Реферати » Реферати з біології » Бактерії

Бактерії

ПЛАН:
ведення.
БУДОВА І життєдіяльності бактерій
Будова
Сенсорні функції та поведінку
Розмноження та генетика
МЕТАБОЛІЗМ
Харчування
Головні джерела енергії
Дихання
БАКТЕРІЇ І ПРОМИСЛОВІСТЬ
боротьби з бактеріями У ПРОМИСЛОВОСТІ
Література
Введення
БАКТЕРІЇ, обширна група одноклітинних мікроорганізмів, що характеризуються відсутністю оточеного оболонкою клітинного ядра. Разом з тим генетичний матеріал бактерії (дезоксирибонуклеїнова кислота, або ДНК) займає в клітці цілком певне місце - зону, звану нуклеоидом. Організми з такою будовою клітин називаються прокаріоти («доядернимі» ) на відміну від всіх інших - еукаріот («істинно ядерних» ), ДНК яких перебуває в оточеному оболонкою ядрі.
Бактерії, що раніше вважалися мікроскопічними рослинами, зараз виділені в самостійне царство Monera - одне з п'яти в нинішній системі класифікації поряд з рослинами, тваринами, грибами і протистами.
БУДОВА І життєдіяльності бактерій
Бактерії набагато дрібніше клітин багатоклітинних рослин і тварин. Товщина їх зазвичай складає 0,5-2,0 мкм, а довжина - 1,0-8,0 мкм. Розгледіти деякі форми ледь дозволяє роздільна здатність стандартних світлових мікроскопів (приблизно 0,3 мкм), але відомі й види довжиною більше 10 мкм і шириною, також виходить за зазначені рамки, а ряд дуже тонких бактерій може перевищувати в довжину 50 мкм. На поверхні, відповідної поставленої олівцем точці, вміститься чверть мільйона середніх по величині представників цього царства.
Будова. За особливостями морфології виділяють наступні групи бактерій: коки (більш-менш сферичні), бацили (палички або циліндри із закругленими кінцями), спірили (жорсткі спіралі) і спірохети (тонкі і гнучкі волосовидні форми). Деякі автори схильні об'єднувати дві останні групи в одну - спірили.
Прокаріоти відрізняються від еукаріот головним чином відсутністю оформленого ядра і наявністю в типовому випадку всього однієї хромосоми - дуже довгою кільцевої молекули ДНК, прикріпленою в одній точці до клітинної мембрани. У прокаріотів немає і оточених мембранами внутрішньоклітинних органел, званих мітохондріями і хлоропластами. У еукаріотів мітохондрії виробляють енергію в процесі дихання, а в хлоропластах йде фотосинтез (див. також КЛІТИНА). У прокаріотів вся клітина цілком (і в першу чергу - клітинна мембрана) бере на себе функцію мітохондрії, а у фотосинтезуючих форм - заодно і хлоропласта. Як і у еукаріот, усередині бактерії знаходяться дрібні нуклеопротеинового структури - рибосоми, необхідні для синтезу білка, але вони не пов'язані з якими-небудь мембранами. За дуже небагатьма винятками, бактерії не здатні синтезувати стероли - важливі компоненти мембран еукаріотичної клітини.
Зовні від клітинної мембрани більшість бактерій одягнено клітинною стінкою, кілька нагадує целюлозний стінку рослинних клітин, але складається з інших полімерів (до їх складу входять не тільки вуглеводи, а й амінокислоти і специфічні для бактерій речовини). Ця оболонка не дає бактеріальної клітці луснути, коли в неї за рахунок осмосу надходить вода. Поверх клітинної стінки часто знаходиться захисна слизова капсула. Багато бактерій забезпечені джгутиками, за допомогою яких вони активно плавають. Джгутики бактерій влаштовані простіше і трохи інакше, ніж аналогічні структури еукаріот.
Сенсорні функції та поведінку. Багато бактерії мають хімічними рецепторами, які реєструють зміни кислотності середовища і концентрацію різних речовин, наприклад цукрів, амінокислот, кисню і діоксиду вуглецю. Для кожної речовини існує свій тип таких «смакових» рецепторів, і втрата якогось із них у результаті мутації призводить до часткової «смакової сліпоти» . Багато рухливі бактерії реагують також на коливання температури, а фотосинтезуючі види - на зміни освітленості. Деякі бактерії сприймають напрямок силових ліній магнітного поля, в тому числі магнітного поля Землі, за допомогою присутніх у їхніх клітинах часточок магнетиту (магнітного залізняку - Fe3O4). У воді бактерії використовують цю свою здатність для того, щоб плисти уздовж силових ліній у пошуках сприятливого середовища.
Умовні рефлекси у бактерій невідомі, але певного роду примітивна пам'ять у них є. Плаваючи, вони порівнюють сприйману інтенсивність стимулу з її колишнім значенням, тобто визначають, стала вона більше або менше, і, виходячи з цього, зберігають напрямок руху або змінюють його.
Розмноження та генетика. Бактерії розмножуються безстатевим шляхом: ДНК в їх клітці реплікується (подвоюється), клітина ділиться надвоє, і кожна дочірня клітина отримує по одній копії батьківської ДНК. Бактеріальна ДНК може передаватися і між неделящимся клітинами. При цьому їх злиття (як в еукаріот) не відбувається, число особин не збільшується, і зазвичай в іншу клітину переноситься лише невелика частина генома (повного набору генів), на відміну від «справжнього» статевого процесу, при якому нащадок отримує по повного комплекту генів від кожного батька.
Таке перенесення ДНК може здійснюватися трьома шляхами. При трансформації бактерія поглинає з навколишнього середовища «голу» ДНК, що потрапила туди при руйнуванні інших бактерій або свідомо «підсунуту» експериментатором. Процес називається трансформацією, оскільки на ранніх стадіях його вивчення основна увага приділялася перетворенню (трансформації) таким шляхом нешкідливих організмів у вірулентні. Фрагменти ДНК можуть також переноситися від бактерії до бактерії особливими вірусами - бактеріофагами. Це називається трансдукцией. Відомий також процес, що нагадує запліднення і званий кон'югацією: бактерії з'єднуються один з одним тимчасовими трубчастими виростами (копуляціоннимі фімбріями), через які ДНК переходить з «чоловічий» клітини в «жіночу» .
Іноді в бактерії присутні дуже дрібні додаткові хромосоми - плазміди, які також можуть переноситися від особини до особини. Якщо при цьому плазміди містять гени, що зумовлюють резистентність до антибіотиків, говорять про інфекційну резистентності. Вона важлива з медичної точки зору, оскільки може поширюватися між різними видами і навіть родами бактерій, в результаті чого вся бактеріальна флора, скажімо кишечника, стає стійкою до дії певних лікарських препаратів.
МЕТАБОЛІЗМ
Почасти в силу дрібних розмірів бактерій інтенсивність їх метаболізму набагато вище, ніж у еукаріот. За найсприятливіших умовах деякі бактерії можуть подвоювати свою загальну масу і чисельність приблизно кожні 20 хв. Це пояснюється тим, що ряд їхніх найважливіших ферментних систем функціонує з дуже високою швидкістю. Так, кролику для синтезу білкової молекули потрібні лічені хвилини, а бактерії - секунди. Однак у природному середовищі, наприклад у грунті, більшість бактерій знаходиться «на голодному пайку» , тому якщо їх клітини і діляться, то чи не кожні 20 хв, а раз на кілька днів.
Харчування. Бактерії бувають автотрофи і гетеротрофів. Автотрофи («самі себе живлять» ) не потребують речовинах, вироблених іншими організмами. В якості головного або єдиного джерела вуглецю вони використовують його діоксид (CO2). Включає CO2 та інші неорганічні речовини, зокрема аміак (NH3), нітрати (NO-3) і різні сполуки сірки, у складні хімічні реакції, вони синтезують всі необхідні їм біохімічні продукти.
Гетеротрофи («харчуються іншим» ) використовують в якості основного джерела вуглецю (деякими видами потрібен і CO2) органічні (углеродсодержащие) речовини, синтезовані іншими організмами, зокрема цукру. Окислюючись, ці сполуки постачають енергію і молекули, необхідні для росту і життєдіяльності клітин. У цьому сенсі гетеротрофні бактерії, до яких належить переважна більшість прокаріот, подібні з людиною.
Головні джерела енергії. Якщо для освіти (синтезу) клітинних компонентів використовується в основному світлова енергія (фотони), то процес називається фотосинтезом, а здатні до нього види - фототрофами. Фототрофние бактерії діляться на фотогетеротрофов і фотоавтотрофів залежно від того, які з'єднання - органічні або неорганічні - служать для них головним джерелом вуглецю.
Фотоавтотрофні ціанобактерії (синьо-зелені водорості), як і зелені рослини, за рахунок світлової енергії розщеплюють молекули води (H2O). При цьому виділяється вільний кисень (1/2O2) і утворюється водень (2H +), який, можна сказати, перетворює діоксид вуглецю (CO2) у вуглеводи. У зелених і пурпурових сірчаних бактерій світлова енергія використовується для розщеплення НЕ води, а інших неорганічних молекул, наприклад сірководню (H2S). В результаті також утворюється водень, який відновлює діоксид вуглецю, але кисень не виділяється. Такий фотосинтез називається аноксигенний.
Фотогетеротрофний бактерії, наприклад пурпурні несерние, використовують світлову енергію для отримання водню з органічних речовин, зокрема изопропанола, але його джерелом у них може служити і газоподібний H2.
Якщо основне джерело енергії в клітині - окислення хімічних речовин, бактерії називаються хемогетеротрофамі або хемоавтотрофи залежно від того, які молекули служать головним джерелом вуглецю - органічні або неорганічні. У першому органіка

Сторінки: 1 2