Бактерии существовали с самого начала истории жизни на земле. Как и вирусы, они наши вечные спутники. Они повсюду. Есть гипотезы, что бактерии впервые появились на земле примерно 4 миллиарда лет назад, и они были первыми формами жизни. Считается, что клетки, из которых состоит все живое на земле, также содержат то, что когда-то было бактериями. В этой статье описано: что такое бактерия, кратко — общие понятия о бактериях, их роль в жизни человека и экосистемы планеты в целом.

Основы микробиологии

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.

Похожее по теме… Антони ван Левенгук — учёный, натурфилософ и наблюдательАнтони ван Левенгук вошел в историю в качестве основателя множества научных дисциплин и направлений, самая важная из которых – микробиология.

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах.

Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных.

Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Определение бактерии кратко

Бактерии — это одноклеточные микроорганизмы, которые представляют собой одиночные клетки, не имеющие органелл или истинного ядра.

Бактерии чрезвычайно многочисленны, их общая биомасса на Земле больше, чем всех растений и животных вместе взятых. Они живут в огромных количествах почти в любой среде на Земле, от глубоководных впадин мирового океана до пищеварительного тракта человека.

Бактерии причислены к одноклеточным формам жизни, и называются прокариотами.

Прокариоты являются доминирующими живыми существами на земле, присутствуя, возможно, на протяжении трех четвертей земной истории и адаптировавшись почти ко всем доступным экологическим средам обитания.

Как группа, они демонстрируют чрезвычайно разнообразные метаболические возможности и могут использовать в качестве источника пищи почти любое органические и некоторые неорганические соединения.

Некоторые бактерии могут вызывать заболевания у людей, животных или растений, но большинство из них безвредны и являются полезными экологическими агентами, чья метаболическая деятельность поддерживает высшие формы жизни.

Без прокариотов почва не была бы плодородной, а мертвый органический материал разлагался бы гораздо медленнее.

Некоторые бактерии широко используются в приготовлении пищевых продуктов, химических веществ и медикаментозных препаратов. Исследования взаимоотношений между различными группами бактерий продолжают давать новые представления о происхождении жизни на земле и механизмах эволюции.

Организмы клеточного строения

Организмы, имеющие клеточное строение, — это основная и прогрессивная форма жизни на Земле.

Являясь элементарной живой системой клетка лежит в основе развития и строения животных и растительных организмов на планете. Это мельчайшая структура организма, являющаяся границей его делимости и имеющая все основные признаки целого живого организма.

Определение 2

Клетка – это элементарная (простейшая) живая система, способная к самовоспроизведению, самообновлению и саморегуляции.

Клетки, образующие живой организм, не тождественны и не идентичны, но все имеют единый принцип строения и общие признаки. Это свидетельствует о единстве происхождения всех живых организмов Земли, о единообразии всего органического мира планеты.

Для клеток характерно наличие двух систем, которые обеспечивают их жизнедеятельность:

• система, отвечающая за размножение, рост и развитие клетки и включающая структуры, осуществляющие редупликацию ДНК, синтез РНК и белков;
• система, обеспечивающая энергообеспечение процессов синтеза веществ в клетке и других видов физиологической деятельности.

https://youtube.com/watch?v=q9RNpj-btC0

Эти системы тесно взаимодействуют. Живые клетки поглощают из окружающей среды воду и питательные вещества, реагируют на внешние раздражители адаптивно изменениями свои структуры и процессы жизнедеятельности. Кроме того, элементы, из которых построены клетки разного по происхождению, сходны так же и на разных уровнях – атомарном ($C$, $H$, $O$, $N$ и др.), молекулярном (белки, нуклеиновые кислоты и др.), надмолекулярном (органоиды, надмембранные структуры).

Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы

Клеткам характерны и другие общие свойства, где на первый план выступает единство жизненных химических процессов: дыхания, использования и превращения энергии, синтез макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки, АТФ, ферменты и др.).

Все химические реакции клетки происходят упорядоченно и согласовано в неразрывной связи с молекулярными структурами клетки.

В состав типичной клетки входит плазматическая мембрана, цитоплазма с разнообразными органоидами, ядра. В клетках растений имеется ещё и вакуоль, хорошо оформленную целлюлозную оболочку и разного типа пластиды.

Клеточные формы жизни.

Клеточные формы жизни представлены прокариотами и эукариотами.

Прокариоты (доядерные организмы) имеют размеры от 1 до 5 мкм, наиболее простой тип строения клетки:

— нет оформленного ядра;

— одна кольцевая молекула ДНК;

— слабо развита система внутренних мембран, отсутствуют органоиды мембранного строения (эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, центриоли);

— есть рибосомы;

— функции мембранных органоидов выполняют мезосомы.

— деление клеток осуществляется путем перетяжки, без образования веретена деления;

— клеточная стенка состоит из гликопротеида – муреина.

Прокариоты представлены бактериями и цианеями. Это наиболее древняя группа представителей органического мира: возраст пород, в которых обнаружены их споры, составляет 3,5 млрд. лет.

Эукариоты – это группа одно- и многоклеточных организмов, клетки которых, несмотря на многообразие форм и выполняемых функций имеют единый план строения: ядро, отграниченное от цитоплазмы ядерной мембраной: хорошо развитая сеть внутриклеточных мембран ( в наличии все органоиды мембранного строения); деление клеток митоз, мейоз, амитоз; у растений и грибов есть клеточная стенка. Размеры от 13 мкм до 10-20 см и более. Включают три группы организмов: растения, грибы, животные.

Общие признаки строения

1. Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия — поры, которые пронизывают мембрану.
2. Главным органоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содержать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК.
3. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мембраной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества.
4. Важным является генетический код, который наследуется одинаково.
5. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу.
6. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза.
7. Имеют одинаковую химическую составляющую.
8. Сходный состав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

https://youtube.com/watch?v=tsV12DIymMY

Капсула

Представляет собой связанную со стенкой клетки слизистую структуру. Границы капсулы четко видны при изучении световым микроскопом. Заметно, как капсула окружает клетку.

Капсула более чем на 95% состоит из обычной воды.

Функции капсулы:

1. Основная функция капсулы – защитная. Она способна предотвращать проникновение фагов в клетку. Бактерии могут создавать капсулу самостоятельно при воздействии негативных факторов среды, окружающий их. Таких как ядовитые вещества, уровень облучения, повышение содержания кислорода в воздухе.
2. Капсула отвечает за способность бактерии прикрепляться к поверхностям, как жидким, так и твердым. Так, стрептококковая бактерия способна прикрепляться к зубной эмали и в комплексе с другими бактериями вызывать кариес.
3. Капсула ответственна за водный обмен. Эта функция призвана защитить клетки от высыхания.
4. Создание осмотического барьера. Осмос – это специфическое движение сквозь клеточную мембрану.

Поверхность бактериальной клетки защищена слизистым образованием – капсулой, которая не дает клетке засохнуть.

Капсула состоит из двух слоев: внутреннего и наружного. Первый является составляющей частью мембраны, а второй – это своеобразный продукт выделительной функции самой бактерии.

По своему строению капсулу можно разделить на следующие виды:

• нормального строения (при таком строении капсула окружает равномерно стенку клетки бактерии);
• прерывистая (это вид капсулы, при котором она неравномерно окружает клетку бактерии);
• капсулы, которые сдержат поперечно-полосатые фибриллы (фибриллы представляют собой целлюлозные нити);
• сложные (такие капсулы состоят из нескольких участков полипептидов и полисахаридов).

Капсулы можно различать и по их толщине:

• микрокапсула. Толщина такой капсулы может быть менее 0,2 мкм. Ее можно рассмотреть только при помощи электрического микроскопа;
• макрокапсула. Ее толщина колеблется от 0,2 мкм до 10,0 мкм. Такая капсула видна даже под световым микроскопом;
• слизистый слой. Его толщина значительно превышает толщину самой клетки.

Комплекс Гольджи

Он присутствует только в клетках эукариотов. Данная органелла состоит из диктосом, количество которых обычно составляет приблизительно 20, но может доходить и до нескольких сотен. Аппарат Гольджи входит в строение клетки только эукариотических организмов. Он расположен около ядра и выполняет функцию синтеза и хранения определенных веществ, к примеру, полисахаридов. В нем образуются лизосомы, о которых пойдет речь ниже. Также эта органелла является частью выделительной системы клетки. Диктосомы представлены в виде стопок из сплющенных цистерн дискообразной формы. На краях этих структур образуются пузырьки, где находятся вещества, которые необходимо вывести из клетки.