0 0 0
Личный кабинет Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Строение и жизнедеятельность бактерий

Содержание

    Одно из Царств животного мира – Царство бактерий. Бактериальная клетка очень необычна. Мы рассмотрим строение клеток бактерий и функции, которые выполняют части клеток. На этом уроке мы также изучим питание бактерий и узнаем, как происходит размножение бактерий.

    Как и вирусы, бактерии очень малы, и их мир мы можем разглядеть только под микроскопом. Но, как и вирусы, они оказывают огромное влияние на весь мир.

    Что такое бактерии?

    Бактерии – одноклеточные организмы, не имеющие ядра и образующие особое царство.

    Бактерии – самые древние обитатели нашей планеты. Учёные рассчитали, что первые бактерии поселились на ней более трёх с половиной миллиардов лет назад и почти миллиард лет оставались единственными живыми существами на Земле.

    Те древние бактерии были не очень похожи на известные сейчас, их строение было проще. Но и современные бактерии остаются наиболее простыми и самыми маленькими одноклеточными организмами.

    Царство бактерий относят к прокариотам. Прокариоты – это одноклеточные живые организмы, у которых нет клеточного ядра. Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра, ядерное вещество распределено в цитоплазме.

    Все остальные клеточные организмы, у которых в клетках есть ядро, оружённое ядерной оболочкой, называются эукариотами. К эукариотам относятся и растения, и грибы, и животные. Люди – тоже эукариоты.

    Общая характеристика бактерий

    В отличие от вирусов, бактерии состоят из клеток, но клеток особенных.

    Во-первых, бактерии – одноклеточные. То есть бактериальная клетка – это и есть вся бактерия.

    Во-вторых, у бактериальных клеток нет ядра.

    Само слово «бактерия» происходит от греческого «палочка», и некоторые бактерии действительно выглядят как палочки, вернее, как длинные сосиски. Но есть и бактерии других форм (рисунок 1).

    Рисунок 1

    Учёные делят бактерии на группы в зависимости от их внешнего вида. Посмотрите на рисунок 1 и познакомьтесь: круглые шарики называются кокки, а если эти шарики собираются в цепочку, то это уже стрептококки, те, что похожи на палочки – бациллы, на запятую – вибрионы, а спиралевидные бактерии, напоминающие червяков – это спириллы.

    Чтобы разглядеть бактерии, можно воспользоваться световым микроскопом. Размер бактерий от 0.5 до 5 мкм. Они крупнее вирусов, но гораздо меньше, чем клетки растений или животных. Большинство бактерий полупрозрачные, но некоторые виды – зелёные или красные. Среди них есть подвижные, передвигающиеся за счёт сокращений или жгутиков, похожих на крошечные лапки или на хвостики.

    Какое строение имеет бактериальная клетка?

    Как мы уже говорили выше, бактерия – одноклеточный организм, то есть она состоит из одной-единственной клетки.

    Основные части бактериальной клетки – это клеточная стенка, мембрана, цитоплазма и ядерное вещество.

    Части бактериальной клетки и их функции:

    Клеточная стенка. Она прочная и плотная, как скорлупа, но по составу отличается от оболочек растений. Клеточная стенка выполняет защитную функцию, также благодаря ей бактерия сохраняет постоянную форму.

    Капсула. Часто поверх этой стенки клетки бактерий покрыты дополнительным защитным слоем слизи. Этот слой называют капсулой, и его толщина может превышать диаметр самой клетки во много раз, но у некоторых бактерий капсула, наоборот, очень тонкая и её можно разглядеть только в электронный микроскоп. Капсула есть не у всех бактерий, она не считается обязательной частью клетки. Капсула защищает бактерии от высыхания. Также благодаря слизистым капсула бактерии могут слипаться между собой.

    Клеточная мембрана. Её функция – поддерживать целостность клетки защищать её от вредных воздействий. Также через мембрану осуществляется взаимосвязь с внешней средой.

    Внутри бактерии располагается цитоплазма. Цитоплазмой называют всё содержимое клетки, за исключением клеточной мембраны и ядерного вещества. Цитоплазма обладает сложной и интересной структурой, которую можно разглядеть только через электронный микроскоп. Но в цитоплазме бактерий нет ядра и вакуолей, есть только рибосомы.

    Роль цитоплазмы в том, чтобы осуществлять обмен веществ, то есть она регулирует поступление веществ в клетку извне и выделение наружу продуктов обмена. Также в цитоплазме могут какое-то время храниться запасные питательные вещества.

    Ядерное вещество распределено в цитоплазме, иногда прикрепляется к клеточной мембране. Оно представляет собой органическую молекулу ДНК, содержащую наследственную информацию. Также его называют ядерным аппаратом или нуклеоидом (что означает «подобный ядру»)

    У бактерий могут быть жгутики. Хотя они и похожи на отдельные органы, это части той же самой клетки. С их помощью бактерия может перемещаться.
    У некоторых бактерий нет жгутиков, а у других – один-два, а встречаются и такие, у которых десятки, а то и сотни жгутиков.

    Рисунок 2. Бактериальная клетка

    Условия среды, в которых встречаются бактерии

    На Земле бактерии встречаются повсеместно, то есть практически везде.

    Чем можно объяснить широкое распространение бактерий на нашей планете?

    Так как они очень выносливы и приспособлены к разным условиям, их можно встретить и в Антарктиде, где температура опускается ниже 80 градусов по Цельсию, и в горячих источниках, где она поднимается выше 80 градусов. Некоторым бактериям для жизнедеятельности нужен кислород, но другие могут обходиться и без него; одни виды погибают при высыхании, а другие продолжают существовать. Есть даже такие, которые способны выжит в растворе кислоты.

    Особенно много бактерий в почве – в 1 грамме почвы их может быть сотни миллонов. Но есть бактерии и в воздухе, и в воде.

    Бактерии существуют и внутри живых организмов. То есть и в нас тоже есть бактерии.

    Питание бактерий

    Бактерии способны потреблять самую различную пищу. Они привыкли перерабатывать разные вещества, и только некоторые, созданные людьми, для них пока в новинку (например, пластик и стиральный порошок).

    Бактерии в большинстве своём питаются органическими веществами.

    Для бактерий характерны следующие типы питания:

    Гетеротрофы (от греческого «гетерос» — другой и «трофе» — пища) получают органические вещества, а с ними питание и энергию от других организмов

    Автотрофы (от греческого «аутос» — сам) создают органические вещества из неорганических самостоятельно.

    К гетеротрофам относятся сапротрофы и паразиты.

    Сапротрофы или сапрофиты (от греческого слова «сапрос» — гнилой) питаются органическими веществами умерших организмов, а также получают их из выделений и отходов живых организмов. Они участвуют в разложении погибших организмов.

    Паразиты (от греческого «паразитос» — нахлебник) получают пищу из живых организмов.
    Среди паразитов много болезнетворных бактерий, то есть они вредят тем организмам, на которых паразитируют. Носителями паразитов могут быть и растения, и животные, и люди, и даже другие бактерии.

    В чём отличие сапрофитов от паразитов? Какие бактерии называют сапрофитами, а какие — паразитами?

    Показать ответ

    Скрыть

    Сапрофиты получают органические вещества из отходов живых организмов, а также перерабатывают органические вещества после их смерти. Они не вредят живым организмам, напротив — если бы не сапротрофные бактерии, был бы невозможен круговорот веществ в природе, а значит, и жизнь на Земле. Что касается паразитов, они получают пищу из живых организмов, часто нанося им вред и иногда даже приводя их к гибели.

    Подробнее об автотрофах

    Организмы, способные образовывать органические вещества из неорганических, носят название автотрофы. К автотрофам относятся синезелёные бактерии. Они могут превращать неорганические вещества в органические. Именно благодаря им на Земле возможна кислородосодержащая атмосфера.

    В клетках синезелёных бактерий содержится хлорофилл. Это вещество извлекает энергию из солнечного света. При помощи этой энергии бактерии перерабатывают простые неорганические вещества в более сложные органические. Этот процесс называется фотосинтез.  В ходе фотосинтеза бактерии выделяют в атмосферу кислород.

    Из-за способности к фотосинтезу учёные долгое время считали, что данные микроорганизмы нужно относить не к бактериям, а к растениям, и называли их «синезелёные водоросли». Но в конце концов их решили отнести к бактериям и теперь они называются цианобактериями.

    Трудно переоценить роль цианобактерий. Они не только поставляют кислород в атмосферу Земли, но и являются производителями органических веществ для других живых организмов.

    Рисунок 3. Сравнение цианобактерий, бактерий и одноклеточных водорослей

    На рисунке 3 справа изображена не бактерия, а одноклеточная водоросль. Сравните растительную и бактериальную клетки. Что общего и какие различия есть в их строении?

    И те, и другие клетки покрыты клеточной оболочкой, у них есть цитоплазма; и те, и другие могут обладать жгутиками.

    Основное отличие – и бактерии, и цианобактерии не имеют ядра, а в растительных клетках ядро обязательно есть. Кроме того, бактерии отличаются от растительных клеток по строению и составу клеточной оболочки.

    Как бактерии размножаются

    Размножение бактерий происходит делением клетки надвое. Содержимое клетки разделяется перетяжкой пополам, и из одной клетки получаются две. Некоторые бактерии размножаются очень быстро, например, кишечная палочка делится примерно каждые 20-30 минут. При таком стремительном размножении потомство одной-единственной бактерии через сутки могло бы весить около двух тонн, а через 5 суток могло бы заполнить все моря и океаны Земли.

    Рисунок 4

    Этого не происходит из-за того, что очень многие бактерии погибают. Да, при всей их выносливости бактерии могут погибнуть от действия солнечного света, недостатка питательных веществ, при высушивании, нагревании, действии дезинфицирующих веществ и из-за других факторов.

    Что происходит с бактериями при наступлении неблагоприятных условий?

    Некоторые бактерии гибнут. Но многие виды бактерий способны образовывать особые клетки, которые называются споры (от греческого «спора», означающего «семя»).

    Сначала клетка проходит подготовительный этап. Она прекращает расти, завершается синтез ДНК, изменяется обмен веществ клетки.

    Затем начинается деление клетки, но не такое, как при размножении. Мембрана клетки отходит от оболочки к центру и отделяет часть цитоплазмы с нуклеоидом внутри. Образуется предспора (или проспора), окружённая двумя мембранами.

    Затем предспора создаёт на своей поверхности ещё одну оболочку, более плотную и прочную.

    На последнем этапе спора приобретает характерную форму, она становится термоустойчивой. Этот этап называется «созревание споры».

    Какова роль спор в жизни бактерий? Как думаете?

    Показать ответ

    Скрыть

    В таком виде споры могут сохраняться очень долго, выдерживая и очень низкие, и очень высокие температуры, они не погибают даже в кипящей воде. Если же спора попадает в благопритные условия, спора снова становится жизнеспособной бактерией.

    Рисунок 5

    Превращение бактерии в спору – это не размножение бактерий, так как в итоге из одной клетки получается также одна клетка. Важно знать, что не все бактерии способны образовывать споры.

    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии
    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение