Форма размножения бактерий бесполая. У бактерий рост и размножение клеток связаны, вызывая тем самым рост бактерий, при котором бактерия вырастает до фиксированного размера, тогда деление происходит в процессе, называемом делением или разделением на две части..
Бинарное деление — это форма бесполого размножения, во время которой ДНК бактерий сопровождается делением цитоплазмы, в результате чего образуются две дочерние клетки. Однако новым бактериальным продуктам бинарного деления не хватает генетического разнообразия, то есть они имеют одинаковое ядро.
Рост бактерий
Рост бактерий происходит в трех фразах, на которые будут влиять условия среды, в которой будут происходить размножение и рост (он может быть естественным или искусственным). В оптимальной среде эти этапы:
1 — фаза адаптации
Также называется фаза запаздывания, как следует из названия, бактерии подготовлены к быстрому росту, поэтому во время этого предложения рост бактерий происходит медленно и требует высокой скорости биосинтеза необходимых белков.
2 — экспоненциальная фаза
Как только клетки адаптируются к окружающей среде, происходит вторая фаза, которая называется экспоненциальной из-за экспоненциального роста, испытываемого клетками, то есть клетки растут быстрее с течением времени..
Примером роста клеток во время этой фазы являются бактерии, известные как Escherichia coli, которые в оптимальной среде размножаются каждые 20 минут, то есть бактерия делится, уступая место двум, поэтому через 20 минут вы они уступят место четырем дочерям.
Во время этого предложения питательные вещества метаболизируются с максимально возможной скоростью, пока они не исчерпаны.
3 — Стационарная фаза
Эта фаза переходит в экспоненциальную фазу и происходит как следствие метаболизма при очень высоких скоростях питательных веществ, что вызывает его истощение.
Таким образом, во время этой фазы клетки значительно снижают свой рост и используют в качестве источника энергии ненужные клеточные белки, которые дают начало последней фазе, называемой фазой смерти..
Детерминантные характеристики в бактериальной репродукции
1 — температура
Оптимальная температура для роста бактерий будет зависеть от группы, к которой они относятся.
Таким образом, психрофильные бактерии находят свою оптимальную температуру от -10 до 10 ° C, мезофильную от 25 до 35 ° C, термофильную при 60 ° и экстремальную термофильную близкую к 100 ° C..
2 — PH
Потенциал водорода — это показатель кислотности или щелочности, который измеряется от 0 до 14, где 0 — наиболее кислый.
Таким образом, ацидофильные бактерии лучше всего размножаются при рН от 0 до 6, нейтрофилах от 6 до 9 и алкалофилах от 10 до 14.
3 — Вода и осмотическое давление
Бактерии лучше растут в местах, насыщенных водой. Однако повышение осмотического давления может привести к взрыву бактерий, поэтому давление необходимо.
4 — Кислород
Бактерии также нуждаются в кислороде в зависимости от группы, к которой они принадлежат. Таким образом, они классифицируются:
- Аэробика, которой нужен кислород.
- Факультативные анаэробы, которые могут расти с или без кислорода, но лучше расти с кислородом.
- Аэротолерантные анаэробы, которые одинаково хорошо растут с кислородом или без кислорода.
- Обязательные анаэробы, которые умирают при наличии кислорода.
Половое размножение и генетическая изменчивость
Хотя средства размножения и роста бактерий исключительно путем бесполого размножения, этот тип размножения не вызывает генетических изменений среди новых организмов, возникших.
Однако бактерии обладают средствами генетического обмена, которые вместе с бинарным делением уступают место генетическому разнообразию..
- Бактериальное сопряжение: Это происходит, когда донорская бактерия и бактерия-хозяин имеют контакт с половыми волосками. Во время этого процесса донорская бактерия переносит небольшое количество независимой ДНК.
- Бактериальная трансформация: Бактерии также могут модифицировать свои гены посредством процесса, называемого трансформацией. Это может происходить путем получения ДНК из окружающей среды или с помощью процесса, называемого трансдукцией, при котором вирус, называемый бактериофагом, вводит чужеродную ДНК в хромосому бактерии..
Общая характеристика бактерий
бактерии они представляют собой микроорганизмы, то есть живые существа крошечного размера, которые принадлежат к домену прокариот, которые в отличие от эукариотических организмов, таких как растения и грибы, не имеют клеточного ядра и в основном одноклеточные (подчиненные одной клетке) ).
Эти микроорганизмы обычно измеряют несколько микрометров или микрон (тысячные доли миллиметра). Они бывают разных форм, таких как сферы (кокосы), стержни (бациллы), штопоры (вибрионы) и пропеллеры (спирали).
Бактерии представляют собой наиболее распространенные организмы на планете Земля, встречающиеся во всех местах обитания, водных и наземных.
Они способны расти и размножаться в самых экстремальных условиях, таких как источники горячей и кислой воды, морские глубины и земная кора или радиоактивные отходы..
Кроме того, бактерии имеют жизненно важное значение во многих фазах круговорота питательных веществ, помогая в утилизации питательных веществ, например, в процессе азотфиксации атмосферы..
Аналогично, некоторые бактерии, способные противостоять замерзанию, обеспечивают питательные вещества, необходимые для поддержания жизни, превращая растворенные компоненты в энергию..
Было установлено, что в организме человека бактерий на 30% больше, чем клеток человека. Благодаря иммунной системе они в основном безвредны или полезны; хотя может быть присутствие патогенных бактерий, которые могут вызывать инфекционные заболевания.
Хотя срок бактерия Понятно, что все прокариотические организмы, в настоящее время они были разделены на две группы: бактерии и археи.
Эти две группы имеют значительные различия, среди которых наличие пептидогликановой стенки в бактериях..
ссылки
- Бактерия. (2017, 26 июня). Википедия, Свободная энциклопедия. Дата консультации: 07:34, 10 июля 2017 г., en.wikipedia.org
- Бактерия. (2017, 5 июля). В Википедии, Свободная энциклопедия. Получено 07:34, 10 июля 2017 г., с сайта en.wikipedia.org
- Бактериальный рост. (2017, 14 июня). В Википедии, Свободная энциклопедия. Получено 07:34, 10 июля 2017 г., с сайта en.wikipedia.org
- Прокариот. (2017, 14 мая). Википедия, Свободная энциклопедия. Дата консультации: 07:34, 10 июля 2017 г., en.wikipedia.org
- Деление (биология). (2017, 17 марта). В Википедии, Свободная энциклопедия. Получено 07:34, 10 июля 2017 г., с сайта en.wikipedia.org
- Питательный цикл (2017, 30 мая). В Википедии, Свободная энциклопедия. Получено 07:35, 10 июля 2017 г., с сайта en.wikipedia.org.
Размножения бактерий в жидкой среде и на плотной питательной среде
Как размножаются бактерии? Вот некоторые общие положения.
Определение 1
Размножение — процесс, заключающийся в воспроизведении себе подобных организмов, и сопровождающийся увеличением бактериальных клеток в популяции.
Выделяют следующие способы размножения бактерий:
- бинарное деление бактерий. В результате бинарного деления (на две части), которое осуществляется симметрично относительно поперечной и продольной осей, происходит образование одинаковых дочерних клеток;
- почкование. Это вариант бинарного деления. На одном из полюсов образуется почка, которая растет и отделяется, когда ее размер становится таким же, как у материнской клетки. Что касается симметрии, то соблюдается только относительно продольной оси;
- множественное деление. Оно заключается в том, что с клеткой происходят быстрые последовательные бинарные деления внутри фибриллярного слоя материнской клетки. Благодаря этому образуются баеоциты — мелкие клетки в количестве от 4 до 1000. Когда клеточная стенка материнского организма разрывается, то баеоциты выходит наружу;
- размножение бактерий происходит и при помощи спор;
- способ фрагментации клеток, отличающихся нитевидной формой;
- конъюгация. Обозначает половой процесс, в ходе которого клетки обмениваются генетическим материалом;
- трансформация. В ее основе — перенос «голой» ДНК;
- трансдукция. В этом случае генетическая информация переносится за счет бактериофагов.
Репликация бактериальной хромосомной ДНК
Репликация хромосомы в бактериальной клетке осуществляется согласно полуконсервативному типу. В результате удваивается ДНК нуклеоида — бактериального ядра. Такой тип репликации подразумевает раскрытие двухспиральной молекулы ДНК, а также достраивание каждой отдельной нити ДНК комплементарной нитью.
Репликация ДНК осуществляется от начальной точки ori и катализируется ДНК-полимеразами. Хромосома бактериальной клетки связана с цитоплазматической мембраной именно в области ori.
Первоначально речь идет о деспирализации или раскручивании двойной цепи ДНК. В результате формируется репликативная вилка — это две разветвленные цепи. Одна из этих цепей достраивается и связывает нуклеотиды от 5 к 3 концу. Вторая цепь достраивается посегментно.
Репликация ДНК состоит из нескольких этапов:
- инициации;
- элонгации (роста цепи);
- терминации.
Репликация как процесс дает две хромосомы. Они закрепляются за цитоплазматическую мембрану или ее производные, и с увеличением клетки отдаляются друг от друга. Как только образуется перегородка или перетяжка деления, хромосомы окончательно разъединяются. Перегородки разрушаются под воздействием аутолитических ферментов.
Размножение бактерий в жидкой среде
Бактерии, заселенные в определенную питательную среду, постепенно ее истощают, поскольку непрерывно размножаются и потребляют питательные вещества. Истощение питательной среды же ведет к остановке роста микроорганизмов.
Определение 2
Культивирование микроорганизмов в такой системе получило название периодическое культивирование, а культура бактерий — непрерывная культура.
Рост культуры в жидкой питательной среде бывает:
- придонным;
- диффузным;
- поверхностным.
Нужна помощь преподавателя? Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!
Есть несколько фаз роста и размножения бактерий (периодической культуры). Проще всего их продемонстрировать в виде отрезков кривой размножения.
Фазы размножения бактерий:
- Лаг-фаза. Затрагивает период, начальной точкой которого является посев бактерий, а конечной — начало процесса размножения. Длительность фазы — от 4 до 5 часов. За это время микроорганизмы увеличиваются в размерах и готовятся делиться. Также наблюдается увеличение количества белка, нуклеиновых кислот и прочих соединений.
- Фаза логарифмического роста. Это время, когда клетки интенсивно делятся. Длится это 5-6 часов. Особенность фазы в том, что на этом этапе клетки бактерий наиболее чувствительны.
- Фаза стационарного роста. По-другому ее еще называют фазой максимальной концентрации бактерий. Отмечается постоянное количество жизнеспособных клеток. То есть, М-концентрация (максимальная концентрация). Сколько длится фаза, зависит от вида, особенностей бактерий и культивирования.
- Фаза гибели бактерий. Бактерии отмирают, когда питательная среда истощается и накапливаются продукты метаболизма. Эта фаза может длиться от десяти часов до нескольких недель.
Размножение бактерий на плотной питательной среде
Бактерии, которые растут на плотной питательной среде, формируют изолированные колонии. Эти колонии отличаются ровными или неровными краями округлой формы, разным цветом и консистенцией. Пигмент бактерии определяет цвет питательной среды.
Замечание 1
У микроорганизмов самые распространенные пигменты — каротины, ксантофилы, меланины.
Замечание 2
У многих пигментом наблюдаются антибиотикоподобное, антимикробное действие.
При помощи формы, цвета, вида колоний на плотной питательной среде бактерии идентифицируются, а также отбираются колонии для создания чистых культур.
Как размножаются бактерии? Бесполое и половое размножение — Наука — 2022
Как размножаются бактерии? Бесполое и половое размножение — Наука
Содержание:
Бактерии размножаются в основном бесполыми путями, такими как бинарное деление, при котором клетка делится на две идентичные клетки меньшего размера. Однако эти микроорганизмы также демонстрируют тип полового размножения посредством процесса, называемого «конъюгацией».
Что касается бесполого размножения, преобладает бинарное деление, но есть сообщения о «необычных» или «альтернативных» паттернах деления в этой группе одноклеточных организмов, таких как почкование, множественное деление и образование «внутриклеточного» потомства. назвать несколько.
Прежде чем углубляться в различные механизмы размножения бактерий, уместно вспомнить ключевую информацию, чтобы понять некоторые аспекты этих биологических процессов.
Общая характеристика бактерий
Бактерии — это прокариотические организмы, то есть их генетический материал не заключен в мембранную структуру, известную как «ядро», которая существует у эукариот.
Это чрезвычайно успешная и разнообразная группа, состоящая в основном из одноклеточных организмов, хотя некоторые из них могут образовывать колонии и волокна. Они встречаются практически во всех экосистемах биосферы и имеют огромное значение для многих биологических процессов, присущих многоклеточным живым существам.
Бактериальные клетки — это маленькие клетки (не более пары микрон в диаметре), особенно по сравнению с эукариотическими клетками. Его цитозоль значительно «проще», чем, например, цитозоль животной или растительной клетки, поскольку в нем нет мембранной органеллы.
Внутри находится большое количество рибосом, гранул-хранилищ различных веществ, белков разных типов и большая круглая и сверхспиральная хромосома, а также небольшие молекулы внехромосомной ДНК, известные как «плазмиды».
Клеточная оболочка бактерий довольно специфична, так как состоит из сложного полимера, называемого «пептидогликан», который состоит из аминосахаров, связанных с полипептидами. Характеристики стенки и плазматической мембраны этих организмов используются для их классификации.
Некоторые бактерии также покрыты «капсулой», окружающей их клеточную стенку и выполняющей защитные функции. Другие бактерии подвижны и имеют специализированные структуры, выступающие из их поверхности, такие как реснички и жгутики.
Как не все бактерии можно выращивать in vitro В лаборатории информация, которую обрабатывает научное сообщество относительно его метаболизма, размножения, морфологии и общих характеристик, в значительной степени зависит от данных, полученных в результате исследований, проведенных с модельными видами.
Бесполое размножение бактерий
Бесполое размножение состоит из формирования клонов от особи, которая функционирует как «мать». В отличие от полового размножения, для этого процесса требуется только одна клетка, которая дублирует свои внутренние компоненты и делится, например, на две равные дочерние клетки.
– Двойное деление
Бинарное деление, также известное как «двудольное», является основной формой размножения большинства бактерий в природе. В этом процессе делящаяся клетка делает это таким образом, что производит две генетически идентичные клетки меньшего размера, а исходная клетка «исчезает».
Делящаяся клетка обязательно должна пройти предшествующий «подготовительный» процесс, посредством которого она удвоила свое внутреннее содержимое (хромосомы, белки, рибосомы и т. Д.) И увеличила свое цитозольное содержание почти вдвое.
Две копии бактериальной хромосомы секретируются к обоим полюсам делящейся клетки, а также к некоторому дублированному внутреннему материалу. После этого в определенном месте клетки, называемом «участком деления», образуется «перегородка».
Перегородка состоит из «центростремительного» инвагинации цитоплазматической мембраны, которое предшествует синтезу новой клеточной стенки и разделению двух дочерних клеток.
— «Необычное» бесполое размножение
Процесс бесполого размножения не одинаков у всех групп бактерий. Как упоминалось вначале, для одних видов характерно почкование, для других — множественное деление, образование внутриклеточного потомства и т. Д.
Формирование множественного внутриклеточного потомства
Многие линии бактерий, принадлежащих к группе грамположительных бактерий с низким содержанием GC (Firmicutes), размножаются бесполым путем посредством процесса, который подразумевает наличие нескольких эндоспор (также находящихся в спящем состоянии) или большого количества эндоспор. количество активных потомков.
Для многих ветвей образование этого «множественного внутриклеточного потомства» является основным средством воспроизводства, поэтому бинарное деление может происходить редко или вообще не происходить.
Геммация
Почкование бактерий наблюдается у цианобактерий, фирмикутов и планктомицетов, а также у некоторых протеобактерий.
Схематические изображения этого процесса (малоизученного и известного среди бактерий) иллюстрируют, как бактерии, размножающиеся таким образом бесполым путем, выделяют «фракцию» или «желток» из своего клеточного тела, фракцию, которая значительно меньше, чем «материнская» клетка. который их порождает и, вероятно, не содержит всех цитозольных компонентов последнего.
Производство баеоцитов у некоторых цианобактерий
Некоторые цианобактерии, например, из рода Stanieria, они никогда не воспроизводятся двойным делением; вместо этого они делятся посредством процесса, который начинается с маленькой клетки, известной как баоцит.
Баеоцит прогрессивно увеличивается в размере, и при этом хромосомная ДНК многократно реплицируется подряд. Когда баоцит вступает в фазу цитоплазматического деления, он производит большое количество новых крошечных беоцитов, которые высвобождаются путем разрушения внешней оболочки «материнского» баоцита.
Этот процесс также известен у других видов как фрагментация.
«Половое» размножение бактерий
- Половое размножение, как мы его знаем, состоит из слияния двух специализированных половых клеток, называемых «гаметы», посредством которых два человека обмениваются генетической информацией и производят потомство с генами, которые являются результатом их комбинации.
- Хотя гаметы и специализированные половые клетки не образуются у бактерий, иногда две разные клетки обмениваются генетическим материалом друг с другом, что может происходить посредством трех различных процессов:
- — Преобразование
- — Трансдукция
- — Спряжение
- Хотя трансформация не связана с образованием новых клеток или других клеток, трансформация — это событие, при котором бактерия может приобретать фрагменты ДНК от другой бактерии, которая выпустила их в среду, в которой они живут, или которая умерла и распалась.
- С другой стороны, трансдукция связана с комбинацией бактериальной ДНК (от разных бактерий) благодаря участию фагов, которые представляют собой вирусы, атакующие бактерии.
- Наконец, конъюгация, для которой не характерно создание новых особей, представляет собой прямую передачу генетического материала от одной клетки к другой через специализированную структуру, известную как «половые пили».
Этот последний процесс требует физического контакта между двумя клетками и, согласно исследованиям, проведенным на модельном организме. Кишечная палочкасуществуют «мужские» донорские клетки и «женские» рецепторные клетки.
Как правило, дарят и получают молекулы плазмидной ДНК, содержащие полезную генетическую информацию.
Ссылки
- Ангерт, Э. Р. (2005). Альтернативы бинарному делению у бактерий. Обзоры природы микробиологии, 3 (3), 214.
- Хельмштеттер, К. Э. (1969). Последовательность размножения бактерий. Ежегодный обзор микробиологии, 23 (1), 223-238.
- Люткенхаус, Дж., И Аддиналл, С. Г. (1997). Деление бактериальной клетки и Z-кольцо. Ежегодный обзор биохимии, 66 (1), 93-116.
- Прескотт, Х. и Харли, Дж. П. Кляйн 2002. Микробиология.
- Шефферс, Д. Дж. (2001). Бактериальное размножение и рост. eLS.
- Соломон, Э. П., Берг, Л. Р., и Мартин, Д. У. (2011). Биология (9-е изд.). Брукс / Коул, Cengage Learning: США.
Особенности строения и размножения бактерий
Определение
Бактерии — старейшие микроорганизмы, появившиеся на Земле около 4 млн лет назад. Название происходит от древнегреческого βακτηρία (βάκτρον) «палка, посох», так как по форме бактерии часто бывают продолговатой формы. Хотя это и не единственная форма их клеток: они могут иметь форму шара или спирали, но первыми были описаны именно палочковидные.
Бактерии могут обитать практически в любой среде, годной для питания: воздух, вода, почва, другие организмы, в том числе и человек. Считается, что больше всего бактерий обитает в верхних слоях почвы.
Строение
Бактерии состоят из одной клетки. Они имеют простейшее строение: мембрана, наполненная цитоплазмой. Особенность их строения — отсутствие ядра, митохондрий и пластид.
Генетическая информация содержится в молекулах ДНК, составляющих около 1 мм в развернутом виде.
У отдельных видов есть специальные гранулы для запаса питательных веществ и поддержания жизнедеятельности, газовые вакуоли, улучшающие способность передвигаться в жидкой среде.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Как правило, у бактерии есть внешние отростки — усики, с помощью которых они могут двигаться. Некоторые бактерии могут объединяться в пары, цепочки или скопления.
Примечание
Если на одну чашу весов поставить вес, равный массе всех бактерий на Земле, а на другую — вес, равный массе всех животных и растений, бактерии перевесят.
Размножение
Основной способ размножения бактерий — деление клеток. Но для его осуществления необходимо, чтобы соблюдались определенные условия. Для разных видов бактерий они различаются. Одни погибают при кипячении, другие могут размножаться даже в кислотной среде. В идеальных условиях бактерии способны увеличить свою популяцию до 34 трлн особей.
Существует несколько факторов, влияющих на размножение бактерий:
- солнечный свет;
- наличие воды;
- температура окружающей среды;
- кислород;
- уровень кислотности/щелочности среды.
При наличии благоприятных факторов, бактерии начинают активно размножаться. При их отсутствии — впадают в спячку или погибают.
Способы размножения
Бинарное деление
Когда бактерия достигает определенного размера, она начинает делиться. Вначале происходит репликация (деление) ДНК, затем разделение цитоплазмы.
На последнем этапе происходит образование новой клеточной стенки. Процесс деления бактерий в благоприятных условиях очень интенсивный — каждые 20-30 мин. у одной клетки.
Это обусловлено тем, что большое число клеток очень быстро погибает под воздействием различных факторов.
Почкование (вегетативное размножение)
На одной из стенок бактерии появляется отросток и растет, пока не достигнет размеров «матери». Далее происходит отделение почки. Одна бактерия способна произвести до четырех почек. Такой способ размножения свойственен цианобактериям.
Множественное деление
Представляет собой бинарное деление клеток внутри материнского организма. Число таких клеток варьируется от 4 до 1000. Все они проходят последовательное деление, затем оболочка разрывается, и новые клетки выходят.
Размножение спорами
Если бактерия попадает в негативные условия, она может перейти в особое состояние, в котором может находиться очень долго (более ста лет).
Спора созревает внутри клетки и занимает в ней особое положение.
Затем материнская клетка отмирает, а спора покрывается особой оболочкой, более устойчивой к температурным воздействиям, влиянию различных ферментов и другим условиям, гибельным для обычной клетки.
Когда наступает благоприятный момент, из споры прорастает полноценная особь. Начинается обратный процесс: разрушение устойчивой оболочки, наполнение клетки водой, появляется способность делиться.
Примечание
Устойчивость спор патогенных бактерий объясняет долгое сохранение инфекционных заболеваний, опасных для человека.
Фрагментация клеток
Во время фрагментации происходит деление материнской клетки, а затем регенерация отдельных частей до полноценной бактерии.
Половой метод
Некоторые виды бактерий могут размножаться путем конъюгации — обмена генетической информации между двумя клетками. Предметом передачи являются плазмиды, содержащие гены устойчивости в неблагоприятных условиях.
Примечание
Половым методом размножаются многие виды бактерий, опасных для человека. Таким способом, например, бактерии способны формировать устойчивость к антибиотикам.
Трансформация
По сравнению с другими способами размножения трансформация встречается реже. Во время нее отдельный фрагмент ДНК встраивается в стороннюю клетку и обменивается с ней информацией. Примечательно, что это явление происходит без участия вирусов.
Трансдукция
Способ размножения, близкий трансформации, но с участием «посредника» — бактериофага, который переносит генетическую информацию от одной клетки к другой.
Среда для размножения
Бактерии размножаются как в жидкой, так и в плотной питательных средах. Размножение бактерий неизменно ведет к истощению питательной среды и отмиранию значительной части микроорганизмов.
Размножение в жидкой среде может быть нескольких видов:
- придонным;
- диффузным;
- поверхностным.
Размножение в плотной питательной среде характеризуется ростом колоний различных форм и оттенков. Окрашивание питательной среды в определенный цвет зависит от пигментации бактерий.
Периодичность размножения
Жизненный цикл бактерий разделяется на несколько фаз:
- Исходная или лаг-фаза. Продолжается от посева до роста. Длительность — 1-2 часа.
- Интенсивный рост. Продолжается до 2 часов.
- Логарифмическая фаза. Пик увеличения популяции, который длится 5-6 часов.
- Спад размножения. Истощается питательная среда, клетки погибают. Длится 2 часа.
- Стационарная фаза. Количество погибших и живых бактерий становится равным. Срок — 2 часа.
- Ускорение гибели клеток. 3 часа.
- Фаза логарифмической гибели. Скорость гибели становится постоянной, продолжается около 5 часов.
- Снижение скорости отмирания. Последняя стадия цикла, при которой живые клетки переходят в спокойное состояние.
Царство Бактерии: строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе
Царство Бактерии: строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе добавить в закладки
Содержание:
- Царство Бактерии: строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе.
- Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека.
- Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями.
Царство Бактерии иди Дробянки объединяет солидную группу микроорганизмов. Их связывают некоторые общие черты, но есть и отличительные особенности: процессы жизнедеятельности, образ жизни и нюансы строения. Маленькие живые организмы, несмотря на простую организацию, доставляют человеку много хлопот, вызывая болезни, против которых ежегодно создаются сотни новых препаратов.
Царство Бактерии, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе
Рис. 1 Одна из разновидностей бактерии
Бактерии образуют три подцарства:
- Архебактерии;
- Настоящие бактерии (эубактерии);
- Цианобактерии (сине-зеленые водоросли).
Архебактериипредставляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл, со свойственным им биохимическим составом и физиологическими особенностями (образованы 40 видами). Многочисленная группа – это эубактерии, которые характеризуются общим строением.
Бактерии открыл Антони ванн Левенгук, который с помощью оптического микроскопа увидел и описал удивительные мелкие организмы. Это событие произошло в 17 веке. А в 19 веке Луи Пастер выяснил, что микробы подразделяются на полезные и вредные. Дальнейшее развитие микробиологии стало возможно благодаря трудам Роберта Коха.
Характерные внешние черты бактерий
Отличительные внешние черты бактериальных микроорганизмов состоят в следующем:
- Клеточная стенка строится из гликопептида муреина. Грамположительные бактерии отличают толстой стенкой, а у грамотрицательных бактерий она в 10 раз тоньше.
- Образуют на поверхности слизистую капсулу, которая создает устойчивость к фагоцитозу и клетки крови не могут их поглотить. Бактерии беспрепятственно перемещаются по кровеносному руслу, размножаются и вызывают воспалительные процессы. Слизистая капсула защищает микроорганизм от пересыхания во внешней среде.
- Внутри клетка наполнена цитоплазмой — полувязким веществом, в котором «плавает» незначительное количество органоидов. Цитоплазма накапливает некоторые вещества: крахмал, гликоген, жиры, полифосфаты в качестве запасов для питания.
- Большинство форм без жгутиков, но некоторые бактерии снабжены ими для передвижения.
- ДНК образовано одной нитью – это замкнутый в кольцо нуклеотид. Деление клетки происходит за счет обмена наследственной информацией: в центре бактерии образуется перетяжка, которая разделяет ее на две дочерние клетки.
Таблица «Строение бактерий»
| Органоиды | Строение и функции |
| Оболочка | Состоит из двух слоев: мембраны и клеточной стенки из муреина. Некоторые формируют третий слой – слизистую капсулу. |
| Цитоплазма | Объединяет органоиды и обеспечивает приток питательных веществ. |
| Ядерное вещество | Одноцепочечная кольцевая ДНК. Она не всегда присутствует в одном экземпляре. В клетку способны встраиваться плазмиды – дополнительные маленькие кольцевые молекулы ДНК. |
| Рибосомы | Обеспечивают синтез белковых молекул. |
| Клеточные включения | Дополнительный источник питания: крахмал, гликоген, жиры, гранулы волютина. |
| Жгутик | Сформирован как вырост одноклеточной оболочки и позволяет клетке перемещаться в пространстве. Бактерия формирует от 1 до 1000 жгутиков (в зависимости от конкретного вида). Жгутики подразделяются на одиночные, расположенные в виде пучка или равномерно распределенные по поверхности. Иногда образуются ворсинки – приспособление для прикрепления к субстрату. |
- На заметку: Бактерии относятся к прокариотам (доядерным организмам). Они устроены просто и уступают по уровню развития клеткам эукариот. Несмотря на примитивное строение, они отлично приспособлены к жизни во внешней среде и вольготно чувствуют себя в организме человека.
Форма простейших микроорганизмов
Бактерии в зависимости от вида различаются формой и размерами.
Различие бактерий по типу питания
Живой мир приспособился получать энергию тремя способами. Их освоили простейшие микроорганизмы: это процессы дыхания, брожения и фотосинтеза. Но в эти химические превращения они включают некоторые соединения, недоступные для других видов организмов
Схема «Особенности питания бактерий»
По способу питания бактерии разделяют на две группы:
- Гетеротрофы — они не способны синтезировать органическое вещество, а питаются готовым.
-
Автотрофы — способны синтезировать органические вещества из неорганических.
- сапрофиты — бактерии, которые питаются органическими веществами отмерших организмов (молочно-кислые бактерии, бактерии гниения);
- паразиты — бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов (менингококки, гонококки);
- симбионты — тесное сожительство бактерий с живыми организмами, приносящие пользу друг другу (клубеньковые бактерии на корнях бобовых).
Гетеротрофы окисляют органику для построения тела двумя основными способами:
- при участии кислорода в процессе дыхания;
- в результате брожения без доступа кислорода (анаэробные условия).
Благодаря микроорганизмам происходит спиртовое, молочнокислое, масляное и другие виды брожений. Спирты и органические кислоты, метанобразующие микроорганизмы превращают в метан и углекислоту.
Эти свойства «мельчайших тружеников» люди используют в хозяйственной деятельности и в одном из направлений науки – биотехнологии. Микробы помогают бороться с вредными насекомыми, сорными травами, очищают сточные воды и зараженный грунт, «съедают» нефтяные пятна.
Значение в природе
Большинство бактерий задействовано в круговороте веществ. В цепи питания играют роль редуцентов, разлагающих продуты жизнедеятельности других организмов, поэтому в основной своей массе они содержатся в почве. На 1 г почвы приходится до 200-500 млн. бактерий гниения. Это группы азотфиксирующих, нитрифицирующих, серобактерий и других микроорганизмов.
Бактерии населяют моря и водоемы. Их обилие наблюдается в прибрежной зоне, где больше питательных веществ. В воздухе микробы поднимаются с потоками воздуха или пылью. Тела большинства живых организмов являются «домом» для маленьких обитателей планеты, которые выполняют в теле хозяина разрушительную или созидательную функцию.
Известны хищные представители этой группы микробов. Их способность пожирать «собратьев» ученые пытаются направить на истребление болезнетворных бактерий.
Бактерии Bdellovibrio bacteriovorus работают в качестве «живого антибиотика» против некоторых опасных «собратьев». Этот вид относится к быстро плавающим, который ставит своеобразные рекорды по скорости среди прокариот.
Bdellovibrio настигают другие бактерии, пожирая их изнутри, и готовясь к очередному делению. Они «работают» без побочных эффектов.
- На заметку: Хищные бактерии, способные бороться с болезнетворными формами, помогают найти выход из сложившейся ситуации. Современные болезнетворные бактерии устойчивы к линии антибиотиков, что делает их неуязвимыми и опасными паразитами. Биохимики не успевают разрабатывать лекарства против вновь возникающих опасных штаммов.
Пути размножения
Микроорганизмы этого царства способны к делению следующими способами.
Схема «Пути размножения»
- Деление пополам или удвоение, которое может повторяться неоднократно и привести к образованию до 1000 и более особей за короткий промежуток времени.
- Почкование – это способность отделения части материнской клетки с цитоплазмой и органоидами.
- Споры – бактериальные клетки, покрытые плотной оболочкой. Образуются из материнской клетки в больших количествах. В таком виде существуют в окружающей среде продолжительно, так как защищены плотной оболочкой от внешних неблагоприятных условий: кипячения, УФ-лучей; радиации, ультразвукового воздействия.
Несмотря на бесполое размножение бактерии способны к изменчивости. Это связано не только с мутациями (перестройкой ДНК по определенным причинам), но и с процессом конъюгации, когда клетки обмениваются участками и даже целыми хромосомами. Иногда они поглощают ДНК, найденное во внешней среде.
- К сведению: Размер клеток бактерий уступает клеткам других организмов. Это мелкие живые существа от 0,5 до 10 мкм (1 мкм=1/1000мм) и за счет небольших параметров отличаются высокой скоростью деления. При наличии питательного субстрата они размножаются каждые 15-20 мин. Процессы метаболизма в маленьких клетках происходят быстрее.
Бактерии – возбудители заболеваний
К вызывающим заболевания или патогенным бактериям относятся паразитические разновидности. Среди шаровидных бактерий известны болезнетворные кокки:
- Стафилококки, которые образуют скопления, похожие на виноградные гроздья. Среди них наиболее опасен золотистый стафилококк – источник гнойных воспалений и пищевых отравлений.
- Стрептококки представляют собой цепочку клеток, которая сохраняется после деления. Вызывают серьезные воспалительные инфекции: ангину, отит, эндокардит и другие.
Бактерии в форме палочек образуют бациллы, окруженные плотной оболочкой. Способны вызывать ряд опасных заболеваний: сибирскую язву, дифтерию, ботулизм, столбняк, сальмонеллез. Микробы в форме спирали в большинстве безопасны.
Известны также условно-патогенные микробы, которые живут в организме человека и никак себя не проявляют до тех пор, пока не ослабнут иммунные, защитные силы организма. С этого момента они становятся источником реальной опасности.
Чума, туберкулез, холера, гонорея, сифилис и другие опасные патологии возникают по вине бактерий. В древности от бактериальных инфекций гибли целые города и царства. Открытие антибиотиков и вакцинация стали спасением человечества от «мелких паразитов». Но антибиотики – не панацея. Даже их наличие не гарантирует 100% избавления от инфекции.
- К сведению: Человеческий организм представляет собой вместилище для всевозможных видов бактерий: патогенных, условно-патогенных и симбионтов, которые помогают вытеснить колонии вредных микробов, участвуют в переваривании углеводов и синтезе витаминов.
Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями
Бактерии населяют окружающий мир и избежать контакта с ними невозможно. Но свести к минимуму их внедрение в организм реально при соблюдении ряда профилактических правил:
- Чаще принимать водные процедуры. На поверхности грязной кожи скапливаются бактерии. Это «виновники» неприятного запаха, исходящего от грязного тела.
- Промывать продукты (овощи, фрукты, зелень), которые не подвергаются термической обработке. Употреблять свежие продукты и только что приготовленные блюда (особенно это касается десертов и скоропортящихся продуктов).
- Избегать контакта с больными людьми, так как большая часть микробов передается контактным и воздушно-капельным путем. Если в доме находится больной, то важна периодическая дезинфекция квартиры.
- Стараться избегать скопления людей в период распространения бактериальных инфекций.
- Вовремя проводить вакцинации, исходя из графика прививочной карты.
Серьезная защита от бактерий — это крепкий иммунитет. Когда человек закален, физически крепок и ведет подвижный образ жизни, то инфекции отступают.
Попавшие в организм бактерии гибнут под воздействием защитного барьера, который организм ставит как преграду на пути инфекций.
Но бактерии становятся приспособленными к любым неблагоприятным факторам, а организм человека слабеет с каждым поколением, поэтому победить «невидимого врага» становится труднее.
Смотри также:
Загрузка...
