Bakteerit ovat organismeja. Bakteerien esiintyminen kehossa

bakteerit(aktinomykeetit, bakteerit, riketsia ja klamydia, mykoplasmat ja mahdollisesti virukset) ovat heterotrofeja tai autotrofeja. Fotosynteesi ei vapauta happea.

Bakteerit ovat hyvin pieniä yksisoluisia organismeja. Anthony van Leeuwenhoek havaitsi bakteereja ensimmäisen kerran mikroskoopilla 1600-luvulla.

Bakteerisolu sillä on kuori (soluseinä), kuten kasvisolulla. Mutta bakteereissa se on elastista, ei-selluloosaa. Kuoren alla on solukalvo, joka mahdollistaa aineiden valikoivan pääsyn soluun. Se pullistuu sytoplasmaan ja lisää kalvomuodostelmien pintaa, joissa tapahtuu monia metabolisia reaktioita. Olennainen ero bakteerisolun ja muiden organismien solujen välillä on poissaolo muotoiltu ydin. Bakteerisolujen muista organelleista on vain ribosomeja, joissa proteiinisynteesi etenee. Kaikki muut organellit puuttuvat prokaryooteista.

Lomake bakteerit ovat hyvin erilaisia, ne voivat olla pallomaisia ​​- kokki, sauvan muotoinen - basillit, kaareva - vibriot, kierretty - spirilla ja spirokeetat (kuva).

Liikenne. Joillakin bakteereilla on flagella joiden kanssa he ovat liikkeessä. Bakteerit lisääntyvät yksinkertaisesti jakamalla solu kahteen osaan. Suotuisissa olosuhteissa bakteerisolu jakautuu 20 minuutin välein.

itiöintiä. Jos olosuhteet ovat epäsuotuisat, bakteeripesäkkeen lisääntyminen pysähtyy tai hidastuu. Bakteerit eivät siedä alhaisia ​​ja korkeita lämpötiloja: 80 0 C:een kuumennettaessa monet kuolevat ja osa muodostuu epäsuotuisissa olosuhteissa. riitoja - lepovaiheet, peitetty tiheällä kuorella. Tässä tilassa ne pysyvät elinkelpoisina melko pitkään, joskus useita vuosia. Joidenkin bakteerien itiöt kestävät jäätymistä ja lämpötiloja 129 0 C asti. Itiöityminen on ominaista basilleille, esimerkiksi taudinaiheuttajille pernarutto, tuberkuloosi.

bakteerit elää kaikkialla - maaperässä, vedessä, ilmassa, kasviorganismeissa.

Ravitsemusmenetelmä. Monet bakteerit ravinnon kautta ovat heterotrofinen eliöt, eli ne käyttävät valmiita orgaanisia aineita. Jotkut heistä ovat saprofyytit, tuhoaa kuolleiden kasvien ja eläinten jäänteitä, osallistuu lannan hajoamiseen, edistää maaperän mineralisaatiota.

Bakteeriprosessit alkoholi, maitohappo käyminen ihmisten käyttämä (kefiiri). On lajeja, jotka voivat elää ihmiskehossa aiheuttamatta haittaa. Joten esimerkiksi ihmisen suolistossa coli.

Tietyntyyppiset bakteerit, jotka asettuvat ruoan päälle, aiheuttavat pilaantumista. Bakteerit ovat saprofyyttejä hajoaminen ja käyminen.

Heterotrofien lisäksi on olemassa autotrofinen bakteerit, joka pystyy hapettamaan epäorgaanisia aineita ja käyttämään vapautunutta energiaa orgaanisten aineiden synteesiin. Esimerkiksi, maaperän atsotobakteerit rikasta sitä typellä, mikä lisää hedelmällisyyttä (kyhmybakteerit), ne sijaitsevat palkokasvien - apilan, lupiinin, herneiden - juurissa. Autotrofit ovat rikkibakteerit ja rautabakteerit(asuu valtameren syvyyksissä).

Prokaryooteihin kuuluu toinen mikro-organismien ryhmä - syanobakteerit. (sinilevä) he ovat autotrofeja fotosynteettinen järjestelmä ja pigmentti klorofylli. Siksi ne ovat väriltään vihreitä tai sinivihreitä. Syanobakteerit voivat olla yksinäisiä, siirtomaa, rihmamaisia ​​(monisoluisia). Ne ovat ulkonäöltään samanlaisia ​​kuin levät. Syanobakteerit ovat yleisiä vedessä, maaperässä, kuumissa lähteissä ja ovat osa jäkälää.

Aiheen "Mikro-organismit" käyttö esikoululaisten ympäristökasvatuksessa.

Missä "Luonto on kotimme" -ohjelman osiossa annetaan käsite mikro-organismeista, mukaan lukien bakteerit? Miten?

Lohkoissa "Maa - elävä maa" ja "Metsä". Se näyttää "jätteetöntä tuotantoa" luonnossa, bakteerien roolia kasvitähteiden tuhoajina (satu "Kuinka karhu menetti kannon")

Sienet

Subkuningas Alempi sienet. Vegetatiivinen faasi koostuu plasmodiumista, monitumaisesta paljaasta liikkuvasta protoplasmisesta massasta, jossa ei ole soluseiniä (limasienet, esimerkiksi lima).

Subkuningan korkeammat sienet. Plasmodiumia ei ole, vegetatiivinen faasi koostuu filamenteista (hyfeistä) tai soluista, joissa on selvä soluseinä. (oikeita sieniä).

Sienet- Tämä on ryhmä eläviä organismeja, joilla on merkkejä samankaltaisuudesta kasvien ja eläinten kanssa. Sienet ovat tällä hetkellä eristettynä erillisessä elävien olentojen valtakunnassa. Miksi?

Kuten kasveilla, sienillä on:

kova soluseinä

rajaton kasvu,

ne ovat liikkumattomia

lisääntyvät itiöillä

Ne ruokkivat imemällä veteen liuenneita ravinteita.

Mutta ne eivät ole vihreitä, niissä ei ole kukkia tai siemeniä.

Kuten eläimet, sienet:

ei pysty syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista,

ei sisällä plastideja eikä fotosynteettisiä pigmenttejä,

kerää glykogeenia vararavinteena, ei tärkkelystä,

soluseinä sisältää kitiiniä (kuten hyönteisissä), ei selluloosasta,

voi syntetisoida virtsahappoa.

Mutta he eivät liiku eivätkä niele ruokaa.

Useimmiten sieniä tarkastellaan perinteisesti kasvitieteen opinnoissa, mutta kaikissa uusissa oppikirjoissa sieniä ei luokitella kasveiksi.

Lajien lukumäärä. Sienten valtakunnassa tunnetaan 100 tuhatta lajia (joidenkin mukaan sienilajien todellinen lukumäärä on vähintään 1,5 miljoonaa). Maassamme - noin 60 tuhatta lajia.

Alkuperä. Viime aikoina järkevin oletus on, että sienet ovat peräisin värittömistä primitiivisistä yksisoluisista siimaeliöistä, yhdestä planeettamme vesistöjen ensimmäisistä asuinpaikoista, ja niistä oli edelleen mahdotonta erottaa tyypillisiä eläimiä ja kasveja. Ilmestyi noin 1 miljardi vuotta sitten. Sienet kukoistivat hiilikaudella - noin 265 vuotta sitten. On todennäköistä, että hattusienet syntyivät samanaikaisesti korkeampien kasvien kanssa ja kävivät läpi yhteisen evoluution niiden kanssa.

Sienen rakenne. Harkitse sienen rakennetta. Sienen runko tallus- koostuu ohuista langoista - gifit . Hyfien kokoelma on ns myseeli tai myseeli (riisiä.).

Vasta 1800-luvulla todettiin, että sieni koostuu ikään kuin kahdesta osasta. Ensimmäinen on myseeli, joka tunkeutuu maaperään, mätänevään puuhun, jopa elävien puiden runkoihin. Se on usein mikroskooppinen, ja vain kun sitä on paljon, erottelemme sen valkoisen pinnoitteen muodossa tai säikeinä tai naruina, jotka koostuvat pienimmistä kietoutuvista langoista. Rihmaston haju on usein paljon voimakkaampi kuin itse sienten haju.

Rihmasto kehittyy alustalle (tämä on perusta - esimerkiksi maaperä, puunrunko jne.), kun taas hyfit tunkeutuvat substraattiin ja kasvavat haarautuen monta kertaa. Sienet lisääntyvät vegetatiivisesti - rihmaston osilla ja itiöillä.

Sienen toinen osa - mitä me yleensä kutsumme sieneksi - on sen hedelmärunko. Se on yhdistetty myseeliin jalan tyvestä. Hedelmäkappaleiden kehittyessä sienihyfit kietoutuvat tiiviisti yhteen ja muodostavat väärän kudoksen. Tutkijat ovat aina olleet hämmästyneitä korkkisienien äkillisestä ilmaantumisesta. Sieni kasvaa 1-2 cm päivässä, korkkisienen hedelmärungon elinikä on vain noin 10 päivää.

Hedelmärungot koostuvat varresta ja korkista. Joissakin sienissä korkin alempi kerros muodostuu säteittäin järjestetyistä levyistä - tämä helttasienet. Näitä ovat russula, kantarellit, herkkusieni, vaalea grebe, kärpäsherkku jne. Muilla sienillä on lukuisia putkia korkin alapuolella - tämä putkimaiset sienet. Tällaisia ​​ovat valkosieni, tatti, tatti jne. Sienen itiöt kypsyvät putkissa ja lautasissa.

Mitat. Useimmat sienet ovat kooltaan mikroskooppisia. Samaan aikaan maan suurimmaksi eläväksi olennoksi pidetään Armillaria-suvun sientä (sieni), joka löytyy kappaleen pohjoisosasta. Michiganissa, sen rihmaston massa on noin 100 tonnia, pinta-ala on 15 hehtaaria, ikä on 1500 vuotta. Sen hyfit ovat vuorovaikutuksessa koko metsän juuriston kanssa.

Luokittelu ja edustajat. Sienet on jaettu kahteen osavaltioon: alempaan ja korkeampaan sieneen

Alemman valtakunta: keho on yksi moniytiminen tai yksiytiminen solu. Seksuaalinen lisääntyminen on harvinaista.

Alempien sienien edustajat ovat homeinen sieni mỳkor (usein leivän päällä) ja myöhäinen rutto solanaceousissa. Homeet kehittyvät maaperässä, märkäruoassa, hedelmissä ja vihanneksissa. Yksi osa sienen hyfistä tunkeutuu substraattiin, kun taas toinen osa nousee pinnan yläpuolelle. Itiöt kypsyvät pystysuorien hyyfien päissä.

Alavaltakunta korkeampi: on monisoluisia hyfiä.

Luokka Basidiomycetes, näitä ovat hattusienet (putkimaiset ja platina- ja sommi viljan korvassa. Niille on ominaista monisoluinen rihmasto, joka kehittyy maaperään ja muodostuu pinnalle hedelmärungot.

Hattusienet kasvavat parhaiten siellä, missä on riittävä ravintoaine, optimaalinen kosteus ja ilman lämpötila (eli viileissä ja kohtalaisen kosteissa metsissä suotuisin ympäristö on sekametsissä) ja joillekin lajeille myös valaistusaste.

Saalistava sienet: hanki laitteet pienten eläinten pyydystämiseen. Esimerkiksi osterisieni erittää ainetta, joka immobilisoi sukkulamadot, minkä jälkeen hyfit tunkeutuvat niiden kehoon.

Jäljentäminen. Kasvillinen, seksuaalinen ja aseksuaalinen.

Kasvillinen - myseelialueet.

suvuton - yksi solu - orastava (hiiva), itiöt (penicillium).

seksuaalinen . Alkuaineissa liikkuvien zoosporien fuusio, korkeammissa rihmaston filamenttien fuusio.

Hedelmärungossa on mikroskooppisia itiöitä. Sienet muodostavat vain fantastisen määrän itiöitä – miljoonia, miljardeja ja biljoonia (esimerkiksi jättimäisen sadetakin). Useimmissa sienissä itiöt sijaitsevat korkin alapuolella, putkien tai levyjen pinnalla, ja niitä on eri värejä ja muotoja.

Arvo luonnossa

1. Sienillä on bakteerien ohella tärkeä rooli luonnon aineiden kierrossa. Entsyymien avulla ne hajottavat aktiivisesti eläinten ja kasvien jäännöksiä, maaperään joutuvia orgaanisia aineita, mineralisoivat ne ja osallistuvat hedelmällisen maakerroksen - humuksen - muodostumiseen.

Erikoistuneet ekologiset ryhmät: keratinofiilit, koprofiilit, ksylotrofit, karbofiilit, herbofiilit, lihansyöjät, mykofiilit, fytopatogeenit.

2. Suurin osa sienistä kasvaa metsässä, tiiviissä yhteistyössä ja viherkasvien, erityisesti puiden, juurissa. Rihmasto punoa niiden juuret ja tunkeutuu usein jopa sisään. Sieni ja puu vaihtavat ravinteita, ja tämä on molemmille hyödyllistä (molempia hyödyttävän yhteistyön ilmiö - symbioosi). Ja hedelmäkappaleet ilmestyvät puun alle - itse sienet: boletus, boletus. Sienet ovat läheistä sukua puulajilleen. Jotkut (valkoinen sieni, russula) kasvavat monien rotujen kanssa. Valkoinen sieni muodostaa mykoritsaa noin 50 lajin puiden kanssa. Ilman puiden osallistumista herkkusienet, niittysienet, sateenvarjot kasvavat, mutta niitä on vähemmän.

Ruohokasveilla on myös mykoritsa-ilmiö (etenkin orkideoissa), mutta niillä on symbioosi mikroskooppisten sienien kanssa, jotka eivät muodosta suuria hedelmäkappaleita.

Sieni antaa kasville typpipitoisia aineita, vitamiineja ja kasvi antaa sienelle hiilihydraatteja. Joskus sieni toimittaa vettä ja mineraaleja ja "toimii" juurikarvoja.

Monia sienten toiminnan näkökohtia emme vielä tunne.

Henkilölle. Sienet, samoin kuin kasvit ja eläimet, ovat ihmisen jatkuvia kumppaneita, pakollisia osallistujia hänen elämässään ja toiminnassaan. Elintarvikekäytön lisäksi sienistä saadaan lääkkeitä - antibiootteja (penisilliini), vitamiineja, kasvien kasvuaineita (gibberelliini), entsyymejä.

He ovat apulaisia ​​leipomisessa ja viininvalmistuksessa. Hiiva aiheuttaa alkoholikäymistä: se pilkkoo sokerin etyylialkoholiksi ja hiilidioksidiksi.

Sienillä oli suuri rooli ihmisten henkisessä elämässä (hallusinogeeniset ominaisuudet). Amanita muscariaa pidetään "jumalallisena sienenä" Etelä-Amerikan maissa, Intiassa, Kaukopohjolan kansojen keskuudessa. Toisen sienen vesiliuoksella - pantterikärpäshelteellä (ruskehtava hattu) on hyönteismyrkkyjä. Kärpäsherukka kaadetaan kuumalla vedellä ja sokeri kaadetaan lautaselle. Kärpäset saapuvat ja sitten kuolevat.

Caesar sieni sairastua kärpäshelta-suvusta - ensimmäinen syötävistä.

Ruokatuote: Se on syöty pitkään. 20-30% puhdasta proteiinia. Sieniproteiinin sulavuus on 8 kertaa heikompi kuin maitoproteiinin. Hatuissa on enemmän proteiinia. Rasva, min. in-va, hivenaineet (rauta, kalsium, fosfori, jodi, kalium).

Maassamme tunnetaan noin 300 syötävien sienien lajia, keskikaistalla - noin 200 lajia. Useimmat syötävät sienet ovat vähän tunnettuja (esimerkiksi sateenvarjosieni). Parhaat syötäväksi kelpaavat ovat valkoiset, botat, tatakit, tatakit, maitosienet, sienet, syyssienet.

Kokoelma . Kiertäminen, jos tämä ei ole mahdollista (jalka on hauras), leikkaa se pois.

myrkyllisiä sieniä suhteellisen vähän. Joitakin myrkyllisiä on vaikea erottaa syötävistä. Jotkut uskovat, että myrkylliset sienet eivät mato, mutta ihmisille myrkylliset aineet voivat olla vaarattomia hyönteisille.

Sieniä on noin 80 lajia, joiden käyttö voi aiheuttaa epämiellyttäviä ilmiöitä, joista noin 20 lajia on myrkyllisiä. Tällaiset sienet jaetaan

syötäväksi kelpaamaton(sappisieni, pippuri, tietyntyyppiset russula),

ehdollisesti syötävää(morelit, linjat, volnushka, mustarinta, siat; niitä on keitetty 15-20 minuuttia);

Varo myrkyllistä(20-25 lajia, vaalea uura ja haiseva kärpäsherukka, ne ovat tappavan myrkyllisiä, väärä kantarelli, saatanasieni, soutu, jotkut herkkusienet). Jopa yksi sieni voi aiheuttaa kuoleman. Valkoinen vaalea grebe, herkkusieniksi "naamioitunut" kärpäsherkku, viherpeippo, russula.

Apua myrkytyksen sattuessa: sinun on asetettava makuulle, juotava kylmää nestettä, asetettava lämmitystyynyt jalkoihin ja vatsaan, annettava kiireellisesti lääketieteellistä apua. Usein myrkytysoireet ilmaantuvat vuorokauden tai kahden tai kahden viikon kuluttua, jolloin apua ei enää voida antaa.

Joitakin sieniä - valkoista lantakuoriaista, harmaata lantakuoriaista jne. ei saa missään tapauksessa käyttää alkoholijuomien kanssa, koska. niiden myrkyt eivät liukene veteen, vaan alkoholiin; umpeen kasvaneet ja matoiset, purkitetut paistetut sienet, sienet valtateiden lähellä, peltoja ja puutarhoja, teollisuusyrityksiä - päästöjä ja torjunta-aineita ei tule kuluttaa).

Lääkeominaisuudet. Sienistä saadaan penisilliiniä ja sitruunahappoa, sienistä saatuja aineita käytetään mielisairauksien, syövän, mahahaavan ja tuberkuloosin hoitoon.

Chagasta- lääke befungin. Mustaa kasvua koivun rungoissa. Sen infuusiota käytetään teen sijaan. Sitä käytetään kasvainten vastaisena lääkkeenä ja gastriittien hoitoon.

Veselka tavallinen - voideelle polyartriitin hoidossa.

Valkoinen- hoitoon meni - kish. sairauksia, on antibiootteja, syövän ehkäisyä. Erityisen vahva - kuusen muodossa.

lehtikuusi voiastia lievittää päänsärkyä.

Inkivääri- estää tuberkuloosibasillin kasvua.

shiitake sieni(Japani, keinotekoisesti kasvatettu) - korkean verenpaineen, ateroskleroosin, kasvainten vastainen ja viruslääke.

osteri sieni- sillä on kasvaimia ja viruksia estäviä ominaisuuksia.

sieniä kaupungissa. Jalkakäytävän herkkusieni murtuu betonin ja asfaltin läpi (Moskovassa keskustassa), samppanja, valkoinen lantakuoriainen (syötävä, mutta elää vain muutaman tunnin, sitä ei voi säilyttää edes jääkaapissa), rikinkeltainen tinder sieni (ylös puoleen metriin asti ja painaa 6-8 kg, vuosi). Et voi poimia sieniä kaupungissa, metsässä - vain vähintään 500 metrin päässä tiestä.

"Sienikipsi" - sadetakki. On väärä sadetakki (syötäväksi kelpaamaton) - sen liha ei ole valkoinen, tumma.

Mielenkiintoisen muotoiset sienet. Monilla sienillä on outo muoto: Juudaksen korva, sarvilliset jäniskorvat, aasinkorvat (kaikki korvat ovat syötäviä), tähtisienet, pässisieni, oikea tinder sieni eli "kaviosieni", "kukkasienet".

Kasvatus.Herkkusieni- Pimeyden lapsi, hänet kasvatetaan pimeissä huoneissa. osteri sieni alkoi kasvaa kulttuurissa viimeisten 20-30 vuoden aikana, se kasvaa puu- tai auringonkukkakakkualustalla. Yleensä kasvatetaan noin 10 lajia erilaisia ​​​​sieniä. Keinotekoisesti viljellyt sienet ovat ympäristöystävällinen tuote.

Bakteerit ovat mikro-organismeja, jotka koostuvat vain yhdestä solusta. Bakteereille tyypillinen piirre on selkeästi määritellyn ytimen puuttuminen. Siksi niitä kutsutaan "prokaryooteiksi", mikä tarkoittaa - ydinvapaita.

Tiede tuntee nykyään noin kymmenen tuhatta bakteerilajia, mutta oletetaan, että maapallolla on yli miljoona bakteerilajia. Bakteerien uskotaan olevan maan vanhimpia organismeja. Ne elävät melkein kaikkialla - vedessä, maaperässä, ilmakehässä ja muiden organismien sisällä.

Ulkomuoto

Bakteerit ovat hyvin pieniä ja ne voidaan nähdä vain mikroskoopilla. Bakteerien muoto on melko monipuolinen. Yleisimmät muodot ovat tikkujen, pallojen ja spiraalien muodossa.

Sauvan muotoisia bakteereja kutsutaan "basilleiksi".

Palloina olevat bakteerit ovat kokkeja.

Spiraalien muodossa olevat bakteerit ovat spirillaa.

Bakteerin muoto määrittää sen liikkuvuuden ja kyvyn kiinnittyä tiettyyn pintaan.

Bakteerien rakenne

Bakteereilla on melko yksinkertainen rakenne. Näillä organismeilla on useita perusrakenteita - nukleoidi, sytoplasma, kalvo ja soluseinä, lisäksi monien bakteerien pinnalla on siimoja.

Nukleoidi- Tämä on eräänlainen ydin, se sisältää bakteerin geneettistä materiaalia. Se koostuu vain yhdestä kromosomista, joka näyttää renkaalta.

Sytoplasma ympäröi nukleoidia. Sytoplasma sisältää tärkeitä rakenteita - ribosomeja, jotka ovat välttämättömiä bakteerien syntetisoimaan proteiineja.

Kalvo, joka peittää sytoplasman ulkopuolelta, sillä on tärkeä rooli bakteerin elämässä. Se rajaa bakteerin sisäisen sisällön ulkoisesta ympäristöstä ja varmistaa solujen vaihtoprosessit ympäristön kanssa.

Ulkopuolella kalvo on ympäröity soluseinän.

Siipien lukumäärä voi olla erilainen. Lajista riippuen yhdellä bakteerilla on yhdestä tuhanteen siimat, mutta on bakteereja ilman niitä. Bakteerit tarvitsevat flagellaa liikkuakseen avaruudessa.

Bakteerien ravitsemus

Bakteereilla on kahdenlaista ravintoa. Osa bakteereista on autotrofeja ja osa heterotrofeja.

Autotrofit itse luovat ravinteita kemiallisten reaktioiden kautta, kun taas heterotrofit ruokkivat muiden organismien luomia orgaanisia aineita.

Bakteerien lisääntyminen

Bakteerit lisääntyvät jakautumalla. Ennen jakautumisprosessia bakteerin sisällä oleva kromosomi kaksinkertaistuu. Sitten solu jaetaan kahtia. Tuloksena on kaksi identtistä tytärsolua, joista jokainen vastaanottaa kopion äidin kromosomista.

Bakteerien merkitys

Bakteereilla on tärkeä rooli luonnon ainekierrossa - ne muuttavat orgaaniset jäännökset epäorgaanisiksi aineiksi. Jos bakteereja ei olisi, koko maa olisi kaatuneiden puiden, pudonneiden lehtien ja kuolleiden eläinten peitossa.

Bakteereilla on kaksiosainen rooli ihmisen elämässä. Jotkut bakteerit ovat erittäin hyödyllisiä, kun taas toiset aiheuttavat merkittävää haittaa.

Monet bakteerit ovat patogeenisiä ja aiheuttavat erilaisia ​​sairauksia, kuten kurkkumätä, lavantauti, rutto, tuberkuloosi, kolera ja muut.

On kuitenkin bakteereja, jotka hyödyttävät ihmisiä. Joten ihmisen ruoansulatusjärjestelmässä elävät bakteerit, jotka edistävät normaalia ruoansulatusta. Ja ihmiset ovat käyttäneet maitohappobakteereja pitkään maitohappotuotteiden - juustojen, jogurtin, kefirin jne. - valmistukseen. Bakteereilla on myös tärkeä rooli vihannesten käymisessä ja etikan tuotannossa.

Bakteerien yhteenveto.

Ne ympäröivät meitä kaikkialla. Monet niistä ovat erittäin tarpeellisia ja hyödyllisiä henkilölle, ja monet päinvastoin aiheuttavat kauheita sairauksia.
Tiedätkö, missä muodoissa bakteerit tulevat? Ja miten ne lisääntyvät? Ja mitä he syövät? Haluatko tietää?
.site) auttaa sinua löytämään tässä artikkelissa.

Bakteerien muodot ja koot

Suurin osa bakteereista on yksisoluisia organismeja. Ne eroavat monissa eri muodoissa. Bakteereille annetaan nimiä niiden muodon perusteella. Esimerkiksi pyöreitä bakteereja kutsutaan kokkeiksi (kaikki tunnetut streptokokit ja stafylokokit), sauvan muotoisia bakteereja kutsutaan basilleiksi, pseudomonadeiksi tai klostridioksi (tämän muotoisia kuuluisia bakteereja ovat mm. tuberkuloosibacillus tai Kochin sauva). Bakteerit voidaan muotoilla spiraaleiksi, sitten niiden nimet spirokeetat, värinät tai spirilla. Ei niin usein, mutta bakteereja on tähtien, erilaisten polygonien tai muiden geometristen muotojen muodossa.

Bakteerit eivät ole lainkaan suuria, niiden koko vaihtelee puolesta viiteen mikrometriin. Suurimman bakteerin koko on seitsemänsataaviisikymmentä mikrometriä. Nanobakteerien löytämisen jälkeen kävi ilmi, että niiden koko on paljon pienempi kuin tiedemiehet aiemmin kuvittelivat. Nanobakteereja ei kuitenkaan ole tähän mennessä tutkittu kunnolla. Jotkut tiedemiehet jopa epäilevät niiden olemassaoloa.

Aggregaatit ja monisoluiset organismit

Bakteerit voivat kiinnittyä toisiinsa liman avulla muodostaen soluaggregaatteja. Samalla jokainen yksittäinen bakteeri on omavarainen organismi, jonka elintärkeä toiminta ei riipu millään tavalla siihen liimautuneista sukulaisista. Joskus käy niin, että bakteerit tarttuvat yhteen suorittaakseen jonkin yhteisen toiminnon. Jotkut bakteerit, jotka ovat yleensä rihmamaisia, voivat muodostaa myös monisoluisia organismeja.

Miten ne liikkuvat?

On bakteereja, jotka eivät itse pysty liikkumaan, mutta on myös sellaisia, jotka on varustettu erityisillä liikkumislaitteilla. Jotkut bakteerit liikkuvat flagellan avulla, kun taas toiset voivat liukua. Bakteerien liukumista ei vielä täysin ymmärretä. Uskotaan, että bakteerit erittävät erityistä limaa, joka helpottaa liukumista. Ja sitten on bakteereja, jotka voivat "sukella". Laskeutuakseen minkä tahansa nestemäisen väliaineen syvyyteen tällainen mikro-organismi voi muuttaa tiheyttään. Jotta bakteeri voisi alkaa liikkua mihin tahansa suuntaan, sitä on ärsytettävä.

Ruoka

On bakteereja, jotka voivat ruokkia vain orgaanisia yhdisteitä, ja on sellaisia, jotka pystyvät jalostamaan epäorgaaniset orgaanisiksi ja vasta sitten käyttämään niitä omiin tarpeisiinsa. Bakteerit saavat energiaa kolmella tavalla: hengityksen, käymisen tai fotosynteesin avulla.

jäljentäminen

Mitä tulee bakteerien lisääntymiseen, voimme sanoa, että se ei myöskään eroa yhtenäisyydestä. On bakteereja, jotka eivät jakautu sukupuoleen vaan lisääntyvät yksinkertaisella jakautumisella tai orastumalla. Joillakin syanobakteereilla on kyky jakautua useaan kertaan, toisin sanoen ne voivat tuottaa kerralla jopa tuhat "vastasyntynyttä" bakteeria. On myös bakteereja, jotka lisääntyvät seksuaalisesti. Tietenkin he kaikki tekevät sen hyvin primitiivisellä tavalla. Mutta samaan aikaan kaksi bakteeria siirtävät geneettiset tietonsa uuteen soluun - tämä on seksuaalisen lisääntymisen pääominaisuus.

Bakteerit ansaitsevat tietysti huomiosi, ei vain siksi, että ne aiheuttavat monia sairauksia. Nämä mikro-organismit olivat ensimmäisiä eläviä olentoja, jotka asuttivat planeetallamme. Bakteerien historia maapallolla ulottuu lähes neljän miljardin vuoden taakse! Syanobakteerit ovat vanhimmat nykyisistä olemassa olevista, ne ilmestyivät kolme ja puoli miljardia vuotta sitten.

Voit kokea bakteerien hyödyllisiä ominaisuuksia sinua varten kehittäneiden Tianshi Corporationin asiantuntijoiden ansiosta

bakteerit- Tämä on hyvin yksinkertainen kasvielämän muoto, joka koostuu yhdestä elävästä solusta. Lisääntyminen tapahtuu solujakautumalla. Saavuttuaan kypsyysasteen bakteeri jakautuu kahteen osaan yhtäläiset solut. Jokainen näistä soluista vuorostaan ​​saavuttaa kypsyyden ja jakautuu myös kahteen yhtä suureen soluun. Ihanteellisissa olosuhteissa bakteeri saavuttaa kypsyyden ja lisääntyy alle 20-30 minuutissa. Tällä lisääntymisnopeudella yksi bakteeri voisi teoriassa tuottaa 34 biljoonaa jälkeläistä 24 tunnissa! Onneksi bakteerien elinkaari on suhteellisen lyhyt ja vaihtelee muutamasta minuutista muutamaan tuntiin. Siksi ne eivät voi lisääntyä sellaisella nopeudella edes ihanteellisissa olosuhteissa.

kasvuvauhti ja bakteerien lisääntyminen ja muut mikro-organismit riippuvat ympäristöolosuhteista. Lämpötila, valo, happi, kosteus ja pH (happamuus tai emäksisyys) sekä ruoan saatavuus vaikuttavat bakteerien kasvunopeuteen. Näistä lämpötila kiinnostaa erityisesti teknikkoja ja insinöörejä. Jokaisella bakteerilajikkeella on vähimmäislämpötila, jossa ne voivat kasvaa. Tämän kynnyksen alapuolella olevissa lämpötiloissa bakteerit horrostuvat eivätkä pysty lisääntymään. Täsmälleen sama jokaiselle bakteerien lajikkeet on lämpötilan enimmäisraja. Tämän rajan yläpuolella bakteerit tuhoutuvat. Näiden rajojen välissä on optimilämpötila, jossa bakteerit lisääntyvät suurimmalla nopeudella. Optimaalinen lämpötila useimmille bakteereille, jotka syövät eläinten ulosteita sekä eläinten ja kasvien kuolleita kudoksia (saprofyyttejä), on 24-30 °C. Useimmille isäntäinfektioita ja sairauksia aiheuttaville bakteereille (patogeeniset bakteerit) optimilämpötila on noin 38 °C. Useimmissa tapauksissa on mahdollista vähentää merkittävästi bakteerien kasvunopeus jos ympäristö. Lopuksi on olemassa useita erilaisia ​​bakteereja, jotka viihtyvät parhaiten veden lämpötilassa, kun taas toiset menestyvät parhaiten jäätymislämpötiloissa.

Lisäys yllä olevaan

Alkuperä, evoluutio, paikka elämän kehityksessä maan päällä

Bakteerit ja arkeat olivat ensimmäisiä eläviä organismeja maapallolla, ja ne ilmestyivät noin 3,9-3,5 miljardia vuotta sitten. Näiden ryhmien välisiä evoluutiosuhteita ei ole vielä täysin tutkittu, on olemassa ainakin kolme päähypoteesia: N. Pace ehdottaa, että heillä on protobakteerien yhteinen esi-isä, Zavarzin pitää arkeaa eubakteerien evoluution umpikujana, joka on hallinnut äärimmäisiä elinympäristöt; Lopuksi kolmannen hypoteesin mukaan arkeat ovat ensimmäiset elävät organismit, joista bakteerit ovat peräisin.

Eukaryootit syntyivät symbiogeneesin seurauksena bakteerisoluista paljon myöhemmin: noin 1,9-1,3 miljardia vuotta sitten. Bakteerien evoluutiolle on ominaista selvä fysiologinen ja biokemiallinen harha: elämänmuotojen suhteellisella köyhyydellä ja primitiivisellä rakenteella ne ovat hallitseneet lähes kaikki tällä hetkellä tunnetut biokemialliset prosessit. Prokaryoottisessa biosfäärissä oli jo kaikki nykyiset tavat aineen muuntamiseen. Eukaryootit, tunkeutuessaan siihen, muuttivat vain toimintansa määrällisiä puolia, mutta eivät laadullisia; monissa alkuaineiden vaiheissa bakteerit säilyttävät edelleen monopoliaseman.

Yksi vanhimmista bakteereista on syanobakteerit. 3,5 miljardia vuotta sitten muodostuneista kivistä löydettiin niiden elintärkeän toiminnan tuotteita, stromatoliitteja, kiistaton todiste syanobakteerien olemassaolosta juontaa juurensa 2,2-2,0 miljardia vuotta sitten. Niiden ansiosta ilmakehään alkoi kertyä happea, joka 2 miljardia vuotta sitten saavutti riittävät pitoisuudet aerobisen hengityksen aloittamiseksi. Ehdottomasti aerobiselle Metallogeniumille tyypilliset muodostelmat kuuluvat tähän aikaan.

Hapen ilmaantuminen ilmakehään aiheutti vakavan iskun anaerobisille bakteereille. Ne joko kuolevat sukupuuttoon tai joutuvat paikallisesti säilyneille hapettomille vyöhykkeille. Bakteerien kokonaislajimuotoisuus on tällä hetkellä vähentynyt.

Oletetaan, että seksuaalisen prosessin puuttumisen vuoksi bakteerien evoluutio noudattaa täysin erilaista mekanismia kuin eukaryoottien. Jatkuva horisontaalinen geeninsiirto johtaa epäselvyyksiin evoluutiosuhteiden kuvassa, evoluutio etenee erittäin hitaasti (ja ehkä eukaryoottien tullessa se pysähtyi kokonaan), mutta muuttuvissa olosuhteissa tapahtuu nopea geenien uudelleenjakautuminen solujen välillä muuttumattomana yhteinen geneettinen pooli.

Rakenne

Suurin osa bakteereista (poikkeuksena aktinomykeetit ja rihmasyanobakteerit) on yksisoluisia. Solujen muodon mukaan ne voivat olla pyöreitä (kokki), sauvan muotoisia (basillit, klostridiat, pseudomonadit), kierteisiä (vibriot, spirillat, spirokeetat), harvemmin tähtimäisiä, tetraedrisiä, kuutiomaisia, C- tai O- muotoinen. Muoto määrää bakteerien sellaiset kyvyt kuten kiinnittymisen pintaan, liikkuvuuden, ravinteiden imeytymisen. On esimerkiksi havaittu, että oligotrofit eli ympäristössä alhaisella ravinnepitoisuudella elävät bakteerit pyrkivät lisäämään pinta-tilavuussuhdetta esimerkiksi kasvamien kasvun kautta (ns. prostek). ).

Pakollisista solurakenteista erotetaan kolme:

• nukleoidi
• ribosomit
• sytoplasminen kalvo (CPM)

CPM:n ulkopuolella on useita kerroksia (soluseinä, kapseli, limakalvo), joita kutsutaan solukalvoksi, sekä pintarakenteita (flagella, villi). CPM ja sytoplasma yhdistetään protoplastin käsitteessä.

Protoplastin rakenne

CPM rajoittaa solun (sytoplasman) sisältöä ulkoisesta ympäristöstä. Sytoplasman homogeenista fraktiota, joka sisältää joukon liukoista RNA:ta, proteiineja, tuotteita ja metabolisten reaktioiden substraatteja, kutsutaan sytosoliksi. Sytoplasman toista osaa edustavat erilaiset rakenneosat.

Yksi tärkeimmistä eroista bakteerisolun ja eukaryoottisolun välillä on tumakalvon puuttuminen ja tarkasti ottaen kaikkien sytoplasman sisäisten kalvojen puuttuminen, jotka eivät ole CPM-johdannaisia. Eri prokaryoottiryhmillä (erityisesti grampositiivisilla bakteereilla) on kuitenkin paikallisia CPM-mesosomeja, jotka suorittavat solussa erilaisia ​​toimintoja ja jakavat sen toiminnallisesti eri osiin. Monilla fotosynteettisillä bakteereilla on kehittynyt CPM-peräisten fotosynteettisten kalvojen verkosto. Purppurabakteereissa ne säilyttivät suhteensa CPM:ään, joka on helposti havaittavissa elektronimikroskoopin alla olevilta leikkeiltä; syanobakteereissa tämä suhde on joko vaikea havaita tai se katoaa evoluution aikana. Viljelmän olosuhteista ja iästä riippuen fotosynteettiset kalvot muodostavat erilaisia ​​rakenteita - rakkuloita, kromatoforeja, tylakoideja.

Kaikki bakteerien elämään tarvittava geneettinen informaatio sisältyy yhteen DNA:han (bakteerikromosomiin), useimmiten kovalenttisesti suljetun renkaan muodossa (lineaariset kromosomit löytyvät Streptomycesista ja Borreliasta). Se on kiinnittynyt CPM:ään yhdessä kohdassa ja sijoitetaan rakenteeseen, joka on eristetty, mutta ei kalvolla erotettu sytoplasmasta, ja sitä kutsutaan nukleoidiksi. Taittumaton DNA on yli 1 mm pitkä. Bakteerikromosomi esiintyy yleensä yhtenä kopiona, eli lähes kaikki prokaryootit ovat haploideja, vaikka tietyissä olosuhteissa yksi solu voi sisältää useita kopioita sen kromosomista, ja Burkholderia cepaciassa on kolme erilaista rengaskromosomia (3,6; 3,2 ja 1,1 miljoonaa pitkiä). ). emäsparit). Prokaryoottien ribosomit ovat myös erilaisia ​​kuin eukaryoottien, ja niiden sedimentaatiovakio on 70 S (80 S eukaryooteissa).

Näiden rakenteiden lisäksi sytoplasmasta löytyy myös vara-aineiden sulkeumia.

Soluseinä- ja pintarakenteet

Soluseinä on tärkeä bakteerisolun rakenneosa, mutta se on valinnainen. Keinotekoisesti saatiin muotoja, joissa soluseinä puuttui osittain tai kokonaan (L-muodot), jotka saattoivat esiintyä suotuisissa olosuhteissa, mutta joskus menettivät kykynsä jakautua. Tunnetaan myös ryhmä luonnollisia bakteereja, jotka eivät sisällä soluseinää - mykoplasmat.

Bakteereissa on kaksi päätyyppiä soluseinärakennetta, jotka ovat ominaisia ​​grampositiivisille ja gramnegatiivisille lajeille.

Gram-positiivisten bakteerien soluseinä on 20-80 nm paksu homogeeninen kerros, joka koostuu pääasiassa peptidoglykaanista, jossa on pienempi määrä teikoiinihappoja ja pieni määrä polysakkarideja, proteiineja ja lipidejä (ns. lipopolysakkaridi). Soluseinässä on halkaisijaltaan 1-6 nm huokoset, jotka tekevät siitä läpäisevän useita molekyylejä.

Gram-negatiivisissa bakteereissa peptidoglykaanikerros ei tartu tiukasti CPM:ään ja on vain 2–3 nm paksu. Sitä ympäröi ulkokalvo, jolla on yleensä epätasainen, kaareva muoto. CPM:n, peptidoglykaanikerroksen ja ulkokalvon välissä on tila, jota kutsutaan periplasmiseksi ja joka on täytetty liuoksella, joka sisältää kuljetusproteiineja ja entsyymejä.

Soluseinän ulkopuolella voi olla kapseli - amorfinen kerros, joka ylläpitää yhteyttä seinään. Limakalvokerroksilla ei ole yhteyttä soluun ja ne erottuvat helposti, kun taas vaipat eivät ole amorfisia, vaan niillä on hieno rakenne. Näiden kolmen idealisoidun tapauksen välillä on kuitenkin monia siirtymämuotoja.

Bakteerisiipiä voi olla 0 - 1000. Molemmat vaihtoehdot yhden siiman sijoittamiseksi yhteen napaan (monopolaarinen monotrich), siimokimppuun toiseen (monopolaarinen peritrich- tai lophotrichial flagella) tai kahteen napaan (kaksisuuntainen peritrich- tai amphitrichial flagella) ja lukuisia flagella-soluja koko solun pinnalla (peritrichous). Siiman paksuus on 10-20 nm, pituus 3-15 mikronia. Sen pyöriminen suoritetaan vastapäivään taajuudella 40-60 rpm.

Siipien lisäksi bakteerien pintarakenteista on mainittava villit. Ne ovat ohuempia kuin flagella (halkaisija 5-10 nm, pituus jopa 2 μm) ja ovat välttämättömiä bakteerien kiinnittymiselle substraattiin, osallistuvat aineenvaihduntatuotteisiin ja erityisiin villi - F-pili - rihmamuodostelmiin, ohuempia ja lyhyempiä (3- 10 nm x 0, 3-10 mikronia) kuin flagella - ovat välttämättömiä luovuttajasolun siirtämiseksi DNA:ta vastaanottajalle konjugaation aikana.

Mitat

Bakteerien koko on keskimäärin 0,5-5 mikronia. Esimerkiksi Escherichia colin koko on 0,3-1 x 1-6 mikronia, Staphylococcus aureuksen halkaisija on 0,5-1 mikronia, Bacillus subtiliksen 0,75 x 2-3 mikronia. Suurin tunnettu bakteeri on Thiomargarita namibiensis, jonka koko on 750 mikronia (0,75 mm). Toinen on Epulopiscium fishelsoni, jonka halkaisija on 80 mikronia ja pituus jopa 700 mikronia ja joka elää kirurgisen kalan Acanthurus nigrofuscus ruoansulatuskanavassa. Achromatium oxaliferum saavuttaa koon 33 x 100 mikronia, Beggiatoa alba - 10 x 50 mikronia. Spirokeetit voivat kasvaa jopa 250 mikronia pituisiksi ja 0,7 mikronia paksuiksi. Samaan aikaan bakteerit ovat pienimmät solurakenteen omaavat organismit. Mycoplasma mycoides on kooltaan 0,1-0,25 µm, mikä on suurten virusten, kuten tupakkamosaiikin, vaccinia tai influenssan kokoa. Teoreettisten laskelmien mukaan pallomainen kenno, jonka halkaisija on alle 0,15-0,20 mikronia, tulee kyvyttömäksi lisääntymään itsestään, koska se ei fyysisesti sovi kaikkiin tarvittaviin biopolymeereihin ja rakenteisiin riittävässä määrin.

Kuitenkin on kuvattu nanobakteereja, jotka ovat "sallittua" pienempiä ja hyvin erilaisia ​​kuin tavalliset bakteerit. Ne, toisin kuin virukset, kykenevät itsenäiseen kasvuun ja lisääntymiseen (erittäin hitaasti). Niitä on vielä vähän tutkittu, heidän elävää luontoaan kyseenalaistetaan.

Kun solun säde kasvaa lineaarisesti, sen pinta kasvaa suhteessa säteen neliöön ja tilavuus - suhteessa kuutioon, joten pienissä organismeissa pinnan suhde tilavuuteen on suurempi kuin suuremmissa. ne, mikä tarkoittaa ensimmäisille aktiivisempaa aineenvaihduntaa ympäristön kanssa. Eri indikaattoreilla mitattu aineenvaihduntaaktiivisuus biomassayksikköä kohden pienissä muodoissa on suurempi kuin suurissa. Siksi jopa mikro-organismien pienet koot antavat bakteereille ja arkeille etua kasvu- ja lisääntymisnopeudessa monimutkaisemmin järjestäytyneisiin eukaryooteihin verrattuna ja määräävät niiden tärkeän ekologisen roolin.

bakteerien monisoluisuus

Yksisoluiset muodot pystyvät suorittamaan kaikki keholle ominaiset toiminnot naapurisoluista riippumatta. Monet yksisoluiset prokaryootit pyrkivät muodostamaan soluja, joita niiden erittämä lima pitää usein yhdessä. Useimmiten tämä on vain yksittäisten organismien vahingossa tapahtuva yhdistyminen, mutta joissakin tapauksissa tilapäinen yhdistyminen liittyy tietyn toiminnon toteuttamiseen, esimerkiksi myksobakteerien hedelmäkappaleiden muodostuminen mahdollistaa kystien kehittymisen huolimatta tosiasia, että yksittäiset solut eivät pysty muodostamaan niitä. Tällaiset ilmiöt yhdessä morfologisesti ja toiminnallisesti erilaistettujen solujen muodostumisen kanssa yksisoluisten eubakteerien toimesta ovat välttämättömiä edellytyksiä todellisen monisoluisuuden syntymiselle niissä.

Monisoluisen organismin on täytettävä seuraavat ehdot:

• sen solut on aggregoitava,
• solujen välillä toiminnot on erotettava toisistaan,
• aggregoituneiden solujen välille tulisi luoda vakaat spesifiset kontaktit.

Prokaryoottien monisoluisuus tunnetaan, parhaiten järjestäytyneet monisoluiset organismit kuuluvat syanobakteerien ja aktinomykeettien ryhmiin. Rihmasyanobakteereissa kuvataan soluseinän rakenteita, jotka tarjoavat kontaktin kahden naapurisolun - mikroplasmodesmata - välillä. Aineen (väriaineen) ja energian (transmembraanipotentiaalin sähköinen komponentti) vaihtomahdollisuus solujen välillä on osoitettu. Jotkut rihmamaisista syanobakteereista sisältävät tavallisten vegetatiivisten solujen lisäksi toiminnallisesti erilaistettuja: akinetteja ja heterokystejä. Jälkimmäiset suorittavat typen kiinnittymisen ja vaihtavat intensiivisesti metaboliitteja vegetatiivisten solujen kanssa.

Bakteerien lisääntyminen

Joillakin bakteereilla ei ole sukupuolista prosessia, ja ne lisääntyvät vain samankokoisen binaarisen poikittaisen fission tai orastumisen kautta. Yhdelle yksisoluisten syanobakteerien ryhmälle on kuvattu moninkertainen jakautuminen (sarja nopeita peräkkäisiä binäärijakaumia, mikä johtaa 4 - 1024 uuden solun muodostumiseen). Evoluutioon ja muuttuvaan ympäristöön sopeutumiseen tarvittavan genotyypin plastisuuden varmistamiseksi niillä on muita mekanismeja.

Jakautuessaan useimmat grampositiiviset bakteerit ja rihmamaiset syanobakteerit syntetisoivat poikittaisen väliseinän reunalta keskustaan ​​mesosomien mukana. Gram-negatiiviset bakteerit jakautuvat supistumisen kautta: jakautumiskohdassa havaitaan CPM:n ja soluseinän asteittain kasvava kaarevuus sisäänpäin. Orastuessaan munuainen muodostuu ja kasvaa yhdessä emosolun napoista, emosolussa on ikääntymisen merkkejä, eikä se yleensä pysty tuottamaan enempää kuin neljää tytärsolua. Orastumista tapahtuu eri bakteeriryhmissä ja oletettavasti syntyi useita kertoja evoluution aikana.

Bakteereissa havaitaan myös seksuaalista lisääntymistä, mutta alkeellisimmassa muodossa. Bakteerien seksuaalinen lisääntyminen eroaa eukaryoottien seksuaalisesta lisääntymisestä siinä, että bakteerit eivät muodosta sukusoluja eikä solufuusiota tapahdu. Kuitenkin seksuaalisen lisääntymisen päätapahtuma, nimittäin geneettisen materiaalin vaihto, tapahtuu myös tässä tapauksessa. Tätä prosessia kutsutaan geneettiseksi rekombinaatioksi. Osa luovuttajasolun DNA:sta (erittäin harvoin koko DNA) siirtyy vastaanottajasoluun, jonka DNA on geneettisesti erilainen kuin luovuttajan DNA. Tällöin siirretty DNA korvaa osan vastaanottajan DNA:sta. DNA:n korvaamiseen liittyy entsyymejä, jotka hajottavat DNA-säikeitä ja yhdistävät ne uudelleen. Tämä tuottaa DNA:ta, joka sisältää molempien emosolujen geenit. Tällaista DNA:ta kutsutaan yhdistelmä-DNA:ksi. Jälkeläisillä tai yhdistelmä-DNA-aineilla on huomattavaa monimuotoisuutta geeniharhaisuuden aiheuttamissa ominaisuuksissa. Tämä hahmovalikoima on erittäin tärkeä evoluution kannalta ja on seksuaalisen lisääntymisen tärkein etu. Rekombinantteja voi saada kolmella tavalla. Nämä ovat löytöjärjestyksessään muunnos, konjugaatio ja transduktio.

bakteerit- yksi vanhimmista organismeista maan päällä. Rakenneensa yksinkertaisuudesta huolimatta ne elävät kaikissa mahdollisissa elinympäristöissä. Suurin osa niistä on maaperässä (jopa useita miljardeja bakteerisoluja yhtä grammaa kohden maaperää). Ilmassa, vedessä, ruoassa, kehon sisällä ja elävien organismien kehossa on monia bakteereja. Bakteereja on löydetty paikoista, joissa muut organismit eivät voi elää (jäätiköiltä, ​​tulivuorista).

Yleensä bakteeri on yksi solu (vaikka on olemassa siirtomaamuotoja). Lisäksi tämä kenno on hyvin pieni (mikronin fraktioista useisiin kymmeniin mikroniin). Mutta bakteerisolun pääominaisuus on soluytimen puuttuminen. Toisin sanoen bakteerit kuuluvat prokaryootit.

Bakteerit ovat liikkuvia ja liikkumattomia. Liikkumattomissa muodoissa liikkuminen tapahtuu siipien avulla. Niitä voi olla useita tai niitä voi olla vain yksi.

Erityyppisten bakteerien solut voivat vaihdella muodoltaan suuresti. Siellä on pallomaisia ​​bakteereja ( cocci), sauvan muotoinen ( basillit) samanlainen kuin pilkku ( vibrios), kierretty ( spirokeetat, spirilla) jne.

Bakteerisolun rakenne

Monilla bakteerisoluilla on limainen kapseli. Se suorittaa suojatoiminnon. Erityisesti se suojaa solua kuivumiselta.

Kuten kasvisolut, bakteerisolut ovat soluseinän. Toisin kuin kasvit, sen rakenne ja kemiallinen koostumus ovat kuitenkin hieman erilaisia. Soluseinä koostuu monimutkaisista hiilihydraattikerroksista. Sen rakenne on sellainen, että se mahdollistaa erilaisten aineiden tunkeutumisen soluun.

Soluseinän alla on sytoplasminen kalvona.

Bakteerit ovat prokaryootteja, koska niiden soluissa ei ole tumaa. Heiltä puuttuvat myös eukaryoottisoluille tyypilliset kromosomit. Kromosomi ei sisällä vain DNA:ta, vaan myös proteiinia. Bakteereissa niiden kromosomi koostuu vain DNA:sta ja on pyöreä molekyyli. Tätä bakteerien geneettistä laitetta kutsutaan nukleoidi. Nukleoidi sijaitsee suoraan sytoplasmassa, yleensä solun keskellä.

Bakteereilla ei ole todellisia mitokondrioita ja monia muita soluorganelleja (Golgi-kompleksi, endoplasminen verkkokalvo). Niiden tehtävät suoritetaan solun sytoplasmisen kalvon invaginaatioilla. Tällaisia ​​sisennyksiä kutsutaan mesosomit.

Sytoplasmalla on ribosomit, sekä erilaisia ​​luomutuotteita sisällyttäminen: proteiinit, hiilihydraatit (glykogeeni), rasvat. Myös bakteerisolut voivat sisältää erilaisia pigmentit. Tiettyjen pigmenttien esiintymisestä tai niiden puuttumisesta riippuen bakteerit voivat olla värittömiä, vihreitä, violetteja.

Bakteerien ravitsemus

Bakteerit syntyivät maan päällä elämän muodostumisen kynnyksellä. Juuri he "löysivät" erilaisia ​​ruokailutapoja. Vasta myöhemmin, eliöiden komplikaatioiden myötä, kaksi suurta valtakuntaa erottuivat selvästi: kasvit ja eläimet. Ne eroavat toisistaan ​​ensisijaisesti ruokailutavoissaan. Kasvit ovat autotrofeja ja eläimet heterotrofeja. Bakteereista löytyy molempia ravintotyyppejä.

Ravitsemus on tapa, jolla solu tai organismi saa tarvittavat orgaaniset aineet. Niitä voidaan saada ulkopuolelta tai syntetisoida itsenäisesti epäorgaanisista aineista.

autotrofiset bakteerit

Autotrofiset bakteerit syntetisoivat orgaanisia aineita epäorgaanisista. Fuusioprosessi vaatii energiaa. Riippuen siitä, mistä autotrofiset bakteerit saavat tämän energian, ne jaetaan fotosynteettisiin ja kemosynteettisiin.

fotosynteettisiä bakteereja käyttää auringon energiaa vangitsemalla sen säteilyä. Tässä ne ovat samanlaisia ​​​​kuin kasvit. Vaikka kasvit vapauttavat happea fotosynteesin aikana, useimmat fotosynteettiset bakteerit eivät. Eli bakteerien fotosynteesi on anaerobista. Myös bakteerien vihreä pigmentti eroaa kasvien vastaavasta pigmentistä ja sitä kutsutaan nimellä bakterioklorofylli. Bakteereilla ei ole kloroplasteja. Useimmat fotosynteettiset bakteerit elävät vesistöissä (tuoreessa ja suolaisessa).

Kemosynteettiset bakteerit orgaanisten aineiden synteesiin epäorgaanisista käytetään erilaisten kemiallisten reaktioiden energiaa. Energiaa ei vapaudu kaikissa reaktioissa, vaan vain eksotermisissä reaktioissa. Jotkut näistä reaktioista tapahtuvat bakteerisoluissa. Sisään siis nitrifioivat bakteerit Ammoniakki hapettuu nitriitiksi ja nitraatiksi. rautabakteerit hapettaa rautametallin oksidiksi. vetybakteerit hapettavat vetymolekyylejä.

Heterotrofiset bakteerit

Heterotrofiset bakteerit eivät pysty syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista. Siksi heidän on pakko vastaanottaa ne ympäristöstä.

Bakteereja, jotka ruokkivat muiden organismien orgaanisia jäänteitä (mukaan lukien kuolleet ruumiit), kutsutaan saprofyyttibakteerit. Toisella tavalla niitä kutsutaan putrefaktiivisiksi bakteereiksi. Maaperässä on monia tällaisia ​​bakteereja, joissa ne hajottavat humusta epäorgaanisiksi aineiksi, joita kasvit käyttävät myöhemmin. Maitohappobakteerit syövät sokereita ja muuttavat ne maitohapoksi. Voihappobakteerit hajottavat orgaanisia happoja, hiilihydraatteja ja alkoholeja voihapoksi.

Kyhmybakteerit elävät kasvien juurissa ja ruokkivat elävän kasvin orgaanista ainesta. Ne kuitenkin kiinnittävät typpeä ilmasta ja toimittavat sitä kasville. Eli tässä tapauksessa on olemassa symbioosi. Muut heterotrofit symbionttibakteerit elävät eläinten ruoansulatuslaitteissa ja auttavat ruoansulatuksessa.

Hengitysprosessissa orgaanisten aineiden tuhoutuminen tapahtuu energian vapautuessa. Tämä energia kuluu myöhemmin erilaisiin elämänprosesseihin (esimerkiksi liikkumiseen).

Tehokas tapa saada energiaa on happihengitys. Jotkut bakteerit voivat kuitenkin saada energiaa ilman happea. Siten on aerobisia ja anaerobisia bakteereja.

Aerobiset bakteerit happea tarvitaan, joten he asuvat paikoissa, joissa sitä on saatavilla. Happi osallistuu orgaanisten aineiden hapettumiseen hiilidioksidiksi ja vedeksi. Tällaisen hengitysprosessin aikana bakteerit saavat suhteellisen suuren määrän energiaa. Tämä hengitysmenetelmä on ominaista suurimmalle osalle organismeja.

anaerobisia bakteereja eivät tarvitse happea hengitykseen, joten he voivat elää hapettomassa ympäristössä. He saavat energiansa sieltä fermentaatioreaktiot. Tämä hapetusmenetelmä on tehoton.

Bakteerien lisääntyminen

Useimmissa tapauksissa bakteerit lisääntyvät jakamalla solunsa kahteen osaan. Tätä edeltää pyöreän DNA-molekyylin kaksinkertaistuminen. Jokainen tytärsolu vastaanottaa yhden näistä molekyyleistä ja on siksi geneettinen kopio emosolusta (klooni). Bakteerit ovat siis suvuton lisääntyminen.

Suotuisissa olosuhteissa (riittävillä ravintoaineilla ja suotuisilla ympäristöolosuhteilla) bakteerisolut jakautuvat hyvin nopeasti. Joten yhdestä bakteerista voi muodostua satoja miljoonia soluja päivässä.

Vaikka bakteerit lisääntyvät aseksuaalisesti, niissä on joissakin tapauksissa ns seksuaalinen prosessi, joka ottaa muodon konjugaatioita. Konjugaation aikana kaksi erilaista bakteerisolua lähestyy toisiaan, ja niiden sytoplasmojen välille muodostuu yhteys. Osa yhden solun DNA:sta menee toiseen ja osa toisen solun DNA:sta ensimmäiseen. Siten bakteerien seksuaalisen prosessin aikana tapahtuu geneettisen tiedon vaihtoa. Joskus tässä tapauksessa bakteerit eivät vaihda DNA-segmenttejä, vaan kokonaisia ​​DNA-molekyylejä.

bakteeri-itiöt

Suurin osa bakteereista muodostaa itiöitä epäsuotuisissa olosuhteissa. Bakteeri-itiöt ovat pikemminkin tapa kokea epäsuotuisia olosuhteita ja asettua, kuin lisääntyä.

Kun itiö muodostuu, bakteerisolun sytoplasma kutistuu ja itse solu peittyy tiheällä paksulla suojakuorella.

Bakteeri-itiöt säilyvät elinkelpoisina pitkään ja pystyvät selviytymään erittäin epäsuotuisista olosuhteista (erittäin korkeat ja matalat lämpötilat, kuivuminen).

Kun itiö joutuu suotuisiin olosuhteisiin, se turpoaa. Sen jälkeen suojakuori irtoaa ja normaali bakteerisolu ilmestyy. Tapahtuu, että tässä tapauksessa tapahtuu solujen jakautumista ja muodostuu useita bakteereja. Eli itiöinti yhdistetään lisääntymiseen.

Bakteerien merkitys

Bakteerien rooli luonnon ainekierrossa on valtava. Ensinnäkin tämä viittaa hajoaviin bakteereihin (saprofyytteihin). Niitä kutsutaan luonnon järjestykset. Hajotessaan kasvien ja eläinten jäänteitä bakteerit muuttavat monimutkaisia ​​orgaanisia aineita yksinkertaisiksi epäorgaanisiksi aineiksi (hiilidioksidi, vesi, ammoniakki, rikkivety).

Bakteerit lisäävät maaperän hedelmällisyyttä rikastamalla sitä typellä. Nitrifioivissa bakteereissa tapahtuu reaktioita, joissa ammoniakista muodostuu nitriittejä ja nitriiteistä nitraatteja. Kyhmybakteerit pystyvät ottamaan ilmakehän typpeä syntetisoimalla typpiyhdisteitä. Ne elävät kasvien juurissa muodostaen kyhmyjä. Näiden bakteerien ansiosta kasvit saavat tarvitsemansa typpiyhdisteet. Palkokasvit siirtyvät pääasiassa symbioosiin kyhmybakteerien kanssa. Kun ne kuolevat, maaperä rikastuu typellä. Tätä käytetään usein maataloudessa.

Märehtijöiden mahassa bakteerit hajottavat selluloosaa, mikä tehostaa ruoansulatusta.

Bakteerien positiivinen rooli elintarviketeollisuudessa on suuri. Monenlaisia ​​bakteereja käytetään maitohappotuotteiden, voin ja juuston valmistukseen, vihannesten peittaukseen ja myös viinin valmistukseen.

Kemianteollisuudessa bakteereja käytetään alkoholien, asetonin ja etikkahapon valmistuksessa.

Lääketieteessä bakteerien avulla saadaan useita antibiootteja, entsyymejä, hormoneja ja vitamiineja.

Bakteerit voivat kuitenkin olla myös haitallisia. Ne eivät vain pilaa ruokaa, vaan niiden eritteet tekevät niistä myrkyllisiä.