Sudėtyje nėra bakterijų. Naudingų bakterijų veislės. Kenksmingų bakterijų rūšys

„Bakterijų“ karalystę sudaro bakterijos ir melsvadumbliai, bendrosios charakteristikos kurį sudaro membrana nuo citoplazmos atskirto branduolio mažo dydžio ir nebuvimo.

Kas yra bakterijos

Išvertus iš graikų kalbos „bakterion“ – pagaliukas. Didžiąja dalimi, mikrobai yra vienaląsčiai, plika akimi nematomi organizmai, kurie dauginasi dalijimosi būdu.

Kas juos atidarė

Pirmą kartą tyrėjas iš Olandijos, gyvenęs XVII amžiuje, Anthony Van Leeuwenhoekas, naminiame mikroskope sugebėjo pamatyti mažiausius vienaląsčius organizmus. Studijuoti pasaulis per didinamojo stiklo lupą pradėjo dirbdamas sausųjų prekių parduotuvėje.

Anthony Van Leeuwenhoekas (1632–1723)

Vėliau Leeuwenhoek sutelkė dėmesį į lęšių, galinčių padidinti iki 300 kartų, gamybą. Juose jis tyrė mažiausius mikroorganizmus, aprašydamas gautą informaciją ir tai, ką pamatė, perkeldamas į popierių.

1676 metais Leeuwenhoekas atrado ir pateikė informaciją apie mikroskopines būtybes, kurias pavadino „animalculi“.

Ką jie valgo

Mažiausi mikroorganizmai Žemėje egzistavo dar gerokai prieš žmogaus atsiradimą. Jie yra visur, minta ekologišku maistu ir neorganinėmis medžiagomis.

Pagal maistinių medžiagų įsisavinimo būdus bakterijos dažniausiai skirstomos į autotrofines ir heterotrofines. Heterotrofų egzistavimui ir vystymuisi jie naudoja atliekas, organinį gyvų organizmų skilimą.

Bakterijų atstovai

Biologai nustatė apie 2500 įvairių bakterijų grupių.

Pagal formą jie skirstomi į:

cocci su sferiniais kontūrais;
bacilos - lazdelės pavidalu;
vibrionai su lenkimais;
spirilla - spiralės forma;
streptokokai, sudaryti iš grandinių;
stafilokokai, suformuojant vynuoges primenančias kekes.

Pagal poveikio žmogaus organizmui laipsnį prokariotai gali būti suskirstyti į:

naudingas;
kenksmingas.

Žmonėms pavojingi mikrobai – stafilokokai ir streptokokai, sukeliantys pūlingas ligas.

Naudingomis laikomos bakterijos bifido, acidophilus, kurios skatina imunitetą ir saugo virškinamąjį traktą.

Kaip dauginasi tikros bakterijos

Visų tipų prokariotų dauginimasis vyksta daugiausia dalijantis, po to augant iki pradinio dydžio. Pasiekęs tam tikrą dydį, suaugęs mikroorganizmas skyla į dvi dalis.

Rečiau panašių vienaląsčių organizmų dauginimasis atliekamas pumpuravimo ir konjugacijos būdu. Kai ant motinos mikroorganizmo atsiranda pumpurų, išauga iki keturių naujų ląstelių, o po to miršta suaugusioji dalis.

Konjugacija laikoma paprasčiausiu seksualiniu procesu vienaląsčiuose organizmuose. Dažniausiai tokiu būdu dauginasi gyvūnų organizmuose gyvenančios bakterijos.

Simbiontinės bakterijos

Virškinime dalyvaujantys mikroorganizmai žmogaus žarnyne yra puikus simbiontų bakterijų pavyzdys. Simbiozę pirmasis atrado olandų mikrobiologas Martinas Willemas Beijerinckas. 1888 m. jis įrodė abipusiai naudingą vienaląsčių ir ankštinių augalų sugyvenimą.

Gyvendami šaknų sistemoje, simbiontai, mintantys angliavandeniais, aprūpina augalą atmosferos azotu. Taigi ankštiniai augalai padidina vaisingumą, nenualindami dirvos.

Yra daug sėkmingų simbiotinių pavyzdžių, kuriuose dalyvauja bakterijos ir:

žmogus;
dumbliai;
nariuotakojai;
jūros gyvūnai.

Mikroskopiniai vienaląsčiai organizmai padeda sistemoms Žmogaus kūnas, prisidėti prie nuotekų valymo, dalyvauti elementų cikle ir siekti bendrų tikslų.

Kodėl bakterijos išskiriamos į ypatingą karalystę

Šie organizmai pasižymi mažiausiu dydžiu, susiformavusio branduolio nebuvimu ir išskirtine struktūra. Todėl, nepaisant išorinio panašumo, jų negalima priskirti eukariotams, turintiems susiformavusį ląstelės branduolį, nuo citoplazmos apribotą membrana.

Dėl visų XX amžiaus savybių mokslininkai juos išskyrė į atskirą karalystę.

Seniausios bakterijos

Mažiausi vienaląsčiai organizmai laikomi pirmąja gyvybe Žemėje. Tyrėjai 2016 metais Grenlandijoje aptiko palaidotas cianobakterijas, kurių amžius yra apie 3,7 mlrd.

Kanadoje rasta mikroorganizmų, gyvenusių maždaug prieš 4 milijardus metų, pėdsakų vandenyne.

Bakterijų funkcijos

Biologijoje bakterijos atlieka šias funkcijas tarp gyvų organizmų ir jų buveinių:

organinių medžiagų perdirbimas į mineralus;
azoto fiksavimas.

Žmogaus gyvenime vaidina vienaląsčiai mikroorganizmai svarbus vaidmuo nuo pirmųjų gimimo minučių. Jie užtikrina subalansuotą žarnyno mikroflorą, veikia imunitetą, palaiko vandens ir druskos balansą.

Bakterijų rezervinė medžiaga

Atsarginės maistinės medžiagos prokariotuose kaupiasi citoplazmoje. Jų kaupimasis vyksta palankiomis sąlygomis, sunaudojamas nevalgius.

Bakterijų rezervinės medžiagos apima:

polisacharidai;
lipidai;
polipeptidai;
polifosfatai;
sieros nuosėdos.

Pagrindinis bakterijų požymis

Branduolio funkciją prokariote atlieka nukleoidas.

Todėl pagrindinė bakterijų savybė – paveldimos medžiagos koncentracija vienoje chromosomoje.

Kodėl bakterijų karalystės atstovai vadinami prokariotais?

Susiformavusio branduolio nebuvimas buvo priežastis, dėl kurios bakterijos buvo priskirtos prokariotiniams organizmams.

Kaip bakterijos toleruoja nepalankias sąlygas

Mikroskopiniai prokariotai sugeba ilgas laikas ištveria nepalankias sąlygas, virsta ginčais. Ląstelė praranda vandenį, žymiai sumažėja tūris ir pasikeičia forma.

Sporos tampa nejautrios mechaniniam, šiluminiam ir cheminiam poveikiui. Taip išsaugoma gyvybingumo savybė ir vykdomas efektyvus perkėlimas.

Išvada

Bakterijos yra seniausia gyvybės forma Žemėje, žinoma dar gerokai prieš žmogaus atsiradimą. Jų yra visur: aplinkiniame ore, vandenyje, paviršiniame sluoksnyje pluta... Augalai, gyvūnai, žmonės tarnauja kaip buveinės.

Aktyvūs vienaląsčių organizmų tyrimai prasidėjo XIX amžiuje ir tęsiasi iki šiol. Šie organizmai yra pagrindinė dalis Kasdienybėžmonių ir turi tiesioginės įtakos žmogaus egzistencijai.

Gyvybė mūsų planetoje prasidėjo nuo bakterijų. Mokslininkai mano, kad su jais viskas baigsis. Sklando pokštas, kad ateiviai tyrinėdami Žemę negalėjo suprasti, kas yra tikrasis jos šeimininkas – žmogus ar bacila. Įdomiausi faktai apie bakterijas yra apibendrinti žemiau.

Bakterija yra atskiras organizmas, kuris dauginasi dalijimosi būdu. Kuo palankesnė buveinė, tuo greičiau dalijasi. Šie mikroorganizmai gyvena visuose gyvuose daiktuose, taip pat vandenyje, maiste, supuvusiuose medžiuose ir augaluose.

Sąrašas tuo neapsiriboja. Bacilos puikiai išgyvena ant daiktų, kuriuos žmogus palietė. Pavyzdžiui, ant turėklo viešasis transportas, ant šaldytuvo rankenos, ant pieštuko galiuko. Įdomūs faktai Apie bakterijas neseniai buvo atrasta Arizonos universitete. Jų pastebėjimais, Marse gyvena „miegantys“ mikroorganizmai. Mokslininkai įsitikinę, kad tai vienas iš gyvybės egzistavimo kitose planetose įrodymų, be to, jų nuomone, Žemėje galima „atgaivinti“ svetimas bakterijas.

Pirmą kartą mikroorganizmą optiniu mikroskopu ištyrė olandų mokslininkas Anthony van Leeuwenhoekas XVII amžiaus pabaigoje. Dabar žinomos rūšys yra apie du tūkstančius bacilų. Visus juos galima apytiksliai suskirstyti į:

kenksmingas;
naudingas;
neutralus.

Tuo pačiu metu žalingieji dažniausiai kovoja su naudingais ir neutraliais. Tai viena dažniausių priežasčių, dėl kurių žmogus serga.

Įdomiausi faktai

Apskritai vienaląsčiai organizmai dalyvauja visuose gyvenimo procesuose.

Bakterijos ir žmonės

Nuo pat gimimo žmogus patenka į pasaulį, pilną įvairių mikroorganizmų. Vieni padeda jam išgyventi, kiti sukelia infekcijas ir ligas.

Įdomiausi faktai apie bakterijas ir žmones:

Pasirodo, bacila gali ir visiškai išgydyti žmogų, ir sunaikinti mūsų rūšį. Bakterijų toksinai jau egzistuoja.

Kaip bakterijos padėjo mums išgyventi?

Štai keletas įdomesnių faktų apie žmonėms naudingas bakterijas:

kai kurios bacilų rūšys apsaugo žmogų nuo alergijos;
bakterijos gali būti naudojamos pavojingoms atliekoms (pavyzdžiui, naftos produktams) šalinti;
be mikroorganizmų žarnyne žmogus nebūtų išgyvenęs.

Kaip pasakyti kūdikiams apie bacilas?

Apie bacilas kūdikiai pasiruošę kalbėti jau 3-4 metų amžiaus. Norint teisingai perteikti informaciją, verta papasakoti įdomių faktų apie bakterijas. Pavyzdžiui, vaikams labai svarbu suprasti, kad yra gerųjų ir blogųjų mikrobų. Kad gerieji sugeba pieną paversti raugintu keptu pienu. Ir taip pat, kad jie padeda pilvui virškinti maistą.

Reikia atkreipti dėmesį į piktąsias bakterijas. Pasakykite jiems, kad jie labai maži, todėl jų nematysite. Kad patekę į žmogaus organizmą, mikrobų greitai padaugėja ir jie pradeda mus valgyti iš vidaus.

Vaikas turi žinoti, kad piktasis mikrobas nepatenka į organizmą, būtina:

Plauti rankas po lauko ir prieš valgį.
Nevalgykite daug saldumynų.
Pasiskiepyk.

Geriausias būdas parodyti bakterijas yra nuotraukos ir enciklopedijos.

Ką turėtų žinoti kiekvienas studentas?

Su vyresniu vaiku geriau kalbėti ne apie mikrobus, o apie bakterijas. Įdomius faktus moksleiviams svarbu ginčytis. Tai yra, kalbant apie rankų plovimo svarbą, galima pasakyti, kad ant tualetų rankenų gyvena 340 kenksmingų bacilų kolonijų.

Kartu galite rasti informacijos apie tai, kurios bakterijos sukelia dantų ėduonį. Taip pat pasakykite mokiniui, kad šokoladas nedideliais kiekiais turi antibakterinį poveikį.

Net pradinių klasių mokinys galės suprasti, kas yra vakcina. Tai yra tada, kai į organizmą patenka nedidelis viruso ar bakterijų kiekis, o imuninė sistema juos nugali. Todėl labai svarbu pasiskiepyti.

Jau nuo vaikystės turėtų ateiti supratimas, kad bakterijų šalis yra visas pasaulis, kuris dar nėra iki galo ištirtas. Ir kol yra šių mikroorganizmų, tol yra ir pati žmonių rūšis.

Bakterijos yra mažiausi senovės mikroorganizmai, nematomi plika akimi. Tik po mikroskopu galite ištirti jų struktūrą, išvaizdą ir sąveiką tarpusavyje. Pirmieji mikroorganizmai turėjo primityvią struktūrą, jie vystėsi, mutavo, kūrė kolonijas, prisitaikė prie besikeičiančios buveinės. Bakterijos skirtingi tipai keičiasi viena su kita aminorūgštimis, kurios būtinos augimui ir vystymuisi.

Bakterijų rūšys

V mokykliniai vadovėliai biologija, yra įvairių tipų bakterijų, kurios skiriasi forma:

Cocci yra sferiniai organizmai, kurie skiriasi santykine padėtimi. Po mikroskopu pastebima, kad streptokokai yra rutuliukų grandinė, diplokokai gyvena poromis, stafilokokai yra savavališkos formos sankaupos. Nemažai kokų sukelia įvairius uždegiminius procesus, patenkančius į žmogaus organizmą (gonokokas, stafilokokas, streptokokas). Ne visi žmogaus organizme gyvenantys kokai yra patogeniški. Sąlygiškai patogeniškos rūšys dalyvauja formuojant organizmo apsaugą nuo išorinių poveikių ir yra saugios, jei laikomasi floros pusiausvyros.
Strypo formos skiriasi forma, dydžiu ir gebėjimu sporuliuoti. Sporas formuojančios rūšys vadinamos bacilomis. Bacillus apima stabligės bacila, juodligės bacila. Sporos yra mikroorganizmų viduje esantys dariniai. Sporos nejautrios cheminiam apdorojimui, jų atsparumas išorinių poveikių- rūšies išsaugojimo garantija. Yra žinoma, kad sporos sunaikinamos, kai aukštos temperatūros(virš 120 °C).

Lazdelės formos mikrobų formos:

su smailiais stulpeliais, kaip ir fusobakterijose, kurios yra normalios viršutinių kvėpavimo takų mikrofloros dalis;
su sustorėjusiais poliais, primenančiais maką, kaip ir korinebakterijoje – difterijos sukėlėjoje;
suapvalintais galais, pvz., E. coli, kuri yra būtina virškinimo procesui;
tiesiais galais, kaip juodligės bacila.

Dauguma lazdelės formos bacilų ir bakterijų yra atsitiktinai išsidėstę viena kitos atžvilgiu. Galima atskirti streptobakterijas (streptobacilas), kurios išsidėsčiusios grandinėje, ir diplobakterijas (diplobacilas), egzistuojančias poromis.

3. Spirilės ir spirochetos yra gofruoti mikroorganizmai. Jie nesudaro ginčo, yra labai mobilūs. Galite juos pamatyti po mikroskopu greiti judesiai... Dauguma spirilių yra saugios žmonėms ir gyvūnams. Tai saprofitai, mintantys negyvaisiais substratais. Išimtis yra rūšys, sukeliančios sodoku. Spirochetai pavojingesni žmonėms ir gyvūnams, gali sukelti odos, kvėpavimo takų, virškinamojo trakto ligas. Spirilės nuo spirochetų skiriasi mažesniu garbanų skaičiumi ir tuo, kad poliuose yra žvynelių.

4. Vibrijos yra vibruojantys mikrobai. Žiūrint pro mikroskopą, matyti jų vibruojantys judesiai. Mikroorganizmas keičiasi priklausomai nuo aplinkos sąlygų. Vibrijos yra spiralės, lazdelės formos, siūlinės, sferinės... Žmonėms pavojingiausias yra choleros vibrio.

Gramas (+) ir gramas (-)

Danų mikrobiologas Hansas Gramas daugiau nei prieš 100 metų atliko eksperimentą, po kurio visos bakterijos buvo pradėtos skirstyti į gramteigiamus ir gramneigiamus. Gramteigiami organizmai sukuria ilgalaikį stabilų ryšį su dažikliu, kurį sustiprina jodo veikimas. Gramneigiami, priešingai, nėra jautrūs dažams, jų apvalkalas yra tvirtai apsaugotas.

Gramneigiami mikrobai yra chlamidijos, riketsijos, o gramteigiamų – stafilokokai, streptokokai, korinebakterijos.

Šiandien medicinoje plačiai naudojamas gramų (+) ir gramų (-) bakterijų testas. Dažymas gramais yra vienas iš gleivinių tyrimo metodų, siekiant nustatyti mikrofloros sudėtį.

Aerobinis ir anaerobinis

Primityviausios bakterijos gyvena giliai po vandeniu. Jiems vystytis nereikia prieigos prie deguonies. Išsivysčiusios kolonijos nusileido ir gyvena ant paviršių. Kolonijos dauginimuisi ir vystymuisi šiems mikroorganizmams reikia deguonies. Atsižvelgiant į priklausomybę nuo deguonies, mikroorganizmų grupės vadinamos aerobinėmis ir anaerobinėmis.

Aerobiniams mikroorganizmams vystytis ir kvėpuoti reikia deguonies:

Privalomi aerobai – šios bakterijos laisvai gyvena išorinėje aplinkoje. Pavyzdys yra tuberkuliozės bacila, kuri yra atspari aplinką, vandenyje išsilaiko iki 5 mėnesių, o drėgnoje, šiltoje ir tamsioje patalpoje – iki 7 metų.

Mikroaerofilai – šiems mikrobams normaliam gyvenimui ir vystymuisi pakanka 2 % deguonies kiekio. Tai streptokokai, sukeliantys faringitą, skarlatina ir gyvenantys kvėpavimo takuose. Kai mikrobai auga skystoje terpėje, šie organizmai kaupiasi šalia paviršiaus, kur deguonies kiekis yra mažas.

Anaerobiniai mikroorganizmai gali augti ir daugintis be deguonies:

privalomi anaerobai vengia molekulinio deguonies (pvz., fusobakterijų);
fakultatyvūs gali augti ir vystytis esant deguoniui ir be jo, tai gali būti streptokokai, gonokokai;
aerotolerantiški mikroorganizmai vystymuisi nenaudoja deguonies, nors jie auga esant molekuliniam deguoniui, kaip ir pieno rūgšties fermentacijos bakterijos.

Kaip gyvena bakterijos

Biologai bakterijas apibrėžia atskiroje karalystėje, jos skiriasi nuo kitų gyvų būtybių. Tai vienaląstis organizmas, kurio viduje nėra branduolio. Jų forma gali būti rutulio, kūgio, pagaliuko, spiralės formos. Vėliavos naudojamos prokariotams perkelti.

Bioplėvelė – mikroorganizmų miestas, jis išgyvena kelis formavimosi etapus:

Adhezija arba sorbcija – tai mikroorganizmo prisitvirtinimas prie paviršiaus. Paprastai plėvelės susidaro tarp dviejų terpių: skysčio ir oro, skysčio ir skysčio. Pradinis etapas yra grįžtamas ir galima išvengti plėvelės susidarymo.
Tvirtinimas – bakterijos išskiria polimerus, kad juos tvirtai pritvirtintų, sudarydamos tvirtumo ir apsaugos matricą.
Brendimas – mikrobai susilieja, keičiasi maistinėmis medžiagomis, vystosi mikrokolonijos.
Augimo stadija – vyksta bakterijų kaupimasis, jų susiliejimas, pasislinkimas. Mikroorganizmų skaičius yra nuo 5 iki 35%, likusią erdvę užima tarpląstelinė matrica.
Dispersija – nuo plėvelės periodiškai atsiskiria mikroorganizmai, kurie prisitvirtina prie kitų paviršių ir sudaro bioplėvelę.

Bioplėvelėje vykstantys procesai skiriasi nuo to, kas vyksta su mikrobu, kurio nėra dalis kolonijų. Kolonijos yra stabilios, mikrobai organizuoja vieną elgsenos reakcijų sistemą, lemiančią narių sąveiką matricoje ir už filmo ribų. Žmogaus gleivinės yra apgyvendintos didelis kiekis mikroorganizmai, gaminantys apsauginį gelį ir užtikrinantys organų veiklos stabilumą. Pavyzdys yra skrandžio gleivinė. Yra žinoma, kad Helicobacter pylori, kuri yra laikoma skrandžio opos priežastimi, yra daugiau nei 80% tirtų žmonių, tačiau tuo pačiu metu. pepsinė opa ne visi vystosi. Daroma prielaida, kad Helicobacter pylori, būdamos kolonijos nariai, dalyvauja virškinime. Jų gebėjimas daryti žalą pasireiškia tik sudarius tam tikras sąlygas.

Bakterijų sąveika bioplėvelėse vis dar menkai suprantama. Tačiau jau šiandien kai kurie mikrobai tapo žmogaus pagalbininkais atliekant restauravimo darbus, didinant dangų stiprumą. Europoje dezinfekcinių priemonių gamintojai siūlo paviršius apdoroti bakteriniais tirpalais, kuriuose yra saugių mikroorganizmų, neleidžiančių vystytis patogeninei florai. Kurti naudojamos bakterijos polimeriniai junginiai, o ateityje taip pat gamins elektrą.

Visi žino, kad bakterijos yra seniausios gyvų būtybių rūšys, gyvenančios mūsų planetoje. Pirmosios bakterijos buvo pačios primityviausios, bet keičiantis mūsų kraštui, keitėsi ir bakterijos. Jų yra visur: vandenyje, žemėje, ore, kuriuo kvėpuojame, maiste ir augaluose. Kaip ir žmonės, bakterijos gali būti geros ir blogos.

Gerosios bakterijos yra:

Pieno rūgštis arba laktobacilos... Viena iš šių gerųjų bakterijų yra pieno rūgšties bakterijos. Tai lazdelės formos bakterijų rūšis, gyvenanti pieno ir rauginto pieno produktuose. Be to, šios bakterijos gyvena žmogaus burnos ertmėje, žarnyne ir makštyje. Pagrindinis šių bakterijų privalumas yra tai, kad fermentacijos būdu jos formuoja pieno rūgštį, kurios dėka iš pieno gauname jogurtą, kefyrą, raugintą keptą pieną, be to, šie produktai labai naudingi žmogui. Žarnyne jie veikia kaip žarnyno aplinkos valikliai nuo blogųjų bakterijų.
Bifidobakterijos... Bifidobakterijos daugiausia randamos virškinimo trakte, nes pieno rūgštis gali gaminti pieno rūgštį ir acto rūgštį, dėl kurių šios bakterijos kontroliuoja patogeninių bakterijų augimą ir taip reguliuoja pH lygį mūsų žarnyne. Įvairios bifidobakterijų rūšys padeda atsikratyti vidurių užkietėjimo, viduriavimo, grybelinių infekcijų.
Kolibacila... Žmogaus žarnyno mikroflorą sudaro dauguma Escherichia coli grupės mikrobų. Jie skatina gerą virškinimą ir taip pat dalyvauja keliuose ląstelių procesuose. Tačiau kai kurios šios bacilos rūšys gali sukelti apsinuodijimą, viduriavimą ir inkstų nepakankamumą.
Streptomicetai... Streptomicetų buveinė yra vanduo, skaidantys junginiai, dirvožemis. Todėl jie ypač naudingi aplinkai, nes su jais vyksta daug skilimo ir junginių procesų. Be to, kai kurios iš šių bakterijų naudojamos antibiotikų ir priešgrybelinių vaistų gamyboje.

Kenksmingos bakterijos yra:

Streptokokai... Į organizmą patekusios grandinės bakterijos yra daugelio ligų sukėlėjai, tokių kaip tonzilitas, bronchitas, vidurinės ausies uždegimas ir kt.
Maro lazdelė... Lazdelės formos bakterija, gyvenanti mažuose graužikuose, sukelia tokias baisias ligas kaip maras ar plaučių uždegimas. Maras yra baisi liga, galinti sunaikinti ištisas šalis, ir ji buvo lyginama su biologiniais ginklais.
Helicobacter pylori... Helicobacter pylori buveinė yra žmogaus skrandis, tačiau kai kuriems žmonėms šios bakterijos sukelia gastritą ir opas.
Stafilokokai... Staphylococcus aureus pavadinimas kilo dėl to, kad ląstelių forma primena vynuogių kekę. Žmonėms šios bakterijos perneša sunkias ligas su intoksikacija ir pūlingais dariniais. Kad ir kokios baisios būtų bakterijos, žmonija išmoko išgyventi tarp jų skiepų dėka.

Bakterijų morfologija, prokariotinės ląstelės sandara.

Prokariotinėse ląstelėse nėra aiškios ribos tarp branduolio ir citoplazmos, nėra ir branduolinės membranos. Šiose ląstelėse esanti DNR nesudaro struktūrų, panašių į eukariotų chromosomas. Todėl prokariotuose mitozės ir mejozės procesai nevyksta. Dauguma prokariotų nesudaro membranomis ribotų tarpląstelinių organelių. Be to, prokariotinėse ląstelėse nėra mitochondrijų ir chloroplastų.

Bakterijos, kaip taisyklė, yra vienaląsčiai organizmai, jų ląstelė yra gana paprastos formos, yra rutulys arba cilindras, kartais išlenktas. Bakterijos dauginasi daugiausia dalijantis į dvi lygiavertes ląsteles.

Rutulinės bakterijos yra vadinami cocci ir gali būti sferinės, elipsoidinės, pupelės ir lancetiškos.

Pagal ląstelių išsidėstymą viena kitos atžvilgiu, po pasidalijimo, kokai skirstomi į kelias formas. Jei po dalijimosi ląstelės išsiskiria ir yra viena po kitos, tada tokios formos vadinamos monokokų... Kartais kokai dalindamiesi formuoja kekes, primenančias vynuogių kekę. Panašios formos nurodo stafilokokai... Vadinami kokos, likę po padalijimo vienoje plokštumoje sujungtomis poromis diplokokai, ir skirtingo ilgio grandinės generatoriai - streptokokai... Keturių kokosų deriniai, atsirandantys po ląstelių dalijimosi dviejose tarpusavyje statmenose plokštumose, yra tetrakokai... Kai kurie kokai dalijasi į tris viena kitai statmenas plokštumas, todėl susidaro tam tikros kubinės sankaupos, vadinamos sardinėmis.

Dauguma bakterijų turi cilindro formos, arba strypo formos, formos. Vadinamos lazdelės formos bakterijų formos, kurios formuoja sporas bacilos o ne prieštaringas - bakterijos.

Strypo formos bakterijos skiriasi forma, ilgiu ir skersmeniu, ląstelių galų forma, taip pat tarpusavio išsidėstymu. Jie gali būti cilindriniai su tiesiais galais arba ovalūs su užapvalintais arba smailiais galais. Bakterijos taip pat yra šiek tiek išlenktos, randamos siūlinės ir šakotos formos (pavyzdžiui, mikobakterijos ir aktinomicetai).

Atsižvelgiant į santykinę atskirų ląstelių padėtį po dalijimosi, lazdelės formos bakterijos skirstomos į faktines lazdeles (vienas ląstelių išsidėstymas), diplobakterijas arba diplobacilas (porinis ląstelių išsidėstymas), streptobakterijas arba streptobacilas (sudaro įvairaus ilgio grandines). Suvyniotos arba susuktos bakterijos nėra neįprastos. Šiai grupei priklauso spirilės (iš lot. spira – garbanos), turinčios ilgų išlenktų (nuo 4 iki 6 apsisukimų) pagaliukų formą, ir vibrios (lot. vibrio – lenkiu), sudarančios tik 1/4 spiralės posūkio, panašios į kablelis...

Yra žinomos siūlinės bakterijų formos, kurios gyvena vandens telkiniuose. Be to, kas paminėta aukščiau, yra ir daugialąsčių bakterijų, kurios protoplazmos ląstelės paviršiuje perneša etiškas ataugas – protezus, trikampės ir žvaigždės formos, taip pat uždaro ir atviro žiedo pavidalo bei į kirmėles panašios bakterijos. .

Bakterijų ląstelės yra labai mažos. Jie matuojami mikrometrais, o smulkios struktūros detalės – nanometrais. Cocci paprastai yra apie 0,5-1,5 mikrono skersmens. Lazdelinių (cilindrinių) bakterijų formų plotis daugeliu atvejų svyruoja nuo 0,5 iki 1 μm, o ilgis lygus keliems mikrometrams (2-10). Maži strypai yra 0,2-0,4 mikrono pločio ir 0,7-1,5 mikrono ilgio. Tarp bakterijų galima aptikti ir tikrų milžinų, kurių ilgis siekia dešimtis ir net šimtus mikrometrų. Bakterijų formos ir dydžiai labai skiriasi priklausomai nuo kultūros amžiaus, terpės sudėties ir jos osmosinių savybių, temperatūros ir kitų veiksnių.

Iš trijų pagrindinių bakterijų formų kokos yra stabiliausio dydžio, lazdelės formos bakterijos – įvairesnės, ypač ženkliai pakinta ląstelės ilgis.

Bakterijos ląstelė, patalpinta ant kietos maistinės terpės paviršiaus, auga ir dalijasi, sudarydama palikuonių bakterijų koloniją. Po kelių valandų augimo kolonija jau susideda iš tiek daug ląstelių, kad ją galima pamatyti plika akimi. Kolonijos gali būti gleivingos arba pastos konsistencijos, kai kuriais atvejais yra pigmentuotos. Kartais išvaizda kolonijos yra tokios būdingos, kad leidžia be ypatingų sunkumų identifikuoti mikroorganizmus.

Bakterijų fiziologijos pagrindai.

Autorius cheminė sudėtis mikroorganizmai mažai skiriasi nuo kitų gyvų ląstelių.

Vandens yra 75-85%, jame ištirpusios cheminės medžiagos.

Sausoji medžiaga 15-25%, yra organinių ir mineralinių junginių

Bakterijų mityba. Maistinių medžiagų patekimas į bakterijų ląstelę vyksta keliais būdais ir priklauso nuo medžiagų koncentracijos, molekulių dydžio, terpės pH, membranų pralaidumo ir kt. Pagal maisto rūšį mikroorganizmai skirstomi į:

autotrofai - sintetina visas anglies turinčias medžiagas iš CO2;

heterotrofai – organinės medžiagos naudojamos kaip anglies šaltinis;

saprofitai – minta negyvų organizmų organinėmis medžiagomis;

Bakterijų kvėpavimas... Kvėpavimas arba biologinė oksidacija yra pagrįsta redokso reakcijomis, dėl kurių susidaro ATP molekulė. Kalbant apie molekulinį deguonį, bakterijas galima suskirstyti į tris pagrindines grupes:

privalomi aerobai – gali augti tik esant deguoniui;

privalomi anaerobai – auga aplinkoje, kurioje nėra deguonies, kuris jiems yra toksiškas;

fakultatyviniai anaerobai – gali augti su deguonimi arba be jo.

Bakterijų augimas ir dauginimasis. Dauguma prokariotų dauginasi dvejetainiu dalijimusi per pusę, rečiau pumpurais ir suskaidymu. Bakterijos linkusios daugintis dideliu greičiu. Ląstelių dalijimosi laikas įvairiose bakterijose skiriasi gana plačiai: nuo 20 minučių E. coli iki 14 valandų Mycobacterium tuberculosis. Tankioje maistinių medžiagų terpėje bakterijos sudaro ląstelių grupes, vadinamas kolonijomis.

Bakteriniai fermentai. Fermentai vaidina svarbų vaidmenį mikroorganizmų metabolizme. Išskirti:

endozimai – lokalizuoti ląstelių citoplazmoje;

egzozimai – išskiriami į aplinką.

Agresyvūs fermentai naikina audinius ir ląsteles, todėl užkrėstame audinyje išplito mikrobai ir jų toksinai. Bakterijų biochemines savybes lemia fermentų sudėtis:

sacharolitinis - angliavandenių skaidymas;

proteolitinis - baltymų skaidymas,

lipolitinis - riebalų skaidymas,

ir yra svarbus diagnostinis požymis identifikuojant mikroorganizmus.

Daugeliui patogeninių mikroorganizmų optimali temperatūra yra 37 ° C, o pH 7,2–7,4.

Vanduo. Vandens svarba bakterijoms. Vanduo sudaro apie 80% bakterijų masės. Bakterijų augimas ir vystymasis privalomai priklauso nuo vandens prieinamumo, nes visos gyvuose organizmuose vykstančios cheminės reakcijos vyksta vandens aplinkoje. Normaliam mikroorganizmų augimui ir vystymuisi būtinas vandens buvimas aplinkoje.

Dėl bakterijų vandens kiekis substrate turi būti didesnis nei 20%. Vanduo turi būti prieinama forma: skystoje fazėje, temperatūros diapazone nuo 2 iki 60 ° C; šis intervalas žinomas kaip biokinetinė zona. Nors vanduo chemiškai yra labai stabilus, tačiau jo jonizacijos produktai – jonai H + ir OH „turi labai didelę įtaką beveik visų ląstelės komponentų (baltymų, nukleorūgščių, lipidų ir kt.) savybėms. Taigi katalizinis fermentų aktyvumas labai priklauso nuo H + ir OH jonų koncentracijos.

Fermentacija kaip pagrindinis bakterijų energijos šaltinis.

Fermentacija yra medžiagų apykaitos procesas, kurio metu susidaro ATP, o elektronų donorai ir akceptoriai yra produktai, susidarantys pačios fermentacijos metu.

Fermentacija – tai organinių medžiagų, daugiausia angliavandenių, fermentinio skaidymo procesas nenaudojant deguonies. Tarnauja kaip energijos šaltinis gyvybinėms kūno funkcijoms ir žaidimams didelis vaidmuo medžiagų apyvartoje ir gamtoje. Kai kurios mikroorganizmų sukeltos fermentacijos rūšys (alkoholis, pieno rūgštis, sviesto rūgštis, acto rūgštis) naudojamos etilo alkoholio, glicerino ir kitų techninių bei maisto produktų gamyboje.

Alkoholinė fermentacija(atlieka mielės ir kai kurios bakterijų rūšys), kurio metu piruvatas suskaidomas į etanolį ir anglies dioksidą. Iš vienos gliukozės molekulės susidaro dvi alkoholio (etanolio) ir dvi anglies dioksido molekulės. Šis fermentacijos būdas labai svarbus duonos gamyboje, alaus gamyboje, vyno gamyboje ir distiliuojant.

Pieno rūgšties fermentacija, kurio metu piruvatas redukuojamas iki pieno rūgšties, atlieka pieno rūgšties bakterijos ir kiti organizmai. Kai pienas fermentuojamas, pieno rūgšties bakterijos paverčia laktozę pieno rūgštimi, o pieną paverčia pieno rūgštimi pieno produktai(jogurtas, jogurtas ir kt.); pieno rūgštis suteikia šiems produktams rūgštoką skonį.

Pieno rūgšties fermentacija vyksta ir gyvūnų raumenyse, kai energijos poreikis didesnis nei suteikiamas kvėpuojant, o kraujas nespėja pristatyti deguonies.

Deginimo pojūtis raumenyse intensyvaus fizinio krūvio metu koreliuoja su pieno rūgšties gamyba ir perėjimu link anaerobinės glikolizės, nes aerobinės glikolizės metu deguonis paverčiamas anglies dioksidu greičiau, nei organizmas papildo deguonies atsargas; o raumenų skausmą po fizinio krūvio sukelia raumenų skaidulų mikrotraumos. Kūnas pereina prie šio mažiau efektyvaus, bet greitesnio ATP gamybos metodo, kai trūksta deguonies. Tada kepenys atsikrato laktato pertekliaus ir vėl paverčia jį svarbiu glikolizės tarpiniu produktu – piruvatu.

Acto rūgšties fermentacija atlieka daugelis bakterijų. Actas (acto rūgštis) yra tiesioginis bakterijų fermentacijos rezultatas. Marinuojant maistą, acto rūgštis apsaugo maistą nuo bakterijų, kurios sukelia ligas ir irimą.

Sviesto rūgštis dėl fermentacijos susidaro sviesto rūgštis; jo sukėlėjai yra kai kurios Clostridium genties anaerobinės bakterijos.

Bakterijų dauginimasis.

Kai kurios bakterijos neturi lytinio proceso ir dauginasi tik vienodo dydžio dvejetainiu kryžminiu skilimu arba pumpurų atsiradimu. Vienai vienaląsčių cianobakterijų grupei aprašytas daugybinis dalijimasis (greitai vienas po kito einančių dvejetainių dalijimųsi, dėl kurių susidaro nuo 4 iki 1024 naujų ląstelių). Siekiant užtikrinti genotipo plastiškumą, būtiną evoliucijai ir prisitaikymui prie besikeičiančios aplinkos, jie turi kitus mechanizmus.

Dalijimosi metu dauguma gramteigiamų bakterijų ir gijinių cianobakterijų sintezuoja skersinę pertvarą nuo periferijos iki centro, dalyvaujant mezosomoms. Gramneigiamos bakterijos dalijasi susiaurėjimo būdu: dalijimosi vietoje randamas palaipsniui didėjantis CPM ir ląstelės sienelės kreivumas į vidų. Džiuginus viename iš motininės ląstelės polių, susidaro ir auga inkstas, motininė ląstelė turi senėjimo požymių ir dažniausiai negali duoti daugiau nei 4 dukterinių ląstelių. Budding yra skirtingos grupės bakterijų ir, tikėtina, keletą kartų atsirado evoliucijos procese.

Kitose bakterijose, be dauginimosi, stebimas ir seksualinis procesas, tačiau primityviausia forma. Bakterijų lytinis procesas skiriasi nuo eukariotų lytinio proceso tuo, kad bakterijos nesudaro gametų ir nesujungia ląstelių. Rekombinacijos mechanizmas prokariotuose. Tačiau svarbiausias seksualinio proceso įvykis, būtent genetinės medžiagos mainai, įvyksta ir šiuo atveju. Tai vadinama genetine rekombinacija. Dalis donoro ląstelės DNR (labai retai visa DNR) perkeliama į recipiento ląstelę, kurios DNR genetiškai skiriasi nuo donoro. Šiuo atveju perkelta DNR pakeičia dalį recipiento DNR. DNR pakeitimo procese dalyvauja fermentai, kurie suskaido ir vėl sujungia DNR grandines. Tokiu atveju susidaro DNR, kurioje yra abiejų tėvų ląstelių genai. Ši DNR vadinama rekombinantine. Palikuonyms arba rekombinantams būdinga ryški bruožų įvairovė, kurią sukelia genų poslinkis. Ši savybių įvairovė yra labai svarbi evoliucijai ir yra pagrindinis seksualinio proceso privalumas.

Yra žinomi 3 rekombinantų gamybos būdai. Tai – jų atradimo tvarka – transformacija, konjugacija ir transdukcija.

Bakterijų kilmė.

Bakterijos kartu su archėjomis buvo vieni pirmųjų gyvų organizmų Žemėje, atsiradę maždaug prieš 3,9–3,5 milijardo metų. Evoliuciniai ryšiai tarp šių grupių dar nėra iki galo ištirti, yra bent trys pagrindinės hipotezės: N. Pace'as teigia, kad jos turi bendrą protobakterijų protėvį, Zavarzinas mano, kad archėja yra aklavietės eubakterijų evoliucijos atšaka. kuri įvaldė ekstremalias buveines; galiausiai, pagal trečiąją hipotezę, archėjos yra pirmieji gyvi organizmai, iš kurių atsirado bakterijos.

Eukariotai atsirado dėl simbiogenezės iš bakterijų ląstelių daug vėliau: maždaug prieš 1,9–1,3 milijardo metų. Bakterijų evoliucijai būdingas ryškus fiziologinis ir biocheminis šališkumas: santykinis gyvybės formų skurdas ir primityvi struktūra jos įvaldė beveik visus dabar žinomus biocheminius procesus. Prokariotinė biosfera jau turėjo visus dabar egzistuojančius materijos transformacijos būdus. Eukariotai, prasiskverbę į jį, pakeitė tik kiekybinius savo veikimo aspektus, bet ne kokybinius, daugelyje elementų ciklo etapų bakterijos vis dar išlaiko monopolinę padėtį.

Cianobakterijos yra vienos iš seniausių bakterijų. Prieš 3,5 milijardo metų susidariusiose uolienose buvo aptikti jų gyvybinės veiklos produktai – stromatolitai, neginčijami cianobakterijų egzistavimo įrodymai siekia 2,2–2,0 milijardus metų. Jų dėka atmosferoje pradėjo kauptis deguonis, kuris prieš 2 milijardus metų pasiekė koncentraciją, pakankamą aerobiniam kvėpavimui pradėti. Šiam laikui priklauso formacijos, būdingos privalomajam aerobiniam Metallogeniui.

Deguonies atsiradimas atmosferoje (deguonies katastrofa) padarė rimtą smūgį anaerobinėms bakterijoms. Jie arba išmiršta, arba patenka į lokaliai išsaugotas zonas, kuriose nėra deguonies. Šiuo metu mažėja bendra bakterijų rūšių įvairovė.

Daroma prielaida, kad dėl lytinio proceso nebuvimo bakterijų evoliucija vyksta visiškai kitokiu mechanizmu nei eukariotų. Nuolatinis horizontalus genų perkėlimas sukelia dviprasmybių evoliucinių santykių paveiksle, evoliucija vyksta itin lėtai (ir, galbūt, pasirodžius eukariotams, ji išvis sustojo), tačiau besikeičiančiomis sąlygomis vyksta greitas genų persiskirstymas tarp ląstelių. pastovus bendras genetinis fondas.

Bakterijų taksonomija.

Bakterijų vaidmuo gamtoje ir žmogaus gyvenime.

Bakterijos vaidina svarbų vaidmenį Žemėje. Jie aktyviausiai dalyvauja medžiagų cikle gamtoje. Visi organiniai junginiai ir nemaža dalis neorganinių su bakterijų pagalba patiria reikšmingų pokyčių. Šis vaidmuo gamtoje yra pasaulinės svarbos. Atsidūrę Žemėje prieš visus organizmus (daugiau nei prieš 3,5 milijardo metų), jie sukūrė gyvas kiautasŽemė ir toliau aktyviai apdoroja gyvas ir negyvas organines medžiagas, įtraukdama jų metabolizmo produktus į medžiagų apykaitą. Medžiagų cirkuliacija gamtoje yra gyvybės Žemėje pagrindas.

Visų augalų ir gyvūnų liekanų irimą bei humuso ir humuso susidarymą taip pat daugiausia gamina bakterijos. Bakterijos yra galingas biotinis gamtos veiksnys.

Didelę reikšmę turi bakterijų dirvožemio formavimo darbas. Pirmąjį dirvožemį mūsų planetoje sukūrė bakterijos. Tačiau mūsų laikais dirvožemio būklė ir kokybė priklauso nuo dirvožemio bakterijų funkcionavimo. Dirvos derlingumui ypač svarbios ankštinių augalų vadinamosios azotą fiksuojančios mazgelių bakterijos-simbiontai. Jie prisotina dirvą vertingais azoto junginiais.

Bakterijos išvalo nešvarumus nuotekų, skaidant organines medžiagas ir paverčiant jas nekenksmingomis neorganinėmis. Ši bakterijų savybė plačiai naudojama nuotekų valymo įrenginiuose.

Daugeliu atvejų bakterijos gali būti kenksmingos žmonėms. Taigi, saprotrofinės bakterijos genda maisto produktai... Siekiant apsaugoti gaminius nuo gedimo, jie specialiai apdorojami (virinami, sterilizuojami, užšaldomi, džiovinami, valomi cheminiu būdu ir kt.). Jei to nepadarysite, galite apsinuodyti maistu.

Tarp bakterijų yra daug ligas sukeliančių (patogeninių) rūšių, kurios sukelia žmonių, gyvūnų ar augalų ligas. Sunkią vidurių šiltinę sukelia Salmonella bakterija, o dizenteriją – Shigella bakterija. Ligą sukeliančios bakterijos per orą pernešamos sergančiojo seilių lašeliais čiaudint, kosint ir net įprasto pokalbio metu (difterija, kokliušas). Kai kurios patogeninės bakterijos yra labai atsparios išdžiūvimui ir ilgą laiką išsilaiko dulkėse (tubercle bacillus). Dulkėse ir dirvožemyje gyvena Clostridium genties bakterijos – dujinės gangrenos ir stabligės sukėlėjai. Kai kurios bakterinės ligos perduodamos per fizinį kontaktą su sergančiu asmeniu (lytiškai plintančios ligos, raupsai). Dažnai patogeninės bakterijos perduodamos žmonėms naudojant vadinamuosius vektorius. Pavyzdžiui, musės, ropojančios per kanalizaciją, surenka tūkstančius patogeninių bakterijų ant savo letenų ir palieka jas ant žmonių maistui skirtų produktų.