Definiți bacteriile. Creșterea și reproducerea bacteriilor. Cine sunt bacteriile

Teoria de pregătire pentru blocul nr.4 al Examenului Unificat de Stat la biologie: cu sistemul și diversitatea lumii organice.

Bacteriile

Bacteriile aparțin organismelor procariote care nu au membrane nucleare, plastide, mitocondrii și alte organite membranare. Ele sunt caracterizate prin prezența unui ADN circular. Dimensiunea bacteriilor este destul de mică, 0,15-10 microni. Pe baza formei celulelor, acestea pot fi împărțite în trei grupuri principale: sferic , sau coci , în formă de tijă Şi sertizat . Bacteriile, deși aparțin procariotelor, au o structură destul de complexă.

Structura bacteriilor

Celula bacteriană este acoperită cu mai multe straturi exterioare. Peretele celular este esențial pentru toate bacteriile și este componenta principală a celulei bacteriene. Peretele celular bacterian dă formă și rigiditate și, în plus, îndeplinește o serie de funcții importante:

protejează celula de deteriorare
participă la metabolism
multe bacterii patogene toxic
participă la transportul exotoxinelor

Componenta principala peretele celular bacteria este o polizaharidă murein . În funcție de structura peretelui celular, bacteriile sunt împărțite în două grupuri: gram-pozitiv (colorate cu Gram la pregătirea preparatelor pentru microscopie) și bacterii gram-negative (necolorate prin această metodă).

Forme de bacterii: 1 - micrococi; 2 - diplococi și tetracoci; 3 - sarcine; 4 - streptococi; 5 - stafilococi; 6, 7 - tije, sau bacili; 8 - vibrioni; 9 - spirila; 10 - spirochete

Structura unei celule bacteriene: I - capsulă; 2 - peretele celular; 3 - membrana citoplasmatica;4 - nucleoid; 5 - citoplasmă; 6 - cromatofori; 7 - tilacoizi; 8 - mezosom; 9 - ribozomi; 10 - flageli; II - corp bazal; 12 - băut; 13 - picături de grăsime

Pereții celulari ai bacteriilor gram-pozitive (a) și gram-negative (b): 1 - membrană; 2 - mucopeptide (mureina); 3 - lipoproteine și proteine

Schema structurii membranei celulare bacteriene: 1 - membrana citoplasmatica; 2 - peretele celular; 3 - microcapsula; 4 - capsulă; 5 - stratul mucos

Obligatoriu structuri celulare bacterii - trei:

nucleoid
ribozomi
membrana citoplasmatica (CPM)

Organele de mișcare ale bacteriilor sunt flageli, dintre care pot fi de la 1 la 50 sau mai mult. Cocii se caracterizează prin absența flagelilor. Bacteriile au capacitatea de a direcționa forme de mișcare - taxiuri.

Taxiuri sunt pozitive dacă mișcarea este îndreptată către sursa stimulului și negative când mișcarea este îndreptată departe de aceasta. Se pot distinge următoarele tipuri de taxiuri.

Chemotaxie- miscare bazata pe diferente de concentrare chimicaleîn mediu.

Aerotaxis- asupra diferenţei de concentraţii de oxigen.

Când reacționează la lumină și, respectiv, la un câmp magnetic, acestea apar fototaxisŞi magnetotaxie.

O componentă importantă în structura bacteriilor sunt derivații membrana plasmatica- băut (vilozități). Pili participă la fuziunea bacteriilor în complexe mari, atașarea bacteriilor la substrat și transportul de substanțe.

Nutriția bacteriilor

În funcție de tipul de nutriție, bacteriile sunt împărțite în două grupe: autotrofe și heterotrofe. Bacteriile autotrofe sintetizează substanțele organice din cele anorganice. În funcție de ce energie folosesc autotrofii pentru sinteză materie organică, există bacterii foto- (bacterii verzi și violete cu sulf) și bacterii chemosintetice (bacterii nitrificatoare, bacterii de fier, bacterii sulfuroase incolore etc.). Bacteriile heterotrofe se hrănesc cu substanțe organice gata preparate din resturi moarte (saprotrofe) sau plante vii, animale și oameni (simbioți).

Saprotrofele includ bacteriile putrezite și de fermentație. Primii descompun compușii care conțin azot, cei din urmă - compușii care conțin carbon. În ambele cazuri, energia necesară vieții lor este eliberată.

Trebuie remarcat mare importanta bacterii din ciclul azotului. Doar bacteriile și cianobacteriile sunt capabile să asimileze azotul atmosferic. Ulterior, bacteriile efectuează reacțiile de amonificare (descompunerea proteinelor din materia organică moartă în aminoacizi, care sunt apoi dezaminați în amoniac și alți compuși simpli care conțin azot), nitrificare (amoniacul este oxidat în nitriți, iar nitriții în nitrați), denitrificare (nitrații se reduc în azot gazos).

Respirația bacteriilor

În funcție de tipul de respirație, bacteriile pot fi împărțite în mai multe grupuri:

aerobi obligatorii: cresc cu acces liber la oxigen
anaerobi facultativi: se dezvoltă atât cu acces la oxigenul atmosferic, cât și în absența acestuia
anaerobi obligatorii: se dezvolta in absenta completa a oxigenului din mediu

Reproducerea bacteriilor

Bacteriile se reproduc prin diviziune celulară binară simplă. Aceasta este precedată de auto-duplicarea (replicarea) ADN-ului. Înmugurirea are loc ca o excepție.

La unele bacterii s-au găsit forme simplificate ale procesului sexual. De exemplu, la E. coli, procesul sexual seamănă cu conjugarea, în care o parte din materialul genetic este transferată de la o celulă la alta la contactul lor direct. După aceasta, celulele sunt separate. Numărul de indivizi ca rezultat al procesului sexual rămâne același, dar are loc un schimb de material ereditar, adică are loc recombinarea genetică.

Sporularea este caracteristică doar unui grup mic de bacterii în care sunt cunoscute două tipuri de spori: endogeni, formați în interiorul celulei, și microchisturi, formați din întreaga celulă. Când se formează spori (microchisturi) în celula bacteriană, cantitatea de apă liberă scade, activitate enzimatică, protoplastul este comprimat și acoperit cu o înveliș foarte dens. Sporii oferă capacitatea de a se transfera conditii nefavorabile. Ele pot rezista la uscare prelungită, încălzire peste 100°C și răcire aproape la zero absolut. În starea lor normală, bacteriile sunt instabile atunci când sunt uscate, expuse direct razele solare, crescând temperatura la 65-80°C etc. În condiţii favorabile, sporii se umflă şi germinează, formând o nouă celulă bacteriană vegetativă.

În ciuda morții constante a bacteriilor (mâncându-le de către protozoare, acțiunea de mare și temperaturi scăzuteși alți factori nefavorabili), aceste organisme primitive s-au păstrat din cele mai vechi timpuri datorită capacității de a se reproduce rapid (o celulă se poate diviza la fiecare 20-30 de minute), formării de spori extrem de rezistenți la factori. mediu extern, și răspândirea lor pe scară largă.

Reproducerea bacteriilor prin fisiune este cea mai comună metodă de creștere a dimensiunii unei populații microbiene. După divizare, bacteriile cresc până la dimensiunea inițială, ceea ce necesită anumite substanțe (factori de creștere).

Metodele de reproducere a bacteriilor sunt diferite, dar majoritatea speciilor lor au o formă de reproducere asexuată prin fisiune. Bacteriile se reproduc rar prin înmugurire. Reproducerea sexuală a bacteriilor este prezentă într-o formă primitivă.

Orez. 1. Fotografia prezintă o celulă bacteriană în stadiul de diviziune.

Aparatul genetic al bacteriilor

Aparatul genetic al bacteriilor este reprezentat de un singur ADN - cromozom. ADN-ul este închis într-un cerc. Cromozomul este localizat într-o nucleotidă care nu are membrană. O celulă bacteriană conține plasmide.

Nucleoid

Un nucleoid este un analog al unui nucleu. Este situat în centrul celulei. Conține ADN, purtătorul de informații ereditare într-o formă pliată. ADN-ul derulat atinge o lungime de 1 mm. Substanța nucleară a unei celule bacteriene nu are o membrană, un nucleol sau un set de cromozomi și nu se împarte prin mitoză. Înainte de împărțire, nucleotida este dublată. În timpul diviziunii, numărul de nucleotide crește la 4.

Orez. 2. Fotografia prezintă o celulă bacteriană într-o secțiune. O nucleotidă este vizibilă în partea centrală.

Plasmide

Plasmidele sunt molecule autonome pliate într-un inel de ADN dublu catenar. Masa lor este semnificativ mai mică decât masa unei nucleotide. În ciuda faptului că informațiile ereditare sunt codificate în ADN-ul plasmidelor, acestea nu sunt vitale și necesare pentru celula bacteriană.

Orez. 3. Fotografia prezintă o plasmidă bacteriană.

Etapele diviziunii

După atingerea unei anumite dimensiuni caracteristice unei celule adulte, sunt lansate mecanismele de divizare.

Replicarea ADN-ului

Replicarea ADN-ului precede diviziunea celulară. Mezozomii (pliurile membranei citoplasmatice) rețin ADN-ul până la finalizarea procesului de divizare (replicare).

Replicarea ADN-ului se realizează cu ajutorul enzimelor ADN polimeraze. În timpul replicării, legăturile de hidrogen din ADN-ul dublu catenar sunt rupte, rezultând formarea a două ADN-uri fiice monocatenar dintr-un ADN. Ulterior, când ADN-urile fiice și-au luat locul în celulele fiice separate, acestea sunt restaurate.

De îndată ce replicarea ADN-ului este completă, apare o constricție ca rezultat al sintezei, împărțind celula în jumătate. Mai întâi, nucleotida este supusă diviziunii, apoi citoplasma. Sinteza peretelui celular completează diviziunea.

Orez. 4. Schema diviziunii celulare bacteriene.

Schimb de secțiuni de ADN

În Bacillus subtilis, procesul de replicare a ADN-ului se încheie cu schimbul a două secțiuni de ADN.

După diviziunea celulară, se formează o punte prin care ADN-ul unei celule trece în alta. În continuare, ambele ADN-uri sunt împletite. Unele secțiuni ale ambelor ADN se lipesc împreună. La locurile de aderență, segmentele de ADN sunt schimbate. Unul dintre ADN merge de-a lungul jumperului înapoi în prima celulă.

Orez. 5. Varianta schimbului de ADN la Bacillus subtilis.

Tipuri de diviziuni celulare bacteriene

Dacă diviziunea celulară este înaintea procesului de separare, atunci se formează bastonașe multicelulare și coci.

Cu diviziunea celulară sincronă, se formează două celule fiice cu drepturi depline.

Dacă nucleotida se împarte mai repede decât celula însăși, atunci se formează bacterii multinucleotidice.

Metode de separare a bacteriilor

Împărțire prin rupere

Diviziunea prin rupere este caracteristică bacililor antraxului. Ca urmare a acestei diviziuni, celulele se rup în punctele de joncțiune, rupând punțile citoplasmatice. Apoi se resping reciproc, formând lanțuri.

Diviziune de alunecare

Cu separarea prin alunecare, după diviziune, celula se desprinde și, parcă, alunecă de-a lungul suprafeței altei celule. Această metodă separarea este caracteristică unor forme de Escherichia.

Split split

Cu diviziune secantă, una dintre celulele divizate cu capătul liber descrie un arc de cerc, al cărui centru este punctul de contact cu o altă celulă, formând un quinque sau cuneiform roman (Corynebacterium diphtheria, Listeria).

Orez. 6. Fotografia prezintă bacterii în formă de tijă care formează lanțuri (bacili antrax).

Orez. 7. Fotografia prezintă o metodă de alunecare de separare coli.

Orez. 8. Metoda de scindare de separare a corinebacteriilor.

Tipul de grupuri bacteriene după divizare

Grupurile de celule care se divizează au o varietate de forme, care depind de direcția planului de diviziune.

Bacteriile globulare aranjate unul câte unul, doi câte doi (diplococi), în pachete, în lanțuri, sau ca ciorchinii de struguri. Bacteriile în formă de tijă - în lanțuri.

Bacteriile în formă de spirală- haotic.

Orez. 9. Fotografia prezintă micrococi. Sunt rotunde, netede și de culoare albă, galbenă și roșie. În natură, micrococii sunt omniprezenti. Ei trăiesc în diferite cavități corpul uman.

Orez. 10. În fotografie există bacterii diplococcus - Streptococcus pneumoniae.

Orez. 11. Fotografia prezintă bacterii Sarcina. Bacteriile cocoide se adună împreună în pachete.

Orez. 12. Fotografia prezintă bacteriile streptococi (din grecescul „streptos” - lanț). Aranjate în lanțuri. Sunt agenți cauzali ai mai multor boli.

Orez. 13. În fotografie, bacteriile sunt stafilococi „de aur”. Aranjate ca „ciorchini de struguri”. Ciorchinii sunt de culoare aurie. Sunt agenți cauzali ai mai multor boli.

Orez. 14. În fotografie, bacteriile Leptospira încolăcite sunt agenții cauzali ai multor boli.

Orez. 15. Fotografia prezintă bacterii în formă de tijă din genul Vibrio.

Rata diviziunii bacteriene

Rata diviziunii bacteriene este extrem de mare. În medie, o celulă bacteriană se divide la fiecare 20 de minute. În doar o zi, o celulă formează 72 de generații de descendenți. Mycobacterium tuberculosis se divide lent. Întregul proces de divizare le durează aproximativ 14 ore.

Orez. 16. Fotografia prezintă procesul de diviziune celulară a streptococului.

Reproducerea sexuală a bacteriilor

În 1946, oamenii de știință au descoperit reproducerea sexuală într-o formă primitivă. În acest caz, gameții (celule reproducătoare masculine și feminine) nu se formează, dar unele celule schimbă material genetic ( recombinare genetică).

Transferul genelor are loc ca urmare conjugare- transfer unidirecţional al unei părţi a informaţiei genetice sub formă plasmide la contactul cu celulele bacteriene.

Plasmidele sunt molecule mici de ADN. Ele nu sunt asociate cu genomul cromozomului și sunt capabile să se dubleze în mod autonom. Plasmidele conțin gene care cresc rezistența celulelor bacteriene la condiții de mediu nefavorabile. Bacteriile transmit adesea aceste gene între ele. Se remarcă, de asemenea, transferul informațiilor genetice către bacterii din altă specie.

În absența unui adevărat proces sexual, este conjugarea care joacă un rol imens în schimbul de caracteristici utile. Acesta este modul în care se transmite capacitatea bacteriilor de a prezenta rezistență la medicamente. Transferul rezistenței la antibiotice între populațiile care cauzează boli este deosebit de periculos pentru umanitate.

Orez. 17. Fotografia arată momentul conjugării a două E. coli.

Fazele dezvoltării populației bacteriene

Când este inoculată pe un mediu nutritiv, dezvoltarea populației bacteriene trece prin mai multe faze.

Faza inițială

Faza inițială este perioada de la momentul însămânțării până la creșterea lor. În medie, faza inițială durează 1 - 2 ore.

Faza de întârziere a reproducerii

Aceasta este faza creșterii bacteriene intensive. Durata sa este de aproximativ 2 ore. Depinde de vârsta culturii, perioada de adaptare, calitatea mediului nutritiv etc.

Faza logaritmică

În această fază, există un vârf în rata de reproducere și creșterea populației bacteriene. Durata sa este de 5 - 6 ore.

Faza de accelerare negativă

În această fază, are loc o scădere a ratei de reproducere, numărul de bacterii care se divizează scade și numărul de bacterii moarte crește. Motivul accelerării negative este epuizarea mediului nutritiv. Durata sa este de aproximativ 2 ore.

Faza maximă staționară

În timpul fazei staționare, se observă un număr egal de indivizi morți și nou formați. Durata sa este de aproximativ 2 ore.

Faza de accelerare a morții

În această fază, numărul de celule moarte crește progresiv. Durata sa este de aproximativ 3 ore.

Faza de moarte logaritmică

În această fază, celulele bacteriene mor viteza constanta. Durata sa este de aproximativ 5 ore.

Faza de scădere a ratei

În această fază, celulele bacteriene vii rămase intră într-o stare de repaus.

Orez. 18. Figura prezintă curba de creștere a unei populații bacteriene.

Orez. 19. În fotografie, o colonie de Pseudomonas aeruginosa este albastru-verde, o colonie de micrococi galben, Coloniile de Bacterium prodigiosum sunt de culoare roșie sânge, iar coloniile de Bacteroides niger sunt de culoare neagră.

Orez. 20. Fotografia prezintă o colonie de bacterii. Fiecare colonie este descendentul unei singure celule. Într-o colonie, numărul de celule este de milioane. Colonia crește în 1 - 3 zile.

Divizarea bacteriilor sensibile magnetic

În anii 1970, au fost descoperite bacterii care trăiau în mări care aveau un sentiment de magnetism. Magnetismul permite acestor creaturi uimitoare să navigheze de-a lungul liniilor câmp magnetic Pământ și găsiți sulf, oxigen și alte substanțe de care are atât de mult nevoie. „Busola” lor este reprezentată de magnetozomi, care constau dintr-un magnet. Când se împart, bacteriile sensibile magnetic își împart busola. În acest caz, constricția în timpul diviziunii devine în mod clar insuficientă, astfel încât celula bacteriană se îndoaie și face o fractură ascuțită.

Orez. 21. Fotografia prezintă momentul divizării unei bacterii sensibile magnetic.

Creșterea bacteriană

Când o celulă bacteriană începe să se dividă, două molecule de ADN se separă în capete diferite celule. Apoi, celula este împărțită în două părți egale, care sunt separate una de cealaltă și cresc la dimensiunea lor originală. Viteza de divizare a multor bacterii este în medie de 20 - 30 de minute. În doar o zi, o celulă formează 72 de generații de descendenți.

Masa de celule în procesul de creștere și dezvoltare se absoarbe rapid nutrienti din mediu. Acest lucru este facilitat de factorii de mediu favorabili - regim de temperatură, o cantitate suficientă de nutrienți, pH-ul necesar al mediului. Celulele aerobe au nevoie de oxigen. Este periculos pentru anaerobi. Cu toate acestea, proliferarea nelimitată a bacteriilor nu are loc în natură. Lumina soarelui, aer uscat, lipsa hranei, temperatură ridicată factorii de mediu și alți factori au un efect negativ asupra celulei bacteriene.

Orez. 22. Fotografia arată momentul diviziunii celulare.

Factori de creștere

Pentru creșterea bacteriilor sunt necesare anumite substanțe (factori de creștere), dintre care unele sunt sintetizate chiar de celulă, dintre care unele provin din mediul înconjurător. Nevoia de factori de creștere este diferită pentru toate bacteriile.

Necesitatea factorilor de creștere este semn constant, ceea ce face posibilă utilizarea acestuia pentru identificarea bacteriilor, prepararea mediilor de cultură și utilizarea în biotehnologie.

Factori de creștere a bacteriilor (vitamine bacteriene) - elemente chimice, dintre care majoritatea sunt vitamine solubile în apă grupa B. Această grupă include, de asemenea, bazele hemină, colină, purinică și pirimidină și alți aminoacizi. În absența factorilor de creștere, apare bacteriostaza.

Bacteriile folosesc factori de creștere în cantități minime și neschimbate. O serie de substanțe chimice din acest grup fac parte din enzimele celulare.

Orez. 23. Fotografia prezintă momentul divizării unei bacterii în formă de tijă.

Cei mai importanți factori de creștere a bacteriilor

Vitamina B1 (tiamina). Ia parte la metabolismul carbohidraților.
Vitamina B2" (riboflavina). Ia parte la reacțiile redox.
Acid pantotenic este o componentă a coenzimei A.
Vitamina B6 (piridoxina). Ia parte la metabolismul aminoacizilor.
Vitaminele B12(cobalaminele sunt substanțe care conțin cobalt). Ele participă activ la sinteza nucleotidelor.
Acid folic. Unii dintre derivații săi fac parte din enzimele care catalizează sinteza bazelor purinice și pirimidinice, precum și a unor aminoacizi.
Biotina. Participă la metabolismul azotului și, de asemenea, catalizează sinteza substanțelor nesaturate acizi grași.
Vitamina PP(acid nicotinic). Participă la reacții redox, la formarea enzimelor și la metabolismul lipidelor și carbohidraților.
Vitamina H(acid para-aminobenzoic). Este un factor de creștere pentru multe bacterii, inclusiv pentru cele care locuiesc în intestinele umane. Acidul folic este sintetizat din acidul para-aminobenzoic.
Gemini. Este o componentă a unor enzime care participă la reacțiile de oxidare.
Kholin. Ia parte la reacțiile de sinteza lipidelor peretelui celular. Este un furnizor de grupare metil în sinteza aminoacizilor.
Baze purinice și pirimidinice(adenină, guanină, xantină, hipoxantină, citozină, timină și uracil). Substanțele sunt necesare în principal ca componente ale acizilor nucleici.
Aminoacizi. Aceste substanțe sunt componente ale proteinelor celulare.

Cerința pentru factorii de creștere a anumitor bacterii

Auxotrofe Pentru a asigura viața, necesită furnizarea de substanțe chimice din exterior. De exemplu, clostridiile nu sunt capabile să sintetizeze lecitină și tirozină. Stafilococii necesită aport de lecitină și arginină. Streptococii necesită furnizarea de acizi grași - componente ale fosfolipidelor. Corynebacteriile și Shigella trebuie furnizate acid nicotinic. Staphylococcus aureus, pneumococii și brucela necesită vitamina B1. Streptococi și bacili tetanici - în acid pantotenic.

Prototrofe sintetiza in mod independent substantele necesare.

Orez. 24. Condiții de mediu diferite au efecte diferite asupra creșterii coloniilor bacteriene. În stânga este o creștere constantă sub forma unui cerc care se extinde încet. corect - creștere rapidă sub formă de „evadări”.

Studierea necesității bacteriilor pentru factorii de creștere permite oamenilor de știință să obțină o masă microbiană mare, atât de necesară în fabricarea medicamentelor antimicrobiene, a serurilor și a vaccinurilor.

Citiți mai multe despre bacterii în articole:

Proliferarea bacteriană este un mecanism de creștere a numărului de populații microbiene. Diviziunea bacteriană este principala metodă de reproducere. După împărțire, bacteriile trebuie să atingă dimensiunea adultului. Bacteriile cresc prin absorbția rapidă a nutrienților din mediul lor. Creșterea necesită anumite substanțe (factori de creștere), dintre care unele sunt sintetizate chiar de celula bacteriană, iar unele provin din mediul înconjurător.

Care nu au miez. Majoritatea bacteriilor sunt heterotrofe, dar există și autotrofe. Se reproduc prin diviziune. Când apar condiții nefavorabile, unele bacterii formează spori.

Bacteriile pot fi văzute doar prin microscop, motiv pentru care sunt numite microorganisme. Microorganismele sunt studiate de știința microbiologiei. Ramura microbiologiei care studiază bacteriile se numește bacteriologie.

Primul care a văzut și descris bacteriile a fost naturalistul olandez Anthony van Leeuwen Hoek (1632-1723). A învățat să măcine sticla și să facă lentile. Leeuwenhoek a realizat peste 400 de microscoape și a descoperit lumea organismelor microscopice - bacterii și protisti.

Când auzim de bacterii, cel mai adesea ne imaginăm Durere de gât sau gingii, în ciuda faptului că numai mica parte bacteriile cauzează boli. Majoritatea acestor organisme efectuează altele funcții importante.

Începem să intrăm în contact cu bacteriile din primele ore de viață. Mulți dintre ei trăiesc în mod constant pe suprafața pielii umane. Sunt chiar mai multe pe dinți, gingii, limbă și pereții gurii. Există mai multe bacterii în gură decât oameni pe Pământ! Dar cel mai mare număr dintre ei trăiește în intestine - până la 5 kg la un adult.

Bacteriile se găsesc peste tot: în apă, sol, aer, în țesuturile plantelor, în corpurile animalelor și ale oamenilor. Trăiesc acolo unde găsesc suficientă hrană, umiditate și temperaturi favorabile (10-40 ° C). Majoritatea au nevoie de oxigen. Există și bacterii care trăiesc în izvoare termale (cu o temperatură de 60-90°C), corpuri de apă extrem de sărate, în gurile vulcanice, adânc în oceane unde lumina soarelui nu pătrunde. Chiar și în regiunile cele mai reci (Antarctica) și pe cele mai înalte vârfuri muntoase trăiesc bacteriile.

ÎN locuri diferite Se găsesc un număr variat de bacterii. Sunt mai puține în aer, mai ales în condiții naturale. Și în locurile aglomerate, cum ar fi cinematografele, gările și sălile de clasă, sunt mult mai multe. Prin urmare, este necesară ventilarea frecventă a localului.

În apele râurilor, în special în apropierea orașelor mari, pot exista o mulțime de bacterii - până la câteva sute de mii la 1 mm3. Prin urmare, nu trebuie să beți apă brută din rezervoare deschise. Există o mulțime de bacterii în apa mărilor și oceanelor.

Există și mai multe bacterii în sol - până la 100 de milioane la 1 g de humus (stratul fertil de sol).

Bacteriile sunt organisme foarte mici. Cele mai mari bacterii pot fi văzute la microscop cu lumină.

Pentru a le cunoaște pe cele mai mici, este necesar un microscop electronic (Fig. 7).

Majoritatea bacteriilor care locuiesc acasă și corpul nostru sunt sub formă de bile, bastoane și spirale. Bacteriile sferice sunt numite coci, bacteriile în formă de baston se numesc bacili, iar bacteriile în formă de spirală sunt numite spirilla (Fig. 9). Unele bacterii formează lanțuri, situate aproape unele de altele.

Luați în considerare structura unei celule bacteriene din Figura 10. Include citoplasmă, înconjurată de o membrană citoplasmatică și o membrană celulară (peretele celular). Învelișul conferă bacteriei o anumită formă și servește drept protecție împotriva condițiilor nefavorabile.

Protecție suplimentară pentru multe bacterii va fi asigurată de stratul de mucus situat în exteriorul cochiliei. Suprafața celulei bacteriene este acoperită cu numeroase vilozități, care sunt excrescențe goale ale membranei citoplasmatice. Unele bacterii au unul sau mai mulți flageli filamentoși.

Principala diferență dintre bacterii este absența unui nucleu, adică sunt procariote.

Pe această bază ei sunt separați într-un regat separat. Materialul nuclear al bacteriilor este cromozomul bacterian: transportă informații ereditare.

Majoritatea bacteriilor sunt heterotrofe. Ei consumă substanțe organice gata preparate. Hrana lor este organisme vii și moarte, produse alimentare umane, ape uzate etc.

Saprotrofe

Unele bacterii heterotrofe folosesc substanțe organice din cadavre sau secreții ale organismelor vii. Acestea sunt saprotrofe (de la grecescul sapros - putred și trophos - nutriție).

Există și bacterii autotrofe. Sunt capabili să formeze substanțe organice din substanțe anorganice ( dioxid de carbon, apă, hidrogen sulfurat etc.). Bacteriile fotosintetice autotrofe au în celulele lor clorofilă bacteriană, cu care formează substanțe organice sub influența energiei solare.

Cianobacterii

Un exemplu de bacterii autotrofe sunt cianobacteriile. Ei își fac propriile alimente din dioxid de carbon și apă atunci când sunt expuși lumina soarelui. În același timp, ei eliberează oxigen, îmbogățindu-și habitatul.

Bacteriile se reproduc prin diviziune. În acest caz, dintr-o celulă mamă se formează două celule fiice, asemănătoare cu cea mamă. În condiții favorabile (nutriție suficientă, umiditate și temperatură de la 10 la 30 ° C), bacteriile se pot împărți la fiecare 20-30 de minute, astfel încât numărul lor crește foarte repede. Material de pe site

Dacă bacteriile sunt cultivate (crescute) pe un mediu nutritiv în condiții favorabile, acestea se înmulțesc foarte repede și formează colonii de până la 4 miliarde de celule. Colonii de bacterii anumite tipuri au contururi și colorații caracteristice (Fig. 8). După tipul de colonii, puteți determina prezența anumitor bacterii într-un anumit material.

Unele bacterii se deplasează folosind flageli. Baza flagelului se rotește și pare a fi înșurubat în mediu, asigurând mișcarea bacteriei. Majoritatea bacteriilor se deplasează pasiv: unele cu ajutorul curenților de aer, altele cu curgerea apei. Așa sunt distribuite.

În condiții nefavorabile (lipsa hranei, umiditate, fluctuații bruște de temperatură), bacteriile se pot transforma în spori. Citoplasma din apropierea cromozomului bacterian devine mai densă. În jurul ei se formează o coajă foarte puternică. Sporii formați în acest fel pot exista sute de ani (Fig. 11).

Regatul „Bacterii” este format din bacterii și alge albastre-verzi, caracteristici generale care constă în dimensiunea mică și absența unui nucleu despărțit printr-o membrană de citoplasmă.

Cine sunt bacteriile

Tradus din greacă „bakterion” înseamnă băț. În cea mai mare parte, microbii sunt invizibili cu ochiul liber organisme unicelulare, reproducind prin diviziune.

Cine le-a descoperit

Vedeți pentru prima dată cele mai mici organisme unicelulare în microscop de casă Un explorator din Olanda care a trăit în secolul al XVII-lea, Anthony Van Leeuwenhoek, a reușit să facă acest lucru. Studiu lumea din jurul nostru prin lupa unei lupe a început în timp ce lucra într-un magazin de mercerie.

Anthony Van Leeuwenhoek (1632 - 1723)

Ulterior, Leeuwenhoek s-a concentrat pe realizarea de lentile capabile de mărire de până la 300 de ori. În ele a examinat cele mai mici microorganisme, descriind informațiile primite și transferând ceea ce a văzut pe hârtie.

În 1676, Leeuwenhoek a descoperit și a prezentat informații despre creaturile microscopice, cărora le-a dat numele de „animalcule”.

Ce mănâncă ei?

Cele mai mici microorganisme au existat pe Pământ cu mult înainte de apariția oamenilor. Au o distribuție omniprezentă, hrănindu-se cu alimente organice și substanțe anorganice.

Pe baza metodelor de asimilare a nutrienților, bacteriile sunt de obicei împărțite în autotrofe și heterotrofe. Pentru existență și dezvoltare, heterotrofei folosesc produse reziduale din descompunerea organică a organismelor vii.

Reprezentanți ai bacteriilor

Biologii au identificat aproximativ 2.500 de grupuri de bacterii diferite.

După forma lor, acestea sunt împărțite în:

coci având contururi sferice;
bacili - în formă de tijă;
vibrioni care au curbe;
spirilla – formă de spirală;
streptococi, constând din lanțuri;
stafilococi care formează ciorchini asemănător strugurilor.

În funcție de gradul de influență asupra corpului uman, procariotele pot fi împărțite în:

util;
dăunătoare.

Microbii periculoși pentru oameni includ stafilococii și streptococii, care provoacă boli purulente.

Bacteriile bifido și acidophilus sunt considerate benefice, stimulând sistemul imunitar și protejând tractului gastrointestinal.

Cum se reproduc bacteriile reale?

Reproducerea tuturor tipurilor de procariote are loc în principal prin diviziune, urmată de creșterea la dimensiunea originală. După ce a atins o anumită dimensiune, un microorganism adult se împarte în două părți.

Mai rar, reproducerea organismelor unicelulare similare se realizează prin înmugurire și conjugare. Când înmugurează microorganismul mamă, cresc până la patru celule noi, urmate de moartea părții adulte.

Conjugarea este considerată cel mai simplu proces sexual în organismele unicelulare. Cel mai adesea, bacteriile care trăiesc în organismele animale se reproduc în acest fel.

Simbioți de bacterii

Microorganismele implicate în digestia în intestinul uman sunt exemplu strălucitor simbionti bacterii. Simbioza a fost descoperită pentru prima dată de microbiologul olandez Martin Willem Beijerinck. În 1888, a dovedit coexistența strânsă reciproc avantajoasă a plantelor unicelulare și leguminoase.

Trăind în sistemul radicular, simbioți, hrănindu-se cu carbohidrați, furnizează plantei cu azot atmosferic. Astfel, leguminoasele cresc fertilitatea fara sa epuizeze solul.

Există multe exemple simbiotice de succes care implică bacterii și:

persoană;
alge;
artropode;
animale marine.

Organismele unicelulare microscopice asistă sistemele corpului uman, ajută la purificarea apelor uzate, participă la ciclul elementelor și lucrează pentru atingerea obiectivelor comune.

De ce bacteriile sunt clasificate într-un regn special?

Aceste organisme se caracterizează prin dimensiunea lor mică, lipsa unui nucleu format și structura excepțională. Prin urmare, în ciuda asemănării lor externe, ele nu pot fi clasificate ca eucariote, care au un nucleu celular format limitat de citoplasmă printr-o membrană.

Datorită tuturor caracteristicilor lor, în secolul al XX-lea oamenii de știință le-au identificat ca un regat separat.

Cele mai vechi bacterii

Cele mai mici organisme unicelulare sunt considerate prima viață care a apărut pe Pământ. Cercetătorii în 2016 au descoperit în Groenlanda cianobacterii îngropate, care aveau aproximativ 3,7 miliarde de ani.

În Canada, au fost găsite urme de microorganisme care au trăit în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani în ocean.

Funcțiile bacteriilor

În biologie, între organismele vii și mediul lor, bacteriile îndeplinesc următoarele funcții:

prelucrarea substanțelor organice în minerale;
fixarea azotului.

În viața umană, microorganismele unicelulare joacă un rol important încă din primele minute de la naștere. Acestea oferă o microfloră intestinală echilibrată, influențează sistemul imunitar și mențin echilibrul apă-sare.

Substanță de rezervă bacteriană

La procariote, nutrienții de rezervă se acumulează în citoplasmă. Se acumulează în condiții favorabile și se consumă în perioadele de post.

Substanțele de rezervă bacteriene includ:

polizaharide;
lipide;
polipeptide;
polifosfați;
depozite de sulf.

Semnul principal al bacteriilor

Funcția nucleului la procariote este îndeplinită de nucleoid.

Prin urmare, principala caracteristică a bacteriilor este concentrația de material ereditar într-un cromozom.

De ce reprezentanții regnului bacteriilor sunt clasificați ca procariote?

Absența unui nucleu format a fost motivul clasificării bacteriilor ca organisme procariote.

Cum supraviețuiesc bacteriile în condiții nefavorabile

Procariotele microscopice sunt capabile de perioadă lungă de timp suportă condiții nefavorabile, transformându-se în dispute. Există o pierdere de apă din celulă, o scădere semnificativă a volumului și o schimbare a formei.

Sporii devin insensibili la influențele mecanice, de temperatură și chimice.În acest fel, proprietatea de viabilitate este păstrată și se realizează relocarea efectivă.

Concluzie

Bacteriile sunt cea mai veche formă de viață de pe Pământ, cunoscută cu mult înainte de apariția oamenilor. Sunt prezente peste tot: în aerul din jur, în apă, în stratul de suprafață scoarta terestra. Habitate includ plante, animale și oameni.

Studiul activ al organismelor unicelulare a început în secolul al XIX-lea și continuă până în zilele noastre. Aceste organisme sunt partea principală viata de zi cu zi oameni și au un impact direct asupra existenței umane.

Bacteriile benefice care locuiesc în corpul uman se numesc microbiotă. Ele sunt destul de mari ca număr - o persoană are milioane de ele. În plus, toate reglează sănătatea și funcționarea normală a fiecărui individ. Oamenii de știință spun: fără bacterii benefice sau, așa cum sunt numite și mutualiste, tractul gastrointestinal, pielea și tractul respirator ar fi atacate instantaneu de microbi patogeni și ar fi distruse.

Care ar trebui să fie echilibrul microbiotei din organism și cum poate fi ajustat pentru a evita dezvoltarea boli grave, a întrebat AiF.ru director general exploatația biomedicală a lui Serghei Musienko.

Lucrători intestinali

Unul dintre departamente importante Locul bacteriilor benefice este intestinele. Nu fără motiv se crede că aici este întemeiat întregul sistem imunitar uman. Și dacă mediul bacterian este perturbat, atunci apărarea organismului este redusă semnificativ.

Bacteriile intestinale benefice creează condiții de viață literalmente insuportabile pentru microbii patogeni - un mediu acid. În plus, microorganismele benefice ajută la digerarea alimentelor din plante, deoarece bacteriile se hrănesc cu celulele vegetale care conțin celuloză, dar enzimele intestinale nu pot face față singure. De asemenea, bacteriile intestinale contribuie la producerea vitaminelor B și K, care asigură metabolismul în oase și țesuturi conjunctiveși, de asemenea, eliberează energie din carbohidrați și promovează sinteza anticorpilor și reglarea sistemului nervos.

Cel mai adesea, când se vorbește despre bacteriile intestinale benefice, se referă la cele 2 cele mai populare tipuri: bifidobacteria și lactobacili. În același timp, nu pot fi numiți principalele, așa cum cred mulți oameni - numărul lor este de doar 5-15% din număr total. Cu toate acestea, ele sunt foarte importante, deoarece efectul lor pozitiv asupra altor bacterii a fost dovedit, atunci când astfel de bacterii pot fi factori importanți bunăstarea unei întregi comunități: dacă sunt hrăniți sau introduși în organism cu ajutorul produse lactate fermentate- chefir sau iaurt, ajuta alte bacterii importante sa supravietuiasca si sa se reproduca. De exemplu, este foarte important să-și restabiliți populația în timpul disbacteriozei sau după un curs de antibiotice. În caz contrar, va fi problematică creșterea apărării organismului.

Scut biologic

Bacteriile care populează pielea și tractul respirator al oamenilor, de fapt, stau de pază și își protejează în mod fiabil zona de responsabilitate împotriva pătrunderii organismelor patogene. Principalii sunt micrococii, streptococii și stafilococii.

Microbiomul pielii a suferit modificări în ultimele sute de ani, deoarece oamenii au trecut de la o viață naturală în contact cu natura la spălarea regulată. prin mijloace speciale. Se crede că pielea umană este acum locuită de bacterii complet diferite care au trăit înainte. Corpul cu sistemul imunitar poate distinge periculoase de nepericuloase. Dar, pe de altă parte, orice streptococ poate deveni patogen pentru o persoană, de exemplu, dacă intră într-o tăietură sau orice altă rană deschisă pe piele. Excesul de bacterii sau activitatea lor patologică pe piele și în tractului respirator poate duce la dezvoltare diverse boli, și la aspect miros neplăcut. Astăzi există dezvoltări bazate pe bacterii care oxidează amoniul. Utilizarea lor face posibilă însămânțarea microbiomului pielii cu organisme complet noi, în urma cărora nu numai mirosul dispare (rezultatul metabolismului florei urbane), ci și structura pielii se modifică - porii se deschid etc.

Salvarea microlumii

Microcosmosul fiecărei persoane se schimbă destul de repede. Și acest lucru are avantaje fără îndoială, deoarece numărul de bacterii poate fi actualizat independent.

Diferitele bacterii se hrănesc cu diferite substanțe - cu cât hrana unei persoane este mai variată și cu cât se potrivește mai mult cu sezonul, cu atât microorganismele benefice au mai multe opțiuni. Cu toate acestea, dacă alimentele sunt încărcate puternic cu antibiotice sau conservanți, bacteriile nu vor supraviețui, deoarece aceste substanțe sunt tocmai concepute pentru a le distruge. Mai mult, nu contează deloc faptul că majoritatea bacteriilor nu sunt patogene. Rezultatul este diversitatea lumea interioara omul este distrus. Și după aceasta încep diverse boli- probleme cu scaunul, erupții cutanate, tulburări metabolice, reactii alergice etc.

Dar microbiota poate fi ajutată. Mai mult, va dura doar câteva zile pentru o ușoară corectare.

Există număr mare probiotice (cu bacterii vii) și prebiotice (substanțe care susțin bacteriile). Dar principala problemă este că funcționează diferit pentru fiecare. Analiza arată că eficacitatea lor împotriva disbacteriozei este de până la 70-80%, adică unul sau altul poate funcționa sau nu. Și aici ar trebui să monitorizați cu atenție progresul tratamentului și al administrării - dacă remediile funcționează, veți observa imediat îmbunătățiri. Dacă situația rămâne neschimbată, merită să schimbați programul de tratament.

Alternativ, puteți fi supus unor teste speciale care studiază genomul bacteriilor, determină compoziția și raportul acestora. Acest lucru vă permite să selectați rapid și competent opțiunea de nutriție necesară și terapie complementară, care va restabili echilibrul fragil. Deși o persoană nu simte ușoare tulburări în echilibrul bacteriilor, acestea afectează totuși sănătatea - în acest caz, se poate observa boli frecvente, somnolenta, manifestări alergice. Fiecare locuitor al orașului, într-o măsură sau alta, are un dezechilibru în organism, iar dacă nu face nimic anume pentru a-l reface, atunci probabil că va avea probleme de sănătate de la o anumită vârstă.

Post, post, mai multe legume, terci din cereale naturale dimineața - acestea sunt doar câteva opțiuni comportament alimentar care este iubit bacterii benefice. Dar pentru fiecare persoană, dieta ar trebui să fie individuală, în conformitate cu starea corpului său și stilul său de viață - abia atunci poate menține un echilibru optim și se poate simți mereu bine.