Бактерии, их строение, размножение, питание.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Бактерии - широко распространенная группа микроскопических клеточных организмов. По типу строения бактерии относят к прокариотам. У бактерий отсутствует половое размножение, хотя рекомбинация генетического материала имеет место. Некоторые бактерии образуют скопления клеток. Иногда группа клеток окружена общей слизистой капсулой или чехлом. Бактерии лишены таких органелл, как митохондрии и хлоропласты, но их функцию могут выполнять внутриклеточные мембранные структуры, соединенные с плазматической мембраной.

Рис.1 Строение бактерии.

Размер большинства бактерий составляет 1-10 мкм. Хотя отдельная бактериальная клетка очень мала, тем не менее, общая биомасса бактерий превышает биомассу всех остальных живых организмов.

Бактерии характеризуются разнообразием клеточных форм. Прямые палочковидные формы называют бациллами, сферические - кокками, спиралевидные - спириллами. Сферические бактерии после деления могут образовывать пары - диплококки, цепочки - стрептококки или собираться в грозди - стафилококки. Бациллы, как правило, одноклеточные формы, но иногда они образуют цепочки. Плазматическая мембрана бактерий снаружи одета плотной клеточной стенкой. Она выполняет защитную и некоторые другие функции, придает клетке характерную для нее форму.

Специфическим структурным компонентом клеточной стенки бактерий является полимерное соединение - муреин. Клеточная стенка проницаема, через нее питательные вещества проходят в цитоплазму, а конечные продукты обмена выходят в окружающую среду. Клеточная стенка многих бактерий снаружи окружена слоем слизистого материала - капсулой. Она формируется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Капсула, в частности, предохраняет клетку от высыхания.

По химическому составу капсулы являются полисахаридами, иногда они содержат белки.

В клетках запасаются различные вещества: гликоген, волютин, капельки серы. Бактериальная хромосома (нуклеод) - иная форма организации генетического материала, чем клеточное ядро эукариот. Единственная, замкнутая в кольцо молекула ДНК связана с небольшим количеством белков, которые придают ей компактную структуру, и постоянно прикреплена к плазматической мембране. Некоторые бактерии являются подвижными формами. Органеллами движения бактерий служат жгутики, которых может быть один или несколько. Жгутик бактерий принципиально отличается от жгутиков эукариот - он представляет собой жесткую белковую спираль. Основание жгутика, вместе с особыми структурами в клеточной стенке и плазматической мембране, образуют молекулярный мотор, вращающийся со скоростью несколько тысяч об/мин и аналогичный винту корабля или самолетному пропеллеру.

Обмен веществ и энергии, потребности в материалах для построения клеточного тела у бактерий очень разнообразны. По способу углеродного питания они делятся на две группы - автотрофов и гетеротрофов. Большинство бактерий являются гетеротрофами - потребителями готового органического вещества. Некоторые из них нуждаются в сложном наборе углеводов, аминокислот, витаминов, у других потребности более ограничены. Энергию они получают при окислении органических веществ в процессе дыхания или брожения. Автотрофные бактерии самостоятельно синтезируют органические вещества из С02. Одни из них получают энергию, окисляя неорганические вещества, в частности молекулярный водород, сероводород, аммиак и записное железо. Этот процесс называется литотрофией, или хемосинтезом. Хемотрофные бактерии используют в качестве пигментов один или несколько бактериохлорофиллов и никогда не содержат хлорофилла А или фикобилип-ротеидов. Другие фототрофные бактерии, к числу которых относятся цианобактерии, пурпурные и зеленые бактерии, зависят от энергии света. Цианобактерии, как и пластиды эукариот, используют воду как источник электронов при фотосинтезе и выделяют молекулярный кислород (окси-генный фотосинтез). Характерные для них фотопигменты представлены хлорофиллом А и фикобилипротеидами (фи-коцианин и фикоэритрин). В отличие от них пурпурные и зеленые бактерии используют в качестве восстановителя молекулярный водород, серу и ее восстановленные соединения, а также простые органические вещества. При этом типе фотосинтеза не образуется молекулярный кислород (аноксигенный фотосинтез). бактерия природный ресурс пищеварительный

Основной способ размножения бактерий - деление клетки надвое (бинарное деление). При этом плазматическая мембрана и стенка впячиваются и перешнуровывают ее пополам. Впячивание мембраны происходит между точками прикрепления двух дочерних кольцевых молекул ДНК, в результате чего дочерние клетки обеспечиваются копиями материнской хромосомы. Бактерии обладают способностью к образованию эндоспор. Некоторые эндоспоры имеют плотные многослойные оболочки, устойчивы по отношению к агрессивным факторам внешней среды и длительно сохраняют способность к прорастанию.

Половой процесс у бактерий заключается в переносе ДНК от одной клетки к другой с последующей генетической рекомбинацией. Обмен наследственным материалом может происходить путем конъюгации (прямой контакт клеток), трансдукции (перенос ДНК вирусом-бактериофагом) или трансформации (поглощение фрагментов ДНК извне). Однако универсальным источником изменчивости являются мутации. В сочетании с темпом размножения бактерий они обеспечивают этим организмам высокую способность к адаптации к условиям внешней среды.

Различные виды бактерий могут использовать в качестве источника энергии почти любые органические соединения - не только питательные вещества, как сахара, аминокислоты и жиры, но и продукты выделения, например мочевину и мочевую кислоту, содержащиеся в моче, и вещества, входящие в состав экскрементов. Один из видов бактерий может использовать в качестве питательного субстрата даже пенициллин, убивающий многие бактерии.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒