Теорія для підготовки до блоку №3 ОГЕ з біології: система, різноманіття і еволюція живої природи.
Бактерій відносять до прокаріотів організмам, які не мають ядерних оболонок, пластид, мітохондрій та інших мембранних органел. Для них характерна наявність однієї кільцевої ДНК. Розміри бактерій досить малі 0,15 10 мкм. За формою клітин їх можна розділити на три основні групи: кулясті. або коки. паличкоподібні і покручені. Бактерії, хоча і відносяться до прокаріотів, мають досить складну будову.
будова бактерій
Бактеріальна клітина покрита декількома зовнішніми шарами. Клітинна стінка обов'язкове для всіх бактерій і є основним компонентом бактеріальної клітини. Клітинна стінка бактерій надає форму і жорсткість і, крім того, виконує ряд важливих функцій:
- захищає клітину від пошкоджень
- бере участь в метаболізмі
- у багатьох патогенних бактерій токсична
- бере участь в транспорті екзотоксинів
Основним компонентом клітинної стінки бактерій є полісахарид муреин. Залежно від будови клітинної стінки бактерії діляться на дві групи: грампозитивні (фарбуються за Грамом при приготуванні препаратів для микроскопирования) і грамнегативні (не фарбує цим способом) бактерії.
Форми бактерій: 1 - мікрококи; 2 - диплококки і тетракоккі; 3 - сарціни; 4 - стрептококи; 5 - стафілококи; 6, 7 - палички, або бацили; 8 - вібріони; 9 - спірили; 10 - спірохети
Сроеніе бактеріальної клітини: I - капсула; 2 - клітинна стінка; 3 - цитоплазматична мембрана; 4 - нуклеоїд; 5 - цитоплазма; 6 - хроматофори; 7 -тілакоіди; 8 - Мезосоми; 9 - рибосоми; 10 - джгутики; II - базальне тільце; 12 - пили; 13 - краплі жиру
Клітинні стінки грамположительной (а) і грамнегативної (б) бактерій: 1 - мембрана; 2 - мукопептиду (муреин); 3 - ліпопротеїди і білки
Схема будови клітинної оболонки бактерії: 1 - цитоплазматична мембрана; 2 - клітинна стінка; 3 - мікрокапсула; 4 - капсула; 5 - слизовий шар
Обов'язкових клітинних структур бактерій - три:
- нуклеоид
- рибосоми
- цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)
Органами руху бактерій є джгутики, яких може бути від 1 до 50 і більше. Для коків характерна відсутність джгутиків. Бактерії мають здатність до спрямованим формам руху - таксисом.
Таксиси бувають позитивними, якщо рух направлено до джерела стимулу, і негативними, коли рух направлено від нього. Можна виділити наступні види таксисов.
Хемотаксис - рух, заснований на різниці в концентрації хімічних речовин в середовищі.
Аеротаксіс - на різниці концентрацій кисню.
При реакціях на світло і магнітне поле виникають відповідно фототаксис і магнетотаксис.
Важливим компонентом в будові бактерій є похідні плазматичноїмембрани - пили (ворсинки). Пили беруть участь у злитті бактерій в великі комплекси, прикріплення бактерій до субстрату, транспорті речовин.
харчування бактерій
За типом харчування бактерії ділять на дві трупи: автотрофні і гетеротрофні. Автотрофні бактерії синтезують органічні речовини з неорганічних. Залежно від того, яку енергію використовують автотрофи для синтезу органічних речовин, розрізняють фото- (зелені і пурпурні серобактерии) і хемосинтезирующие бактерії (нитрифицирующие, железобактерии, безбарвні серобактерии і ін.). Гетеротрофні бактерії харчуються готовими органічними речовинами відмерлих залишків (сапротрофи) або живих рослин, тварин і людини (симбіонти).
До сапротрофами відносяться бактерії гниття і бродіння. Перші розщеплюють азотовмісні сполуки, другі - вуглець-містять. В обох випадках виділяється енергія, необхідна для їх життєдіяльності.
Треба відзначити величезне значення бактерій у кругообігу азоту. Тільки бактерії і ціанобактерії здатні засвоювати атмосферний азот. Надалі бактерії здійснюють реак-ції аммонификации (розкладання білків з мертвої органіки до амінокислот, які потім дезамінується до аміаку і інших простих азотвмісних сполук), нітрифікації (аміак окислюють в нітрити, а нітрити - в нітрати), денітрифікації (нітрати відновлюються в газоподібний азот ).
дихання бактерій
За типом дихання бактерій можна розділити на кілька груп:
- облігатні аероби. ростуть при вільному доступі кисло-роду
- факультативні анаероби. розвиваються як при дост-пе кисню повітря, так і у відсутності його
- облігатні анаероби. розвиваються при повному отсутст-вії кисню в навколишньому середовищі
розмноження бактерій
Бактерії розмножуються шляхом простого бінарного поділу клітини. Цьому передує самоудвоение (реплікація) ДНК. Брунькування зустрічається як виняток.
У деяких бактерій виявлено спрощені форми статевого процесу. Наприклад, у кишкової палички статевої процес нагадує кон'югацію, при якій відбувається передача частини генетичного матеріалу з однієї клітини в іншу при їх безпосередньому контакті. Після цього клітини роз'єднуються. Кількість особин в результаті статевого процесу залишається колишнім, але відбувається обмін спадковим матеріалом, т. Е. Здійснюється генетична рекомбінація.
Спорообразование властиво тільки невеликій групі бактерій, у яких відомі два типи суперечка: ендогенні, що утворюються всередині клітини, і мікроцисти, що утворюються з цілої клітини. При утворенні спор (мікроцисти) в бактеріальної клітині зменшується кількість вільної води, знижується ферментативна активність, протопласт стискається і покривається дуже щільною оболонкою. Спори забезпечують можливість переносити несприятливі умови. Вони витримують тривале висихання, нагрівання понад 100 ° С і охолодження майже до абсолютного нуля. У звичайному ж стані бактерії нестійкі при висушуванні, дії прямих сонячних променів, підвищенні температури до 65-80 ° С і т. Д. У сприятливих умовах спори набухають і проростають, утворюючи нову вегетативну клітину бактерій.
Незважаючи на постійну загибель бактерій (поїдання їх найпростішими, дія високих і низьких температур та інших несприятливих чинників), ці примітивні організми збереглися з найдавніших часів завдяки здатності до швидкого розмноження (клітина може ділитися через кожні 20-30 хв), утворення спор, надзвичайно стійких до факторів зовнішнього середовища, і їх повсюдного поширення.