A Baktériumok Országa
Valódi baktériumok. "Ezek a legkisebb prokarióta organizmusok, amelyek celluláris szerkezete vannak." A mikroszkopikus sejtméretek miatt 0,1-10-3 0 μm, a baktériumokat mikrobáknak vagy mikroorganizmusoknak nevezik.
A baktériumok a talajban, a vízben, a levegőben, a sarki régiók és forró források hőségében, az állatok és növények testén és a test belsejében élnek. Különösen sokan vannak a talajban - 200-500 millióról 2 milliárdra vagy több emberre 1 grammban, a talajtól függően.
Az alakja és tulajdonságai kombinálásával sejtek: több morfológiai csoportok baktériumok: gömb alakú (coccus), egyenes rúd (bacillus), ívelt (Vibrio) spirálisan görbült (spirillae) és más coccusok, párosulva párosával, nevezzük diplococcusok csatlakoztatva, mint egy lánc. -. streptococcusok, formájában fürtök -stafilokokki stb kevésbé gyakori fonalas formában (5.1 ábra.).
A sejt szerkezetét. A sejtfal határozott formát ad a baktériumsejtnek, védi tartalmát a kedvezőtlen környezeti feltételek hatásaitól, és számos más funkciót lát el. A bakteriális sejtfal alapja (valamint az összes prokarióta) egy különleges anyag - egér (poliszacharid több aminosavval kombinálva). A baktériumok sok típusát egy nyálkahártya veszi körül, amely a sejtek további védelmét szolgálja.
Ábra: 5.1. Baktériumok (a) és cianobaktériumok (b): 1,2 - bacilli; 3 - spirochaetes; 4 - cocci; 5 - spirilla; 6 - vibrios; 7-sztreptococci és diplococci; 8 - sarcinák; 9 - szálas formák; 10 - flagellate formák; 11-formák; 12 -hrookokk; 13 - a nostoc és a heterociszták sztringjei (nyilakkal jelezve); 14 - oszcillatórium (a jobb oldalon nagyított formában).
A baktériumok gyakran fel vannak szerelve orgona mozgás - flagella (1-50). Néhány baktériumban a sejt egyik végében helyezkednek el, mások - a felület két vagy egész felületén. A flagella elhelyezési módja a baktériumok mobil formáinak osztályozásának egyik jellemző tulajdonsága.
A plazmamembrán szerkezete és funkciói nem különböznek az eukarióta sejt membránjától. Néhány baktériumban a plasmalemma képes felhalmozódni a citoplazmába, amit mezoszomáknak neveznek. A hajtogatott mezosom membránok redox enzimek, és a fotoszintetizáló baktériumok - és megfelelő pigmentek (beleértve a bakterioklorofill), miáltal mesosoma végezhet a funkciója a mitokondriumok, kloroplaszt vagy más organellum, hanem részt vesznek a nitrogénkötés.
A citoplazmában körülbelül 20 000 riboszóma van és egy nagy, gyűrűs kettős szálú DNS-molekula, amelynek hossza 700 vagy 1000-szerese a sejt hossza. Ezenkívül a citoplazmában a legtöbb baktériumfajtában kis kör alakú DNS-molekulák is megjelennek, amelyeket plasmidoknak neveznek. Az eukarióta sejtekre jellemző membránstruktúrák (organelles) nincsenek jelen a baktériumokban.
Számos vízi és talaj baktériumból, amelyek nem tartalmazzák a flagellát, gázvakulák vannak a citoplazmában. A gáz mennyiségének csökkentése a vacuolákban a vízbaktériumok a vízoszlopba merülhetnek vagy felszínre emelkedhetnek, és a talaj baktériumok mozoghatnak a talaj kapillárisaiban. A bakteriális sejtek pótalkatrészei a poliszacharidok (keményítő, glikogén), zsírok, polifoszfátok, kén.
A legtöbb baktérium színtelen, és csak néhány (zöld és lila) pigmenteket tartalmaz a citoplazmában, mint a zöld klorofill és a vörös fikoeritrin.
A baktériumok táplálása. A táplálkozás típusa szerint a baktériumok két csoportra oszthatók: autotróf és heterotróf. Az autotróf baktériumok szerves anyagokat szintetizálnak szervetlen anyagokból. Attól függően, hogy a fajta energiát autotróf használnak szintéziséhez szerves anyagok megkülönböztetésére fotó- (zöld és lila kén baktériumok) és chemosynthetic baktériumok (nitrifikáló, vasbaktériumok, kén baktériumok színtelen és mtsai.). Heterotrof baktériumok táplálkoznak szerves anyagok kész halott maradékok (saprotrophs) vagy élő növények, állatok és emberek (szimbionta).
A szaprotrófok közé tartoznak a rothadó és fermentációs baktériumok. Az előbbi bomlik a nitrogéntartalmú vegyületek, a második széntartalmú vegyületek. Mindkét esetben az életükhöz szükséges energiát elosztják.
Sokszorosítás. A baktériumok szaporodnak egyszerű bináris sejtosztódással. Ezt megelőzi a DNS-molekula ön-sokszorosítása (replikáció). A kivágás kivételként történik.
Néhány baktérium megtalálta a szexuális folyamat egyszerűsített formáit. Például az E. coliban a szexuális folyamat emlékeztet a konjugációra, amelyben a genetikai anyag egy része az egyik sejtből a másikba kerül, amikor közvetlen kapcsolatban állnak egymással. Ezután a sejtek elválnak. Az egyének száma a szexuális folyamat eredményeként változatlan marad, de örökletes anyagcserére, azaz genetikai rekombinációra kerül sor.
A spórák kialakulása csak egy kis baktériumcsoportra jellemző, ahol kétféle spórát ismerünk: endogén, a sejt belsejében kialakult és az egész sejtből kialakult mikrociszták. Ha spórák alakulnak ki (mikrociszták), a baktériumsejtben lévő szabad víz mennyisége csökken, az enzimaktivitás csökken, a protoplasztot sűrítik és nagyon sűrű héjjal borítják. A viták lehetőséget nyújtanak a kedvezőtlen körülmények fennállására. Elhúzódó szárítással képesek ellenállni, 100 ° C fölé hevítik és közel abszolút nulla értékre hűtik. A normál állapotban a baktérium instabil, ha szárítjuk, közvetlen napfénynek kitett, a hőmérsékletet emeljük 65-80 ° C-on és a t. D. Kedvező körülmények, spórák kicsíráznak, és megduzzad, amely egy új, vegetatív sejt baktérium.
Annak ellenére, hogy az állandó a baktériumok pusztulásához (evés az egyszerű, hatása a magas és alacsony hőmérséklet és egyéb káros tényezők), ezek a primitív élőlények akik túlélték a régi időkben, mert a képessége, hogy gyorsan szaporodnak (sejt lehet osztani minden 20-30 perc), a formáció a spórák rendkívül ellenálló a környezeti tényezőkre és azok elterjedésére.
A baktériumok fontossága a bioszférában és a nemzetgazdaságban. A baktériumok szerepe a bioszférában nagyszerű. Élettevékenységük eredményeképpen a halott növények és állatok szerves anyagainak bomlása és mineralizációja megtörténik. Az ebben az eljárásban keletkező egyszerű szervetlen vegyületek (ammónia, hidrogén-szulfid, szén-dioxid, stb.) Általános anyagkörben vesznek részt, amelyek nélkül a Föld életét lehetetlen lenne megvalósítani. A baktériumok, a gombákkal és a zuzmókkal együtt, elpusztítják a sziklákat, ezáltal részt vesznek a talajképző folyamatok kezdeti szakaszában.
A természetben különleges szerepet játszik a szabad molekuláris nitrogén kötésére képes baktériumok, amelyek a magasabb növényekhez nem férnek hozzá. Ez a csoport szabadon élő Azotobactert és csomók baktériumokat tartalmaz, amelyek a hüvelyes növények gyökereire telepednek. A gyökérszőrzeten keresztül a gyökérbe belenyúlva a gyökérsejtek erőteljes növekedését okozzák, amely csomók formája. Először a baktériumok a növény rovására élnek, majd a nitrogénnel és nitrátokkal később az ammónia képződését megkezdik. A formált nitrogén anyagok elegendőek a baktériumok és a növények számára. Ezenkívül a nitritek és nitrátok egy része a talajba kerül, növelve a termékenységet. A csomó baktériumok által rögzítendő nitrogén mennyisége éves szinten 450-550 kg / ha lehet.
A baktériumok pozitív szerepet játszanak az emberi gazdasági tevékenységben. Tejsavbaktériumokat előállításához használt különféle tejtermékek (tejszín, joghurt, vaj, sajt, stb). Hozzájárulnak az ételek megőrzéséhez is. A baktériumokat széles körben használják a modern biotechnológia az ipari termelés a tejsavval, vajsavval, ecetsav és propionsav, aceton, butil-alkohol, stb előállított biológiailag aktív anyagokat a folyamat az életük - .. antibiotikumokat, vitaminokat, aminosavakat. Végül a baktériumok a genetika, biokémia, biofizika, űrbiológia és mások területén végzett kutatások tárgyát képezik.
A negatív szerep a patogén vagy kórokozó baktériumokhoz tartozik. Képesek lesznek behatolni a növények, állatok és emberek szövetébe, és elkülöníteni olyan anyagokat, amelyek a test védelmét lenyomják. Ilyen baktériumok például a kórokozója pestis, tularemia, lépfene, pneumococcusok állati és emberi szervezet ellenálló fagocitózist és az antitestet. Jól ismert a különböző egyéb humán betegség baktériumok-ügyi eredetű, amelyek által továbbított cseppecske fertőzés (bakteriális tüdőgyulladás, a tuberkulózis, szamárköhögés), élelmiszerek és víz (tífusz, vérhas, brucellózis, kolera), szexuális érintkezés során (gonorrhoea, szifilisz, stb ) ..
A baktériumok is károsíthatják a növényeket, így az úgynevezett bakteriózisokat okozhatják (foltosodás, hervadás, égési sérülések, nedves rothadás, tumorok stb.). A bakterióz nagyon gyakori a burgonya, a paradicsom, a káposzta, az uborka, a cékla, a hüvelyesek és a gyümölcsfák között.
A szaprotrofikus baktériumok élelmiszer-károsodást okoznak. Ez, valamint az a szén-dioxid, ammónia, és az energia többletet okoz fűtés a szubsztrát (például a trágya, széna és a gabona nedves), amíg a öngyulladás, és a kialakulása a mérgező anyagok. Ezért az élelmiszer károsodásának elkerülése érdekében a személy olyan körülményeket teremt, amelyekben a baktériumok elveszítik nagymértékben reprodukálhatóságukat, és néha meghalnak.
A baktériumok széles körű elterjedési módjai: szárítás gyümölcsök, gomba, hús, hal, gabona; hűtése és fagyasztása hűtőben és gleccseren; marinálási termékek ecetsavban; a nagy koncentrációjú cukor, például a lekvár előállítása során plazmolízist okoz a bakteriális sejtekben, és megzavarja az életfunkcióit; sózás. Az uborka, a paradicsom, a gombák és a káposzta tejsavbaktériumok sózása savas táptalajt hoz létre, amely gátolja a baktériumok fejlődését. Ez az élelmiszer- és silótakarmányok megőrzésén alapul.
Elpusztítani vegetatív formák baktériumok és megőrzése a tej, bor, gyümölcslé és egyéb termékek használt metodpasterizatsii -nagrevanie 65 ° Svtechenie 10-20 perc, és a tisztítás a közepes spóra-képző baktériumok a leghatékonyabb módszer a sterilizálás - forráspont és nagynyomású autoklávban. A magas hőmérséklet a fehérje denaturálódását és az összes bakteriális sejt halálát okozza. Ezen kívül, a gyógyászatban, élelmiszeripar, mezőgazdaság fertőtlenítésére, t. E. eltávolításához patogén mikroorganizmusok használt jódot, hidrogén-peroxid, a bórsav, a kálium-permanganát, egy alkohol, formalin és más szervetlen és szerves anyagok.
Cianobaktériumok. Ez egysejtű mikroszkópos és többsejtű telepeket (fonalas) organizmusok különböző morfológiai struktúrák (lásd. Ábra. 5.1). Számos fonalas További fizikai réteg-nobaktery vannak geterotsisty - specializált sejtek erősen megvastagodott elszíneződött kétrétegű membránok részt vesz a szaporítási és atmoszférikus nitrogénkötés folyamatok.
A citoplazmában fotoszintetikus membránszerkezetek és pigmentek: klorofill, karotinoidok és phycobilinok. Ez utóbbi fényt vesz fel az 540-630 nm hullámhosszú régióban, amelyet kevésbé alkalmaznak más fototróf organizmusok. Az ilyen különböző pigmentek miatt a ci-anobaktériumok képesek különböző hosszúságú fényhullámokat elnyelni, és a tengerek és óceánok nagy mélységein élhetnek.
A cianobaktériumok és az eukarióta organizmusok fotoszintézisének folyamatait hasonló módon végzik. A fő tartalék szénhidrát a glikogén.
A cianobaktériumok csak szexuálisan szaporodnak.
A cianobaktériumok gyakoriak friss és sós vizekben, a talaj felszínén, a sziklákon, forró forrásokban, a zuzmók részei. Gazdagítják a talaj szervesanyag és a nitrogén az élelmiszer a zooplankton és a halak, használják számos anyagot az általuk termelt a folyamat az élet (aminosav, vitamin B12, pigmentek és mások.) Néhány faj a cianobaktériumok (például Nostoc, Spirulina) lehet használni élelmiszer . Ebben az időszakban a tömeges reprodukciója cianobaktériumok víztest (az úgynevezett „zöld víz”) az a folyamat, bomlás: a víz kap egy kellemetlen szag és válik ihatatlan, megfigyelt tömege halál (Zamora) hal. Amikor a víz a felszínen virágzik, gyakran keletkezik olajos, piszkos zöldfilm, amely halott cianobaktériumból áll.
Forrás. NA Lemez L. V. Kamlyuk N.D. Lisov "Útmutató az egyetemre való belépés biológiájáért"