Teoría para la preparación del bloque No. 4 del Examen de Estado Unificado en biología: con sistema y diversidad del mundo orgánico.
bacterias
bacterias se refiere a los organismos procarióticos que no tienen membranas nucleares, plástidos, mitocondrias y otros orgánulos de membrana. Se caracterizan por la presencia de un ADN circular. El tamaño de la bacteria es bastante pequeño, de 0,15 a 10 micrones. Las células se pueden dividir en tres grupos principales según su forma: esférico , o cocos , en forma de varilla y tortuoso . Las bacterias, aunque pertenecen a los procariotas, tienen una estructura bastante compleja.
La estructura de las bacterias.
La célula bacteriana está cubierta con varias capas externas. La pared celular es esencial para todas las bacterias y es el componente principal de la célula bacteriana. La pared celular de las bacterias da forma y rigidez y, además, realiza una serie de funciones importantes:
- protege la célula del daño
- involucrado en el metabolismo
- muchos bacteria patogénica tóxico
- implicados en el transporte de exotoxinas
componente principal pared celular la bacteria es un polisacarido murein . Las bacterias se dividen en dos grupos según la estructura de la pared celular: Gram positivas (teñidas por Gram cuando se preparan preparaciones para microscopía) y bacterias gramnegativas (no teñidas por este método).
Formas de bacterias: 1 - micrococos; 2 - diplococos y tetracocos; 3 - sarcinas; 4 - estreptococos; 5 - estafilococos; 6, 7 - palos o bacilos; 8 - vibriones; 9 - espirulina; 10 - espiroquetas
Estructura de una célula bacteriana: I - cápsula; 2 - pared celular; 3 - membrana citoplasmática;4 - nucleoide; 5 - citoplasma; 6 - cromatóforos; 7 - tilacoides; 8 - mesosoma; 9 - ribosomas; 10 - flagelos; II - cuerpo basal; 12 - bebió; 13 - gotas de grasa
Paredes celulares de bacterias grampositivas (a) y gramnegativas (b): 1 - membrana; 2 - mucopéptidos (mureína); 3 - lipoproteínas y proteínas
Esquema de la estructura de la pared celular bacteriana: 1 - membrana citoplasmática; 2 - pared celular; 3 - microcápsula; 4 - cápsula; 5 - capa mucosa
Obligatorio estructuras celulares bacterias - tres:
- nucleoide
- ribosomas
- membrana citoplasmática (CPM)
Los órganos de movimiento de las bacterias son los flagelos, que pueden ser de 1 a 50 o más. Los cocos se caracterizan por la ausencia de flagelos. Las bacterias tienen la capacidad de formas de movimiento dirigidas: taxis.
Taxis son positivos si el movimiento se dirige hacia la fuente del estímulo y negativos cuando el movimiento se aleja de ella. Se pueden distinguir los siguientes tipos de taxis.
quimiotaxis- movimiento basado en la diferencia de concentración sustancias químicas en el ambiente.
aerotaxis- en la diferencia de concentraciones de oxígeno.
Al reaccionar a la luz y al campo magnético, respectivamente, fototaxis y magnetotaxis.
Un componente importante en la estructura de las bacterias son los derivados membrana de plasma- bebió (vellosidades). Los pili participan en la fusión de bacterias en grandes complejos, la unión de bacterias al sustrato y el transporte de sustancias.
Nutrición de bacterias
Por tipo de nutrición, las bacterias se dividen en dos grupos: autótrofas y heterótrofas. Las bacterias autótrofas sintetizan sustancias orgánicas a partir de inorgánicas. Dependiendo de qué energía utilizan los autótrofos para la síntesis materia orgánica, distinguir entre foto- (bacterias de azufre verde y púrpura) y bacterias quimiosintéticas (bacterias nitrificantes, bacterias de hierro, bacterias de azufre incoloras, etc.). Las bacterias heterótrofas se alimentan de materia orgánica preparada de residuos muertos (saprotrofos) o de plantas vivas, animales y humanos (simbiontes).
Los saprotrofos incluyen bacterias de descomposición y fermentación. Los primeros descomponen los compuestos que contienen nitrógeno, los últimos, los que contienen carbono. En ambos casos, se libera la energía necesaria para su actividad vital.
Necesito marcar gran valor bacterias en el ciclo del nitrógeno. Solo las bacterias y las cianobacterias son capaces de asimilar el nitrógeno atmosférico. Posteriormente, las bacterias llevan a cabo reacciones de amonificación (descomposición de proteínas de compuestos orgánicos muertos a aminoácidos, que luego se desaminan a amoníaco y otros compuestos simples que contienen nitrógeno), nitrificación (el amoníaco se oxida a nitritos y los nitritos a nitratos), desnitrificación ( los nitratos se reducen a nitrógeno gaseoso).
bacterias del aliento
Según el tipo de respiración, las bacterias se pueden dividir en varios grupos:
- aerobios obligados: crecer con libre acceso de oxígeno
- anaerobios facultativos: se desarrollan tanto con el acceso de oxígeno atmosférico, como en ausencia de él
- anaerobios obligados: se desarrollan en ausencia total de oxígeno en el medio ambiente
Reproducción de bacterias
Las bacterias se reproducen por división celular binaria simple. Esto está precedido por la auto-duplicación (replicación) del ADN. La brotación ocurre como una excepción.
Algunas bacterias tienen formas simplificadas del proceso sexual. Por ejemplo, en Escherichia coli, el proceso sexual se parece a la conjugación, en la que parte del material genético se transfiere de una célula a otra por contacto directo. Después de eso, las células se separan. El número de individuos como resultado del proceso sexual sigue siendo el mismo, pero hay un intercambio de material hereditario, es decir, se produce una recombinación genética.
La formación de esporas es característica de solo un pequeño grupo de bacterias en el que se conocen dos tipos de esporas: endógenas, formadas dentro de la célula, y microquistes, formadas a partir de toda la célula. Con la formación de esporas (microquistes) en una célula bacteriana, la cantidad de agua libre disminuye, la actividad enzimática disminuye, el protoplasto se encoge y se cubre con una capa muy densa. Las disputas brindan la oportunidad de soportar condiciones desfavorables. Soportan el secado prolongado, el calentamiento por encima de los 100°C y el enfriamiento hasta casi el cero absoluto. En estado normal, las bacterias son inestables cuando se secan, se exponen a la acción directa rayos de sol, elevando la temperatura a 65-80 ° C, etc. En condiciones favorables, las esporas se hinchan y germinan, formando una nueva célula bacteriana vegetativa.
A pesar de la muerte constante de las bacterias (que se las comen los protozoos, la acción de las altas y bajas temperaturas bajas y otros factores desfavorables), estos organismos primitivos se han conservado desde la antigüedad debido a la capacidad de reproducirse rápidamente (la célula puede dividirse cada 20-30 minutos), la formación de esporas que son extremadamente resistentes a los factores ambientales y su distribución ubicua .
La reproducción de bacterias por fisión es el método más común para aumentar el tamaño de la población microbiana. Después de la división, las bacterias crecen hasta su tamaño original, lo que requiere ciertas sustancias (factores de crecimiento).
Los métodos de reproducción de las bacterias son diferentes, pero para la mayoría de sus especies, una forma de reproducción asexual es inherente al método de división. Las bacterias rara vez se reproducen por gemación. La reproducción sexual de las bacterias está presente en una forma primitiva.
Arroz. 1. En la foto, una célula bacteriana se encuentra en etapa de división.
El aparato genético de las bacterias.
El aparato genético de las bacterias está representado por un solo ADN: el cromosoma. El ADN está cerrado en un anillo. El cromosoma se encuentra en un nucleótido que no tiene membrana. La célula bacteriana contiene plásmidos.
nucleoide
El nucleoide es análogo al núcleo. Se encuentra en el centro de la celda. El ADN se localiza en él, el portador de información hereditaria en forma plegada. El ADN sin torcer alcanza una longitud de 1 mm. La sustancia nuclear de una célula bacteriana no tiene membrana, nucléolo y un conjunto de cromosomas, y no se divide por mitosis. Antes de la división, el nucleótido se duplica. Durante la división, el número de nucleótidos aumenta a 4.
Arroz. 2. En la foto, una célula bacteriana en un corte. Un nucleótido es visible en la parte central.
plásmidos
Los plásmidos son moléculas autónomas plegadas en un anillo de ADN de doble cadena. Su masa es mucho menor que la masa de un nucleótido. A pesar de que la información hereditaria está codificada en el ADN de los plásmidos, estos no son vitales ni necesarios para una célula bacteriana.
Arroz. 3. La foto muestra un plásmido bacteriano.
Etapas de división
Después de alcanzar un cierto tamaño propio de una célula adulta, se ponen en marcha los mecanismos de división.
replicación del ADN
La replicación del ADN precede a la división celular. Los mesosomas (pliegues de la membrana citoplasmática) retienen el ADN hasta que se completa el proceso de división (replicación).
La replicación del ADN se lleva a cabo con la ayuda de las enzimas ADN polimerasa. Durante la replicación, los enlaces de hidrógeno en el ADN de 2 cadenas se rompen, como resultado de lo cual se forman dos cadenas hijas de una sola cadena a partir de un ADN. Posteriormente, cuando el ADN hijo ha ocupado su lugar en las células hijas separadas, se restauran.
Tan pronto como se completa la replicación del ADN, aparece una constricción como resultado de la síntesis, dividiendo la célula por la mitad. Primero, el nucleótido se divide, luego el citoplasma. La síntesis de la pared celular completa la división.
Arroz. 4. Esquema de división celular bacteriana.
Intercambio de segmentos de ADN
En el bacilo del heno, el proceso de replicación del ADN se completa con el intercambio de 2 segmentos de ADN.
Después de la división celular, se forma un puente a lo largo del cual el ADN de una célula pasa a otra. Los dos ADN luego se entrelazan. Algunos tramos de ambos ADN se mantienen unidos. En los sitios de adhesión, se intercambian segmentos de ADN. Uno de los ADN vuelve a la primera celda a lo largo del puente.
Arroz. 5. Variante de intercambio de ADN en el bacilo del heno.
Tipos de divisiones celulares bacterianas.
Si la división celular se adelanta al proceso de división, se forman cocos y bastones multicelulares.
Con la división celular sincrónica, se forman dos células hijas completas.
Si un nucleótido se divide más rápido que la propia célula, se forman bacterias multinucleotídicas.
Maneras de separar las bacterias.
División por rotura
La división por rotura es característica de los bacilos del ántrax. Como resultado de esta división, las células se rompen en las articulaciones, rompiendo los puentes citoplasmáticos. Luego se repelen entre sí, formando cadenas.
separación deslizante
Con la separación deslizante tras la división, la célula se separa y, por así decirlo, se desliza sobre la superficie de otra célula. Este método la separación es característica de algunas formas de Escherichia.
dividir dividir
Con una división dividida, una de las celdas divididas describe un arco de círculo con su extremo libre, cuyo centro es el punto de contacto con otra celda, formando un cinco romano o cuneiforme (corynebacterium diphtheria, listeria).
Arroz. 6. En la foto, bacterias en forma de bastoncillos formando cadenas (bastones de ántrax).
Arroz. 7. En la foto, un método deslizante para separar Escherichia coli.
Arroz. 8. Método de división para separar las corinebacterias.
Vista de grupos bacterianos después de la división
Las acumulaciones de células en división tienen una variedad de formas, que dependen de la dirección del plano de división.
bacterias globulares dispuestos de uno en uno, de dos en dos (diplococos), en bolsas, en cadenas o como racimos de uvas. Bacterias en forma de varilla - en cadenas.
bacterias espirales- caótico.
Arroz. 9. La foto muestra micrococos. Son redondos, lisos, de color blanco, amarillo y rojo. Los micrococos son ubicuos en la naturaleza. Viven en diferentes cavidades del cuerpo humano.
Arroz. 10. En la foto, bacteria diplococcus - Streptococcus pneumoniae.
Arroz. 11. Bacteria Sarcina en la foto. Las bacterias cocoides se combinan en paquetes.
Arroz. 12. En la foto, la bacteria estreptococo (del griego "streptos" - una cadena). Dispuestos en cadenas. Son los agentes causantes de una serie de enfermedades.
Arroz. 13. En la foto, las bacterias son estafilococos "dorados". Dispuesto como "racimo de uvas". Los racimos tienen un color dorado. Son los agentes causantes de una serie de enfermedades.
Arroz. 14. En la foto, las bacterias intrincadas de la leptospira son los agentes causantes de muchas enfermedades.
Arroz. 15. En la foto, bacterias en forma de bastón del género Vibrio.
tasa de división bacteriana
La tasa de división de las bacterias es extremadamente alta. En promedio, una célula bacteriana se divide cada 20 minutos. En solo un día, una célula forma 72 generaciones de descendientes. Mycobacterium tuberculosis se divide lentamente. Todo el proceso de división les lleva unas 14 horas.
Arroz. 16. La foto muestra el proceso de división celular del estreptococo.
Reproducción sexual de bacterias.
En 1946, los científicos descubrieron la reproducción sexual en una forma primitiva. En este caso no se forman gametos (células germinales masculinas y femeninas), sin embargo, algunas células intercambian material genético ( Recombinación genética).
La transferencia de genes se produce como resultado de conjugaciones— transferencia unidireccional de una parte de la información genética en forma plásmido al contacto entre células bacterianas.
Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN. No están asociados con el genoma cromosómico y son capaces de duplicarse de forma autónoma. Los plásmidos contienen genes que aumentan la resistencia de las células bacterianas a condiciones ambientales adversas. Las bacterias a menudo se transmiten estos genes entre sí. También se observa la transferencia de información genética a bacterias de otra especie.
En ausencia de un verdadero proceso sexual, es la conjugación la que juega un papel muy importante en el intercambio de rasgos útiles. Esto transfiere la capacidad de las bacterias para exhibir resistencia a los medicamentos. Para la humanidad, la transmisión de resistencia a los antibióticos entre poblaciones causantes de enfermedades es especialmente peligrosa.
Arroz. 17. En la foto, el momento de la conjugación de dos Escherichia coli.
Fases de desarrollo de una población bacteriana.
Al sembrar en un medio nutritivo, el desarrollo de la población bacteriana pasa por varias fases.
Fase inicial
La fase inicial es el período desde el momento de la siembra hasta su crecimiento. En promedio, la fase inicial dura 1-2 horas.
Fase de retraso reproductivo
Esta es la fase de crecimiento intensivo de bacterias. Su duración es de unas 2 horas. Depende de la edad del cultivo, el período de adaptación, la calidad del medio nutritivo, etc.
fase logarítmica
En esta fase se nota el pico de la tasa de reproducción y el aumento de la población bacteriana. Su duración es de 5 - 6 horas.
Fase de aceleración negativa
En esta fase, se observa una disminución en la tasa de reproducción, disminuye el número de bacterias en división y aumenta el número de bacterias muertas. La razón de la aceleración negativa es el agotamiento del medio nutritivo. Su duración es de unas 2 horas.
Fase máxima estacionaria
En la fase estacionaria, se observa un número igual de individuos muertos y recién formados. Su duración es de unas 2 horas.
Fase de muerte acelerada
En esta fase, el número de células muertas aumenta progresivamente. Su duración es de unas 3 horas.
Fase de muerte logarítmica
Durante esta fase, las células bacterianas mueren. velocidad constante. Su duración es de unas 5 horas.
Fase decreciente
En esta fase, las células bacterianas vivas restantes entran en un estado latente.
Arroz. 18. La figura muestra la curva de crecimiento de una población bacteriana.
Arroz. 19. En la foto, las colonias de Pseudomonas aeruginosa son de color azul verdoso, colonias de micrococos color amarillo, las colonias de Bacterium prodigiosum son de color rojo sangre y las colonias de Bacteroides niger son de color negro.
Arroz. 20. La foto muestra una colonia de bacterias. Cada colonia es la descendencia de una sola célula. En una colonia, el número de células es de millones. una colonia crece en 1-3 días.
División de bacterias magnéticamente sensibles
En la década de 1970, se descubrieron bacterias que vivían en los mares que tenían un sentido del magnetismo. El magnetismo permite que estas asombrosas criaturas sigan líneas campo magnético Tierra y encontrar azufre, oxígeno y otras sustancias que le son tan necesarias. Su "brújula" está representada por magnetosomas, que consisten en un imán. Al dividirse, las bacterias magnéticamente sensibles dividen su compás. En este caso, la constricción durante la división se vuelve claramente insuficiente, por lo que la célula bacteriana se dobla y se fractura bruscamente.
Arroz. 21. La foto muestra el momento de la división de una bacteria magnéticamente sensible.
Crecimiento de bacterias
Al comienzo de la división celular bacteriana, dos moléculas de ADN divergen en extremos diferentes células. A continuación, la celda se divide en dos partes iguales, que se separan entre sí y aumentan al tamaño original. La tasa de división de muchas bacterias es en promedio de 20 a 30 minutos. En solo un día, una célula forma 72 generaciones de descendientes.
La masa de células en proceso de crecimiento y desarrollo absorbe rápidamente nutrientes desde ambiente. Esto se ve facilitado por factores ambientales favorables: temperatura, una cantidad suficiente de nutrientes, el pH necesario del medio ambiente. Las células aeróbicas requieren oxígeno. Para los anaerobios, es peligroso. Sin embargo, la reproducción ilimitada de bacterias en la naturaleza no ocurre. Luz solar, aire seco, falta de comida, calor los factores ambientales y de otro tipo tienen un efecto perjudicial sobre la célula bacteriana.
Arroz. 22. En la foto, el momento de la división celular.
factores de crecimiento
Para el crecimiento de las bacterias son necesarias ciertas sustancias (factores de crecimiento), algunas de las cuales son sintetizadas por la propia célula y otras provienen del medio ambiente. Todas las bacterias tienen diferentes requisitos de factores de crecimiento.
La necesidad de factores de crecimiento es signo constante, lo que permite su uso para la identificación de bacterias, preparación de medios nutrientes y uso en biotecnología.
Factores de crecimiento bacteriano (vitaminas bacterianas) - elementos químicos, la mayoría de los cuales son vitaminas hidrosolubles grupo B. Este grupo también incluye bases de hemina, colina, purina y pirimidina y otros aminoácidos. En ausencia de factores de crecimiento, se produce bacteriostasis.
Las bacterias utilizan factores de crecimiento en cantidades mínimas y sin cambios. Varias sustancias químicas de este grupo forman parte de las enzimas celulares.
Arroz. 23. En la foto, el momento de la división de una bacteria con forma de bastón.
Los factores de crecimiento bacteriano más importantes.
- Vitamina B1 (tiamina). Participa en el metabolismo de los carbohidratos.
- Vitamina B2 (riboflavina). Participa en reacciones redox.
- Ácido pantoténico es una parte integral de la coenzima A.
- Vitamina B6 (piridoxina). Participa en el metabolismo de los aminoácidos.
- Vitaminas B12(las cobalaminas son sustancias que contienen cobalto). Participan activamente en la síntesis de nucleótidos.
- Ácido fólico. Algunos de sus derivados forman parte de las enzimas que catalizan la síntesis de bases púricas y pirimidínicas, así como de algunos aminoácidos.
- biotina. Participa en el metabolismo del nitrógeno y también cataliza la síntesis de ácidos grasos insaturados.
- Vitamina PP(un ácido nicotínico). Participa en reacciones redox, la formación de enzimas y el metabolismo de lípidos y carbohidratos.
- vitamina H(ácido paraaminobenzoico). Es un factor de crecimiento para muchas bacterias, incluidas las que habitan en el intestino humano. El ácido fólico se sintetiza a partir del ácido para-aminobenzoico.
- Géminis. Es parte integrante de algunas enzimas que intervienen en las reacciones de oxidación.
- colina. Participa en las reacciones de síntesis de lípidos de la pared celular. Es un proveedor del grupo metilo en la síntesis de aminoácidos.
- Bases púricas y pirimidínicas(adenina, guanina, xantina, hipoxantina, citosina, timina y uracilo). Las sustancias se necesitan principalmente como componentes de los ácidos nucleicos.
- Aminoácidos. Estas sustancias son los constituyentes de las proteínas celulares.
Necesidad de factores de crecimiento de algunas bacterias.
auxótrofos para asegurar la vida, necesitan el suministro de productos químicos del exterior. Por ejemplo, los clostridios no pueden sintetizar lecitina y tirosina. Los estafilococos necesitan la ingesta de lecitina y arginina. Los estreptococos necesitan la ingesta de ácidos grasos, componentes de los fosfolípidos. Corynebacteria y Shigella necesitan admisión ácido nicotínico. estafilococo aureus, neumococos y brucella necesitan aporte de vitamina B1. Estreptococos y bacilos del tétanos - en ácido pantoténico.
protótrofos sintetizar de forma independiente las sustancias necesarias.
Arroz. 24. Las diferentes condiciones ambientales afectan el crecimiento de las colonias bacterianas de diferentes maneras. A la izquierda: crecimiento estable en forma de un círculo que se expande lentamente. A la derecha - crecimiento rápido en forma de escapes.
Estudiar la necesidad de factores de crecimiento de las bacterias permite a los científicos obtener una gran masa microbiana, tan necesaria en la fabricación de antimicrobianos, sueros y vacunas.
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La reproducción de bacterias es un mecanismo para aumentar el número de poblaciones microbianas. La división bacteriana es el principal modo de reproducción. Después de la división, las bacterias deberían alcanzar el tamaño de adultos. Las bacterias crecen absorbiendo rápidamente los nutrientes de su entorno. El crecimiento requiere ciertas sustancias (factores de crecimiento), algunas de las cuales son sintetizadas por la propia célula bacteriana y otras provienen del medio ambiente.
que no tienen núcleo. La mayoría de las bacterias son heterótrofas, pero también hay autótrofas. Se reproducen por división. Cuando ocurren condiciones adversas, algunas bacterias forman esporas.
Las bacterias solo se pueden ver a través de un microscopio, por eso se les llama microorganismos. Los microorganismos se estudian en la ciencia de la microbiología. La rama de la microbiología que estudia las bacterias se llama bacteriología.
El primero en ver y describir las bacterias fue el naturalista holandés Anthony van Leeuwen-hoek (1632-1723). Aprendió a moler vidrio y hacer lentes. Leeuwenhoek fabricó más de 400 microscopios y descubrió el mundo de los organismos microscópicos: bacterias y protistas.
Cuando oímos hablar de bacterias, a menudo nos imaginamos dolor de garganta o encías, a pesar de que sólo no La mayoría de las bacterias causan enfermedades. La mayoría de estos organismos realizan otras características importantes.
Empezamos a tener contacto con las bacterias desde las primeras horas de vida. Muchos de ellos viven constantemente en la superficie de la piel humana. Hay aún más de ellos en los dientes, las encías, la lengua y las paredes de la cavidad oral. ¡Hay más bacterias en la boca que personas en la Tierra! Pero su mayor número vive en los intestinos: hasta 5 kg en un adulto.
Las bacterias se encuentran en todas partes: en el agua, el suelo, el aire, en los tejidos de las plantas, en los cuerpos de los animales y los humanos. Viven donde encuentran suficiente alimento, humedad y una temperatura favorable (10-40 °C). La mayoría de ellos necesitan oxígeno. También hay bacterias que viven en aguas termales (con una temperatura de 60-90 °C), embalses extremadamente salados, en las chimeneas de los volcanes, en lo profundo de los océanos, donde la luz del sol no penetra. Incluso en las regiones más frías (Antártida) y en los picos de las altas montañas, las bacterias viven.
En diferentes lugares hay diferentes números de bacterias. Los menores de ellos están en el aire, especialmente en condiciones naturales. Y en lugares concurridos, por ejemplo, en cines, en estaciones de tren, en aulas, hay muchos más. Por lo tanto, no es necesario ventilar el local con frecuencia.
En las aguas de los ríos, especialmente cerca de las grandes ciudades, puede haber muchas bacterias, hasta varios cientos de miles en 1 mm 3. Por lo tanto, no puede beber agua cruda de depósitos abiertos. Hay una gran cantidad de bacterias en el agua de los mares y océanos.
Hay aún más bacterias en el suelo: hasta 100 millones por 1 g de humus (capa de suelo fértil).
Las bacterias son organismos muy pequeños. Las bacterias más grandes se pueden ver bajo un microscopio óptico.
Para familiarizarse con los más pequeños, se requiere un microscopio electrónico (Fig. 7).
La mayoría de las bacterias que habitan en nuestro hogar y nuestro cuerpo se encuentran en forma de bolas, varillas y espirales. Las bacterias esféricas se llaman cocos, en forma de bastón - bacilos, en forma de espiral - espirilla (Fig. 9). Algunas bacterias forman cadenas, ubicadas cerca unas de otras.
Considere la estructura de una célula bacteriana en la Figura 10. Incluye un citoplasma rodeado por una membrana citoplasmática y una membrana celular (pared celular). El caparazón le da a la bacteria una cierta forma y sirve como protección contra condiciones adversas.
La capa mucosa ubicada en el exterior del caparazón brindará protección adicional para muchas bacterias. La superficie de la célula bacteriana está cubierta por numerosas vellosidades, que son excrecencias huecas de la membrana citoplasmática. Algunas bacterias tienen uno o más flagelos filamentosos.
La principal diferencia entre las bacterias es la ausencia de núcleo, es decir, son procariotas.
Es sobre esta base que son señalados en un reino separado. El material nuclear de las bacterias es el cromosoma bacteriano: lleva información hereditaria.
La mayoría de las bacterias son heterótrofas. Consumen sustancias orgánicas preparadas. Se alimentan de organismos vivos y muertos, comida humana, aguas residuales, etc.
saprotrofos
Algunas bacterias heterótrofas utilizan la materia orgánica de cadáveres o excreciones de organismos vivos. Estos son saprotrofos (del griego sapros - podrido y trophos - nutrición).
También hay bacterias autótrofas. Son capaces de formar sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas ( dióxido de carbono, agua, sulfuro de hidrógeno, etc.). En las bacterias fotosintéticas autótrofas, las células contienen clorofila bacteriana, con la ayuda de la cual forman sustancias orgánicas bajo la influencia de la energía solar.
cianobacterias
Las cianobacterias son un ejemplo de bacterias autótrofas. Producen su propio alimento a partir de dióxido de carbono y agua bajo la acción de luz de sol. Al mismo tiempo, se libera oxígeno, enriqueciendo el ambiente con él.
Las bacterias se reproducen por fisión. Al mismo tiempo, se forman dos células hijas similares a la célula madre a partir de una célula madre. En condiciones favorables (suficiente nutrición, humedad y temperatura de 10 a 30 ° C), las bacterias pueden dividirse cada 20-30 minutos, por lo que su número aumenta muy rápidamente. material del sitio
Si cultiva (cultiva) bacterias en un medio nutritivo en condiciones favorables, se multiplican muy rápidamente y forman colonias de hasta 4 mil millones de células. colonias de bacterias ciertos tipos tienen contornos y coloración característicos (Fig. 8). Por el tipo de colonias, es posible establecer la presencia de ciertas bacterias en un material particular.
Algunas bacterias se mueven con la ayuda de flagelos. La base del flagelo gira y parece estar atornillada al ambiente, asegurando el movimiento de las bacterias. La mayoría de las bacterias se mueven pasivamente: algunas con la ayuda de las corrientes de aire, otras a lo largo del flujo de agua. Así es como se propagan.
En condiciones adversas (falta de alimentos, humedad, cambios bruscos de temperatura), las bacterias pueden convertirse en esporas. El citoplasma cercano al cromosoma bacteriano se vuelve más denso. A su alrededor se forma un caparazón muy fuerte. Las esporas formadas de esta manera pueden existir durante cientos de años (Fig. 11).
El reino "Bacterias" está formado por bacterias y algas verdeazuladas, características generales que consiste en un tamaño pequeño y la ausencia de un núcleo separado por una membrana del citoplasma.
Quienes son las bacterias
Traducido del griego "bakterion" - un palo. En su mayor parte, los microbios son invisibles a simple vista. organismos unicelulares que se reproducen por fisión.
quien los abrio
Por primera vez para ver el unicelular más pequeño en microscopio casero investigador capaz de Holanda, que vivió en el siglo 17, Anthony van Leeuwenhoek. Estudio el mundo a través de una lupa lupa comenzó mientras trabajaba en una mercería.
Antonio Van Leeuwenhoek (1632 - 1723)
Posteriormente, Leeuwenhoek se centró en la fabricación de lentes capaces de aumentar hasta 300 veces. En ellos consideró los microorganismos más pequeños, describiendo la información recibida y trasladando al papel lo que veía.
En 1676, Leeuwenhoek descubrió y presentó información sobre criaturas microscópicas, a las que dio el nombre de "animálculos".
Que comen
Los microorganismos más pequeños existían en la Tierra mucho antes de la aparición del hombre. Son omnipresentes, se alimentan de alimentos orgánicos y sustancias inorgánicas.
Las bacterias se dividen en autótrofas y heterótrofas según la forma en que asimilan los nutrientes. Para la existencia y desarrollo de los heterótrofos, utilizan productos de desecho, descomposición orgánica de organismos vivos.
Representantes de bacterias.
Los biólogos han identificado alrededor de 2.500 grupos de diversas bacterias.
Según su forma, se dividen en:
- cocos que tienen contornos esféricos;
- bacilos - en forma de palo;
- vibrios que tienen curvas;
- espirilla - forma de espiral;
- estreptococos, que consisten en cadenas;
- estafilococos, formando racimos parecidos a uvas.
Según el grado de influencia sobre el cuerpo humano, las procariotas se pueden dividir en:
- útil;
- dañino.
Los microbios peligrosos para los humanos incluyen estafilococos y estreptococos, que causan enfermedades purulentas.
Bacterias bifido, acidophilus, que estimulan el sistema inmunitario y protegen tracto gastrointestinal.
Cómo se reproducen las bacterias reales
La reproducción de todos los tipos de procariotas ocurre principalmente por división, seguida por el crecimiento hasta el tamaño original. Al alcanzar cierto tamaño, un microorganismo adulto se divide en dos partes.
Con menos frecuencia, la reproducción de organismos unicelulares similares se realiza por gemación y conjugación. Al brotar en el microorganismo original, crecen hasta cuatro células nuevas, seguidas de la muerte de la parte adulta.
La conjugación se considera el proceso sexual más simple en los organismos unicelulares. Muy a menudo, las bacterias que viven en organismos animales se multiplican de esta manera.
Simbiontes de bacterias
Los microorganismos involucrados en la digestión en el intestino humano son un buen ejemplo bacterias simbiontes. La simbiosis fue descubierta por primera vez por el microbiólogo holandés Martin Willem Beijerinck. En 1888, demostró la estrecha cohabitación mutuamente beneficiosa de las plantas unicelulares y leguminosas.
Viviendo en el sistema de raíces, los simbiontes, comiendo carbohidratos, suministran nitrógeno atmosférico a la planta. Así, las leguminosas aumentan la fertilidad sin empobrecer el suelo.
Se conocen muchos ejemplos simbióticos exitosos que involucran bacterias y:
- persona;
- algas;
- artrópodos;
- animales marinos
Los organismos unicelulares microscópicos ayudan a los sistemas del cuerpo humano, contribuyen a la depuración de las aguas residuales, participan en el ciclo de los elementos y trabajan para lograr objetivos comunes.
¿Por qué las bacterias están aisladas en un reino especial?
Estos organismos se caracterizan por el tamaño más pequeño, la ausencia de un núcleo formado y una estructura excepcional. Por lo tanto, a pesar de la similitud externa, no pueden atribuirse a eucariotas con un núcleo celular bien formado, limitado desde el citoplasma por una membrana.
Gracias a todas las características del siglo XX, los científicos las identificaron como un reino separado.
Las bacterias más antiguas.
Los organismos unicelulares más pequeños se consideran la primera vida que surgió en la Tierra. En 2016, los investigadores descubrieron cianobacterias enterradas en Groenlandia que tienen unos 3.700 millones de años.
En Canadá, se encontraron rastros de microorganismos que vivieron hace unos 4 mil millones de años en el océano.
funciones de las bacterias
En biología, entre los organismos vivos y el hábitat, las bacterias realizan las siguientes funciones:
- transformación de sustancias orgánicas en minerales;
- fijación de nitrogeno.
En la vida humana, los microorganismos unicelulares juegan un papel importante desde los primeros minutos del nacimiento. Proporcionan una microflora intestinal equilibrada, afectan el sistema inmunológico, mantienen el equilibrio agua-sal.
material de almacenamiento de bacterias
Los nutrientes sobrantes en procariotas se acumulan en el citoplasma. Su acumulación ocurre en condiciones favorables y se consume durante el período de inanición.
Las sustancias de reserva de las bacterias incluyen:
- polisacáridos;
- lípidos;
- polipéptidos;
- polifosfatos;
- depósitos de azufre.
La característica principal de las bacterias.
La función del núcleo en procariotas la realiza el nucleoide.
Por lo tanto, la característica principal de las bacterias es la concentración de material hereditario en un cromosoma.
¿Por qué los representantes del reino de las bacterias se clasifican como procariotas?
La ausencia de un núcleo formado fue la razón para clasificar a las bacterias como organismos procarióticos.
Cómo toleran las bacterias las condiciones adversas
Los procariontes microscópicos son capaces de largo tiempo soportar condiciones adversas, convirtiéndose en disputas. Hay una pérdida de agua por parte de la célula, una disminución significativa de volumen y un cambio de forma.
Las esporas se vuelven insensibles a las influencias mecánicas, térmicas y químicas. Así, se conserva la propiedad de viabilidad y se lleva a cabo un reasentamiento efectivo.
Conclusión
Las bacterias son la forma de vida más antigua de la Tierra, conocidas mucho antes de la aparición del hombre. Están presentes en todas partes: en el aire circundante, agua, en la capa superficial la corteza terrestre. Las plantas, los animales y los humanos sirven como hábitats.
El estudio activo de los organismos unicelulares comenzó en el siglo XIX y continúa hasta el día de hoy. Estos organismos son la parte principal La vida cotidiana personas y tienen un impacto directo en la existencia humana.
Las bacterias beneficiosas que habitan en el cuerpo humano se denominan microbiota. En cuanto a su número, son bastante extensos: una persona tiene millones de ellos. Al mismo tiempo, todos regulan la salud y la vida normal de cada individuo. Los científicos dicen: sin bacterias beneficiosas o, como también se las llama, mutualistas, el tracto gastrointestinal, la piel y el tracto respiratorio serían atacados instantáneamente por microbios patógenos y serían destruidos.
Cuál debe ser el equilibrio de la microbiota en el organismo y cómo se puede corregir para evitar su desarrollo enfermedades graves, AiF.ru preguntó CEO explotación biomédica de Sergey Musienko.
trabajadores intestinales
Uno de departamentos importantes la ubicación de las bacterias beneficiosas es el intestino. No es de extrañar que se crea que es aquí donde se encuentra todo el sistema inmunológico humano. Y si se altera el entorno bacteriano, las defensas del cuerpo se reducen significativamente.
Las bacterias intestinales beneficiosas crean condiciones de vida literalmente insoportables para los microbios patógenos: un ambiente ácido. Además, los microorganismos beneficiosos ayudan a digerir los alimentos vegetales, ya que las bacterias se alimentan de células vegetales que contienen celulosa, pero las enzimas intestinales por sí solas no pueden hacer frente a esto. Las bacterias intestinales también contribuyen a la producción de vitaminas B y K, que contribuyen al metabolismo óseo y tejidos conectivos, y también liberar energía de los carbohidratos y promover la síntesis de anticuerpos y la regulación del sistema nervioso.
La mayoría de las veces, hablando de bacterias intestinales beneficiosas, se refieren a los 2 tipos más populares: bifidus y lactobacilli. Al mismo tiempo, como mucha gente piensa, es imposible llamarlos los principales: su número es solo el 5-15% de numero total. Sin embargo, son muy importantes, ya que se ha demostrado su efecto positivo sobre otras bacterias, cuando dichas bacterias pueden ser factores importantes en el bienestar de toda la comunidad: si se alimentan o se introducen en el cuerpo con la ayuda de productos lácteos fermentados- kéfirs o yogures, ayudan a que otras bacterias importantes sobrevivan y se multipliquen. Entonces, por ejemplo, es muy importante restaurar su población durante la disbacteriosis o después de un ciclo de antibióticos. De lo contrario, será problemático aumentar las defensas del organismo.
escudo biológico
Las bacterias que habitan en la piel y el tracto respiratorio de una persona, de hecho, montan guardia y protegen de manera confiable su área de responsabilidad de la penetración de patógenos. Los principales son los micrococos, los estreptococos y los estafilococos.
El microbioma de la piel ha cambiado en los últimos cientos de años a medida que los humanos han pasado de una vida natural en contacto con la naturaleza a un lavado regular con productos especiales. Se cree que ahora la piel humana está habitada por bacterias completamente diferentes a las que vivían antes. cuerpo con la ayuda sistema inmune puede distinguir lo peligroso de lo no peligroso. Pero, por otro lado, cualquier estreptococo puede volverse patógeno para los humanos, por ejemplo, si se mete en un corte o en cualquier otra herida abierta en la piel. Un exceso de bacterias o su actividad patológica en la piel y en tracto respiratorio puede conducir al desarrollo varias enfermedades, y a la apariencia mal olor. Hoy en día existen desarrollos basados en bacterias que oxidan el amonio. Su uso le permite sembrar el microbioma de la piel con organismos completamente nuevos, como resultado de lo cual no solo desaparece el olor (resultado del metabolismo de la flora urbana), sino que también cambia la estructura de la piel: los poros se abren, etc.
Rescate del micromundo
El microcosmos de cada persona está cambiando con bastante rapidez. Y esto tiene indudables ventajas, ya que el número de bacterias se puede actualizar de forma independiente.
Diferentes bacterias se alimentan de diferentes sustancias: cuanto más diversa sea la comida de una persona y más coincida con la temporada, más opciones habrá para los microorganismos beneficiosos. Sin embargo, si la comida está muy cargada de antibióticos o conservantes, las bacterias no sobrevivirán, porque estas sustancias están diseñadas para destruirlas. Y no importa en absoluto que la mayoría de las bacterias no sean patógenas. Como resultado, la diversidad mundo interior el hombre es destruido. Y después de eso, comienzan varias enfermedades- problemas con las heces, erupciones en la piel, trastornos metabólicos, reacciones alérgicas etc
Pero se puede ayudar a la microbiota. Y tomará solo unos días para una fácil corrección.
existe un gran número de probióticos (con bacterias vivas) y prebióticos (sustancias que apoyan a las bacterias). Pero el principal problema es que funcionan de manera diferente para todos. El análisis muestra que su eficacia en la disbacteriosis es de hasta un 70-80%, es decir, puede funcionar uno u otro fármaco, o puede no funcionar. Y aquí debe controlar cuidadosamente el curso del tratamiento y la ingesta: si los fondos funcionan, notará mejoras de inmediato. Si la situación permanece sin cambios, vale la pena cambiar el programa de tratamiento.
Alternativamente, puede someterse a pruebas especiales que estudian los genomas de las bacterias, determinan su composición y proporción. Esto le permite elegir de forma rápida y competente la opción de comida adecuada y terapia adicional para restablecer el delicado equilibrio. Aunque una persona no siente ligeras alteraciones en el equilibrio de las bacterias, aún afectan la salud; en este caso, se puede notar enfermedades frecuentes, somnolencia, manifestaciones alergicas. Todo residente de la ciudad, en un grado u otro, tiene un desequilibrio en el cuerpo, y si no hace nada específicamente para restaurarlo, seguramente a partir de cierta edad tendrá problemas de salud.
Ayuno, descarga, más verduras, gachas de cereales naturales por la mañana: estas son solo algunas opciones. comportamiento alimentario que aman bacterias beneficiosas. Pero para cada persona, la dieta debe ser individual de acuerdo con el estado de su cuerpo y con su estilo de vida; solo así podrá mantener un equilibrio óptimo y sentirse siempre bien.
