«Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс». В.В. Пасечник

Строение размножение и жизнедеятельность бактерий

Вопрос 1. Какое строение имеет бактериальная клетка?
Бактерии были описаны в 1676 г. голландским натуралистом Антони ван Левенгуком. Размеры бактериальных клеток колеблются в среднем от 0,1 до 10 мкм. Тело бактерий состоит из одной клетки, однако бактерии могут образовывать колонии в виде шариков, нитей, пленок. Многоклеточные представители встречаются среди цианобактерий (синезеленых водорослей). В клетках бактерий нет оформленного ядра. Генетический аппарат бактерий представлен одной кольцевой молекулой ДНК (бактериальной хромосомой), которая присоединена в определенном месте к клеточной мембране и занимает в цитоплазме пространство, называемое нуклеоидом. У бактерий отсутствуют мембранные органеллы, характерные для клеток эукариот: эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды и ряд других. В цитоплазме бактериальных клеток имеются рибосомы, на которых происходит синтез белка. Рибосомы бактерий мельче рибосом эукариот. Бактериальная клетка от внешней среды отграничена плазматической мембраной типичного строения. Снаружи от мембраны клетка бактерий покрыта жесткой клеточной стенкой, в состав которой входит полисахарид муреин. Клеточная стенка проницаема для воды, ионов и низкомолекулярных соединений, но непроницаема для крупных полимерных молекул. Поверх клеточной стенки у бактерий может располагаться капсула или слои слизи. Эти образования служат дополнительной защитой для клеток и участвуют в формировании колоний. Плазматическая мембрана образует впячивания внутрь клетки, которые называются мезосомами; на их поверхности локализованы ферменты, принимающие участие в дыхательных процессах. У фотосинтезирующих бактерий во впячиваниях плазматической мембраны встроены фотосинтетические пигменты. Существуют неподвижные и подвижные бактерии. У подвижных бактерий имеется один или несколько жгутиков. Жгутики бактерий устроены иначе, чем у эукариот. Они представляют собой полый цилиндр из особых белков и не покрыты цитоплазматической мембраной (рис. 2).

Рис. 2. Строение бактерий:
1 — жгутики; 2 — фимбрии;
3—капсула; 4—клеточная стенка;
5 — клеточная мембрана;
6 — цитоплазма; 7 —рибосома;
8 —хромосома; 9 — ппазмида;
10 — эндоспора.

По форме клетки бактерий можно разделить на 4 основных типа:
1) бациллы имеют форму палочек. Среди них есть как одиночные (кишечная палочка), так и собранные в цепочки (возбудитель сибирской язвы);
2) кокки имеют форму шариков. Если они располагаются попарно — это диплококки (возбудитель пневмонии), если образуют цепочки клеток — то стрептококки (возбудители ангины, скарлатины), если они сгруппированы в комочки, напоминающие виноградную кисть, — то это стафилококки (вызывают пищевые отравления);
3) вибрионы — это бактерии, имеющие изогнутую форму и напоминающие запятую (возбудитель холеры);
4) спириллы — это нитевидные или закрученные по спирали клетки. На них похожи спирохеты. Спириллы и спирохеты отличаются друг от друга по способу перемещения.

Вопрос 2. Чем отличается бактериальная клетка от растительной?
Бактериальная клетка отличается от растительной по составу и строению клеточной оболочки. В бактериальной клетке нет ядра, отделенного от цитоплазмы оболочкой. В растительной клетке ядро есть. Для растительной клетки характерны пластиды, митохондрии, эндоплазматическая сеть в бактериальной они отсутствуют, хотя некоторые из них имеют пигменты. Снаружи от мембраны клетка бактерий покрыта жесткой клеточной стенкой, в состав которой входит полисахарид муреин, а стенка растительной клетки состоит из целлюлозы.

Вопрос 3. Какие бактерии называют сапротрофами, а какие — паразитами?
Для получения необходимой энергии бактерии могут использовать готовые органические вещества; такие бактерии называют гетеротрофами. Они получают энергию при окислении органических веществ кислородом или при сбраживании (без участия кислорода). В зависимости от субстрата, на котором они развиваются, различают сапрофитные бактерии (питаются мертвым органическим веществом, например, бактерии гниения, молочнокислые бактерии); бактерии-паразиты (развиваются только на живых организмах, например, менингококки, гонококки).

Вопрос 4. Как бактерии размножаются?
Размножаются бактерии вегетативно, простым делением клетки пополам (бинарное деление). Перед делением клетки у них происходит удвоение молекулы ДНК. У некоторых бактерий деление может происходить каждые 20 минут. Почкование – на материнской клетке образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее нуклеоид. Почка растет до материнских размеров и отделяется от нее. Помимо вегетативного размножения у бактерий может происходить обмен генетическим материалом. Этот процесс называется генетической рекомбинацией.

Вопрос 5. Что происходит с бактериями при наступлении неблагоприятных условий?
При наступлении неблагоприятных (при недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) условий некоторые бактерии образуют толстостенные споры. Споры эндогенного происхождения, то есть формируются внутри клеток, и служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий и распространения. Споры способны выдерживать нагревание, переохлаждение, облучение и могут сохраняться живыми десятки лет.