A baktériumok általános jellemzői és jelentősége a természetben - stadopedia
Minden baktérium az N / A Prokariótákhoz tartozik.
A prokarióták szupersztárában főként mikroszkopikus organizmusok egyesülnek, amelyek sejtjei nem rendelkeznek sejtmaggal (pre-nukleáris), amelyet a membrán határol.
Prokarióták - az első olyan szervezetek, amelyek megjelentek a Földön (
Azáltal superkingdom prokarióták tartalmaz egyetlen Királyság - MONERA, CO-Thoroe három subkingdoms: Archaea (metán-termelő), eubaktériumok (igaz baktériumok) és oksifotobakterii (hloroksibakterii és cianobaktériumok). Egy másik osztályozás tárgya superkingdom prokarióták 2 királyságok Archaebaeteriumok és Eubakterii.
A baktériumok a természetben élő élő szervezetek leggyakoribb csoportjai. Élnek talajban, vízben, porban, levegőben (akár 40 km-ig), az élelmiszerekben, más szervezetekben és belsejében is.
1 g termékeny talajban 0,2-2 vagy több milliárd baktérium található; 1 cm3 friss tejben - több mint 3 milliárdot.
A baktériumok kozmopoliták. ugyanazon faj megtalálható minden kontinensen, azaz szinte mindenhol; a legkülönbözőbb környezeti feltételekhez igazodnak.
Még forró forrásokban is megtalálhatók (t + 88 ° C-ig). A magas nyomású (az óceán fenekén) létező baktériumok + 360 ° C-nál (termofilek) ismertek.
Aerob baktériumok A Microccus radiodurans képes ellenállni a sugárterhelésnek 6,5 millió röntgensugárral szemben, ami 10 ezer-szer magasabb az emberre halálos dózisnál. Egyes baktériumok még atomreaktorokban is megtalálhatók.
A baktériumok alapvetően mikroszkopikus sejtes organizmusok, amelyeknek nincs formális magja. Jelenleg mintegy 5000 fajta baktérium ismeretes, és más adatok szerint több mint 3 milliárd faj van.
Méretek és alakzatok
A bakteriális sejtméretek átlagosan 10 μm (0,2-100 μm, 1 μm = 10-6 m). A legtöbb baktérium egysejtű szervezet, de néhány gyarmati és még "többsejtű" (sok fonalas cianobaktérium). A legtöbb baktérium csak mikroszkóp alatt tekinthető meg (tehát a név - mikrobák).
A baktériumokat a holland tudós, A. Levenguk fedezte fel. 1695-ben megjelent a "Természet titkai" című könyve, amelyben először leírták a mikrobákat.
A jelenlegi baktériumok (eubaktériumok) közötti sejtek formájában több csoportot különböztetünk meg (3.5. Ábra):
- coccusok - van egy gömb alakú (monokokki - magányos; diplococcusok - párosított (pneumococcus); streptococcusok - csatlakozik a láncban (Streptococcus-coccus thermophilus); sartsiny - sűrű vermeket mutat; staphylococcusok - egy csomó szőlőt (Staphylococcus aureus));
- bacillus - rúd alakú, hosszúkás (Escherichia coli - Escherichia coli, Salmonella typhi - a tífusz bacillus) - legnagyobb csoport eubaktériumok;
- Vibrio - vessző formájában ívelt (Vibrio cholerae - vibrio cholerae);
- spirilla - hosszúkás, krimpelt forma spirál formájában (a Spirilla folyó).
Az oxyphotobaktériumok között többcélú szálak (Oscillatoria, Spirulina, Anabaena, Nostoc stb.) Formájában is megtalálhatók baktériumok.
A sejt szerkezetét. A baktériumsejtek primitív szerkezete (3.6. Ábra).
Kívül a korlátozott bakteriális sejtfal (sejtfal). A legtöbb Bacto ry (eubaktériumok) alapvető szerkezeti héjanyag murein (glikopeptid), néhány (cianobaktériumok) héj tartalmaz egy olyan számot cellulóz, murein, de a fő komponens - a többi poliszacharid-pects és az új anyagok.
A héj határozott alakot és erőt ad a sejtnek (ellenáll a protoplaszt belső nyomásának a hipotóniás oldatban); Szelektív permeabilitása és antigén tulajdonságai (a fehérjék és a szénhidrátok miatt, amelyek összetételét alkotják).
A héj kivételével számos baktérium (eu és cianobaktérium) egy higgadt kapszulát képez. Poliszacharidok molekuláiból áll, ami egy további védőréteg.
Ábra. 3.6. A baktérium sejtszerkezetének általánosított sémája.
Sok talaj baktériumban forró, száraz klímában a kapszula védi a sejtet a kiszáradástól. Gyakran megvédi a bakteriális sejtet a fág behatolásától. Néhány baktériumban a kapszuláris nyálka a tartalék tápanyagok forrása, és segít a baktériumoknak a szubsztrátok felületén való rögzítésében, és néha mozgásukban is.
A sejt belsejében egy sűrű citoplazma található. A belső felszín plasmolemma (protein-lipid komplex) olyan enzimek. Számos baktérium cytolemma betüremkedése képezi a sejt belseje (mivel annak növekedési üteme általában magasabb, mint a növekedési ütem a sejtfal) - mesosoma bevont anoxiás levegőt (alkohol, tejsav és más fermentációs.). A baktériumok, amely fotoszintézisre képes ilyen süllyesztékekbe plasmolemma (fotoszintetikus membránok) vannak elrendezve fotoszintetikus P & G-rendőrök (y eubaktériumok - bakterioklorofillek; cianobaktériumok - klorofill és a karotinoidok.) Amennyiben a fotoszintézis fordul elő (y eubaktériumok izolálás nélkül O2 cianobaktériumok - a kibocsátást a O2. ).
A fotoszintézis folyamatában a zöld és lila kén baktériumok (eubaktériumok) nem használnak vizet, hanem kénvegyületeket: CO2 + 2H2S → (CH20O) + S2 + + H2O.
Úgy gondolják, hogy a légkör Archeannal való oxigénnel való dúsítása a cianobaktériumok aktivitásához kapcsolódik. СО2 + 2Н2 О → (СН2 О) + О2 ↑ + Н2 О
Hasonló baktériumok és az atmoszférikus molekuláris nitrogén (Azotobacter, Rhizobium, Anabaena, Nostoc) nemzetségbe tartozó membránképződéssel foglalkoznak.
A citoplazmában vannak riboszómák (70S), de kisebbek, mint eukarióta riboszómák (80S) és helyezkednek el a citoplazmában a szabad (nem kötött membránok).
A riboszómák bakteriális típusú (70S) részét képezik az eukarióta sejtszervecskék - mitokondrium és kloroplasztisz, jelezve evolúciós kapcsolatait prokarióta és eukarióta szervezetek.
A baktériumok citoplazmájában néha észrevehetőek a tartalék tápanyagok (keményítő glikogén, de gyakrabban a volutein egy foszforsavmaradékot tartalmazó anyag).
A prokarióták magjának analógja DNS, RNS és fehérjék - a genofor (nukleoid), amely nem rendelkezik saját héjjal. A prokarioták (egygyűrűs DNS molekulák) genetikai rendszere a sejtmembránra van rögzítve, és egy primitív kromoszómának felel meg.
Sok baktériumsejt felszínén vékony fonalas szerkezetek vannak - a pili. amelyek közvetlen üreges hengerek, amelyek a citoplazmatikus membránból nyúlnak ki (ezek száma 1-től több százig terjedhet, például Escherichia coli-ban).
A Fimbria elvégzi a sejtnek a szubsztrát felületéhez vagy a sejtek adhéziójához való csatlakoztatását; A szexuális pattanások (F-pili) részt vesznek a DNS-anyag átviteléből a donorsejtből a recipiens cellába a reprodukció során.
A baktériumok nem tartalmaznak plasztidokat, mitokondriumokat, Golgi-készülékeket és egyéb eukariótákban található organoidokat. Nincs intracelluláris mozgás - ciklosis.
Számos fonalas cianobaktériumok (Nostoc, Anaba) vannak specializálódott sejtek - geterotsisty erősen megvastagodott, színtelen 2-hsloynymi kagyló (vesz részt reprodukció és a folyamat molekuláris nitrogénkötés).
Mozgalom. A baktériumok reagálnak a különböző ingerekre és képesek mozogni (taxik). A mozgása néhány alkalmazásával csillók (az egyik, mint a Rhizobium vagy több, mint az Azotobacter.), Egyéb - révén a kiürített váladék vagy miatt Vera-scheniyu saját tengelye körül. Néhány mozdulatlan (a cianobaktériumok nem jelződnek).
Gyakran előfordul, hogy a baktériumsejtek 1 másodperc alatt haladnak át 20-60 μm távolsággal (gyakran sokszor nagyobbak, mint a saját testük hossza). A sprinterek között a baktériumok között a kolera vibrio. annak sebessége 200 μm / s.
Oktatási vita. Egyes baktériumok (főként a Clostridium és Bacillus nemzetségből) olyan spórákat (endoszporokat) hoznak létre, amelyek ellenállnak az alacsony vagy magas hőmérsékleteknek és a kiszáradásnak, amikor a csapás esik meg.
A citoplazmát tartalmazó DNS részét tömörítjük és sűrű spórahéjba burkoljuk. Az ilyen viták megtartják azt a képességét, hogy "csírázzák" több tucat évig (akár 100). Például a spórák állapotában lévő antrax bacilli 30 éven keresztül aktív marad.
Ha egy nyugvó, stabil szerkezet keletkezik egy teljes sejtből, akkor cisztának nevezik (az Azotobacter nemzetség néhány faja).
Sokszorosítás. Nincs mitózis és meiózis a baktériumokban.
A baktériumok szaporodnak nemi alapon úgy, hogy két sejtet osztanak el (bináris osztás). Ez előzi meg a genofó DNS-szálának duplázását (replikációját). Néha a baktériumok bimbózó formák (az anya kisebb méretű lányos sejtek kialakulása).
Kedvező körülmények között a baktériumokat 20-30 percenként osztják szét.
Néhány baktériumban (például E. coliban) egy primitív szexuális folyamat figyelhető meg. Az ivarsejtek (nemi sejtek) azonban nem képződnek, és nincs sejtek fúziója. A bakteriális sejtek egyszerűen kicserélik a genetikai anyagokat (a DNS részeit, vagy nagyon ritkán mindegyiket), - a genetikai rekombinációt.
Genetikai rekombináció végezhetjük transzformációval (transzfer nélkül kontaktus NC), a konjugáció (NK transzfer közvetlen érintkező) vagy transzdukció (vírus átvitelének NC - mérsékelt bakteriofágok).
Teljesítmény. A többség heterotróf. Ezek a takarmányok:
- szaprotrofikus (halott, rothadó szerves anyag), ezáltal kiválasztva az emésztő enzimeket a külső környezetben, majd felszívja az oldott anyagokat;
- parazitikusan (bos-leznetornye, a szerves anyag bomlása a élő gazdaszervezeten belül);
- szimbiotikusan (más szervezetek belsejében is élnek, a takarmányok a saját költségükön járnak, azonban a tulajdonoshoz és jelentős haszonnal járnak).
Például a Rhizobium nemzetségbe tartozó baktériumok a hüvelyes növények gyökereivel (csomók a gyökereken) szimbiózisba keverednek, takarmányoznak költségükön és rögzítik a növények által használt molekuláris nitrogént. A bélbetét az emberi test belsejében él és B és K vitaminokat termel, amelyek szükségesek az ember számára. A kérődző állatok bélrendszerében a baktériumok elpusztítják a cellulózt a cukrokra; A termeszek bélrendszerében élő baktériumok szintén lebontják a cellulózt.
Egyes baktériumok takarmányoznak autotrófálisan. Attól függően, hogy az energiaforrás használható ebben az esetben a baktériumok sorolják fotoszintetikus (zöld és lila kén baktériumok cianobaktériumok, stb), és hemosintetiki (nitrifikáló, vas baktériumok, kén baktériumok stb.)
A kemoszóniás baktériumok szén-dioxidot alkalmaznak szén-atomokként. és a szerves anyagok szintéziséhez szükséges energia nem a napból származik, hanem a szervetlen anyagok (nitrogén, kén, ammónia, hidrogén, nitrátok és vas-vegyületek) oxidációjával. Például a kén baktériumok oxidálják a ként a szulfátionokká, a nitrifikáló baktériumok oxidálják az ammónia nitrátjait stb.