток в единую систему — симпласт.

Стенки сосудов ксилемы, трахеид, ситовидных трубок выполняют транспортную функцию.

Наружные клеточные стенки эпидермальных клеток покрыты воском (кутикулой). С одной стороны, он препятствует испарению воды, с другой – проникновению вредных микроорганизмов.

У некоторых растений в определенных клетках оболочки видоизменяются и служат местом запаса питательных веществ.

Источник: https://biology.su/cytology/cell-wall

Ссылка на основную публикацию