Реферат на тему: Бактерии

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

В царстве прокариот объединяются дояры, старейшие жители нашей планеты — бактерии, которых в повседневной жизни часто называют микробами. Это очень старые организмы, которые, по-видимому, появились около 3 миллиардов лет назад. Эти организмы имеют клеточную структуру, но их генетический материал неразрывно связан с оболочкой плазмы, т.е. у них нет декорированного ядра. Большинство из них намного больше по размеру, чем вирусы. Ученые разделили царство прокариот, исходя из важных особенностей жизни и особенно обмена веществ, на три царства: Архибактерии, настоящие бактерии, оксифотобактерии.

Изучение структуры и жизненных функций микроорганизмов находится в науке — микробиологии.

Трудно найти место в мире без самых маленьких живых существ — бактерий. Они были найдены в струях гейзеров с температурой около 105 , сверхсоленых озерах, как знаменитое Мертвое море. Живые бактерии были обнаружены в вечной мерзлоте Арктики, где они жили 2-3 млн лет. В океане на глубине 11 км; на высоте 41 км в атмосфере; на глубине нескольких километров повсюду были обнаружены бактерии.

Бактерии совершенно здоровы в воде, которая охлаждает ядерные реакторы; они остаются жизнеспособными после получения дозы радиации, которая в 10 000 раз более смертельна для человека. Они выдержали двухнедельное пребывание в глубоком вакууме; они не погибли в открытом космосе, а находились там в течение 18 часов под смертельным воздействием солнечной радиации.

Способ питания бактерий так же разнообразен, как и условия их жизни. Возможно, нет никакого органического вещества, которое не подходит для того, чтобы съесть ту или иную бактерию. Некоторые бактерии, такие как зеленые растения, сами производят органические вещества при солнечном свете. Только кислород, в отличие от растений, не выделяется в ходе этого процесса (фотосинтез).

Среди бактерий есть паразиты, которые, будучи заселены незнакомыми людьми, могут вызывать заболевания. Существуют также хищные бактерии, которые «переплетают» устройства, что-то вроде паутины, из своего многочисленного тела и ловят там свою добычу (например, одноклеточные организмы).

Некоторые бактерии питаются «несъедобными» веществами, такими как аммиак, соединения железа, сера, сурьма.

Бактерии размножаются простым делением на два. Каждые 20 минут, при благоприятных условиях, количество некоторых бактерий может удваиваться. Если, например, только одна такая бактерия попадет в организм человека, то через 12 часов она может стать на несколько миллиардов.

Долгое время люди жили «бок о бок» с бактериями, так сказать, не зная об их существовании. Первым человеком, который наблюдал за бактериями под микроскопом, была Антония Ван Лювенхук в 1676 году (см. статью «Антония Ван Лювенхук»).

Можно ли увидеть бактерии невооруженным глазом? Среди бактерий есть настоящие гиганты, например, пурпурные серобактерии — до 1/20 мм длиной. Некоторые из этих бактерий можно увидеть невооруженным глазом.

Большинство бактерий в десять раз меньше. Но даже самые маленькие бактерии, когда они образуют большие скопления, не стоят того, чтобы на них смотреть. Вместо одной бактерии на поверхности культуральной среды в течение нескольких часов образуется колония холмов, видимых невооруженным глазом. Когда опытный специалист посмотрит на цвет и форму колонии, он сразу же увидит, с какими бактериями он имеет дело.

Есть желтые, красные и синие бактерии. Выдающийся английский биолог Александр Флеминг любил делать цветные рисунки в свободное время, а в качестве цвета он использовал … бактерии. Он наложил питательный бульон с соответствующими бактериями на контуры рисунка, разогрел рисунок и получил цветное изображение.

Местообитание бактерий

Бактерии живут в почве, воде, человеческих и животных организмах. Различные группы бактерий могут развиваться в условиях, недоступных для других организмов. Качественный и количественный состав бактерий, живущих во внешней среде, зависит от многих условий: pH среды, температуры, доступности питательных веществ, влажности, вентиляции, присутствия других микроорганизмов. Чем больше различных органических соединений содержит среда, тем больше в ней бактерий. В незагрязненных почвах и водах относительно мало сапрофитных форм бактерий, микробактерий, кокковых форм. В воде имеются различные спорообразующие и неспортивные бактерии, а также специфические водные бактерии — водяные вибрации, нитевидные бактерии и т.д. В осадке на дне водоемов обитают различные анаэробные бактерии. Среди водно- и донных бактерий есть азотфиксирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие целлюлозные бактерии и т.д., а также другие бактерии. В морях и океанах есть бактерии, которые растут при высокой концентрации соли и высоком давлении, есть светящиеся виды. В загрязненных водах и почвах, кроме почвенных и водных афрофитов, обитают бактерии, населяющие человеческие и животные организмы — энтеробактерии, клостридии и др. — происходят в больших количествах. Показателем фекального загрязнения обычно является кишечная палочка. Благодаря широкому распространению бактерий и специфической метаболической активности многих их видов, они имеют большое значение в материальном цикле природы (многие виды бактерий участвуют в азотном цикле — от видов, расщепляющих белковые продукты растительного и животного происхождения, до видов, образующих нитраты, которые образуются высшими растениями).

Бактериальная структура

Существует три основные формы бактерий — сферические, стержневидные и спиралевидные. Большая группа нитевидных бактерий в основном состоит из водных бактерий и не содержит патогенных видов.

Шаровидные бактерии — это кокки, которые делятся на несколько групп в зависимости от положения клеток после деления: 1) Диплококк (разделенный на одну плоскость и расположенный попарно); 2) Стрептококк (разделенный на одну плоскость, но не разделенный между собой при делении и образовании цепочек); 3) Тетракокк (разделенный на две взаимно перпендикулярные плоскости, образующие группы из четырех особей); 4) Сарине (разделенный на три взаимно перпендикулярные плоскости, образующие группы кубической формы); 5) Стафилококки (разделенные на несколько плоскостей без определенной системы, образующие виноград, похожий на виноград). Средний размер кокций составляет 1,5-1 микрометр.

Бактерии стержневой формы строго цилиндрические или яйцевидные, концы стержней могут быть плоскими, закругленными или заостренными. Палки могут быть расположены попарно в виде цепей, но большинство видов локализовано без определенной системы. Длина палочек варьируется от 1 до 8 микрон.

Спиральные формы бактерий делятся на вибрации и спирали. Искривление вибрирующих тел составляет не более четверти спирального вращения. Спирали образуют кривые из одного или нескольких вращений.

Некоторые бактерии обладают подвижностью, которая хорошо видна при наблюдении с помощью висячих капель или других методов. Мобильные бактерии активно передвигаются с помощью специальных органелл — жгутиков или скользящих движений.

Капсула встречается у ряда бактерий и является внешним структурным компонентом. Некоторые бактерии имеют аналогичное образование капсул в виде тонкого слоя слизи на поверхности клетки. У некоторых бактерий капсула формируется в зависимости от условий их существования. Некоторые бактерии образуют капсулы только в микроорганизме, в то время как другие образуют капсулы как внутри, так и снаружи организма, особенно на питательных средах с повышенной концентрацией углеводов. Некоторые бактерии образуют капсулы независимо от условий их существования. Капсула большинства бактерий содержит полимеризированные полисахариды, состоящие из пентозов и аминосахаридов, мочевых кислот, полипептидов и белков. Капсула не является аморфным образованием, а структурирована определенным образом. Некоторые белки, такие как пневмококки, определяют его вирулентность, а также некоторые антигенные свойства бактериальной клетки.

Бактериальная клеточная структура

Клеточная стенка бактерий определяет их форму и обеспечивает сохранение внутреннего содержимого клетки. Бактерии дифференцируются по химическому составу и структуре клеточной стенки по граммовому окрашиванию.

Структура клеточной стенки различна у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Основной слой клеточной стены.

Цитоплазматическая мембрана бактерий прилипает к внутренней поверхности клеточной стенки, отделяет ее от цитоплазмы, и я являюсь очень важным функциональным компонентом клетки. В мембранно-локализованных окислительно-восстановительных ферментах мембранная система связана с такими важными функциями клетки, как деление клетки, биосинтез ряда компонентов, химио- и фотосинтез и другие. Толщина мембраны большинства клеток составляет 7-10 нм. Было установлено, что электроноскопический метод состоит из трех слоев: два электрона плотно и один электрон прозрачен между ними. Мембрана состоит из белков, фосфолипидов, микропротеинов, небольшого количества углеводов и некоторых других соединений. Многие белки клеточной мембраны являются ферментами, вовлеченными в процессы дыхания и биосинтеза компонентов клеточной стенки и капсулы. Проницаемость также определяется как часть мембраны, которая отвечает за перенос растворимых веществ в клетку. Мембрана служит астрономическим барьером, обладает селективной полупроницаемостью и отвечает за поступление в клетку метаболических питательных веществ и продуктов жизнедеятельности.

В дополнение к цитоплазматической мембране, бактериальная клетка имеет систему внутренних мембран, называемых мезосомами, которые, вероятно, производятся цитоплазматической мембраной; их структура варьируется от бактерии к бактерии. Самые продвинутые мезосомы — это мезосомы с грамположительными бактериями. Структура мезосом неоднородна, а их полиморфизм наблюдается даже у одних и тех же видов бактерий. Внутренние мембраны структуры могут быть представлены простыми включениями цитоплазматической мембраны, образованиями в виде пузырьков или петель (более распространены у грамотрицательных бактерий) в виде вакуумных, пластинчатых и трубчатых образований. Мезосомы чаще всего расположены в клеточной перегородке, также отмечается их прикрепление к нуклеоиду. Поскольку дыхание и окислительное фосфорилирование обнаружены в мезосомах, многие считают их аналогами митохондрий. Клетки высших клеток. Считается, что мезосомы участвуют в делении клеток, распределении хромосомных дочерних клеток и образовании спор. Функции фиксации азота, химиотерапии и фотосинтеза также связаны с аппаратом клеточной мембраны. Поэтому можно предположить, что клеточная мембрана играет своего рода координирующую роль в пространственной координации некоторых ферментных систем и органелл клетки.

Цитоплазма и включения. Внутреннее содержимое клетки состоит из цитоплазмы, которая представляет собой сложную смесь различных органических соединений в коллоидном состоянии. На ультратонких участках цитоплазмы находится большое количество зерен, большинство из которых являются рибосомами. В цитоплазме бактерии могут содержать клеточные включения в виде гранул гексогена, крахмала, жировых веществ. В ряде бактерий цитоплазма содержит гранулы волютина, состоящие из неорганических полифосфатов, метафосфатов и нуклеиновых кислотоподобных соединений. Роль волютина не совсем понятна. Некоторые авторы считают его заменителем питательных веществ в связи с его исчезновением во время клеточного голодания. Валютин имеет агент к основным красителям, который проявляет метразию хромофилии, которая может быть легко имплантирована в клетки в виде крупных гранул, особенно с помощью специальных методов окраски.

Бактериальные рибосомы являются местом, где белки синтезируются в клетке, чтобы сформировать структуры, состоящие из большого количества рибосом, называемых полирибосомами или чаще пелисомами. М-РНК участвует в формировании полисомы. В конце синтеза этого белка полисомы снова разбиваются на отдельные рибосомы или субъединицы. Рибосомы могут свободно располагаться в цитоплазме, но значительная их часть связана с клеточными мембранами. В ультратонких участках большинства бактерий рибосомы встречаются в цитоплазме в виде гранул диаметром около 20 нм.

Материал для наследования. Бактерии имеют дискретную ядерную структуру, что связано со спецификой структуры, называемой нуклео-нуклеоидом бактерий. Содержит большую часть ДНК клетки. Они окрашиваются с помощью метода подачи заявок. Они хорошо видны при окрашивании методом Романова-Шица, после кислотного гидролиза или в живом состоянии под фазовым контрастным микроскопом, а также на ультратонких дисках под электронным микроскопом. Нукелоид определяется как компактное одиночное или двойное образование. В культурах роста нуклеоиды часто появляются в виде вилочных образований, отражающих их деление. Митотическое расщепление ядерных структур в бактериях не обнаружено. Форма нуклеоидов и их распределение в клетке сильно варьируется и зависит от ряда причин, в том числе от возраста культуры. На электронных фотомикрографах в позициях нуклеоидов можно увидеть более яркие области с меньшей оптической плотностью. Ядерный вакуум не отделен от цитоплазмы ядерной оболочкой. Форма вакуума не постоянная. Области ядра заполнены пучками тонких нитей, которые образуют сложную сеть. В ядревых структурах бактерий гистоны не обнаружены, предполагается, что в бактериях свою роль играют полиамины. Ядра бактерий не похожи на ядра других организмов. Это послужило основой для выделения бактерий в группе прокариот, в отличие от эукариот, которые имеют ядро, содержащее хромосомы и оболочки и разделенное митозом. Бактериальный нуклеоз прикреплен к мезоме. Природа этой связи пока не известна. Хромосома бактерии круглосуточно закрыта. Было подсчитано, что длина клетки, закрытой в кольце ДНК, составляет 1100-1400 мкм, а ее молекулярный вес — 2,8*10 .

Бороны и пух На поверхности некоторых бактерий находятся подвижные органы — жгутиковые. Они могут быть обнаружены специальными методами окрашивания, микроскопирования в темном поле или под электронным микроскопом. Жгуты имеют спиралевидную форму, а шаг спирали специфичен для каждого типа бактерий. По количеству жгутиков и их расположению на поверхности клетки можно выделить следующие группы подвижных микробов: Монотриады, амфибии, лофтотриады и перетриады. У монотрий есть жгутик, который расположен на одном из полюсов клетки и реже является субполярным или латеральным. У амфитриков есть жгутик на каждом полюсе клетки. У луафтрихов есть пучок жгутиков на одном или двух полюсах клетки. В амфитриках жгутиковые расположены без определенного порядка по всему телу клетки.

На поверхности некоторых бактерий (энтеробактерий), за исключением жгутиков, встречаются пучки (фимбрии, пилы), которые видны только под электронным микроскопом. Различают несколько морфологических видов пуховиков. Первый тип (общий) и пушок, который присутствует только при наличии в клетке сексуальных факторов, были наиболее изучены. Общее ворсинка покрывает всю поверхность клетки и состоит из белка; половое ворсинка составляет 1-4 ворсинки на клетку и оба они обладают антигенной активностью.

Физиология. Бактерии по своему химическому составу ничем не отличаются от других организмов.

Бактерии включают углерод, азот, водород, кислород, фосфор, серу, кальций, калий, магний, натрий, хлор и железо. Их содержание зависит от типа бактерий и условий выращивания. Обязательным химическим компонентом бактериальных клеток, как и у других организмов, является вода, которая является универсальной дисперсионной средой для живой материи. Большая часть воды находится в свободном состоянии, ее содержание варьируется от бактерий к бактериям и составляет 70-85% от влажного веса бактерий. Кома свободна; есть ионная доля воды и вода, связанная с коллоидными веществами. По составу органических компонентов бактериальные клетки схожи с клетками других организмов, но отличаются наличием некоторых соединений. В состав бактерий входят белки, нуклеиновые кислоты, жиры, моно-, ди- и полисахариды, аминосахариды и другие. Бактерии обладают необходимыми аминокислотами: диалициопимелин (который также содержит сине-зеленые водоросли и риккетсию), N-метиллизин, входящий в состав жгутиков некоторых бактерий, D-изомеры некоторых аминокислот. Содержание нуклеиновых кислот зависит от условий культивирования, фаз роста, физиологического и функционального состояния клеток. Содержание ДНК в клетке более постоянное, чем содержание РНК. Состав нуклеотидов ДНК не изменяется в процессе развития бактерий, является видовой спецификой и используется как одна из важнейших таксономических характеристик. Бактериальные липиды разнообразны. К ним относятся жирные кислоты, фосфолипиды, воски и стероиды. Некоторые бактерии производят пигменты с интенсивностью, которая сильно варьируется в пределах одного вида и зависит от условий роста.

Твердые культурные среды более благоприятны для образования пигментов. Каратиноиды, хинин, меланин и другие пигменты характеризуются своей химической структурой, которая может быть красной, оранжевой, желтой, коричневой, черной, синей или зеленой. В большинстве случаев пигменты нерастворимы в питательных средах и только в пятнистых клетках. Пигменты, растворимые в воде (гиоцианин), диффундируют в среду, окрашивая ее. Бактериохлорофилл также является пигментом бактерий, который придает некоторым фотосинтетическим бактериям фиолетовый или зеленый цвет.

Ферменты бактерий делятся на ферменты, которые функционируют только внутри клетки (эндоферменты) и ферменты, которые функционируют только вне клетки (экзоферменты). Эндоэнзимы в основном катализируют синтетические процессы, дыхание и т.д. Эндоэнзимы в основном катализируют гидролиз высокомолекулярных субстратов до соединения с более низкой молекулярной массой, которое может проникать в клетку.

В клетке ферменты ассоциируются с соответствующими структурами и органеллами. Например, аутолитические ферменты ассоциируются с клеточной стенкой, окислительно-восстановительные ферменты — с цитоплазматической мембраной, ферменты, связанные с репликацией ДНК с мембраной или нуклеоидом.

Активность ферментов зависит от ряда условий, прежде всего от температуры роста бактерий и рН среды.

Питание

Используйте питательные вещества только в относительно небольших молекулах, которые проникают в клетку. Этот рацион, типичный для всех организмов растительного происхождения, называется голофитным. Сложные органические вещества (белки, полисахариды, волокна и т.д.) могут служить источником пищи и энергии только после их предварительного гидролиза в более простые водо или жирорастворимые соединения. Способность различных соединений проникать в клетку через цитоплазму зависит от проницаемости цитоплазматической мембраны и химической структуры питательного вещества.

Вещества, которые управляют бактериями, удивительно разнообразны. Наиболее важным элементом, необходимым живым организмам, является углерод. Некоторые виды бактерий (аутотрофы) могут использовать неорганический углерод из углекислого газа и его солей, другие (гетеротрофы) только из органических соединений. Подавляющее большинство бактерий принадлежит к гетеротрофам. Для усвоения углерода требуется внешний источник энергии. Небольшое количество бактерий с фотосинтетическими пигментами используют энергию солнечного света. Эти бактерии называются фотосинтетическими. К ним относятся аутотрофы (зеленые и фиолетовые серобактерии) и гетеротрофы (не сернистые фиолетовые бактерии), которые также называют фотолитотрофами или органотрофами. Большинство бактерий используют энергию химических реакций и называются хемосинтетическими. Хемосинтетические аутотрофы называются хемолитотрофами, а гетеротрофы — хеморганотрофами.

Гетеротрофические бактерии ассимилируют углерод из органических соединений различной химической природы, легко поглощают вещества, содержащие ненасыщенные связи, или атомы углерода с частично окисленными валентностями. В этом отношении наиболее доступными источниками углерода являются сахара, полиатомные спирты и др. Некоторые гетеротрофы могут поглощать неорганический углерод вместе с ассимиляцией органического углерода.

Отношение бактерий к источникам азота также различно. Есть бактерии, которые ассимилируют минеральный и даже атмосферный азот. Другие бактерии не способны синтезировать белковые молекулы или определенные аминокислоты из простых азотных соединений. В этой группе есть формы, которые используют азот из отдельных аминокислот, из пептонов, сложных белковых веществ и из минеральных источников азота, добавляя аминокислоты, которые не синтезированы ими. Многие виды патогенных бактерий принадлежат к этой группе.

Помимо источников азота и углерода, бактериям необходимы фосфор, сера, калий, магний, железо, микроэлементы и дополнительные факторы роста.

Умножение

Бактериальная клетка начинает делиться после завершения последовательных реакций, связанных с размножением ее компонентов.

Быстрорастущие растения имеют несколько точек репликации. Процесс репликации ДНК сопровождается разделением цепочек синтеза ДНК клетки. Клеточные мезосомы играют важную роль в разделении цепочек ДНК.

Во время деления рост клеток замедляется и возобновляется после деления.

Конец репликации ДНК — это момент, который инициирует деление клеток. Если синтез падает до окончания репликации, процесс расщепления нарушается: ячейка перестает делиться и увеличивается в длину. На примере E. Coli показано, что начало расщепления требует наличия термолабильного белка и такого состояния между отдельными полиаминами в клетке, что количество гнилостного вещества должно превышать количество спермидина. Существуют доказательства важности фосфолипидов и аутолизинов в процессе деления клеток.

Механизм мезосомального размножения, например, аппарат клеточной мембраны, до сих пор не изучен. Предполагается, что мезосомы постепенно отделяются по мере роста бактериальной клетки.

Когда бактериальная клетка растет, рядом с мезосомой образуется клеточная перегородка. Образование перегородки приводит к делению клеток. Вновь образованные дочерние клетки отделены друг от друга. У некоторых бактерий образование перегородки не приводит к делению клеток: образуются многокамерные клетки.

Несколько мутантов были идентифицированы в E. кишечной палочки, в которой образовалась либо клеточная перегородка, либо дополнительная перегородка возле клеточного полюса в необычном месте, а также небольшие клетки (мини-клетки) размером 0,3-0,5 мкм на линии перегородки с обычной локализацией. В мини-клетках обычно не хватает ДНК, потому что нуклеоз не попадает в материнскую клетку, когда она делится. В связи с отсутствием ДНК, мини-клетки используются в бактериальной генетике для изучения экспрессии функции генов во внехромосомных генетических факторах и других вопросов. После посева клеток в свежую культуральную среду бактерии некоторое время не размножаются — эта фаза называется стационарной начальной фазой или фазой задержки. Фаза замедления переходит в положительную фазу ускорения. В этой фазе начинается деление бактерий. Когда скорость роста клеток всей популяции достигает постоянного значения, начинается логарифмическая фаза размножения. За логарифмической фазой следует отрицательная фаза ускорения, за которой следует стационарная фаза. Количество жизнеспособных клеток в этой фазе постоянно. За этим следует фаза вымирания популяции. Следующие влияния: Вид культуры бактерий, возрастной состав культуры, состав культурной среды, температура роста, аэрация и др.

Несмотря на постоянный рост популяции бактерий в логарифмической фазе, отдельные клетки все еще находятся в разных стадиях деления. Иногда важно синхронизировать рост всех клеток популяции, т.е. поддерживать синхронную культуру. Простые методы синхронизации включают изменение температурных условий или выращивание в условиях дефицита питательных веществ. Сначала завод вводится в неоптимальные условия, затем его заменяют на оптимальные. В этом случае все клетки популяции имеют синхронный цикл расщепления, но синхронное расщепление клеток обычно не превышает 3-4 циклов.

Образование пор

Бактерии рода Bacillis Clostnidium и Pesuifotoma Culum, а также некоторые виды кокков и спиралей, могут образовывать споры (конечные споры) — сферические или устойчивые к неблагоприятным факторам. Споры четко разбивают споры и хорошо видны под световым микроскопом. Обычно в бактериальной клетке образуется только одна спора. Однако в последнее время у одного вида Clostnidium были обнаружены клетки с двумя и более спорами. Обычно образование спор начинается тогда, когда бактерия испытывает недостаток питательных веществ или когда в среде накапливается большое количество продуктов метаболизма бактерий. Поэтому споры можно рассматривать как адаптацию организма к выживанию в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Происхождение спора зависит от состояния роста. Споры могут оставаться живыми в условиях, в которых гибнут вегетативные клетки, т.е. клетки, которые не вырабатывают спор. Большинство спор хорошо переносится обезвоживанием, и многие споры не могут быть уничтожены даже путем приготовления пищи в течение нескольких часов. Для их уничтожения требуется температура пара 120 при давлении 1атм (1,01*10 Па). В таких условиях споры погибают через 20 минут. В сухом состоянии они погибают в течение нескольких часов при сильном нагревании (до 150-160 ). Споры некоторых видов бактерий особенно термостойкие. Общая схема спорообразования может быть проиллюстрирована следующим образом. В результате неравномерного деления бактериальной клетки, связанного с имплантацией цитоплазматической мембраны, нуклеоид отделяется небольшой частью цитоплазмы. Полученная проория затем покрывается цитоплазматической мембраной бактериальной клетки.

Таким образом, внутри клетки появляется новая клетка-конкурент, окруженная двумя мембранами. Затем между мембранами образуется корковый слой или кора, состоящая из специальных пептидогликанских молекул.

Дальнейшим развитием споров является формирование нескольких слоев спорных покрытий и их созревание. Спортивные покрытия в основном синтезируются из вновь синтезированных специальных белков, а также липидов и гликолипидов. Электронное микроскопическое исследование ультратонких срезов многих бактерий показало, что над оболочками спор образуется различная структура — экзеспор, часто состоящий из нескольких слоев и иногда имеющий разную «форму». Диаметр спор примерно равен диаметру ячейки, которая слегка расширяется и принимает форму барабанной палочки. В других спорах образуются в середине клетки, что либо не меняет ее форму (род Bacillis), либо расширяется в середине и принимает форму веретена (род Clostnidium).

Когда споры созревают, клеточная стенка вегетативной части клетки разрушается, и споры попадают в окружающую среду. Если споры достигают благоприятных условий, они начинают прорастать.

Прорастанию предшествует поглощение воды спорами и последующее набухание. Затем под влиянием давления, связанного с ростом, кожа отрывается и образуется трубка роста. За этим следует удлинение высвобожденного бактериального организма и, наконец, деление уже удлиненной клетки.

Бактериальные споры могут существовать в спячке долгое время (десять, сто или даже тысячи лет).

Есть микроорганизмы, которые относительно устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды (температура, кислотность, вентиляция и т.д.), клетки покоя — цистит — не вызывают сомнений. Например, нитробактерии образуют цистит, который устойчив к сушке и нагреву.

Известны и другие группы неактивных клеток (микроспоры, миксобактерии, эндоскопы актиномицетов и т.д.).

Важность бактерий в природе и жизни человека

В природе бактерии чрезвычайно распространены. Они населяют почву и действуют как разрушители органической материи — остатков погибших животных и растений. Превращая органические молекулы в неорганические, бактерии очищают поверхность планеты от гниющих остатков и возвращают химические элементы и биологический цикл.

И в человеческой жизни роль бактерий огромна. Например, производство многих продуктов питания и технических продуктов невозможно без участия различных ферментационных бактерий. В результате жизнедеятельности бактерии получают протокваш, кефир, сыр, кумис, а также ферменты, спирты, лимонную кислоту. Процессы подкисления в пищевых продуктах также связаны с бактериальной активностью.

Есть бактерии — симбионты (от латинского «sim» — вместе, «bios» — жизнь), которые живут в организмах растений и животных и приносят им какую-то пользу. Например, бактерии клубники, которые оседают в корнях некоторых растений, способны поглощать газообразный азот из почвенного воздуха и тем самым обеспечивать растения азотом, необходимым для их жизнедеятельности. Когда они погибают, растения обогащают почву азотными соединениями, что было бы невозможно без этих бактерий.

Известно, что хищные бактерии питаются другими видами прокариот.

Большая и отрицательная роль бактерий. Различные виды бактерий вызывают порчу продуктов питания и выделяют в них токсичные для человека продукты обмена веществ. Наиболее опасные патогенные (от греческого «pathos» — болезнь и «genesis» — происхождение) бактерии — источник различных заболеваний человека и животных, таких как пневмония, туберкулез, аппендицит, сальмонеллез, чума, холера и др. Поражаются бактерии и растения.

Заключение

Бактерии населяют всю биосферу, вряд ли в ней есть какие-то участки, где жизнь могла бы быть, но нет никаких бактерий. Однако в условиях, определяемых как экстремальные, часто живут только бактерии, такие как пери-экстремальные значения температуры, солености, pH-значения. Большое разнообразие условий, которые биосфера представляет для бактерий, соответствует разнообразию их свойств и приспособлений. Большинство видов бактерий, имеющих большое количество популяций и эволюционных механизмов изменчивости и распределения генетических детерминантов, находятся в состоянии постоянной адаптации в соответствии с постоянно меняющимися условиями окружающей среды, будь то организмы или элементы неживой природы.

Несмотря на относительно простую организацию бактериальной клетки и ее небольшой объем, она обладает очень сложными и совершенными механизмами молекулярной адаптации, существование которых нельзя было даже предположить сравнительно недавно.

Важным фактором эволюции бактерий сегодня является быстрое развитие биотехнологий и генной инженерии. Исследования экологии промышленно важных микроорганизмов в условиях производства становятся насущной необходимостью.

Рассматривая экологию бактерий, следует иметь в виду, что они являются не только обитателями, но и создателями современной биосферы, и сегодня экологический фактор сам по себе имеет практическое значение для всех живых организмов, с которыми они взаимодействуют как опосредованно через процессы циркуляции элементов, так и непосредственно как симбионты или паразиты.

Бактериальная экология — это быстро развивающаяся наука, ее прогресс определяется не только интенсивностью специальных экологических исследований, но и успехами во всех других областях микробиологии, а также в соответствующих областях генетики и молекулярной биологии.

Нельзя отрицать, что имеющиеся на сегодняшний день знания о практически неисчерпаемом многообразии взаимодействий между бактериями и окружающей средой и организмами крайне неадекватны. Это позволяет с уверенностью сказать, что в ближайшем будущем в области экологической микробиологии будут сделаны увлекательные открытия.

Список литературы

С.И. Вавилов, «Великая советская энциклопедия». Второе издание. М.: «БАС», 1952 Г.
Воробьев А.А., Кривошеина Д.С. Основы иммунологии. Москва: «Чемпионат», 2004.
Гранов Б.В., Павленко П.В. Экология бактерий. Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1985.
Мишустин Е.Н., Эмцев Т.В. Микробиология. Москва — Агропромиздат», 1984.
Петровский Б.В. Великая медицинская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1973 г.