Bakterie to najstarsza grupa organizmów, jaka obecnie istnieje na Ziemi. Pierwsze bakterie pojawiły się prawdopodobnie ponad 3,5 miliarda lat temu i przez prawie miliard lat były jedynymi żywymi istotami na naszej planecie. Ponieważ byli to pierwsi przedstawiciele dzikiej przyrody, ich ciało miało prymitywną strukturę.

Z biegiem czasu ich struktura stała się bardziej złożona, ale nawet dzisiaj bakterie są uważane za najbardziej prymitywne organizmy jednokomórkowe. Co ciekawe, niektóre bakterie nadal zachowują prymitywne cechy swoich starożytnych przodków. Obserwuje się to u bakterii żyjących w gorących źródłach siarkowych i beztlenowych mułach na dnie zbiorników.

Większość bakterii jest bezbarwna. Tylko nieliczne są w kolorze fioletowym lub zielony kolor. Ale kolonie wielu bakterii mają jasny kolor, co wynika z uwalniania kolorowej substancji do środowiska lub pigmentacji komórek.

Odkrywcą świata bakterii był XVII-wieczny holenderski przyrodnik Anthony Leeuwenhoek, który jako pierwszy stworzył doskonały mikroskop ze szkłem powiększającym, który powiększa przedmioty 160-270 razy.

Bakterie są klasyfikowane jako prokarioty i są podzielone na odrębne królestwo - Bakterie.

Figura

Bakterie to liczne i różnorodne organizmy. Różnią się formą.

nazwa bakterii	Kształt bakterii	Obraz bakterii
kokcy		kulisty
Bakcyl		w kształcie pręta
Wibro		zakrzywiony przecinek
Spirylla		Spirala
paciorkowce		Łańcuch cocci
gronkowce		Skupiska ziarniaków
diplokoki		Dwie okrągłe bakterie zamknięte w jednej śluzowatej kapsułce

Sposoby transportu

Wśród bakterii wyróżnia się formy ruchome i nieruchome. Ruchome poruszają się za pomocą skurczów przypominających fale lub za pomocą wici (skręconych spiralnych nitek), które składają się ze specjalnego białka flageliny. Może być jedna lub więcej wici. U niektórych bakterii znajdują się na jednym końcu komórki, w innych na dwóch lub na całej powierzchni.

Ale ruch jest również nieodłącznym elementem wielu innych bakterii, które nie mają wici. Tak więc bakterie pokryte śluzem na zewnątrz są zdolne do ruchu ślizgowego.

Niektóre bakterie wodne i glebowe bez wici mają w cytoplazmie wakuole gazowe. W komórce może znajdować się 40-60 wakuoli. Każda z nich wypełniona jest gazem (prawdopodobnie azotem). Regulując ilość gazu w wakuolach, bakterie wodne mogą zatapiać się w słupie wody lub unosić się na jej powierzchnię, podczas gdy bakterie glebowe mogą przemieszczać się w naczyniach włosowatych gleby.

Siedlisko

Ze względu na prostotę organizacji i bezpretensjonalność bakterie są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Bakterie można znaleźć wszędzie: w kropli nawet najczystszej źródlanej wody, w ziarnach ziemi, w powietrzu, na skałach, w polarnych śniegach, pustynnych piaskach, na dnie oceanów, w ropie wydobywanej z dużych głębokości, a nawet w gorących źródłach. woda o temperaturze około 80ºС. Żyją na roślinach, owocach, różnych zwierzętach i ludziach w jelitach, ustach, kończynach i na powierzchni ciała.

Bakterie to najmniejsze i najliczniejsze organizmy żywe. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom z łatwością wnikają we wszelkie pęknięcia, szczeliny, pory. Bardzo wytrzymały i elastyczny różne warunki istnienie. Tolerują suszenie, ekstremalne zimno, ogrzewanie do 90ºС, bez utraty żywotności.

Praktycznie nie ma miejsca na Ziemi, w którym nie znaleziono by bakterii, ale w różne ilości. Warunki życia bakterii są zróżnicowane. Niektóre z nich potrzebują tlenu z powietrza, inne go nie potrzebują i są w stanie żyć w środowisku beztlenowym.

W powietrzu: bakterie wznoszą się do górnych warstw atmosfery na wysokość do 30 km. i więcej.

Szczególnie dużo ich w glebie. Jeden gram gleby może zawierać setki milionów bakterii.

W wodzie: w warstwach wód powierzchniowych zbiorników otwartych. Pożyteczne bakterie wodne mineralizują pozostałości organiczne.

W organizmach żywych: bakterie chorobotwórcze dostają się do organizmu z otoczenie zewnętrzne, ale tylko w sprzyjających warunkach powodują choroby. Symbiotyki żyją w narządach trawiennych, pomagając rozkładać i przyswajać pokarm, syntetyzować witaminy.

Struktura zewnętrzna

Komórka bakteryjna ubrana jest w specjalną gęstą otoczkę – ścianę komórkową, która pełni funkcje ochronne i podporowe, a także nadaje bakterii trwały, charakterystyczny kształt. Ściana komórkowa bakterii przypomina otoczkę komórki roślinnej. Jest przepuszczalny: przez niego składniki odżywcze swobodnie przechodzą do komórki, a produkty przemiany materii wychodzą do środowiska. Często na górze ściany komórkowej bakterii, dodatkowo warstwa ochronnaśluz - kapsułka. Grubość kapsułki może być wielokrotnie większa niż średnica samej komórki, ale może być bardzo mała. Kapsułka nie jest obowiązkową częścią komórki, powstaje w zależności od warunków, w jakich dostaną się bakterie. Zapobiega wysychaniu bakterii.

Na powierzchni niektórych bakterii występują długie wici (jedna, dwie lub wiele) lub krótkie, cienkie kosmki. Długość wici może być wielokrotnie większa niż wielkość ciała bakterii. Bakterie poruszają się za pomocą wici i kosmków.

Struktura wewnętrzna

Wewnątrz komórki bakteryjnej znajduje się gęsta nieruchoma cytoplazma. Ma strukturę warstwową, nie ma wakuoli, więc różne białka (enzymy) i rezerwowe składniki odżywcze znajdują się w samej substancji cytoplazmy. Komórki bakteryjne nie mają jądra. W centralnej części ich komórek koncentruje się substancja przenosząca informacje dziedziczne. Bakterie - Kwas nukleinowy— DNA. Ale ta substancja nie jest oprawiona w jądro.

Wewnętrzna organizacja komórki bakteryjnej jest złożona i ma swoje specyficzne cechy. Cytoplazma jest oddzielona od ściany komórkowej błoną cytoplazmatyczną. W cytoplazmie rozróżnia się główną substancję lub macierz, rybosomy i niewielką liczbę struktur błonowych, które pełnią różne funkcje (analogi mitochondriów, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego). Cytoplazma komórek bakteryjnych często zawiera granulki o różnych kształtach i rozmiarach. Granulki mogą składać się ze związków, które służą jako źródło energii i węgla. Kropelki tłuszczu znajdują się również w komórce bakteryjnej.

W centralnej części komórki substancja jądrowa, DNA, jest zlokalizowana, a nie oddzielona od cytoplazmy błoną. Jest to analog jądra - nukleoidu. Nukleoid nie ma błony, jąderka i zestawu chromosomów.

Metody żywienia

Obserwuje się bakterie różne sposoby odżywianie. Wśród nich są autotrofy i heterotrofy. Autotrofy to organizmy, które potrafią tworzyć własne materia organiczna dla twojego odżywiania.

Rośliny potrzebują azotu, ale same nie mogą pobierać azotu z powietrza. Niektóre bakterie łączą cząsteczki azotu w powietrzu z innymi cząsteczkami, w wyniku czego powstają substancje dostępne dla roślin.

Bakterie te osiedlają się w komórkach młodych korzeni, co prowadzi do powstawania na korzeniach zgrubień, zwanych guzkami. Takie guzki tworzą się na korzeniach roślin z rodziny motylkowatych i niektórych innych roślin.

Korzenie dostarczają bakteriom węglowodanów, a bakterie dostarczają korzeniom substancji zawierających azot, które mogą być pobierane przez roślinę. Ich związek przynosi obopólne korzyści.

Korzenie roślin wydzielają wiele substancji organicznych (cukry, aminokwasy i inne), którymi żywią się bakterie. Dlatego szczególnie wiele bakterii osadza się w warstwie gleby otaczającej korzenie. Bakterie te przekształcają martwe pozostałości roślinne w substancje dostępne dla rośliny. Ta warstwa gleby nazywana jest ryzosferą.

Istnieje kilka hipotez dotyczących przenikania bakterii brodawkowych do tkanek korzeni:

• poprzez uszkodzenie tkanki naskórka i kory;
• przez włośniki;
• tylko przez błonę młodej komórki;
• dzięki bakteriom towarzyszącym wytwarzającym enzymy pektynolityczne;
• dzięki stymulacji syntezy kwasu B-indolooctowego z tryptofanu, który jest zawsze obecny w wydzielinach korzeni roślin.

Proces wprowadzania bakterii brodawkowych do tkanki korzeniowej składa się z dwóch faz:

• infekcja włośników;
• proces powstawania guzków.

W większości przypadków atakująca komórka aktywnie się namnaża, tworzy tzw. nitki infekcyjne i już w postaci takich nitek wnika do tkanek roślinnych. Bakterie guzkowe, które wyłoniły się z nici infekcji, nadal namnażają się w tkance żywiciela.

Wypełnione szybko namnażającymi się komórkami bakterii brodawkowych, komórki roślinne zaczynają się intensywnie dzielić. Połączenie młodego guzka z korzeniem rośliny strączkowej odbywa się dzięki wiązkom naczyniowo-włóknistym. W okresie funkcjonowania guzki są zwykle gęste. Do czasu manifestacji optymalnej aktywności guzki nabierają różowego koloru (dzięki pigmentowi legoglobiny). Tylko te bakterie, które zawierają legoglobinę, są zdolne do wiązania azotu.

Bakterie guzkowe tworzą dziesiątki i setki kilogramów nawozy azotowe za hektar gleby.

Metabolizm

Bakterie różnią się między sobą metabolizmem. U niektórych odbywa się to z udziałem tlenu, u innych – bez jego udziału.

Większość bakterii żywi się gotowymi substancjami organicznymi. Tylko nieliczne z nich (niebiesko-zielone lub cyjanobakterie) potrafią tworzyć substancje organiczne z nieorganicznych. Odegrały ważną rolę w akumulacji tlenu w ziemskiej atmosferze.

Bakterie wchłaniają substancje z zewnątrz, rozrywają ich molekuły, z tych części składają skorupę i uzupełniają jej zawartość (tak się rozmnażają), wyrzucając niepotrzebne molekuły. Powłoka i membrana bakterii pozwalają jej wchłaniać tylko odpowiednie substancje.

Gdyby otoczka i błona bakterii były całkowicie nieprzepuszczalne, żadne substancje nie dostałyby się do komórki. Gdyby były przepuszczalne dla wszystkich substancji, zawartość komórki mieszałaby się z pożywką - roztworem, w którym żyje bakteria. Do przeżycia bakterii potrzebna jest otoczka, przez którą przechodzą niezbędne substancje, ale nie te, które nie są potrzebne.

Bakteria absorbuje składniki odżywcze, które są w jej pobliżu. Co się potem dzieje? Jeśli może poruszać się samodzielnie (przesuwając wici lub odpychając śluz), to porusza się, dopóki nie znajdzie niezbędnych substancji.

Jeśli nie może się poruszyć, czeka, aż dyfuzja (zdolność cząsteczek jednej substancji do wnikania w głąb cząsteczek innej substancji) doprowadzi do niej niezbędne cząsteczki.

Bakterie wraz z innymi grupami mikroorganizmów wykonują ogromną pracę chemiczną. Przetwarzając różne związki, otrzymują energię i składniki odżywcze niezbędne do ich życiowej aktywności. Procesy metaboliczne, sposoby pozyskiwania energii oraz zapotrzebowanie na materiały do ​​budowy substancji ich organizmu u bakterii są różnorodne.

Inne bakterie zaspokajają całe zapotrzebowanie na węgiel niezbędny do syntezy substancji organicznych organizmu kosztem związków nieorganicznych. Nazywa się je autotrofami. Bakterie autotroficzne są w stanie syntetyzować substancje organiczne z nieorganicznych. Wśród nich wyróżnia się:

Chemosynteza

Wykorzystanie energii promieniowania jest najważniejsze, ale nie jedyny sposób tworzenie materii organicznej z dwutlenku węgla i wody. Wiadomo, że bakterie wykorzystują nie światło słoneczne, ale energię jako źródło energii do takiej syntezy. wiązania chemiczne zachodzących w komórkach organizmów podczas utleniania niektórych związków nieorganicznych – siarkowodoru, siarki, amoniaku, wodoru, kwasu azotowego, związków żelaza żelaza i manganu. Wykorzystują materię organiczną utworzoną przy użyciu tej energii chemicznej do budowy komórek swojego ciała. Dlatego proces ten nazywa się chemosyntezą.

Najważniejszą grupą mikroorganizmów chemosyntetycznych są bakterie nitryfikacyjne. Bakterie te żyją w glebie i przeprowadzają utlenianie amoniaku powstającego podczas rozkładu pozostałości organicznych do kwasu azotowego. Ten ostatni, reagując ze związkami mineralnymi gleby, zamienia się w sole kwasu azotowego. Proces ten odbywa się w dwóch fazach.

Bakterie żelaza przekształcają żelazo w tlenek. Utworzony wodorotlenek żelaza osiada i tworzy tzw. bagienną rudę żelaza.

Niektóre mikroorganizmy istnieją dzięki utlenianiu wodoru cząsteczkowego, zapewniając w ten sposób autotroficzny sposób odżywiania.

Cechą charakterystyczną bakterii wodorowych jest zdolność do przejścia na heterotroficzny tryb życia przy zaopatrzeniu w związki organiczne i przy braku wodoru.

Zatem chemoautotrofy są typowymi autotrofami, ponieważ niezależnie syntetyzują niezbędne związki organiczne z substancji nieorganicznych i nie pobierają ich w postaci gotowej z innych organizmów, takich jak heterotrofy. Bakterie chemoautotroficzne różnią się od roślin fototroficznych całkowitą niezależnością od światła jako źródła energii.

fotosynteza bakteryjna

Niektóre bakterie siarkowe zawierające pigment (fioletowy, zielony), zawierające specyficzne pigmenty - bakteriochlorofile, są w stanie wchłonąć energia słoneczna, za pomocą którego siarkowodór rozkłada się w ich organizmach i daje atomy wodoru w celu przywrócenia odpowiednich związków. Proces ten ma wiele wspólnego z fotosyntezą, a różni się tylko tym, że u bakterii purpurowych i zielonych donorem wodoru jest siarkowodór (niekiedy kwasy karboksylowe), a u roślin zielonych woda. W tych i innych rozszczepianie i przenoszenie wodoru odbywa się dzięki energii pochłoniętych promieni słonecznych.

Taka bakteryjna fotosynteza, która zachodzi bez uwalniania tlenu, nazywana jest fotoredukcją. Fotoredukcja dwutlenku węgla wiąże się z przenoszeniem wodoru nie z wody, ale z siarkowodoru:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O

Biologiczne znaczenie chemosyntezy i fotosyntezy bakteryjnej w skali planetarnej jest stosunkowo niewielkie. Tylko bakterie chemosyntetyczne odgrywają znaczącą rolę w obiegu siarki w przyrodzie. wchłanianie zielone rośliny w postaci soli kwasu siarkowego siarka jest zredukowana i jest częścią cząsteczek białka. Ponadto podczas niszczenia martwych resztek roślinnych i zwierzęcych przez bakterie gnilne uwalniana jest siarka w postaci siarkowodoru, który jest utleniany przez bakterie siarkowe do wolnej siarki (lub kwasu siarkowego), która tworzy siarczyny dostępne dla roślin w glebie. Bakterie chemo- i fotoautotroficzne są niezbędne w obiegu azotu i siarki.

sporulacja

Wewnątrz komórki bakteryjnej tworzą się zarodniki. W procesie tworzenia przetrwalników komórka bakteryjna przechodzi szereg procesów biochemicznych. Zmniejsza ilość wolnej wody, redukuje aktywność enzymatyczna. Zapewnia to odporność zarodników na niekorzystne warunki środowiskowe ( wysoka temperatura, wysokie stężenie soli, suszenie itp.). Tworzenie przetrwalników jest charakterystyczne tylko dla niewielkiej grupy bakterii.

Zarodniki nie są istotnym etapem cyklu życiowego bakterii. Zarodnikowanie rozpoczyna się dopiero w przypadku braku składniki odżywcze lub nagromadzenie produktów przemiany materii. Bakterie w postaci zarodników długi czas odpoczywać. Zarodniki bakterii wytrzymują długotrwałe gotowanie i bardzo długie zamrażanie. Kiedy pojawiają się sprzyjające warunki, spór kiełkuje i staje się opłacalny. Zarodniki bakterii są adaptacjami do przetrwania w niesprzyjających warunkach.

reprodukcja

Bakterie rozmnażają się, dzieląc jedną komórkę na dwie. Po osiągnięciu określonej wielkości bakteria dzieli się na dwie identyczne bakterie. Następnie każdy z nich zaczyna żerować, rośnie, dzieli się i tak dalej.

Po wydłużeniu komórki stopniowo tworzy się przegroda poprzeczna, a następnie komórki potomne rozchodzą się; u wielu bakterii w pewnych warunkach komórki po podziale pozostają połączone w charakterystyczne grupy. W tym przypadku, w zależności od kierunku płaszczyzny podziału i liczby podziałów, powstają różne formy. Wyjątkiem jest rozmnażanie przez pączkowanie u bakterii.

W sprzyjających warunkach podział komórek u wielu bakterii następuje co 20-30 minut. Przy tak szybkiej reprodukcji potomstwo jednej bakterii w ciągu 5 dni jest w stanie uformować masę, która może wypełnić wszystkie morza i oceany. Proste obliczenie pokazuje, że dziennie mogą powstać 72 pokolenia (720 000 000 000 000 000 000 komórek). W przeliczeniu na wagę - 4720 ton. Jednak w naturze tak się nie dzieje, ponieważ większość bakterii szybko ginie pod wpływem światła słonecznego, suszenia, braku pożywienia, nagrzania do 65-100ºС, w wyniku walki między gatunkami itp.

Bakteria (1), po wchłonięciu wystarczającej ilości pokarmu, powiększa się (2) i zaczyna przygotowywać się do rozmnażania (podziału komórki). Jego DNA (u bakterii cząsteczka DNA jest zamknięta w pierścieniu) podwaja się (bakteria wytwarza kopię tej cząsteczki). Obie cząsteczki DNA (3.4) wydają się być przyczepione do ściany bakteryjnej, a po wydłużeniu bakterie rozchodzą się na boki (5.6). Najpierw dzieli się nukleotyd, a następnie cytoplazma.

Po rozbieżności dwóch cząsteczek DNA na bakteriach pojawia się przewężenie, które stopniowo dzieli ciało bakterii na dwie części, z których każda zawiera cząsteczkę DNA (7).

Zdarza się (w prątkach siana), że dwie bakterie sklejają się i tworzy się między nimi most (1,2).

DNA jest transportowane z jednej bakterii do drugiej przez skoczek (3). Raz w jednej bakterii cząsteczki DNA splatają się, miejscami sklejają (4), po czym wymieniają się odcinkami (5).

Rola bakterii w przyrodzie

Krążenie

Bakterie są najważniejszym ogniwem w ogólnym obiegu substancji w przyrodzie. Rośliny tworzą złożone substancje organiczne z dwutlenku węgla, wody i glebowych soli mineralnych. Substancje te wracają do gleby wraz z martwymi grzybami, roślinami i zwłokami zwierząt. Bakterie rozkładają złożone substancje na proste, które są ponownie wykorzystywane przez rośliny.

Bakterie niszczą złożoną materię organiczną martwych roślin i zwłok zwierząt, wydalin organizmów żywych i różnych odpadów. Żywiąc się tymi substancjami organicznymi, saprofityczne bakterie próchnicowe zamieniają je w próchnicę. To są sanitariusze naszej planety. W ten sposób bakterie aktywnie uczestniczą w obiegu substancji w przyrodzie.

tworzenie gleby

Ponieważ bakterie są rozmieszczone prawie wszędzie i występują w ogromnych ilościach, w dużej mierze determinują różne procesy zachodzące w przyrodzie. Jesienią opadają liście z drzew i krzewów, zamierają naziemne pędy traw, odpadają stare gałęzie, a od czasu do czasu opadają pnie starych drzew. Wszystko to stopniowo zamienia się w próchnicę. w 1 cm 3. Powierzchniowa warstwa gleb leśnych zawiera setki milionów saprofitycznych bakterii glebowych kilku gatunków. Bakterie te przekształcają próchnicę w różne minerały, które mogą być wchłaniane z gleby przez korzenie roślin.

Niektóre bakterie glebowe potrafią absorbować azot z powietrza, wykorzystując go w procesach życiowych. Te bakterie wiążące azot żyją samodzielnie lub osiedlają się w korzeniach roślin strączkowych. Bakterie te, wnikając do korzeni roślin strączkowych, powodują wzrost komórek korzeniowych i powstawanie na nich guzków.

Bakterie te uwalniają związki azotu, które wykorzystują rośliny. Bakterie pozyskują węglowodany z roślin sole mineralne. Istnieje zatem ścisły związek między rośliną strączkową a bakteriami brodawkowymi, co jest korzystne zarówno dla jednego, jak i drugiego organizmu. Zjawisko to nazywa się symbiozą.

Z powodu symbiozy z bakteriami brodawkowymi rośliny strączkowe wzbogacają glebę w azot, przyczyniając się do zwiększenia plonów.

Dystrybucja w przyrodzie

Mikroorganizmy są wszechobecne. Jedynymi wyjątkami są kratery aktywnych wulkanów i niewielkie obszary w epicentrach wybuchających wulkanów. bomby atomowe. Ani niskie temperatury Antarktydy, ani wrzące strumienie gejzerów, ani nasycone roztwory soli w basenach solnych, ani silne nasłonecznienie szczytów górskich, ani ostre promieniowanie reaktorów jądrowych nie zakłócają istnienia i rozwoju mikroflory. Wszystkie żywe istoty nieustannie wchodzą w interakcje z mikroorganizmami, często będąc nie tylko ich magazynami, ale także dystrybutorami. Mikroorganizmy są tubylcami naszej planety, aktywnie rozwijając najbardziej niesamowite naturalne substraty.

Mikroflora glebowa

Liczba bakterii w glebie jest niezwykle duża - setki milionów i miliardy osobników w 1 gramie. Znacznie częściej występują w glebie niż w wodzie i powietrzu. Całkowita liczba bakterii w glebie jest różna. Liczba bakterii zależy od rodzaju gleby, jej stanu, głębokości warstw.

Na powierzchni cząstek gleby mikroorganizmy gromadzą się w małych mikrokoloniach (po 20-100 komórek). Często rozwijają się w grubościach skrzepów materii organicznej, na żywych i obumierających korzeniach roślin, w cienkich naczyniach włosowatych i wewnątrz grudek.

Mikroflora glebowa jest bardzo zróżnicowana. Występują tu różne fizjologiczne grupy bakterii: gnilne, nitryfikacyjne, wiążące azot, siarkowe itp. wśród nich są tlenowce i beztlenowce, formy zarodnikowe i bezspornikowe. Mikroflora jest jednym z czynników glebotwórczych.

Obszarem rozwoju mikroorganizmów w glebie jest strefa przylegająca do korzeni żywych roślin. Nazywa się to ryzosferą, a całość zawartych w niej mikroorganizmów nazywa się mikroflorą ryzosfery.

Mikroflora zbiorników wodnych

Woda - środowisko naturalne gdzie mikroorganizmy rosną w obfitości. Większość z nich przedostaje się do wody z gleby. Czynnik określający liczbę bakterii w wodzie, obecność w niej składników odżywczych. Najczystsze są wody ze studni i źródeł artezyjskich. Otwarte zbiorniki wodne i rzeki są bardzo bogate w bakterie. Największa liczba bakterie znajdują się w powierzchniowych warstwach wody, bliżej brzegu. Wraz ze wzrostem odległości od wybrzeża i głębokości, liczba bakterii maleje.

Czysta woda zawiera 100-200 bakterii na 1 ml, podczas gdy woda zanieczyszczona zawiera 100-300 tysięcy lub więcej. W mule dennym występuje wiele bakterii, zwłaszcza w warstwie powierzchniowej, gdzie bakterie tworzą film. W tej folii jest dużo bakterii siarki i żelaza, które utleniają siarkowodór do kwasu siarkowego i tym samym zapobiegają śmierci ryb. W mule występuje więcej form zarodnikujących, podczas gdy w wodzie przeważają formy niezarodnikowe.

Pod względem składu gatunkowego mikroflora wodna jest zbliżona do mikroflory glebowej, ale występują również formy specyficzne. Niszcząc różne odpady, które wpadły do ​​​​wody, mikroorganizmy stopniowo dokonują tak zwanego biologicznego oczyszczania wody.

Mikroflora powietrza

Mikroflora powietrzna jest mniej liczna niż mikroflora glebowa i wodna. Bakterie wraz z pyłem unoszą się w powietrze, mogą tam przebywać przez jakiś czas, a następnie osiadać na powierzchni ziemi i umierać z braku pożywienia lub pod wpływem promieni ultrafioletowych. Liczba mikroorganizmów w powietrzu zależy od obszaru geograficznego, ukształtowania terenu, pory roku, zanieczyszczenia pyłem itp. Każdy pyłek jest nosicielem mikroorganizmów. Większość bakterii w powietrzu przedsiębiorstwa przemysłowe. Powietrze na wsi jest czystsze. Bardzo świeże powietrze nad lasami, górami, zaśnieżonymi przestrzeniami. Górne warstwy powietrza zawierają mniej zarazków. W mikroflorze powietrza znajduje się wiele bakterii barwnikowych i przetrwalnikujących, które są bardziej odporne niż inne na promienie ultrafioletowe.

Mikroflora organizmu człowieka

Organizm człowieka, nawet całkowicie zdrowego, jest zawsze nosicielem mikroflory. Kiedy organizm ludzki wchodzi w kontakt z powietrzem i glebą, różne mikroorganizmy, w tym patogeny (prątki tężca, zgorzel gazowa itp.), osadzają się na odzieży i skórze. Najczęściej skażone są odsłonięte części ciała człowieka. E. coli, gronkowce znajdują się na rękach. W jamie ustnej występuje ponad 100 rodzajów drobnoustrojów. Jama ustna ze swoją temperaturą, wilgotnością, resztkami składników odżywczych jest doskonałym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów.

Żołądek ma odczyn kwaśny, więc większość mikroorganizmów w nim umiera. Zaczynając od jelita cienkiego, odczyn staje się zasadowy, tj. korzystne dla drobnoustrojów. Mikroflora jelita grubego jest bardzo zróżnicowana. Każdy dorosły człowiek wydala dziennie z kałem około 18 miliardów bakterii, tj. więcej osobników niż ludzi na kuli ziemskiej.

Narządy wewnętrzne, które nie są połączone ze środowiskiem zewnętrznym (mózg, serce, wątroba, pęcherz moczowy itp.), są zwykle wolne od drobnoustrojów. Drobnoustroje dostają się do tych narządów tylko podczas choroby.

Bakterie w kolarstwie

Mikroorganizmy w ogóle, a bakterie w szczególności odgrywają ważną rolę w biologicznie ważnych cyklach substancji na Ziemi, dokonując przemian chemicznych, które są całkowicie niedostępne ani dla roślin, ani dla zwierząt. Różne etapy cyklu pierwiastków są przeprowadzane przez organizmy różnych typów. Istnienie każdej oddzielnej grupy organizmów zależy od chemicznej przemiany pierwiastków przeprowadzanej przez inne grupy.

cykl azotowy

Cykliczna przemiana związków azotu odgrywa nadrzędną rolę w dostarczaniu niezbędnych form azotu różnym organizmom biosfery pod względem potrzeb pokarmowych. Ponad 90% ogólna fiksacja azot wynika z aktywności metabolicznej niektórych bakterii.

Cykl węglowy

Biologiczna przemiana węgla organicznego w dwutlenek węgla, której towarzyszy redukcja tlenu cząsteczkowego, wymaga wspólnej aktywności metabolicznej różnych mikroorganizmów. Wiele bakterii tlenowych przeprowadza całkowite utlenianie substancji organicznych. W warunkach tlenowych związki organiczne są początkowo rozkładane przez fermentację, a końcowe produkty fermentacji organicznej są dalej utleniane przez oddychanie beztlenowe, jeśli obecne są nieorganiczne akceptory wodoru (azotany, siarczany lub CO2).

Cykl siarki

Dla organizmów żywych siarka dostępna jest głównie w postaci rozpuszczalnych siarczanów lub zredukowanych organicznych związków siarki.

Żelazny cykl

Niektóre zbiorniki słodkiej wody zawierają wysokie stężenia zredukowanych soli żelaza. W takich miejscach rozwija się specyficzna mikroflora bakteryjna – bakterie żelaza, które utleniają żelazo zredukowane. Uczestniczą w tworzeniu bagiennych rud żelaza i źródeł wody bogatych w sole żelaza.

Bakterie to najstarsze organizmy, które pojawiły się około 3,5 miliarda lat temu w archaiku. Przez około 2,5 miliarda lat dominowały nad Ziemią, tworząc biosferę i uczestniczyły w tworzeniu atmosfery tlenowej.

Bakterie to jedne z najłatwiej ułożonych żywych organizmów (poza wirusami). Uważa się, że są pierwszymi organizmami, które pojawiły się na Ziemi.

Bakterie są najliczniejszymi mieszkańcami planety Ziemia. Zamieszkiwali je w starożytności i istnieją do dziś. Niektóre gatunki nawet niewiele się zmieniły od tego czasu. Dobre i złe bakterie otaczają nas dosłownie wszędzie (a nawet przenikają do innych organizmów). Dzięki dość prymitywnej strukturze jednokomórkowej są prawdopodobnie jedną z najskuteczniejszych form dzikiej przyrody i wyróżniają się w specjalnym królestwie.

Margines bezpieczeństwa

Te mikroorganizmy, jak mówią, nie toną w wodzie i nie palą się w ogniu. Dosłownie: wytrzymuje temperatury do plus 90 stopni, przemarznięcie, brak tlenu, ciśnienie - wysokie i niskie. Można powiedzieć, że natura zainwestowała w nie ogromny margines bezpieczeństwa.

Bakterie korzystne i szkodliwe dla organizmu człowieka

Z reguły bakteriom, które obficie zamieszkują nasze ciała, nie poświęca się należytej uwagi. W końcu są tak małe, że wydają się nie mieć większego znaczenia. Ci, którzy tak myślą, są w dużym błędzie. Bakterie pożyteczne i szkodliwe od dawna i niezawodnie „skolonizowały” inne organizmy i z powodzeniem z nimi współistnieją. Tak, nie można ich zobaczyć bez pomocy optyki, ale mogą zaszkodzić naszemu organizmowi.

Kto mieszka w jelitach?

Lekarze mówią, że jeśli zbierze się tylko bakterie żyjące w jelitach i zważy je, otrzyma się około trzech kilogramów! Przy tak ogromnej armii nie sposób tego zignorować. Wiele mikroorganizmów przedostaje się do niego nieustannie, ale tylko kilka gatunków znajduje tam dogodne warunki do życia i życia. A w procesie ewolucji utworzyły nawet stałą mikroflorę, która ma pełnić ważne funkcje fizjologiczne.

„Mądrzy” Sąsiedzi

Bakterie od dawna odgrywają ważną rolę, chociaż do niedawna ludzie o tym nie wiedzieli. Pomagają żywicielowi w trawieniu i pełnią szereg innych funkcji. Co to za niewidzialni sąsiedzi?

Stała mikroflora

99% populacji żyje na stałe w jelitach. Są gorącymi zwolennikami i pomocnikami człowieka.

• Niezbędne pożyteczne bakterie. Nazwy: bifidobakterie i bakteroidy. Stanowią zdecydowaną większość.
• Powiązane pożyteczne bakterie. Nazwy: Escherichia coli, Enterococcus, Lactobacillus. Ich liczba powinna wynosić 1-9% całości.

Należy również wiedzieć, że w odpowiednich negatywnych warunkach wszyscy ci przedstawiciele flory jelitowej (z wyjątkiem bifidobakterii) mogą powodować choroby.

Co oni robią?

Główną funkcją tych bakterii jest pomoc nam w procesie trawienia. Zauważono, że osoba z niewłaściwym odżywianiem może rozwinąć dysbakteriozę. W rezultacie - stagnacja i zaparcia oraz inne niedogodności. Wraz z normalizacją zbilansowanej diety choroba z reguły ustępuje.

Inną funkcją tych bakterii jest strażnik. Śledzą, które bakterie są korzystne. Aby upewnić się, że „obcy” nie penetrują ich społeczności. Jeśli na przykład czynnik wywołujący czerwonkę, Shigella Sonne, próbuje dostać się do jelit, zabijają go. Warto jednak zauważyć, że dzieje się tak tylko w organizmie stosunkowo zdrowa osoba z dobrą odpornością. W przeciwnym razie ryzyko zachorowania znacznie wzrasta.

Zmienna mikroflora

Około 1% w organizmie zdrowego osobnika stanowią tzw. drobnoustroje oportunistyczne. Należą do niestabilnej mikroflory. W normalnych warunkach wykonują pewne funkcje, które nie szkodzą człowiekowi, działają dla dobra. Ale w określonej sytuacji mogą objawiać się jako szkodniki. Są to głównie gronkowce i różnego rodzaju grzyby.

Lokalizacja w przewodzie pokarmowym

W rzeczywistości cały przewód pokarmowy ma niejednorodną i niestabilną mikroflorę - pożyteczne i szkodliwe bakterie. Przełyk zawiera tych samych mieszkańców, co w jamie ustnej. W żołądku jest tylko kilka odpornych na działanie kwasu: pałeczki kwasu mlekowego, Helicobacter pylori, paciorkowce, grzyby. W jelicie cienkim mikroflora również nie jest liczna. Większość bakterii znajduje się w jelicie grubym. Tak więc podczas wypróżniania człowiek jest w stanie wydalić ponad 15 bilionów mikroorganizmów dziennie!

Rola bakterii w przyrodzie

Jest też na pewno świetna. Istnieje kilka globalnych funkcji, bez których całe życie na planecie przestałoby istnieć dawno temu. Najważniejsza jest higiena. Bakterie zjadają martwe organizmy występujące w przyrodzie. Zasadniczo działają jako rodzaj dozorców, nie pozwalając na gromadzenie się złogów martwych komórek. Naukowo nazywa się je saprotrofami.

Inną ważną rolą bakterii jest udział w świecie na lądzie i morzu. Na planecie Ziemia wszystkie substancje w biosferze przechodzą z jednego organizmu do drugiego. Bez niektórych bakterii to przejście byłoby po prostu niemożliwe. Rola bakterii jest nieoceniona np. w cyklu i reprodukcji takich ważny element jak azot. W glebie żyją pewne bakterie, które przekształcają azot z powietrza w nawozy azotowe dla roślin (mikroorganizmy żyją bezpośrednio w swoich korzeniach). Ta symbioza między roślinami i bakteriami jest przedmiotem badań naukowych.

Uczestnictwo w łańcuchach pokarmowych

Jak już wspomniano, bakterie są najliczniejszymi mieszkańcami biosfery. A zatem zwierzęta i rośliny mogą i powinny uczestniczyć w przyrodzie. Oczywiście dla człowieka np. bakterie nie są głównym składnikiem diety (chyba że można je wykorzystać jako dodatek do żywności). Istnieją jednak organizmy, które żywią się bakteriami. Organizmy te z kolei żywią się innymi zwierzętami.

cyjanobakteria

Te ( przestarzała nazwa bakterie te, fundamentalnie błędne z naukowego punktu widzenia) są w stanie wyprodukować ogromne ilości tlenu w wyniku fotosyntezy. Dawno, dawno temu to oni zaczęli nasycać naszą atmosferę tlenem. Cyjanobakterie robią to z powodzeniem do dziś, tworząc pewną część tlenu we współczesnej atmosferze!

Słowo „bakterie” większości ludzi kojarzy się z czymś nieprzyjemnym i zagrożeniem dla zdrowia. W najlepszym przypadku zapamiętywane są produkty z kwaśnego mleka. W najgorszym - dysbakterioza, zaraza, czerwonka i inne problemy. Bakterie są wszędzie, dobre i złe. Co mogą ukrywać mikroorganizmy?

Co to jest bakteria

Człowiek i bakterie

W naszym organizmie toczy się ciągła walka między szkodliwymi i pożytecznymi bakteriami. Dzięki temu procesowi osoba otrzymuje ochronę przed różnymi infekcjami. Różne mikroorganizmy otaczają nas na każdym kroku. Żywią się ubraniami, latają w powietrzu, są wszechobecne.

Obecność bakterii w jamie ustnej, a jest to około czterdziestu tysięcy mikroorganizmów, chroni dziąsła przed krwawieniem, chorobami przyzębia, a nawet zapaleniem migdałków. Jeśli mikroflora kobiety jest zaburzona, może rozwinąć się u niej choroba ginekologiczna. Przestrzeganie podstawowych zasad higieny osobistej pomoże uniknąć takich niepowodzeń.

Odporność człowieka zależy całkowicie od stanu mikroflory. Prawie 60% wszystkich bakterii znajduje się w samym przewodzie pokarmowym. Reszta znajduje się w układzie oddechowym i narządach płciowych. W człowieku żyje około dwóch kilogramów bakterii.

Pojawienie się bakterii w organizmie

Korzystne bakterie

Przydatnymi bakteriami są: kwas mlekowy, bifidobakterie, E. coli, streptomycenty, mikoryza, sinice.

Wszystkie odgrywają ważną rolę w życiu człowieka. Niektóre z nich zapobiegają występowaniu infekcji, inne są wykorzystywane do produkcji leków, a jeszcze inne utrzymują równowagę w ekosystemie naszej planety.

Rodzaje szkodliwych bakterii

Szkodliwe bakterie mogą powodować wiele poważnych chorób u ludzi. Na przykład błonica, wąglik, zapalenie migdałków, dżuma i wiele innych. Są łatwo przenoszone od zarażonej osoby przez powietrze, jedzenie, dotyk. To szkodliwe bakterie, których nazwy zostaną podane poniżej, psują żywność. Wydzielają nieprzyjemny zapach, gniją i rozkładają się, powodując choroby.

Bakterie mogą być Gram-dodatnie, Gram-ujemne, w kształcie pałeczki.

Nazwy szkodliwych bakterii

Tabela. Szkodliwe bakterie dla ludzi. Tytuły

Tytuły	Siedlisko	Szkoda
Mykobakterie	jedzenie, woda	gruźlica, trąd, wrzód
pałeczka tężca	gleba, skóra, przewód pokarmowy	tężec, skurcze mięśni, niewydolność oddechowa
Różdżka zarazy (uważany przez ekspertów za broń biologiczną)	tylko u ludzi, gryzoni i ssaków	dżuma dymienicza, zapalenie płuc, infekcje skóry
Helicobacter pylori	wyściółka ludzkiego żołądka	zapalenie błony śluzowej żołądka, wrzód trawienny, wytwarza cytotoksyny, amoniak
pałeczka wąglika	gleba	wąglik
sztyft zatrucia jadem kiełbasianym	żywność, zanieczyszczone naczynia	zatrucie

Szkodliwe bakterie są w stanie długo przebywać w organizmie i wchłaniać z niego przydatne substancje. Mogą jednak wywołać chorobę zakaźną.

Najbardziej niebezpieczne bakterie

Jedną z najbardziej opornych bakterii jest metycylina. Jest lepiej znany pod nazwą „Staphylococcus aureus” (Staphylococcus aureus). Ten mikroorganizm może powodować nie jedną, ale kilka chorób zakaźnych. Niektóre rodzaje tych bakterii są odporne na silne antybiotyki i środki antyseptyczne. Szczepy tej bakterii mogą bytować w górnych drogach oddechowych, otwartych ranach i drogach moczowych co trzeciego mieszkańca Ziemi. Dla osoby z silnym układem odpornościowym nie jest to niebezpieczne.

Szkodliwe dla człowieka bakterie to także patogeny zwane Salmonella typhi. Są czynnikami sprawczymi ostrych infekcji jelitowych i duru brzusznego. Te rodzaje bakterii, które są szkodliwe dla ludzi, są niebezpieczne, ponieważ wytwarzają toksyczne substancje, które są niezwykle groźne dla życia. W przebiegu choroby dochodzi do zatrucia organizmu, bardzo silnej gorączki, nasilają się wysypki na ciele, wątrobie i śledzionie. Bakteria jest bardzo odporna na różne wpływy zewnętrzne. Dobrze żyje w wodzie, na warzywach, owocach i dobrze rozmnaża się w produktach mlecznych.

Clostridium tetan jest również jedną z najniebezpieczniejszych bakterii. Wytwarza truciznę zwaną egzotoksyną tężcową. Osoby zarażone tym patogenem odczuwają straszny ból, konwulsje i bardzo ciężko umierają. Choroba nazywa się tężcem. Pomimo faktu, że szczepionka została stworzona w 1890 roku, każdego roku na Ziemi umiera z jej powodu 60 tysięcy ludzi.

Inną bakterią, która może doprowadzić do śmierci człowieka, jest Mycobacterium tuberculosis. Powoduje gruźlicę, która jest odporna na leki. Jeśli nie zwrócisz się o pomoc w odpowiednim czasie, osoba może umrzeć.

Środki zapobiegające rozprzestrzenianiu się infekcji

Szkodliwe bakterie, nazwy mikroorganizmów są badane z ławki studenckiej przez lekarzy wszystkich kierunków. Każdego roku służba zdrowia poszukuje nowych metod zapobiegania rozprzestrzenianiu się groźnych dla życia zakażeń. Przestrzegając środków zapobiegawczych, nie będziesz musiał tracić energii na szukanie nowych sposobów radzenia sobie z takimi chorobami.

Aby to zrobić, konieczne jest zidentyfikowanie źródła infekcji na czas, określenie kręgu chorych i możliwych ofiar. Konieczne jest izolowanie osób zakażonych i dezynfekcja źródła zakażenia.

Drugim etapem jest zniszczenie dróg przenoszenia szkodliwych bakterii. W tym celu należy przeprowadzić odpowiednią propagandę wśród ludności.

Kontrolą objęte są obiekty gastronomiczne, zbiorniki, magazyny z magazynami żywności.

Każdy człowiek może w każdy możliwy sposób przeciwstawić się szkodliwym bakteriom wzmacniając swoją odporność. Zdrowy tryb życia, przestrzeganie elementarnych zasad higieny, samoobrona podczas kontaktów seksualnych, stosowanie sterylnych środków jednorazowego użytku przyrządy medyczne i sprzętu, całkowity zakaz komunikowania się z osobami przebywającymi na kwarantannie. Wjeżdżając do rejonu epidemiologicznego lub ogniska zakażenia należy bezwzględnie przestrzegać wszystkich wymogów służb sanitarno-epidemiologicznych. Szereg infekcji przyrównuje się pod względem wpływu do broni bakteriologicznej.

Większość ludzi uważa różne organizmy bakteryjne wyłącznie za szkodliwe cząsteczki, które mogą powodować rozwój różnych stany patologiczne. Niemniej jednak zdaniem naukowców świat tych organizmów jest bardzo różnorodny. Są szczerze niebezpieczne bakterie, niebezpieczny naszego organizmu, ale są też pożyteczne – takie, które zapewniają prawidłowe funkcjonowanie naszych narządów i układów. Spróbujmy trochę zrozumieć te pojęcia i rozważmy niektóre typy takich organizmów. Porozmawiajmy o bakteriach w przyrodzie, szkodliwych i korzystnych dla ludzi.

Korzystne bakterie

Naukowcy twierdzą, że bakterie stały się pierwszymi mieszkańcami naszego duża planeta i to dzięki nim istnieje teraz życie na Ziemi. Na przestrzeni wielu milionów lat organizmy te stopniowo przystosowywały się do ciągle zmieniających się warunków bytowania, zmieniały swój wygląd i siedlisko. Bakterie były w stanie przystosować się do środowiska i były w stanie rozwijać nowe i unikalne techniki podtrzymywania życia, w tym wielu reakcji biochemicznych - katalizy, fotosyntezy, a nawet pozornie prostego oddychania. Teraz bakterie współistnieją z organizmy ludzkie, a taka współpraca odznacza się pewną harmonią, gdyż takie organizmy są w stanie przynieść realne korzyści.

Po Mały człowiek się rodzi, bakterie natychmiast zaczynają przenikać do jego organizmu. Są one wprowadzane przez drogi oddechowe wraz z powietrzem, wraz z nimi dostają się do organizmu mleko matki itp. Cały organizm jest nasycony różnymi bakteriami.

Ich liczby nie da się dokładnie obliczyć, ale niektórzy naukowcy śmiało twierdzą, że liczba takich organizmów jest porównywalna z liczbą wszystkich komórek. Sam przewód pokarmowy jest domem dla czterystu odmian różnych żywych bakterii. Uważa się, że pewna ich odmiana może rosnąć tylko w określonym miejscu. Tak więc bakterie kwasu mlekowego mogą rosnąć i rozmnażać się w jelitach, inne czują się optymalnie w jamie ustnej, a jeszcze inne żyją tylko na skórze.

Przez wiele lat współistnienia człowiek i takie cząsteczki potrafiły odtworzyć optymalne warunki współpracy dla obu grup, co można scharakteryzować jako pożyteczną symbiozę. Jednocześnie bakterie i nasz organizm łączą swoje możliwości, podczas gdy każda ze stron pozostaje na czarno.

Bakterie są w stanie gromadzić cząsteczki różnych komórek na swojej powierzchni, dlatego układ odpornościowy nie odbiera ich jako wrogich i nie atakuje. Jednak po wystawieniu narządów i układów na szkodliwe wirusy, pożyteczne bakterie stają w obronie i po prostu blokują drogę patogenom. Substancje te, obecne w przewodzie pokarmowym, również przynoszą wymierne korzyści. Zajmują się przetwarzaniem resztek jedzenia, uwalniając jednocześnie znaczną ilość ciepła. To z kolei jest przenoszone do pobliskich narządów i jest przenoszone przez całe ciało.

Niedobór pożytecznych bakterii w organizmie lub zmiana ich liczby powoduje rozwój różnych stanów patologicznych. Taka sytuacja może rozwinąć się na tle przyjmowania antybiotyków, które skutecznie niszczą zarówno szkodliwe, jak i pożyteczne bakterie. Aby skorygować liczbę pożytecznych bakterii, można spożywać specjalne preparaty - probiotyki.

Bakterie są pożyteczne i szkodliwe. Bakterie w życiu człowieka

Bakterie są najliczniejszymi mieszkańcami planety Ziemia. Zamieszkiwali je w starożytności i istnieją do dziś. Niektóre gatunki nawet niewiele się zmieniły od tego czasu. Dobre i złe bakterie otaczają nas dosłownie wszędzie (a nawet przenikają do innych organizmów). Dzięki dość prymitywnej strukturze jednokomórkowej są prawdopodobnie jedną z najskuteczniejszych form dzikiej przyrody i wyróżniają się w specjalnym królestwie.

Stała mikroflora

99% populacji żyje na stałe w jelitach. Są gorącymi zwolennikami i pomocnikami człowieka.

• Niezbędne pożyteczne bakterie. Nazwy: bifidobakterie i bakteroidy. Stanowią zdecydowaną większość.
• Powiązane pożyteczne bakterie. Nazwy: Escherichia coli, Enterococcus, Lactobacillus. Ich liczba powinna wynosić 1-9% całości.

Należy również wiedzieć, że w odpowiednich negatywnych warunkach wszyscy ci przedstawiciele flory jelitowej (z wyjątkiem bifidobakterii) mogą powodować choroby.

Co oni robią?

Główną funkcją tych bakterii jest pomoc nam w procesie trawienia. Zauważono, że osoba z niewłaściwym odżywianiem może rozwinąć dysbakteriozę. W rezultacie stagnacja i złe przeczucie, zaparcia i inne niedogodności. Wraz z normalizacją zbilansowanej diety choroba z reguły ustępuje.

Inną funkcją tych bakterii jest strażnik. Śledzą, które bakterie są korzystne. Aby upewnić się, że „obcy” nie penetrują ich społeczności. Jeśli na przykład czynnik wywołujący czerwonkę, Shigella Sonne, próbuje dostać się do jelit, zabijają go. Warto jednak zauważyć, że dzieje się tak tylko w organizmie osoby stosunkowo zdrowej, z dobrą odpornością. W przeciwnym razie ryzyko zachorowania znacznie wzrasta.

Zmienna mikroflora

Około 1% w organizmie zdrowego osobnika stanowią tzw. drobnoustroje oportunistyczne. Należą do niestabilnej mikroflory. W normalnych warunkach wykonują pewne funkcje, które nie szkodzą człowiekowi, działają dla dobra. Ale w określonej sytuacji mogą objawiać się jako szkodniki. Są to głównie gronkowce i różnego rodzaju grzyby.

bakteria- jeden z najstarszych organizmów na Ziemi. Pomimo prostoty budowy żyją we wszystkich możliwych siedliskach. Większość z nich znajduje się w glebie (nawet kilka miliardów komórek bakteryjnych na 1 gram gleby). W powietrzu, wodzie, pożywieniu, wewnątrz ciał i na ciałach żywych organizmów znajduje się wiele bakterii. Bakterie znajdowano w miejscach, gdzie inne organizmy nie mogą żyć (na lodowcach, w wulkanach).

Zwykle bakteria to jedna komórka (chociaż istnieją formy kolonialne). Co więcej, ta komórka jest bardzo mała (od ułamków mikronów do kilkudziesięciu mikronów). Ale główna cecha komórka bakteryjna to brak jądra komórkowego. Innymi słowy, bakterie należą prokarioty.

Bakterie są ruchome i nieruchome. W przypadku form nieruchomych ruch odbywa się za pomocą wici. Może ich być kilka, a może być tylko jeden.

Komórki różne rodzaje bakterie mogą znacznie różnić się kształtem. Istnieją kuliste bakterie ( kokcy), w kształcie pręta ( pałeczki) podobny do przecinka ( wibracje), skręcone ( krętki, spirilla) itd.

Struktura komórki bakteryjnej

Wiele komórek bakterii ma kapsułka śluzowa. Pełni funkcję ochronną. W szczególności chroni komórkę przed wysuszeniem.

Podobnie jak komórki roślinne, komórki bakteryjne mają Ściana komórkowa. Jednak w przeciwieństwie do roślin, jego struktura i skład chemiczny nieco inaczej. Ściana komórkowa składa się ze złożonych warstw węglowodanów. Jego struktura jest taka, że ​​umożliwia przenikanie różnych substancji do wnętrza komórki.

Poniżej ściany komórkowej jest błona cytoplazmatycznaNA.

Bakterie są prokariotami, ponieważ nie mają jądra komórkowego w swoich komórkach. Brakuje im również chromosomów charakterystycznych dla komórek eukariotycznych. Chromosom zawiera nie tylko DNA, ale także białko. U bakterii ich chromosom składa się tylko z DNA i jest kolistą cząsteczką. Nazywa się ten aparat genetyczny bakterii nukleoid. Nukleoid znajduje się bezpośrednio w cytoplazmie, zwykle w środku komórki.

Bakterie nie mają prawdziwych mitochondriów i szeregu innych organelli komórkowych (zespół Golgiego, retikulum endoplazmatyczne). Ich funkcje są wykonywane przez inwazje błony cytoplazmatycznej komórki. Takie wcięcia to tzw mezosomy.

Cytoplazma ma rybosomy, a także różne organiczne włączenie: białka, węglowodany (glikogen), tłuszcze. Również komórki bakteryjne mogą zawierać różne pigmenty. W zależności od obecności określonych pigmentów lub ich braku bakterie mogą być bezbarwne, zielone, fioletowe.

Odżywianie bakterii

Bakterie powstały u zarania formowania się życia na Ziemi. To oni „odkryli” różne drogi odżywianie. Dopiero później, wraz z komplikacjami organizmów, wyraźnie wyróżniły się dwa duże królestwa: Rośliny i Zwierzęta. Różnią się od siebie przede wszystkim sposobem odżywiania. Rośliny są autotrofami, a zwierzęta heterotrofami. W bakteriach występują oba rodzaje odżywiania.

Odżywianie to sposób, w jaki komórka lub organizm otrzymuje niezbędne substancje organiczne. Mogą być pozyskiwane z zewnątrz lub syntetyzowane niezależnie od substancji nieorganicznych.

bakterie autotroficzne

Bakterie autotroficzne syntetyzują substancje organiczne z nieorganicznych. Proces syntezy wymaga energii. W zależności od tego, skąd bakterie autotroficzne czerpią tę energię, dzielą się na fotosyntetyczne i chemosyntetyczne.

bakterie fotosyntetyzujące wykorzystać energię słońca, przechwytując jego promieniowanie. W tym są podobne do roślin. Jednak podczas gdy rośliny uwalniają tlen podczas fotosyntezy, większość bakterii fotosyntetyzujących tego nie robi. Oznacza to, że fotosynteza bakteryjna jest beztlenowa. Również zielony pigment bakterii różni się od podobnego pigmentu roślin i nazywa się bakteriochlorofil. Bakterie nie mają chloroplastów. Większość bakterii fotosyntetyzujących żyje w zbiornikach wodnych (świeżych i słonych).

Bakterie chemosyntetyczne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych, energia różnych reakcje chemiczne. Energia jest uwalniana nie we wszystkich reakcjach, ale tylko w reakcjach egzotermicznych. Niektóre z tych reakcji zachodzą w komórkach bakteryjnych. Więc w bakterie nitryfikacyjne Amoniak utlenia się do azotynów i azotanów. bakterie żelaza utleniać żelazo żelazowe do tlenku. bakterie wodorowe utleniać cząsteczki wodoru.

Bakterie heterotroficzne

Bakterie heterotroficzne nie są zdolne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych. W związku z tym są zmuszeni do ich przyjmowania z otoczenia.

Bakterie żywiące się szczątkami organicznymi innych organizmów (w tym martwych ciał) to tzw bakterie saprofityczne. W inny sposób nazywane są bakteriami gnilnymi. Takich bakterii jest wiele w glebie, gdzie rozkładają próchnicę na substancje nieorganiczne, które są następnie wykorzystywane przez rośliny. Bakterie kwasu mlekowego żywią się cukrami, zamieniając je w kwas mlekowy. Bakterie kwasu masłowego rozkładają kwasy organiczne, węglowodany, alkohole do kwasu masłowego.

Bakterie brodawkowe żyją w korzeniach roślin i żywią się materią organiczną żywej rośliny. Wiążą jednak azot z powietrza i dostarczają go roślinie. Oznacza to, że w tym przypadku istnieje symbioza. Inne heterotrofy bakterie symbiotyczneżyją w aparacie trawiennym zwierząt, pomagając trawić pokarm.

W procesie oddychania następuje zniszczenie substancji organicznych wraz z uwolnieniem energii. Energia ta jest następnie wydawana na różne procesy życiowe (na przykład na ruch).

Skutecznym sposobem na uzyskanie energii jest oddychanie tlenem. Jednak niektóre bakterie mogą uzyskiwać energię bez tlenu. Tak więc istnieją bakterie tlenowe i beztlenowe.

Bakterie tlenowe tlen jest potrzebny, dlatego żyją tam, gdzie jest on dostępny. Tlen bierze udział w utlenianiu substancji organicznych do dwutlenku węgla i wody. W procesie takiego oddychania bakterie otrzymują stosunkowo dużą ilość energii. Ta metoda oddychania jest charakterystyczna dla zdecydowanej większości organizmów.

bakterie beztlenowe nie potrzebują tlenu do oddychania, dlatego mogą żyć w środowisku beztlenowym. Czerpią z nich energię reakcje fermentacji. Ta metoda utleniania jest nieefektywna.

Rozmnażanie bakterii

W większości przypadków bakterie rozmnażają się, dzieląc swoje komórki na dwie części. Poprzedza to podwojenie kolistej cząsteczki DNA. Każda komórka potomna otrzymuje jedną z tych cząsteczek i dlatego jest genetyczną kopią komórki macierzystej (klon). Tak więc bakterie są rozmnażanie bezpłciowe.

W sprzyjających warunkach (przy wystarczającej ilości składników odżywczych i korzystnych warunkach środowiskowych) komórki bakteryjne dzielą się bardzo szybko. Tak więc z jednej bakterii mogą powstać setki milionów komórek dziennie.

Chociaż bakterie rozmnażają się bezpłciowo, w niektórych przypadkach mają tzw proces seksualny, która przyjmuje postać koniugacje. Podczas koniugacji dwie różne komórki bakteryjne zbliżają się do siebie, między ich cytoplazmami powstaje połączenie. Części DNA jednej komórki trafiają do drugiej, a części DNA drugiej komórki do pierwszej. Tak więc podczas procesu seksualnego następuje wymiana bakterii Informacja genetyczna. Czasami w tym przypadku bakterie wymieniają nie fragmenty DNA, ale całe cząsteczki DNA.

zarodniki bakterii

Zdecydowana większość bakterii tworzy przetrwalniki w niesprzyjających warunkach. Zarodniki bakterii są głównie sposobem przeżywania niesprzyjających warunków i sposobem zasiedlania, a nie rozmnażania.

Kiedy tworzy się zarodnik, cytoplazma komórki bakteryjnej kurczy się, a sama komórka jest pokryta gęstą grubą powłoką ochronną.

Przetrwalniki bakterii zachowują żywotność przez długi czas i są w stanie przetrwać bardzo niekorzystne warunki (skrajnie wysokie i niskie temperatury, wysychanie).

Kiedy zarodnik dostanie się do sprzyjających warunków, pęcznieje. Następnie powłoka ochronna zostaje zrzucona i pojawia się normalna komórka bakteryjna. Zdarza się, że w tym przypadku następuje podział komórek i powstaje kilka bakterii. Oznacza to, że sporulacja jest połączona z rozmnażaniem.

Znaczenie bakterii

Rola bakterii w obiegu substancji w przyrodzie jest ogromna. Przede wszystkim dotyczy to bakterii próchnicowych (saprofitów). Nazywają się sanitariusze natury. Rozkładając szczątki roślin i zwierząt bakterie przekształcają złożone substancje organiczne w proste substancje nieorganiczne (dwutlenek węgla, woda, amoniak, siarkowodór).

Bakterie zwiększają żyzność gleby, wzbogacając ją w azot. U bakterii nitryfikacyjnych zachodzą reakcje, podczas których z amoniaku powstają azotyny, a z azotynów azotany. Bakterie brodawkowe są w stanie asymilować azot atmosferyczny, syntetyzując związki azotu. Żyją w korzeniach roślin, tworząc guzki. Dzięki tym bakteriom rośliny otrzymują potrzebne im związki azotowe. Rośliny strączkowe wchodzą głównie w symbiozę z bakteriami brodawkowymi. Po ich śmierci gleba zostaje wzbogacona w azot. Jest to często stosowane w rolnictwie.

W żołądku przeżuwaczy bakterie rozkładają celulozę, co sprzyja wydajniejszemu trawieniu.

Pozytywna rola bakterii w Przemysł spożywczy. Wiele rodzajów bakterii wykorzystuje się do produkcji produktów kwasu mlekowego, masła i sera, marynowania warzyw, a także w produkcji wina.

W przemyśle chemicznym bakterie są wykorzystywane do produkcji alkoholi, acetonu i kwasu octowego.

W medycynie za pomocą bakterii uzyskuje się szereg antybiotyków, enzymów, hormonów i witamin.

Jednak bakterie mogą być również szkodliwe. Nie tylko psują jedzenie, ale ich wydzieliny czynią je trującymi.

Ciało bakterii jest reprezentowane przez pojedynczą komórkę. Formy bakterii są zróżnicowane. Budowa bakterii różni się od budowy komórek zwierzęcych i roślinnych.

Komórka nie ma jądra, mitochondriów i plastydów. Nośnik informacji dziedzicznej DNA znajduje się w środku komórki w złożonej formie. Mikroorganizmy, które nie mają prawdziwego jądra, są klasyfikowane jako prokarioty. Wszystkie bakterie są prokariotami.

Przyjmuje się, że na ziemi żyje ponad milion gatunków tych niesamowitych organizmów. Do tej pory opisano około 10 tysięcy gatunków.

Komórka bakteryjna ma ścianę, błonę cytoplazmatyczną, cytoplazmę z inkluzjami i nukleotyd. Spośród dodatkowych struktur niektóre komórki mają wici, pilusy (mechanizm sklejania się i utrzymywania na powierzchni) oraz kapsułkę. W niesprzyjających warunkach niektóre komórki bakteryjne są w stanie tworzyć przetrwalniki. Średnia wielkość bakterii wynosi 0,5-5 mikronów.

Zewnętrzna budowa bakterii

Ryż. 1. Budowa komórki bakteryjnej.

Ściana komórkowa

• Ściana komórkowa komórki bakteryjnej jest jej ochroną i wsparciem. Nadaje mikroorganizmowi specyficzny kształt.
• Ściana komórkowa jest przepuszczalna. Składniki odżywcze przechodzą przez nią do wewnątrz, a produkty przemiany materii (metabolizm) na zewnątrz.
• Niektóre rodzaje bakterii wytwarzają specjalny śluz przypominający kapsułkę, która chroni je przed wysychaniem.
• Niektóre komórki mają wici (jedną lub więcej) lub kosmki, które pomagają im się poruszać.
• W komórkach bakteryjnych, które zmieniają kolor na różowy w barwieniu metodą Grama ( gram ujemny), ściana komórkowa jest cieńsza, wielowarstwowa. Enzymy rozkładające składniki odżywcze są uwalniane na zewnątrz.
• Bakterie, które stają się fioletowe w barwieniu metodą Grama Gram-dodatnie) ściana komórkowa jest gruba. Składniki odżywcze, które dostają się do komórki, są rozkładane w przestrzeni peryplazmatycznej (przestrzeń między ścianą komórkową a błoną cytoplazmatyczną) przez enzymy hydrolityczne.
• Na powierzchni ściany komórkowej znajdują się liczne receptory. Dołączają do nich zabójcy komórek - fagi, kolicyny i związki chemiczne.
• Lipoproteiny ścienne w niektórych typach bakterii są antygenami, które nazywane są toksynami.
• Przy długotrwałym leczeniu antybiotykami iz wielu innych powodów niektóre komórki tracą błonę, ale zachowują zdolność do reprodukcji. Uzyskują zaokrąglony kształt - kształt litery L i mogą być przechowywane przez długi czas w organizmie człowieka (ziarniaki lub prątki gruźlicy). Niestabilne formy L mają zdolność powrotu do pierwotnej postaci (rewersji).

Ryż. 2. Na zdjęciu struktura ściany bakteryjnej bakterii Gram-ujemnych (po lewej) i Gram-dodatnich (po prawej).

Kapsuła

W niekorzystnych warunkach środowiskowych bakterie tworzą otoczkę. Mikrokapsułka ściśle przylega do ściany. Można to zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym. Makrokapsułka jest często tworzona przez drobnoustroje chorobotwórcze (pneumokoki). W zapaleniu płuc Klebsiella zawsze znajduje się makrokapsułka.

Ryż. 3. Na zdjęciu pneumokoki. Strzałki wskazują kapsułę (wzór dyfrakcji elektronów w ultracienkim przekroju).

otoczka przypominająca kapsułkę

Otoczka przypominająca kapsułkę jest tworem luźno związanym ze ścianą komórkową. Dzięki enzymom bakteryjnym kapsułkowata otoczka pokryta jest węglowodanami (egzopolisacharydami) środowiska zewnętrznego, co zapewnia adhezję bakterii do różne powierzchnie nawet jeśli są całkowicie gładkie.

Na przykład paciorkowce, dostając się do ludzkiego ciała, są w stanie skleić się z zębami i zastawkami serca.

Funkcje kapsułki są różnorodne:

• ochrona przed agresywnymi warunkami środowiskowymi,
• zapewnienie adhezji (adhezji) z komórkami ludzkimi,
• posiadająca właściwości antygenowe kapsułka ma działanie toksyczne po wprowadzeniu do żywego organizmu.

Ryż. 4. Paciorkowce są zdolne do sklejania się ze szkliwem zębów i wraz z innymi drobnoustrojami są przyczyną próchnicy.

Ryż. 5. Na zdjęciu porażka zastawki mitralnej w reumatyzmie. Powodem są paciorkowce.

wici

• Niektóre komórki bakteryjne mają wici (jedną lub więcej) lub kosmki, które pomagają im się poruszać. Wici zawierają kurczliwe białko flageliny.
• Liczba wici może być różna - jedna, wiązka wici, wici na różnych końcach komórki lub na całej powierzchni.
• Ruch (przypadkowy lub rotacyjny) odbywa się w wyniku ruchu obrotowego wici.
• Właściwości antygenowe wici mają działanie toksyczne w chorobie.
• Bakterie nieposiadające wici, pokryte śluzem, mogą się ślizgać. Bakterie wodne zawierają wakuole w ilości 40-60, wypełnione azotem.

Zapewniają nurkowanie i wynurzanie. W glebie komórka bakteryjna przemieszcza się przez kanały glebowe.

Ryż. 6. Schemat przyczepu i działanie wici.

Ryż. 7. Na zdjęciu różne rodzaje wiciowce.

Ryż. 8. Zdjęcie przedstawia różne rodzaje wiciowców.

picie

• Pili (kosmki, fimbrie) pokrywają powierzchnię komórek bakteryjnych. Kosmek to spiralnie skręcona cienka, pusta nić o charakterze białkowym.
• picie typ ogólny zapewniają adhezję (adhezję) z komórkami gospodarza. Ich liczba jest ogromna i waha się od kilkuset do kilku tysięcy. Od momentu przyłączenia dowolny plik .
• piły płciowe promowanie transferu materiału genetycznego od dawcy do biorcy. Ich liczba wynosi od 1 do 4 na komórkę.

Ryż. 9. Zdjęcie przedstawia E. coli. Widoczna wici i picie. Zdjęcie wykonano za pomocą mikroskopu tunelowego (STM).

Ryż. 10. Na zdjęciu liczne pilusy (fimbrie) w ziarniakach.

Ryż. 11. Zdjęcie przedstawia komórkę bakteryjną z fimbriami.

błona cytoplazmatyczna

• Błona cytoplazmatyczna znajduje się pod ścianą komórkową i jest lipoproteiną (do 30% lipidów i do 70% białek).
• Różne komórki bakteryjne mają różny skład lipidowy błon.
• Białka błonowe pełnią wiele funkcji. Białka funkcjonalne są enzymami, dzięki którym synteza jego różnych składników zachodzi na błonie cytoplazmatycznej itp.
• Błona cytoplazmatyczna składa się z 3 warstw. Podwójna warstwa fosfolipidowa jest przesiąknięta globulinami, które zapewniają transport substancji do wnętrza komórki bakteryjnej. Jeśli to się nie powiedzie, komórka umiera.
• Błona cytoplazmatyczna bierze udział w sporulacji.

Ryż. 12. Zdjęcie wyraźnie pokazuje cienką ścianę komórkową (CS), błonę cytoplazmatyczną (CPM) i nukleotyd w środku (bakteria Neisseria catarrhalis).

Budowa wewnętrzna bakterii

Ryż. 13. Zdjęcie przedstawia budowę komórki bakteryjnej. Budowa komórki bakteryjnej różni się od budowy komórek zwierzęcych i roślinnych - komórka nie ma jądra, mitochondriów i plastydów.

Cytoplazma

Cytoplazma to 75% wody, pozostałe 25% to związki mineralne, białka, RNA i DNA. Cytoplazma jest zawsze gęsta i nieruchoma. Zawiera enzymy, niektóre pigmenty, cukry, aminokwasy, zapas składników odżywczych, rybosomy, mezosomy, granulki i wszelkiego rodzaju inne inkluzje. W centrum komórki skoncentrowana jest substancja, która przenosi informacje dziedziczne - nukleoid.

Granulki

Granulki zbudowane są ze związków będących źródłem energii i węgla.

mezosomy

Mezosomy są pochodnymi komórek. Mieć inny kształt- koncentryczne membrany, pęcherzyki, kanaliki, pętle itp. Mezosomy mają połączenie z nukleoidem. Ich głównym celem jest udział w podziale komórek i tworzeniu zarodników.

nukleoid

Nukleoid jest analogiczny do jądra. Znajduje się w środku komórki. Zlokalizowane jest w nim DNA - nośnik informacji dziedzicznej w złożonej formie. Nieskręcony DNA osiąga długość 1 mm. Substancja jądrowa komórki bakteryjnej nie ma błony, jąderka i zestawu chromosomów i nie jest podzielona przez mitozę. Przed podziałem nukleotyd jest podwojony. Podczas podziału liczba nukleotydów wzrasta do 4.

Ryż. 14. Zdjęcie przedstawia wycinek komórki bakteryjnej. W centralnej części widoczny nukleotyd.

plazmidy

Plazmidy to autonomiczne cząsteczki zwinięte w pierścień dwuniciowego DNA. Ich masa jest znacznie mniejsza niż masa nukleotydu. Pomimo faktu, że informacje dziedziczne są zakodowane w DNA plazmidów, nie są one niezbędne i niezbędne dla komórki bakteryjnej.

Ryż. 15. Zdjęcie przedstawia plazmid bakteryjny. Zdjęcie zostało zrobione za pomocą mikroskopu elektronowego.

Rybosomy

Rybosomy komórki bakteryjnej biorą udział w syntezie białek z aminokwasów. Rybosomy komórek bakteryjnych nie są połączone w retikulum endoplazmatycznym, jak w komórkach, które mają jądro. To właśnie rybosomy często stają się „celem” dla wielu leków przeciwbakteryjnych.

Inkluzje

Inkluzje są produktami przemiany materii komórek jądrowych i niejądrowych. Stanowią one źródło składników odżywczych: glikogenu, skrobi, siarki, polifosforanów (valutin) itp. Po wybarwieniu inkluzje przybierają często inny wygląd niż kolor barwnika. Możesz diagnozować według waluty.

Kształty bakterii

Duże znaczenie w ich identyfikacji (rozpoznaniu) ma kształt komórki bakteryjnej oraz jej wielkość. Najczęstsze formy są kuliste, w kształcie pręta i zawiłe.

Tabela 1. Główne formy bakterii.

bakterie kuliste

Kuliste bakterie nazywane są ziarniakami (z greckiego coccus - ziarno). Są ułożone pojedynczo, po dwa (diplokoki), w workach, łańcuszkach i jak kiście winogron. Układ ten zależy od sposobu podziału komórki. Najbardziej szkodliwymi drobnoustrojami są gronkowce i paciorkowce.

Ryż. 16. Zdjęcie przedstawia mikrokoki. Bakterie są okrągłe, gładkie, białe, żółte i czerwone. Mikrokoki są wszechobecne w przyrodzie. Żyją w różnych jamach ludzkiego ciała.

Ryż. 17. Na zdjęciu bakteria diplococcus - Streptococcus pneumoniae.

Ryż. 18. Bakteria Sarcina na zdjęciu. Bakterie kokosowe są łączone w pakiety.

Ryż. 19. Na zdjęciu bakterie paciorkowcowe (z greckiego „streptos” - łańcuch).

Ułożone w łańcuchy. Są czynnikami sprawczymi wielu chorób.

Ryż. 20. Na zdjęciu bakterie to „złote” gronkowce. Ułożone jak „kiść winogron”. Klastry mają złocisty kolor. Są czynnikami sprawczymi wielu chorób.

bakterie w kształcie pałeczek

Bakterie w kształcie pałeczek, które tworzą zarodniki, nazywane są pałeczkami. Mają cylindryczny kształt. Najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy jest Bacillus. Bacilli obejmują dżumę i pałeczki hemofilne. Końce bakterii w kształcie pałeczek mogą być spiczaste, zaokrąglone, ścięte, rozszerzone lub rozszczepione. Kształt samych patyków może być poprawny i nieprawidłowy. Można je układać pojedynczo, po dwa lub tworzyć łańcuchy. Niektóre pałeczki nazywane są coccobacilli, ponieważ mają okrągły kształt. Niemniej jednak ich długość przekracza szerokość.

Diplobacilli to podwójne pałeczki. Pałeczki wąglika tworzą długie nitki (łańcuszki).

Powstawanie zarodników zmienia kształt prątków. W środku prątków w bakteriach masłowych tworzą się zarodniki, nadające im wygląd wrzeciona. W pałeczkach tężcowych - na końcach prątków, nadając im wygląd pałeczek.

Ryż. 21. Zdjęcie przedstawia komórkę bakteryjną w kształcie pręcika. Widoczne są liczne wici. Zdjęcie zostało zrobione za pomocą mikroskopu elektronowego. Negatywny.

Ryż. 22. Na zdjęciu bakterie w kształcie pałeczek tworzące łańcuchy (pręciki wąglika).