В чем заключаются особенности, строение и размножение бактерий

Бактерии: их строение и размножение, питание и дыхание, систематика и значение

В чем заключаются особенности, строение и размножение бактерий

Бактерии относятся к царству организмов, которые обитают на нашей планете со времен ее создания. Это прокариоты. Их особенность в том, что они не имеют четко оформленного ядра.

Микроорганизмы обитают повсюду, они занимают очень важное место как в природе, так и в жизнедеятельности человека. Основной критерий, по которому классифицируются простейшие организмы, – это полезные они или вредные.

Полезные бактерии участвуют в фотосинтезе растений, обитают в желудке человека, применяются в промышленности.

Направление в науке под названием микробиология занимается изучением строения, размножения, классификации и систематики микроорганизмов. Бактерий на Земле очень много. Ученые-микробиологи выделяют до десяти тысяч видов прокариотов.

Они совсем разные, отличаются свойствами, особенностями питания, строением. Одни используются в промышленности, другие необходимы для поддержания дыхания растений, третьи обитают внутри человека, обеспечивая правильное функционирование систем и органов.

Есть микроорганизмы, способные выдерживать очень сильную радиацию, а есть те, что гибнут при низких температурах.

Строение бактерий

Большинство бактерий, их строение и размножение изучается микробиологами, относится к одноклеточным прокариотам. Только несколько видов состоят из двух и больше клеток. По форме микроорганизмы могут быть:

  • круглыми;
  • в виде палочек;
  • извитыми;
  • звездочкообразными;
  • кубическими.

Очень редко встречаются прокариоты других форм, например, овальные, С-образные. Именно форма во многом определяет свойства простейших организмов. В зависимости от строения микроорганизмов они могут обладать такими свойствами: подвижность, возможность прикрепления к поверхности, стойкость к воздействию окружающей среды. От строения также зависит размножение и питание бактерий.

Основные составляющие прокариотов:

  • Плазматическая мембрана не имеет различий с мембраной в клетках эукариотов.
  • Мезосома. С ее помощью прикрепляется наследственный материал.
  • Нуклеотид – не до конца сформированное ядро прокариотов, в котором содержатся хромосомы.
  • Рибосомы – немембранные органоиды, которые занимают до 40% клетки.

В строении бактерий есть также такие компоненты, как слизистый чехол, стенка клетки, капсула. Некоторые микроорганизмы могут иметь также дополнительные ворсинки и жгутики, которые облегчают передвижение простейших, их прикрепление к поверхностям.

Вместо ядра в клетки бактерий есть нуклеотид. Это молекула, которая отвечает за перенос генетической информации, включает в себя также плазмиды. Одноклеточные микроорганизмы не имеют в своем составе таких мембранных органоидов, как аппарат Гольджи, митохондрии.

Метаболизм бактерий

В клетках бактерий, как и других организмов, должен осуществляться синтез белков, липидов и углеродов.

Метаболизм одноклеточных организмов, как и их строение, отличается от процессов, протекающих в клетках эукариотов. Выделяют автотрофы и гетеротрофы.

Обратите внимание

Первые из них способны синтезировать необходимые для нормальной жизнедеятельности вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы только трансформируют органические вещества.

К гетеротрофам относятся преимущественно паразиты. Они полностью питаются за счет веществ, поступающих в клетки хозяина. Есть еще сапрофиты. Они используют в своих целях синтезированные уже умершими организмами вещества. Микробиологи, кроме конструктивного, выделяют и энергетический метаболизм. Энергию бактерии получают за счет фотосинтеза, брожения, дыхания.

  • Брожение – реакция, в результате которой образовываются специальные молекулы. Их значение в том, что они переносят остатки фосфорной кислоты на АДФ.
  • Дыхание – процесс, в результате которого синтезируется АТФ. Если эукариотические клетки используют для дыхания кислород, то прокариотические могут дышать за счет минеральных или органических соединений.
  • Фотосинтез микроорганизмов может осуществляться с участием кислорода или без него. Вместо кислорода некоторые бактерии используют для фотосинтеза бактериохлорофилл, что обусловлено их строением.

Бактерии, которые могут осуществлять фотосинтез только бескислородным способом, лишены фотосистемы. Совсем недавно ученые выделили группу микроорганизмов, которые получают необходимую для нормальной жизнедеятельности энергию из реакций, в которых применяется водород.

Как микроорганизмы передают наследственный материал

Есть три основных способа, которыми бактерии передают наследственный материал. Они зависят от строения прокариотов.

  • Трансформация. Это когда доноры бактерий передают их наследственную информацию непосредственно реципиентам.
  • Трансдукция – процесс передачи наследственного материала от бактерии-донора бактерии-реципиенту посредством фагов.
  • Конъюгация. Это когда генетическая информация передается од одной бактерии другой при их непосредственном контакте.

Большинство микроорганизмов из числа прокариотов размножаются не половым путем, а при помощи почкования или деления.

Есть разница в том, как размножаются грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы, что обусловлено особенностями строения. Для простейших организмов характерно и половое размножение, но только в самой примитивной форме.

Их клетки даже не сливаются. Обмен наследственным материалом происходит в процессе генетической рекомбинации.

В результате слияния двух донорских клеток образуется одна клетка, которая содержит генетическую информацию их обеих. В результате смещения генов происходит образование качественно нового одноклеточного организма, что необходимо для нормального протекания их эволюции.

Генетический аппарат

За систематику микроорганизмов, их специфичность как вида, функции отвечают гены. В клетках прокариотов гены располагаются в хромосоме, единственной замкнутой молекуле ДНК.

Благодаря специфическому строению бактерий в их клетке сопряжены процессы трансляции и транскрипции.

МРНК, которая только синтезировалась, сразу же связывается с рибосомами, так как область, где располагается хромосома, не окружена мембраной.

Носителем генетической информации являются также плазмиды. Это замкнутая в кольцо ДНК, содержащая гены, которые проявляются только в специфических условиях.

В бактериях гены переносятся горизонтально. Когда происходит процесс конъюгации, перенос генетической информации происходит непосредственно от донора к реципиенту. В процессе горизонтального переноса не происходит образование новых генов, это характерно для мутации, но имеет место образование генных сочетаний.

Бактерии отличаются от других организмов особенностями строения, размножения, жизнедеятельности. Именно от этого зависит, к какому виду и ряду они будут относиться.

Знания из микробиологии необходимы также для того, чтобы иметь возможность определить заболевание, так как есть ряд бактерий, которые вызывают их развитие. Изучение одноклеточных микроорганизмов необходимо, так как их значение в природе и жизни человека невозможно переоценить.

Важно

Существует очень большое количество разнообразных микроорганизмов, но все они имеют свои отличия и характерные признаки.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/vital-functions/bakterii-ix-stroenie-i-razmnozhenie.html

Строение и размножение бактерий

Бактерии — обширная группа живых организмов, преимущественно одноклеточных, у которых отсутствуют ядра. Они в основном представлены одиночными клетками, но встречаются и бактерии, образующие «союзы», например стрептококки выстраиваются цепью, а стафилококки сбиваются в гроздья. Также для бактерий характерно формирование пленочных структур, биопленок, и это затрудняет лечение бактериальных инфекций у человека — ведь сцепленные вместе бактерии сильнее, они создают сложные структуры и выступают единым фронтом. Таким свойством обладает, например, синегнойная палочка.

Наш мир просто кишит бактериями, они обнаруживаются в литосфере на большой глубине, в горячих источниках, во льдах, — и без них жизнь на Земле была бы невозможна. Многие виды бактерий полезны или хотя бы не вредны (на теле человека живут миллиарды их, не причиняя зла), но есть и крайне опасные убийцы, такие как энтеробактерия чумная палочка, погубившая в середине XIV века в разных регионах Европы от 20 до 90 процентов населения. Великая победа науки в том, что она победила чуму, но вот что делать с бактериями, которые сегодня приспосабливаются к антибиотикам и порождают всё новые, агрессивные штаммы? Это огромное поле для исследований микробиологов.  

Строение бактерий

  1. Клеточная стенка. Бактерию-клетку защищает плотная оболочка из биополимера муреина. Она также служит опорой, создает форму клетки, а среди бактерий встречаются как простые шарики (кокки, а слитые в пары — диплококки), так и спирали (спириллы), запятые (вибрионы), звезды, тетраэдры… Нередко клеточная стенка снаружи дополнительно покрыта слоем слизи — эта капсула оберегает клетку от избыточной потери влаги.
  2. Цитоплазма. Внутреннее содержание бактерий неподвижное и густое. Цитоплазма слоистая, содержит запасные питательные вещества и ферменты.
  3. Ядерное вещество. В центре клетки находится нуклеоид — скопление ядерного вещества, хранящего наследственную информацию. ДНК бактерий имеет форму кольца. Ядерное вещество бактерий не окружено оболочкой-мембраной и не может считаться полноценным ядром, — именно поэтому бактерии являются прокариотами, доядерными живыми организмами.
  4. Жгутики. На поверхности бактерии есть микроскопические жгутики, количество их отличается у разных видов: от одного до множества. Жгутики выполняют двигательную функцию. Организмы, не имеющие жгутиков, перемещаются особым способом, называемым «скольжение», причем даже по твердым поверхностям.
  5. Органоиды. Бактерии лишены почти всех органоидов, у них нет ЭПС, митохондрий, лизосом, аппарата Гольджи, пластид. Такая обделенность компенсируется в какой-то мере наличием маленьких дополнительных ДНК, плазмид. Одна из важных функций плазмид — хранить гены, которые повышают невосприимчивость бактерий к антибиотикам и прочим агрессивным факторам.

Размножение бактерий

Половое размножение бактерий примитивно, в ходе него происходит генетическая рекомбинация. В основном же популяция бактерий увеличивается при помощи бесполого размножения — простого деления без митоза. На первом этапе делится кольцевая ДНК, за ней разделяется цитоплазма. Деление бактерий происходит с малым интервалом — каждые 20–25 минут. Если бы выживали все «новорожденные» клетки, одна бактерия могла бы оставить потомство общим весом 1 800 000 килограмм. У некоторых групп бактерий наблюдается почкование, при котором на материнской клетке растет дочерняя почка.

Источник: https://EgeVideo.ru/stati/rasteniya-v-ege-po-biologii/stroenie-i-razmnozhenie-bakteriy/

4.2 Царство бактерий, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе

Видеоурок: Строение и жизнедеятельность бактерий

Лекция: Царство бактерий, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе

История открытия бактерий

На сегодняшний день известно примерно 10 тыс. видов бактерий, но ученые предполагают наличие более миллиона их. Первооткрывателем бактерий стал в 1676 году голландский исследователь Антони ван Левенгук. Он дал им название «анималькули».

Собственно, бактериями их назвал их в 1828 г Христиан Эренберг. Луи Пастер в середине 19-го века исследовал их метаболизм и физиологию, обнаружил их патогенность.

Более интенсивное изучение бактерий началось после изобретения электронного микроскопа в 1930-х.

Вместе с археями, бактерии являются наиболее древними живыми существами. Предполагается, что они появились около 3,5-3,9 млрд лет назад. Это мелкие безъядерные одноклеточные организмы. Форма их клеток может быть разной. Круглые называются кокки, изогнутые – спирохеты, вибрионы, палочковидные – бациллы. Бактерии могут иметь геометрические формы – тетраэдра, куба или сложные – звезды, тора.

Строение бактерий

Особенностью эволюции бактериальных клеток является универсальность и приспособленность – будучи относительно одинаковыми и имея похожее строение, они обрели:

  • приспособленность к любым, в том числе экстремальным условиям внешней среды. Бактерии могут обитать в горячих источниках, соленых водах, бескислородной среде, глубинах океана;
  • способность ко всем известным способам трансформации веществ;
  • способность к горизонтальному переносу генов при отсутствии полового процесса – бактериальные клетки обмениваются генетической информацией при контакте. Этот процесс получил название конъюгации.
Читайте также:  Изучаем и запоминаем способы борьбы с различными болезнетворными бактериями

Особенностями строения бактериальных клеток являются:

  • толстая клеточная стенка из муреина. У грамположительных бактерий она толстая, грамотрицательные имеют клеточную стенку в 10 раз тоньше;
  • отсутствие внутриклеточных мембран, кроме выростов цитоплазматической;
  • небольшое разнообразие органоидов – у них есть рибосомы, нуклеоид (неоформленное образование в цитоплазме, содержащее ДНК), цитоплазматическая мембрана, запасные вещества;
  • единственная хромосома в виде кольца.

Бактерии могут быть подвижными, для этого они используют жгутики, которых у одной клетки может быть от 1 до 1000. Располагаться они могут по-разному.

По размеру клетки их намного мельче одноклеточных растений и животных. Именно в связи с мелкими размерами они имеют очень быстрый метаболизм, а следовательно – быстрее размножаются.

В живом мире существует три вида получения энергии и они все активно используются бактериями: дыхание, брожение, фотосинтез. Причем фотосинтез у них может протекать без кислорода, а есть виды архей, способные к синтезу АТФ с помощью света, но без хлорофилла.

Совет

Для дыхания бактериальные клетки тоже могут обходиться другими неорганическими веществами, кроме кислорода – анионы, углекислый газ, в также окислять не органические вещества, а минеральные – водород, сероводород, аммиак.

Такое дыхание получило название хемосинтеза.

Бактерии полового процесса не имеют, хотя некоторые исследователи усматривают некоторые признаки полового процесса в конъюгации. 

Размножение бактерий

Чаще всего бактерии размножаются:

  • Делением надвое. Это простое разделение клетки на две, иногда повторяющееся несколько раз подряд, в результате чего может образоваться до 1 тыс. особей.
  • Почкованием. Отделением от материнской клетки части цитоплазмы с небольшим числом органоидов.
  • Спорами. Этот способ только в названии имеет сходство со спорообразованием растений. Бактериальные споры – это множество мелких клеток, окруженных плотной оболочкой, на которые распадается материнская. Такой способ используется при необходимости выжить и размножиться в неблагоприятных условиях.

Для обеспечения генетической изменчивости существует такой процесс, как конъюгация – клетки бактерий способны обмениваться участками ДНК (иногда всей хромосомой), что иначе называется горизонтальным переносом генов, без образования потомства. Кроме того, бактерии способны поглощать нечаянно «найденные» ДНК из внешней среды.

В неблагоприятных условиях бактерии начинают вырабатывать новые слои оболочки вокруг клетки, утолщая ее. В такой споре бактерия впадает в состояние замедленного метаболизма, в котором может провести тысячи лет. Споры некоторых видов являются особо устойчивыми к внешним воздействиям – могут выдерживать длительное кипячение, ультрафиолет, радиоактивное облучение, ультразвук.

Значение бактерий для экологии

Бактерии имеют большое значение для экологии:

  • только они способны усваивать и включать в пищевые цепи атмосферный азот;
  • участвуют в образовании полезных ископаемых;
  • улучшают структуру почвы;
  • являются сапрофитами, разрушают биомассу погибших животных и растений;
  • в роли симбионтов обеспечивают травоядным возможность переваривания растительной пищи;
  • поддерживают атмосферный баланс углекислого газа и кислорода.

Кроме того, бактерии активно используются человеком в хозяйственной деятельности – для получения пищевых продуктов с участием бродильных процессов (сквашивание овощей и силоса, молочнокислые напитки, творог, сметана, получение уксуса и вин). Еще на заре человеческой истории было замечено, что где происходит сквашивание, там невозможно гниение. Этому есть биохимические обоснования.

Также, разработаны способы использования бактерий против вредных насекомых, сорных растений, для очищения сточных вод и загрязненного грунта, уничтожения нефтяных пятен.

Патогенные бактерии и профилактика заболеваний  

Однако, бактерии могут быть и патогенными, вызывать многочисленные заболевания. Патогенными являются бактерии, приспособленные к паразитированию на других организмах.

Именно бактерии являются возбудителями чумы, туберкулеза, дифтерии, сибирской язвы, проказы, язву желудка. Существует большое число бактерий, названных условно-патогенными.

Они присутствуют в организме, не проявляя себя, но стоит ослабнуть иммунитету – становятся опасными и вызывают заболевания.

Результативно бороться с бактериальными инфекциями стало возможным в конце 19-го века, после открытия вакцинации. А в середине 20-го с созданием антибиотиков большинство бактериальных инфекций были побеждены.

Однако, не стоит считать антибиотики панацеей от любых инфекций – многие из них лечатся довольно долго и трудно. К тому же антибиотики уничтожают не только вредную, но и полезную микрофлору.

А в организме человека обитает множество видов бактерий-симбионтов, помогающих в переваривании углеводов, синтезе витаминов, вытеснении патогенных видов-конкурентов.

Для профилактики заражения бактериальными инфекциями необходимо:

  • мыться с мылом или специальными средствами;
  • мыть фрукты, овощи и зелень;
  • проводить влажную уборку помещений;
  • стирать вещи с моющими средствами (стиральным порошком, жидкими концентратами, мылом)
  • прибегать к дезинфекции;
  • делать прививки.

А также правильно питаться и достаточно двигаться, не допускать снижения иммунитета. Гигиена, как личная, так и помещений снижает вероятность заразиться какой-либо инфекцией на 95%.

Предыдущий урок Следующий урок

Источник: https://cknow.ru/knowbase/666-42-carstvo-bakteriy-stroenie-zhiznedeyatelnost-razmnozhenie-rol-v-prirode.html

Бактерии, их строение, размножение, питание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Бактерии – широко распространенная группа микроскопических клеточных организмов. По типу строения бактерии относят к прокариотам. У бактерий отсутствует половое размножение, хотя рекомбинация генетического материала имеет место.

Некоторые бактерии образуют скопления клеток. Иногда группа клеток окружена общей слизистой капсулой или чехлом. Бактерии лишены таких органелл, как митохондрии и хлоропласты, но их функцию могут выполнять внутриклеточные мембранные структуры, соединенные с плазматической мембраной.

Рис.1 Строение бактерии.

Размер большинства бактерий составляет 1-10 мкм. Хотя отдельная бактериальная клетка очень мала, тем не менее, общая биомасса бактерий превышает биомассу всех остальных живых организмов.

Обратите внимание

Бактерии характеризуются разнообразием клеточных форм. Прямые палочковидные формы называют бациллами, сферические – кокками, спиралевидные – спириллами.

Сферические бактерии после деления могут образовывать пары – диплококки, цепочки – стрептококки или собираться в грозди – стафилококки. Бациллы, как правило, одноклеточные формы, но иногда они образуют цепочки.

Плазматическая мембрана бактерий снаружи одета плотной клеточной стенкой. Она выполняет защитную и некоторые другие функции, придает клетке характерную для нее форму.

Специфическим структурным компонентом клеточной стенки бактерий является полимерное соединение – муреин.

Клеточная стенка проницаема, через нее питательные вещества проходят в цитоплазму, а конечные продукты обмена выходят в окружающую среду. Клеточная стенка многих бактерий снаружи окружена слоем слизистого материала – капсулой.

Она формируется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Капсула, в частности, предохраняет клетку от высыхания.

По химическому составу капсулы являются полисахаридами, иногда они содержат белки.

В клетках запасаются различные вещества: гликоген, волютин, капельки серы. Бактериальная хромосома (нуклеод) – иная форма организации генетического материала, чем клеточное ядро эукариот.

Единственная, замкнутая в кольцо молекула ДНК связана с небольшим количеством белков, которые придают ей компактную структуру, и постоянно прикреплена к плазматической мембране. Некоторые бактерии являются подвижными формами.

Важно

Органеллами движения бактерий служат жгутики, которых может быть один или несколько. Жгутик бактерий принципиально отличается от жгутиков эукариот – он представляет собой жесткую белковую спираль.

Основание жгутика, вместе с особыми структурами в клеточной стенке и плазматической мембране, образуют молекулярный мотор, вращающийся со скоростью несколько тысяч об/мин и аналогичный винту корабля или самолетному пропеллеру.

Обмен веществ и энергии, потребности в материалах для построения клеточного тела у бактерий очень разнообразны. По способу углеродного питания они делятся на две группы – автотрофов и гетеротрофов. Большинство бактерий являются гетеротрофами – потребителями готового органического вещества.

Некоторые из них нуждаются в сложном наборе углеводов, аминокислот, витаминов, у других потребности более ограничены. Энергию они получают при окислении органических веществ в процессе дыхания или брожения. Автотрофные бактерии самостоятельно синтезируют органические вещества из С02.

Одни из них получают энергию, окисляя неорганические вещества, в частности молекулярный водород, сероводород, аммиак и записное железо. Этот процесс называется литотрофией, или хемосинтезом.

Хемотрофные бактерии используют в качестве пигментов один или несколько бактериохлорофиллов и никогда не содержат хлорофилла А или фикобилип-ротеидов. Другие фототрофные бактерии, к числу которых относятся цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии, зависят от энергии света.

Цианобактерии, как и пластиды эукариот, используют воду как источник электронов при фотосинтезе и выделяют молекулярный кислород (окси-генный фотосинтез). Характерные для них фотопигменты представлены хлорофиллом А и фикобилипротеидами (фи-коцианин и фикоэритрин).

В отличие от них пурпурные и зеленые бактерии используют в качестве восстановителя молекулярный водород, серу и ее восстановленные соединения, а также простые органические вещества. При этом типе фотосинтеза не образуется молекулярный кислород (аноксигенный фотосинтез). бактерия природный ресурс пищеварительный

Основной способ размножения бактерий – деление клетки надвое (бинарное деление). При этом плазматическая мембрана и стенка впячиваются и перешнуровывают ее пополам.

Совет

Впячивание мембраны происходит между точками прикрепления двух дочерних кольцевых молекул ДНК, в результате чего дочерние клетки обеспечиваются копиями материнской хромосомы. Бактерии обладают способностью к образованию эндоспор.

Некоторые эндоспоры имеют плотные многослойные оболочки, устойчивы по отношению к агрессивным факторам внешней среды и длительно сохраняют способность к прорастанию.

Половой процесс у бактерий заключается в переносе ДНК от одной клетки к другой с последующей генетической рекомбинацией.

Обмен наследственным материалом может происходить путем конъюгации (прямой контакт клеток), трансдукции (перенос ДНК вирусом-бактериофагом) или трансформации (поглощение фрагментов ДНК извне). Однако универсальным источником изменчивости являются мутации.

В сочетании с темпом размножения бактерий они обеспечивают этим организмам высокую способность к адаптации к условиям внешней среды.

Различные виды бактерий могут использовать в качестве источника энергии почти любые органические соединения – не только питательные вещества, как сахара, аминокислоты и жиры, но и продукты выделения, например мочевину и мочевую кислоту, содержащиеся в моче, и вещества, входящие в состав экскрементов. Один из видов бактерий может использовать в качестве питательного субстрата даже пенициллин, убивающий многие бактерии.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/4x1f72.html

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.

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.

Читайте также:  Причины и признаки избыточного развития патогенной флоры кишечника

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.

Обратите внимание

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.

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/

Строение и размножение бактерий

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ.

Лекция-13

План:Строение и размножение бактерий

СТРОЕНИЕ И РАЗМНОЖЕНИЕ ВИРУСОВ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФАГА С БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКОЙ

ПОНЯТИЕ О ГЕНОТИПЕ И ФЕНОТИПЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

КОНЪЮГАЦИЯ. ТРАНСДУКЦИЯ. ТРАНСФОРМАЦИЯ.

С середины 40-х годов нашего века объектом генетических исследований становятся вирусы и бактерии. Много сделали для рождения генетики микроорганизмов С. Лурия, М. Дельбрюк и другие ученые того времени.

Они разработали системы для изуче­ния литических взаимодействий бактериофага и клетки, а также методы проведения опытов с микроорганизмами, показали, как проводить учет их признаков и анализ полученных результатов.

Преимущество микроорганизмов как генетических объектов за­ключается в простоте их культивирования, коротком периоде ге­нерации, огромной численности потомства. Жизненный цикл бактерий длится меньше часа. Можно вырастить миллиарды бак­терий за короткое время в небольшом объеме питательной среды.

Важно

Это позволяет регистрировать генетические изменения, происхо­дящие с частотой одно на 1 млн клеток и реже. Кроме того, бактерии имеют гаплоидный набор хромосом и совмещают в себе функции гаметы и особи. Вирусы и бактерии оказались незамени­мым объектом для изучения тонкой структуры гена и его дейст­вия.

К классическим объектам генетических исследований среди бактерий относятся кишечная палочка (Escherichia coli), бактерии рода Salmonella, нейроспора, а среди вирусов — бактериофаги, поражающие эти виды бактерий, и вирус табачной мозаики. На основании результатов исследований заражения бактерий бакте­риофагами были сформулированы многие принципы, на которых основана современная молекулярная биология.

Химический состав клеток бактерий в основном такой же, как и клеток высокоорганизованных организмов. Клетки бактерий окружены оболочкой, внутри которой находятся цитоплазма, ядерный аппарат, рибосомы, ферменты и другие включения. В отличие от клеток эукариот у них отсутствуют митохондрии, аппарат Гольджи и эндоплазматическая сеть.

В центральной части цитоплазмы бактерий расположены ядерный аппарат — нуклеоид и плазмиды. Ядро прокариот называется нуклеоидом потому, что оно в отличие от эукариот не изолировано от цитоплазмы мембраной и представлено одной очень длинной молеку­лой ДНК (хромосомой). Хромосома бактерии Е.

coli включает около 510° пар оснований, имеет относительную молекулярную массу 3-Ю9 Д. В хромосоме кишечной палочки ДНК замкнута в кольцо и состоит из дискретно расположенных генов. Длина вытянутой молекулы ДНК в расправленном состоянии достигает 1 мм, что значительно превышает среднюю длину самой бакте­рии.

ДНК бактерий по своему строению не отличается от ДНК высших организмов.

Кроме нуклеоида в цитоплазме большинства бактерий содер­жатся так называемые внехромосомные факторы, получившие название плазмид.

Плазмиды представляют собой кольцевые моле­кулы ДНК, обладают свойствами репликона — могут реплициро­ваться с помощью ферментов клетки бактерии независимо от основной хромосомы. Плазмида включает последовательность из одного или нескольких генов.

У некоторых видов бактерий обна­ружены факторы резистентности к лекарственным веществам — R-факторы. К другому типу плазмид относятся колициногенные факторы. Колициногены включают гены, которые обусловлива­ют синтез особых белковых веществ — колицинов.

Колицины даже в низких концентрациях способны убивать бактерий того же вида, не имеющих соответствующего колициногена. Клетки, включающие колициноген, иммунны к соответствующему коли-цину. Плазмиды реплицируются в цитоплазме автономно и пере­даются при делении дочерним клеткам.

Совет

При размножении клетки бактерии наиболее ответственным является процесс воспроизведения нуклеоида. В нуклеоиде ДНК суперспирализована и плотно уложена. Электронно-микроскопи­ческое исследование показало, что один конец ДНК прикреплен к клеточной мембране.

Связь с клеточной мембраной, по-види­мому, необходима как для процесса репликации ДНК, так и для четкого разделения вновь образовавшихся дочерних молекул ДНК. Репликация ДНК у микроорганизмов происходит так же, как и у высших организмов, — полуконсервативным способом. В репликации участвуют ферменты г ДНК- полимеразы.

Непрерыв­ная репликация в направлении 5->3' идет только на одной из комплементарных цепей. Она называется лидирующей. На вто­рой цепи f (запаздывающей) синтез ДНК идет также в направле­нии 5->3', но на коротких фрагментах Оказаки. Каждый фраг­мент инициируется коротким полирибонуклеотидом.

Эти РНК служат затравкой для дальнейшего роста цепи ДНК. Затем РНК удаляется, брешь заполняется при помощи ДНК-полймеразы и фрагменты Оказаки соединяются при помощи ферментов лигаз.

К моменту завершения цикла репликации ДНК точки при­крепления дочерних ДНК отодвигаются благодаря активному росту участка бактериальной мембраны между ними. В результате сложного комплекса процессов образуется межклеточная Яерегородка.

В период репликации ДНК и образования перего-родки клетка непрерывно растет, идет формирование рибосом и щ>угих соединений. На определенной стадии дочерние клетки отделяются друг от друга.

Каждая дочерняя клетка имеет такой зке набор генетической информации, какой был в исходной бак­териальной клетке.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/2_92000_stroenie-i-razmnozhenie-bakteriy.html

Строение бактериальной клетки

Бактерии – микроскопические одноклеточные организмы. Строение бактериальной клетки имеет особенности, которые являются причиной выделения бактерий в отдельное царство живого мира.

Большинство бактерий имеет три оболочки:

  • клеточная мембрана;
  • клеточная стенка;
  • слизистая капсула.

Непосредственно с содержимым клетки – цитоплазмой, соприкасается клеточная мембрана. Она тонкая и мягкая.

Клеточная стенка – плотная, более толстая оболочка. Её функция – защита и опора клетки. Клеточная стенка и мембрана имеют поры, через которые в клетку поступают необходимые ей вещества.

Многие бактерии имеют слизистую капсулу, которая выполняет защитную функцию и обеспечивает слипание с разными поверхностями.

Обратите внимание

Именно благодаря слизистой оболочке стрептококки (один из видов бактерий) прилипают к зубам и вызывают кариес.

Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки. На 75% состоит из воды. В цитоплазме находятся включения – капли жира и гликогена. Они являются запасными питательными веществами клетки.

Рис. 1. Схема строения бактериальной клетки.

Нуклеоид означает «подобный ядру». У бактерий нет настоящего, или, как ещё говорят, оформленного ядра. Это значит, что у них нет ядерной оболочки и ядерного пространства, как у клеток грибов, растений и животных. ДНК находится прямо в цитоплазме.

Функции ДНК:

  • сохраняет наследственную информацию;
  • реализует эту информацию, управляя синтезом белковых молекул, характерных для данного вида бактерий.

Отсутствие истинного ядра – самая важная особенность бактериальной клетки.

В отличие от клеток растений и животных, бактерии не имеют органоидов, построенных из мембран.

Но клеточная мембрана бактерий в некоторых местах проникает в цитоплазму, образуя складки, которые называются мезосомой. Мезосома участвует в размножении клетки и обмене энергии и как бы заменяет мембранные органоиды.

Единственный органоид, имеющийся у бактерий – рибосомы. Это маленькие тельца, которые размещены в цитоплазме и синтезируют белки.

У многих бактерий есть жгутик, с помощью которого они перемещаются в жидкой среде.

Форма клеток бактерий различна. Бактерии в виде шара называются кокками. В виде запятой – вибрионами. Палочкообразные бактерии – бациллы. Спириллы имеют вид волнистой линии.

Рис. 2. Формы клеток бактерий.

Бактерии можно увидеть только под микроскопом. Средние размеры клетки 1-10 мкм. Встречаются бактерии длиной до 100 мкм. (1 мкм = 0,001 мм).

При наступлении неблагоприятных условий бактериальная клетка переходит в спящее состояние, которое называется спорой. Причинами спорообразования могут быть:

  • пониженные и повышенные температуры;
  • засуха;
  • недостаток питания;
  • опасные для жизни вещества.

Переход происходит быстро, в течение 18-20 часов, а находиться клетка в состоянии споры может сотни лет. При восстановлении нормальных условий бактерия за 4-5 часов прорастает из споры и переходит в обычный режим жизнедеятельности.

Рис. 3. Схема образования споры.

Бактерии размножаются делением. Период от рождения клетки до её деления составляет 20-30 минут. Поэтому бактерии широко распространены на Земле.

Читайте также:  Бактерии-прокариоты – живые «кирпичики» эволюции

Мы узнали, что, в общих чертах, клетки бактерий подобны клеткам растений и животных, они имеют мембрану, цитоплазму, ДНК. Основным отличием бактериальных клеток является отсутствие оформленного ядра. Поэтому бактерии называют доядерными организмами (прокариотами).

Средняя оценка: 4.1. Всего получено оценок: 275.

Источник: https://obrazovaka.ru/biologiya/stroenie-bakterialnoy-kletki-pod-mikroskopom-osobennosti.html

Строение, питание и размножение бактерий

Бактерии — типичные прокариоты, размеры которых не превышают $100$ мкм. Впервые их наблюдал нидерландский учёный А. Левенгук в $1673$ г.

По форме бактерии бывают:

  • шаровидные — кокки,
  • палочковидные — бациллы,
  • извилистые — спириллы ($2-3$ извилины) и спирохеты (много извилин),
  • выгнутые подобно запятой — вибрионы.

Шаровидные бактерии могут объединяться:

  • попарно – диплококки,
  • в виде цепочки — стрептококки,
  • в виде грозди — стафилококки,
  • в виде кубика — сарцины.

Строение бактериальной клетки

Бактериальная клетка снаружи покрыта плотной клеточной оболочкой, которая выполняет защитную и опорную функции. У некоторых бактерий оболочка набухает, образуя вокруг клетки слизистую капсулу.

Под клеточной оболочкой размещена цитоплазматическая мембрана, которая играет важную роль в регулировании поступления в клетку необходимых веществ и выведения наружу продуктов обмена.

В цитоплазме находятся рибосомы и разнообразные мембранные структуры, которые исполняют функции митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, ЭПС (эндоплазматическая сеть).

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Важно

Запасные питательные вещества откладываются в виде зёрен крахмала, гликогена, капель жира, гранул волютина и т. п.

Аналогом ядерного аппарата у бактерий является нуклеоид — центральная зона цитоплазмы, где размещена ДНК. Нуклеоид не окружён мембраной, не имеет ядрышка и дифференцированных хромосом.

Некоторые бактерии имеют органы движения — один, два или более жгутиков в виде спирально скрученных ниток, которые крепятся под цитоплазматической мембраной.

Процессы жизнедеятельности бактерий

Замечание 1

По способу питания бактерии делятся на автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофные бактерии самостоятельно синтезируют все необходимые им органические вещества.

В зависимости от источника энергии, который в данный момент используется, окисления некоторых неорганических веществ — большинство серных бактерий, железобактерии).различают:

  • фотосинтезирующие бактерии (используют энергию Солнца — пурпурные бактерии, некоторые виды серных бактерий);
  • хемосинтезирующие бактерии (используют химическую энергию.

Большинство бактерий — гетеротрофные организмы,которым необходимы готовые органические соединения.

В зависимости от субстрата из которого бактерии добывают органические вещества, . Они делятся на:

  • сапрофиты — питаются остатками мёртвых организмов;
  • паразиты — питаются веществами живых организмов

Сапрофитные бактерии могут вызывать процессы гниения (анаэробного распада азотфиксирующих соединений до аммиака и сероводорода), и брожения (анаэробного распада углеводов).

Различают несколько типов брожения:

  • уксуснокислое брожение — используется для получения в промышленных условиях уксуса;
  • молочнокислое брожение — изготовление кисломолочных продуктов,
  • пектиновое — заквашивание овощей и фруктов, силосование кормов.

Паразитические бактерии вызывают много опасных заболеваний человека (дифтерия, туберкулёз, холера, брюшной тиф), животных (чума, бруцеллёз, сибирка) а так же бактериальные (ожоги, гнили и бактериальный рак у растений).

По потребности в кислороде бактерии делят на:

  • аэробные ( для нормальной жизнедеятельности необходим свободный атмосферный кислород);
  • анаэобные ( живут в безкислродной среде).

Размножаются бактерии путём деления клеток пополам, и к тому же настолько быстро, что каждые $20-30$ минут образованные клетки опять делятся. У некоторых видов иногда происходит примитивный половой процесс (коньюгация).

Бактерии встречаются в огромных количествах.

Пример 1

В $1$ г почвы их несколько миллиардов, в $1 см^3$ грязной воды — сотни тысяч, в $1 м^3$ городского воздуха — до $8$ тыс.

Бактерии выдерживают достаточно низкие и высокие температуры, но большинство из них гибнет под влиянием интенсивной солнечной радиации.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/stroenie_pitanie_i_razmnozhenie_bakteriy/

Конспекты к гос экзаменам для студентов биологов

Бактерии, микроскопические, обычно одноклеточные организмы, для которых характерно отсутствие оформленного ядра. Распространены повсеместно: в почве, воде, воздухе, внутри и на поверхности тел живых и мёртвых организмов. Впервые описаны А. Левенгуком. Значение бактерий велико.

Считается, что это первые организмы, появившиеся на Земле и создавшие условия для дальнейшего развития жизни. Они участвуют в круговороте веществ в природе, в формировании плодородного слоя почвы (некоторые почвенные бактерии), поддерживают баланс углекислого газа в атмосфере. Клубеньковые бактерии, обогащая почву азотом, способствуют росту урожайности с.-х. культур.

Молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии и др. широко используют в биотехнологии. Гнилостные бактерии – природные санитары. В то же время гнилостные и болезнетворные бактерии наносят существенный вред. Первые вызывают порчу продуктов, кормов и др., вторые – болезни растений, инфекционные болезни животных и человека.

Бактерии кишечной флоры (микрофлоры) животных и человека (а у жвачных – и желудка) участвуют в нормальном переваривании пищи у своих хозяев.

 
Форма бактерий различна: палочковидная (бациллы), шаровидная (кокки), извитая (вибрионы), спиралевидная (спирохеты) и др. Бациллы могут соединяться в цепочки (возбудители дифтерии, брюшного тифа, туберкулёза). Кокки также могут иметь вид цепочек (стрептококки) или гроздьев (стафилококки).

Имеются виды, состоящие из двух клеток (гонококки), многоклеточные (трихобактерии, серо-, железобактерии).
Обязательными органоидами являются: ядерный аппарат, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана.

Необязательными (второстепенными) структурными элементами являются: клеточная стенка, капсула, споры, пили, жгутики.

 
В центре бактериальной клетки находится нуклеоид- ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной.

Цитоплазма – сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.

), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).

Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно- восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).
Клеточная стенка – присуща большинству бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов). Она обладает рядом функций, прежде всего обеспечивает механическую защиту и постоянную форму клеток, с ее наличием в значительной степени связаны антигенные свойства бактерий. В составе – два основных слоя, из которых наружный- более пластичный, внутренний- ригидный.

Совет

Размножаются бактерии очень быстро (многие через каждые 20–30 мин), путём деления клетки на две. При такой скорости размножения в течение 6 часов из одной клетки может образоваться 250 тыс. бактерий. При неблагоприятных условиях у многих бактерий содержимое клетки отделяется от оболочки, уплотняется и покрывается новой оболочкой.

В результате образуются устойчивые споры, выдерживающие длительное высушивание, нагревание св. 100 °C и сильнейшее охлаждение. Так, споры возбудителя сибирской язвы жизнеспособны в течение 30–50 лет. Бактерии и их споры могут переноситься ветром, водой и другими способами. Некоторые бактерии неподвижны, у других есть жгутики, дающие возможность передвигаться.

Большинство бактерий – гетеротрофы. Одни из них сапрофиты, питающиеся органическими остатками мёртвых животных и растений (бактерии брожения, гнилостные и др.), другие – паразиты, питающиеся за счёт живых растительных и животных организмов (в основном болезнетворные бактерии).

Некоторые бактерии – автотрофы, способные путём фотосинтеза (сине-зелёные водоросли, или цианобактерии) или хемосинтеза (хемосинтезирующие бактерии) получать энергию и создавать необходимые для жизнедеятельности органические соединения из неорганических. К автотрофам относятся также азотфиксирующие бактерии, пурпурные бактерии, железобактерии и др.

Одни бактерии могут расти и размножаться только в присутствии кислорода (аэробы), другие – в его отсутствии (облигатные анаэробы), третьи могут существовать как в его присутствии, так и в отсутствии (факультативные анаэробы). Известные всем процессы брожения и гниения протекают с участием анаэробных бактерий, расщепляющих соответственные углеводы и белки.

Разложение бактериями погибших растений и животных – важнейшее звено биогеохимических циклов углерода, кислорода, азота, серы и других элементов, а также круговорота веществ в биосфере в целом.

По типу строения клеточной стенки и в зависимости от окрашивания по специальному методу среди бактерий выделяют грамотрицательные, включающие цианобактерии, и грамположительные бактерии, а также архебактерии и микоплазмы (бактерии, лишённые клеточной стенки и ограниченные только плазматической мембраной).

Спорообразование- способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоприятных факторов окружающей среды.

Высокая резистентность связана с большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты в оболочке спор. Расположение и размеры спор у различных микроорганизмов отличается. Основные фазы “жизненного цикла” спор- споруляция (включает подготовительную стадию, стадию предспоры, образования оболочки, созревания и покоя) и прорастание, заканчивающееся образованием вегетативной формы. Процесс спорообразования генетически обусловлен.

Сапрофиты— микроорганизмы, использующие в качестве источников питания вещества из неживых объектов, в противоположность микробам-паразитам, способным жить за счет продуктов обмена в тканях живых организмов. Сапрофиты широко распространены в природе, встречаются в почве, воде, воздухе, в организме человека и животных.

Обратите внимание

Как правило, сапрофиты не вызывают заболеваний, однако встречаются микробы, ведущие сапрофитический образ жизни, но обладающие тем не менее болезнетворными свойствами для человека.

Большую группу составляют бактерии-паразиты. Они питаются органическими веществами живых организмов. Пример паразитов – болезнетворные бактерии.

Все болезнетворные бактерии (паразиты) – живут за счет питательных веществ других организмов, в теле которых они обитают. Как и простейшие, бактерии отдают предпочтение определенным тканям и органам. Они там укореняются и вызывают повреждение этих тканей и органов.

 Роль бактерий в круговороте веществ

1) Минерализуя растительные и животные остатки, микроорганизмы участвуют в круговороте всех химических элементов, входящих в состав живых клеток.

2) Биомасса растений и животных разлагается микроорганизмами, способными утилизировать целлюлозу, пентозы, крахмал, лигнин, пектиновые вещества, в конечном итоге до углекислоты и воды. Углекислый газ потом используется растениями в процессе фотосинтеза.

3) Бактерии участвуют в круговороте азота.

При минерализации животного и растительного белка гнилостные бактерии образуют аммиак, который окисляется нитрифицирующими бактерии в нитриты и затем в нитраты.

Как аммонийные соли, так и нитраты служат источником азотистого питания для высших растений, синтезирующих при этом белки своего тела

4) Бактерии осуществляют окисление железа и марганца, отложение солей кальция, окисление метана и водорода, разрушение горных пород продуктами жизнедеятельности и др. Всё это позволяет считать деятельность бактерий мощным геологическим фактором.

Источник: https://vseobiology.ru/konspekty-k-gosam/8-botanika-gos/2-2-bakterii-osobennosti-ikh-stroeniya-i-fiziologii-rasprostranenie-rol-v-prirode-i-prakticheskoe-znachenie-bakterij

Ссылка на основную публикацию