Морфологические свойства и строение бактериальной клетки

Бактерии — самая старая группа организмов, существующая в настоящее время на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 миллиардов лет назад, и почти миллиард лет они были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение.

Со временем их структура усложнилась, но до сих пор бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии все еще сохраняют примитивные характеристики своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоемов.

Что делать в такой ситуации? Для начала рекомендуем. В этой статье подробно описаны методы борьбы с паразитами. Также рекомендуем обратиться к специалисту.

Большинство бактерий бесцветны. Только некоторые из них имеют фиолетовый или зеленый цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркий цвет из-за выделения цветного вещества в окружающую среду или пигментации клеток.

Пионером в мире бактерий был Энтони Левенгук, голландский естествоиспытатель 17 века, который первым создал идеальный микроскоп с увеличительным стеклом, увеличивающий предметы в 160-270 раз.

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Бактерии классифицируются как прокариоты и выделяются в отдельное царство: бактерии.

Как выглядят бактерии

Внешний вид и параметры клетки влияют на ее свойства: подвижность, функциональные характеристики, прикрепление к поверхности. По форме микроорганизмы делятся на:

1. Кокки — это бактерии сферической или округлой формы. Они различаются количеством ячеек в цепочке:

  • тетракокки (четыре соединенных клетки);
  • диплококки (две соединенные друг с другом клетки);
  • стрептококки (соединенные по длине в виде цепочки);
  • микрококки (одноклеточные);
  • сарцины (слои или упаковки по 8, 12, 16 и более);
  • стафилококки (соединение имеет форму грозди винограда).

2. Палочки выделяются:

  • по форме концов: плоский (срез), закругленный (полусфера), заостренный (конус), утолщенный;
  • по характеру связи: одиночные, парные, цепные (стрептобактерии).

3. Спирали имеют изогнутую или спиралевидную форму (строго говоря, эти бактерии еще называют палочковидными). Их различают по форме и количеству локонов:

  • спирилла — одна или несколько смен (до четырех);
  • вибрионы: слегка изогнутые;
  • более четырех локонов — борелли (от 4 до 12) и (любимое проклятие доктора Быкова, возбудители сифилиса) трепонема (от 14 до 17 петель);
  • лептоспира похожи на латинскую «S».

Кроме того, есть звездочки, кубики, С-образные ячейки и другие формы. Также один и тот же тип бактерий в зависимости от обстоятельств может менять форму, причем значительно.

Например, молочнокислые бактерии представляют собой палочки, но некоторые представители этого вида могут иметь форму очень короткого стержня (почти шара), а другие вытягиваются в длину, приближаясь к нитчатым клеткам. Длина в этом случае зависит от состава почвы, наличия и процентного содержания кислорода, способа выращивания (искусственного выращивания) микроорганизмов.

Читайте также:  Токсоплазмоз головного мозга: причины возникновения, симптомы и лечения, прогноз при ВИЧ

С размером одноклеточных организмов немного проще:

  • почва (бактерия, кишечная палочка);
  • самый мелкий (бруцелла);
  • крупные (бациллы, клостридии).

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Способы передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные перемещаются за счет волновых сокращений или с помощью жгутиков (скрученных спиральных нитей), которые состоят из особого белка флагеллина. Может быть один или несколько жгутиков. У одних бактерий они обнаруживаются на одном конце клетки, у других — на двух или на всей поверхности.

Но движение присуще многим другим бактериям, у которых отсутствуют жгутики. Следовательно, бактерии, покрытые слизью снаружи, могут проходить через движение.

Некоторые водные и почвенные бактерии, не содержащие жгутиков, имеют в цитоплазме газовые вакуоли. В ячейке может быть 40-60 вакуолей. Каждый из них заполнен газом (предположительно азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на поверхность, а почвенные бактерии могут перемещаться в капилляры почвы.

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Место обитания

Благодаря простоте организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии встречаются повсюду: в капле даже самой чистой родниковой воды, в зернах земли, в воздухе, на камнях, в полярных снегах, в песках пустынь, на дне океана, в нефти, добываемой с больших глубин и даже в термальных источниках источники с температурой около 80 ° C. Они живут на растениях, фруктах, у различных животных и у людей в кишечнике, рту, конечностях, на поверхности тела.

Бактерии — самые маленькие и самые многочисленные живые существа. Благодаря небольшому размеру они легко проникают в любые щели, щели, поры. Они очень устойчивы и приспосабливаются к различным условиям существования. Переносит сушку, сильный холод, нагрев до 90 ° С, не теряя своей жизненной силы.

Практически нет места на Земле, где бы бактерии не встречались, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разные. Одним из них нужен кислород в воздухе, другим он не нужен, и они могут жить в бескислородной среде.

В воздухе: Бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы на расстояние до 30 км и более. Особенно много их в земле. Годовая почва может содержать сотни миллионов бактерий. В воде: в поверхностных слоях воды в открытых водоемах. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но только при благоприятных условиях вызывают заболевание. Симбиотик живет в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу и синтезировать витамины.

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Рост и размножение

Для точной идентификации и промышленного производства необходимы культуры чистых бактерий: популяция, выращенная из одной клетки в лабораторных условиях. А для этого необходимо знать их биологические свойства: в каких условиях и как микроорганизмы растут и размножаются. Рост — это увеличение клеточной массы и всех ее структур, а размножение — это увеличение количества клеток в колонии.

Большинство бактерий размножаются путем бинарного деления, то есть клетка делится пополам посередине, образуя два идентичных организма. Метод почкования отличается от бинарного деления только формой: на поверхности клетки образуется выступ, куда перемещается половина заместителя разделенного ядра (нуклеоида), затем выступ разрастается и отделяется от материнской клетки.

Более изощренный метод — генетическая рекомбинация, напоминающая половое размножение. Суть метода заключается в том, что часть ДНК попадает в клетку извне (при контакте бактерий друг с другом, с помощью бактериофагов или в результате поглощения генетического материала мертвых клеток). Следовательно, этот метод доставляет две генетически модифицированные клетки, которые несут информацию от обоих «родителей». Свойства измененной ячейки могут существенно отличаться от ее предшественников. Такой способ размножения позволяет бактериям адаптироваться к изменяющимся условиям, возможно, именно он послужил основой для возникновения разумной жизни на планете.

Читайте также:  Желтая малярия (лихорадка): симптомы, кто возбудитель, методы лечения

Кроме того, метод рекомбинантного размножения облегчает генетические исследования. Бактерии изменяются в очень короткие сроки и при этом сохраняют наследственность. Это позволяет отследить несколько поколений клетки и оценить положительные и отрицательные изменения ее структуры, поведения, свойств.

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Особенности дыхания и питания клетки

В зависимости от отношения к кислороду бактерии различаются по:

  1. Анаэробы — это микроорганизмы, которые получают энергию в отсутствие кислорода. Существуют облигатные (строгие) анаэробы, которые не переносят кислород, и факультативные анаэробы (большинство патогенных микробов), основным методом получения энергии для которых является бескислородный вариант, но они также могут существовать при наличии кислорода.
  2. Аэробы — это клетки, которые живут только в кислородсодержащей среде. Тяжелым аэробам требуется 20% кислорода в атмосфере, микроаэрофилы довольствуются гораздо меньшим содержанием кислорода, но их основной способ дыхания остается таким же, как у аэробных клеток.

Идентификация по дыханию и кормлению важна для создания комфортных условий при выращивании бактериальных культур на искусственных почвах и в биотехнологиях.

Способы получения энергии (питания) зависят от свойств клетки:

  1. Автотрофы («самоходные») получают энергию из неорганических соединений, превращая их в органические вещества. Они делятся на фототрофов, которые берут энергию солнца, и хемотрофов, которые используют энергию химических реакций. К последним относятся нитрифицирующие бактерии, которые связывают азот в соединения, подходящие для растений, серные бактерии, железобактерии и т.д.
  2. Гетеротрофы («другая пища») используют готовые органические вещества. Сапрофиты используют органические отходы, возвращая использованные химические компоненты в окружающую среду. Паразиты берут пищу из живых клеток, лишая их возможности свободно расти.

Благодаря разнонаправленным полезным свойствам бактерий получается замкнутый цикл: автотрофы создают органические вещества с помощью энергии солнца или неорганических соединений, гетеротрофы (сапрофиты) разлагают органическое вещество, возвращая пригодные для дальнейшего использования в природе химические компоненты.

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Строение микроорганизмов

Общим для всех прокариот является отсутствие ядра; его роль играет замкнутая молекула ДНК (нуклеоид). Роль внутренних органов в бактериальной клетке выполняют различные включения, называемые по аналогии органеллами. Этот набор не одинаков для разных видов бактерий, но есть определенный обязательный минимум, который присутствует в каждой бактерии:

  • клеточная стенка (внешний слой переменной толщины);
  • цитоплазматическая мембрана (тонкая пленка между внутренней полужидкой средой и клеточной стенкой);
  • нуклеоид (аналог ядра);
  • цитоплазма (внутреннее полужидкое вещество, в котором плавают органеллы);
  • рибосомы (молекулы РНК, содержащие дополнительную или резервную генетическую информацию).
Читайте также:  Хронический трихомониаз: симптомы, диагностика и как лечить, отзывы врачей и больных

Морфологические свойства и структура бактериальных клеток

Первые попытки изучить структуру бактерий под микроскопом позволили выявить важную деталь: бактериальные клетки прозрачны, их невозможно увидеть без дополнительной подготовки. Датский исследователь Грам предложил метод окрашивания микроорганизмов с помощью анилиновых красителей.

Оказалось, что в зависимости от строения внешней оболочки бактерии по-разному воспринимают краситель: одни сохраняют пигмент, а другие обесцвечивают после окончательной промывки приготовленного препарата спиртосодержащим раствором (отмывка проводится в обоих случаях, но только за один смывает краску). По толщине клеточных стенок бактерии делятся на две большие группы:

  • грамположительный (толстая стенка можно раскрашивать);
  • грамотрицательные (тонкая стенка не задерживает краситель).

Эти свойства важны для идентификации: чаще всего вредные (патогенные) микроорганизмы являются грамотрицательными. Это разделение особенно полезно для медицинских исследований. Быстрые результаты можно получить с помощью относительно простых лабораторных анализов.

Помимо основных, у микроорганизмов есть дополнительные структуры, определяющие некоторые важные свойства клетки:

  1. Капсула — это поверхностный слизистый слой (над клеточной мембраной), который образуется в результате реакции на окружающую среду. То есть в комфортных условиях бактерия вполне могла бы обойтись без капсулы, но при малейшей угрозе она защищает себя мягкой оболочкой, обеспечивающей дополнительную безопасность.
  2. Жгутики — длинные нитчатые органы движения (длиннее тела бактерий). Они работают как своего рода мотор, позволяя клетке свободно перемещаться.
  3. Пьяные — очень маленькие ворсинки на поверхности бактерий (тоньше и короче жгутиков). Пилы не перемещают клетку, а помогают ей прочно закрепиться в выбранном месте.
  4. Споры — это твердые включения, которые образуются внутри бактерий как реакция на угрозу смерти (недостаток воды, агрессивная среда). Они позволяют клетке пережить трудные времена (иногда бактерии могут «спать» годами и десятилетиями) и возродиться. Но споры — это только инструмент выживания, а не воспроизводства.

Есть также дополнительные включения, которые придают бактериям разные свойства. Следовательно, хлоросомы отвечают за производство кислорода из энергии солнечного света (фотосинтез); газовые вакуоли заставляют ячейку плавать; липиды и волютин сохраняют запасы пищи и энергии и т д

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

  • Абсолютно безопасно;
  • Не вызывает побочных эффектов;
  • Защищает печень, сердце, легкие, желудок, кожу от паразитов;
  • В состав входят только натуральные компоненты;
  • Он выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
  • Эффективно уничтожает большинство видов гельминтов за 21 день.

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию