Реферат бактерії місця проживання, будова, процеси життєдіяльності, значення - банк рефератів,

репликацией ДНК з мембраною або нуклеоїдом.

Активність ферментів залежить від ряду умов, в першу чергу від температури вирощування бактерій і pH середовища.

3. Процеси життєдіяльності бактерії

Використовують поживні речовини тільки у відносно невеликих молекул, проникаючих всередину клітини. Такий спосіб харчування, характерний для всіх організмів рослинного походження, називають голофітним. Складні органічні речовини (білок, полісахариди, клітковина і т.д.) можуть служити джерелом живлення і енергії тільки після їх попереднього гідролізу до більш простих з'єднань, розчинних у воді або в ліпоїдами. Здатність різних сполук проникати в цитоплазму в клітину залежить від проникності цитоплазматичної мембрани і хімічної структури поживної речовини.

Речовини, які служать джерелом харчування бактерії разюче різноманітні. Найважливішим елементом, необхідним для живих організмів, є вуглець. Одні види бактерій (аутотрофи) можуть використовувати неорганічний вуглець з вуглекислоти та її солей, інші (гетеротрофи) тільки з органічних сполук. Переважна більшість бактерій, відносяться до гетеротрофам. Для засвоєння вуглецю потрібно стороннього джерела енергії. Нечисленні види бактерій, що володіють фотосинтетичними пігментами, використовують енергію сонячного світла. Ці бактерії називаються фотосинтезуючими. Серед них є аутотрофи (зелені і пурпурні серобактерии) і гетеротрофи (несерние пурпурні бактерії) їх називають також, відповідно, фотолітотрофи і фотоорганотрофамі. Більшість же бактерій використовують енергію хімічних реакцій і називаються хемосінтезірующімі. Хемосинтезирующие аутотрофи називаються хемолітотрофамі, а гетеротрофи - хемоорганотрофамі.

Гетеротрофні бактерії засвоюють вуглець засвоюють вуглець з органічних сполук різної хімічної природи, легко засвоюють речовини, що містять ненасичені зв'язку або атоми вуглецю з частково окисленими валентності. У зв'язку з цим найбільш доступними джерелами вуглецю, є цукру, багатоатомні спирти та ін. Деякі гетеротрофи поряд із засвоєнням органічного вуглецю можуть засвоювати і неорганічний вуглець.

Ставлення бактерій до джерел азоту також по-різному. Існують бактерії, що засвоюють мінеральний і навіть атмосферний азот. Інші бактерії не здатні синтезувати білкові молекули або деякі амінокислоти з найпростіших сполук азоту. У цій групі є форми, використовують азот з окремих амінокислот, з пептонов, складних білкових речовин і з мінеральних джерел азоту з додаванням несинтезованих ними амінокислот. До цієї групи належать багато видів патогенних бактерій.

Крім джерел азоту та вуглецю, бактерії потребують фосфорі, сірці, калії, магнії, залозі, мікроелементи, а також в додаткових факторах росту.

З. б) розмноження

Бактеріальна клітина починає ділиться після завершення послідовних реакцій, пов'язаних з відтворенням її компонентів.

У швидко зростаючих культур є кілька Реплікаційний точок. Процес реплікації ДНК супроводжується сегрегацією синтезують ланцюгів ДНК клітини. У поділі ниток ДНК велику роль відіграють Мезосома клітини.

Під час поділу зростання клітини сповільнюється і починається вновб після поділу.

Закінчення реплікації ДНК є моментом, який ініціює поділ клітин. Пригнічення синтезу до закінчення реплікації призводить до порушення процесу ділення: клітка перестає ділиться і росте в довжину. На прикладі E. Coli показано, що для початку поділу потрібна наявність термолабільного білка і такий стан між окремими поліамінів в клітині, при якому кількість путресцина повинна перевищувати кількість спермидина. Є дані про значення фосфоліпідів і аутолізінов для процесу ділення клітин.

Механізм відтворення мезосом, як і мембранного апарату клітини, ще не ясний. Припускають, що при зростанні бактеріальної клітини Мезосома поступово поділяються.

При зростанні бактеріальної клітини клітинна перегородка формується поруч з Мезосома. Освіта перегородки призводить до поділу клітини. Новостворені дочірні клітини відокремлюються одна від одної. У деяких бактерій освіту перегородки не призводить до поділу клітин: утворюються багатокамерні клітини.

Отримано ряд мутантів у E. Coli, у яких клітинна перегородка утворюється або в незвичайному місці, або на ряду з перегородкою зі звичайною локалізацією формується додаткова перегородка близько від полюса клітини, так і маленькі клітини (міні-клітини) розміром 0,3-0, 5мкм. Міні-клітини позбавлені, як правило, ДНК, так як при розподілі батьківської клітини Нуклеоїд не влучає у них. У зв'язку з відсутністю ДНК міні-клітини використовуються в генетиці бактерій для вивчення вираження функції генів у позахромосомних факторів спадковості та інших питань. Після посіву клітин в свіжу живильне середовище деякий час бактерії не розмножуються - цю фазу називають початковій стаціонарної або лаг-фазою. Лаг-фаза переходить в фазу позитивного прискорення. У цій фазі починається поділ бактерії. Коли швидкість росту клітин всієї популяції досягає постійної величини починається логарифмічна фаза розмноження. Логарифмічна фаза змінюється фазою негативного прискорення, потім настає стаціонарна фаза. Кількість життєздатних клітин в цій фазі постійно. Потім слід фаза відмирання популяції. Впливають: вид культури бактерії, віковий склад культури, складу живильного середовища, температура вирощування, аерація і ін.

Не дивлячись на постійну швидкість зростання популяції бактерій в логарифмічній фазі, окремі клітини все ж знаходяться в різних стадіях поділу. Іноді важливо синхронізувати зростання всіх клітин популяції, тобто отримати синхронну культуру. Простими методами синхронізації є зміна температурних умов або культивування в умовах нестачі поживних речовин. Спочатку культуру поміщають в неоптимальні умови, потім змінюють їх оптимальними. При цьому у всіх клітин популяції синхронізується цикл поділу, але синхронне ділення клітин відбувається зазвичай не більше 3-4 циклів.

3. в) Спорообразование

Бактерії роду Bacillis Clostnidium і Pesuifotoma Culum так само як і окремі види коки і спірили здатні утворити суперечки (ендеспори) - тільця сферичної або стійкі до впливу несприятливих факторів. Спори чітко заломлюють суперечки і чітко видно в світловому мікроскопі. Як правило, всередині бактеріальної клітини утворюється тільки одна спору. Однак останнім часом у окремих видів Clostnidium виявлені клітини з двома і більше спорами. Зазвичай спорообразование починається коли бактерія відчуває нестачу поживних речовин або коли в середовищі у великій кількості накопичуються продукти обміну речовин бактерій. Тому суперечки можна розглядати як пристосування організму для виживання в несприятливих умовах середовища.

Формування суперечка залежить від умови зростання. Спори можуть залишатися живими в умовах, коли вегетативні клітини, тобто клітини не утворили суперечки гинуть. Більшість суперечка добре переносять висушування, багато суперечки не можна вбити навіть кип'ятінням протягом декількох годин. Для їх знищення потрібна температура пара 120 при тиску його 1атм (1,01 * 10 Па). При цих умовах суперечки гинуть через 20 хвилин. У сухому стані вони гинуть лиши при сильному нагріванні (до 150-160) протягом декількох годин. Спори окремих видів бактерій відрізняються особливою термостійкість. Загальна схема спорообразованія може бути представлена ​​в наступному вигляді. В результаті нерівномірного розподілу бактеріальної клітини, що супроводжується впячиванием цитоплазматичної мембрани, спостерігається відокремлення частини нуклеоида з невеликою частиною цитоплазми. Новоутворена проспора потім покривається цитоплазматичної мембраною бактеріальної клітини.

Таким чином всередині клітини виникає нова клітина-суперечці, оточена двома мембранами. Потім між мембранами утворюється кортикальний шар або Кортекс, що складається з особливих молекул пептидоглікану.

Подальший розвиток суперечки полягає в утворенні декількох шарів спорових покриттів і її дозріванні. Спорові покриви синтезуються в основному з знову синтезованих особливих білків, а також ліпідів і гликолипидов. Електронномікроскопіческое вивчення УЛЬТРАТОН зрізів багатьох бактерій показало, що поверх покривів спори утворюється ще одна структура - екзеспоріум, часто складається з ряду шарів і має часом різноманітну «ліпну» форму. Діаметр суперечки приблизно дорівнює діаметру клітки, яка при цьому дещо розширюється, набуваючи вигляду барабанної палички. У інших спору утворюється в центрі клітини і остання або не змінює форми (рід Bacillis), або розширюється в середині, приймаючи вид веретена (рід Clostnidium).

Після дозрівання суперечки клітинна стінка вегетативної частини клітини руйнується і спору виходить в навколишнє середовище. При попаданні в сприятливі умови спору починає проростати.

Проростанню передує поглинання спорою води і подальше набухання. Потім оболонка, під впливом тиску, викликаного зростанням, розривається, виникає ростова трубка. Надалі відбувається подовження звільнився бактеріального організму і, нарешті, поділ уже подовженою клітини.

Спори бактерій можуть тривалий час (десятки, сотні і навіть тисячі років) існувати в стані, що покоїться.

Є мікроорганізми, що утворюють відносно стійкі до несприятливих умов середовища (температура, кислотність, аерація і ін.) Покояться клітини - цистити, не є спорами. Наприклад, азотобактерии утворюють цистити, стійкі до висушування і тепла.

Відомі й інші групи покояться клітин (мікроспори, миксобактерии, ендоскопи актиноміцетів та ін.)

4. Значення бактерій у природі та житті людини

У природі бактерії поширені надзвичайно широко. Вони населяють грунт, виконуючи роль руйнівників органічної речовини - залишків загиблих тварин і рослин. Перетворюючи органічні молекули в неорганічні, бактерії тим самим очищають поверхню планети від гниючих залишків і повертають хімічні елементи і біологічний круговорот.

І в житті людини роль бактерій величезна. Так, отримання багатьох харчових і технічних продуктів неможливе без участі різних бродильних бактерій. В результаті життєдіяльності бактерій отримують кисле молоко, кефір, сир, кумис, а також ферменти, спирти, лимонну кислоту. Процеси квашення харчових продуктів теж пов'язані з бактеріальною активністю.

Зустрічаються бактерії - симбіонти (від лат. «Сім» - разом, «біос» - життя), які живуть в організмах рослин і тварин і приносять їм певну користь. Наприклад, бульбочкові бактерії, що поселяються в корінцях деяких рослин, здатні засвоювати газоподібний азот з грунтового повітря і таким чином забезпечують ці рослини азотом, необхідним для життєдіяльності. Відмираючи, рослини збагачують грунт сполуками азоту, що було б неможливо без участі таких бактерій.

Відомі хижі бактерії, що поїдають представників інших видів прокаріотів.

Велика і негативна роль бактерій. Різні види бактерій викликають псування харчових продуктів, виділяючи в них продукти свого обміну, отруйні для людини. Найбільш небезпечні патогенні (від грец. «Патос» - хвороба і «генезис» - походження) бактерії - джерело різних захворювань людини і тварин, таких, як запалення легенів, туберкульоз, апендицит, сальмонельози, чума, холера та ін. Вражають бактерії і рослини .

Бактерії населяють всю біосферу, навряд чи можна знайти такі її ділянки, де була б життя, але не було б бактерій. Разом з тим в умовах, які визначаються як екстремальні, нерідко живуть тільки бактерії, наприклад, пери екстремальних значеннях температури, солоності, рН. Величезній різноманітності умов, які подаються біосферою бактеріям, відповідає різноманітність їх властивостей і адаптацій. Володіючи величезною чисельністю популяцій і виробленими еволюцією механізмами мінливості і дифузії генетичних детермінацій, більшість бактеріальних видів знаходиться в стані постійного адаптаційного руху відповідно до постійно мінливих умов середовища, Буль то організми або елементи неживої природи.

Не дивлячись на відносну простоту організації бактеріальної клітини і її незначний обсяг, вона має досить складними і досконалими механізмами молекулярних адаптацій, існування яких ще відносно недавно не можна було навіть припустити.

Важливим фактором еволюції бактерій зараз стає бурхливий розвиток біотехнологій і генної інженерії. Дослідження технологій промислової екології промислово важливих мікроорганізмів в умовах виробництв стає нагальною потребою.

Розглядаючи екологію бактерій, необхідно мати на увазі, що оня є не тільки мешканцями, а й творцями сучасної біосфери, а в даний час самі є екологічним фактором практичних для всіх живих організмів, з якими вони взаємодіють, як опосередковано, через процеси кругообігу елементів, так і безпосередньо будучи симбионтами або паразитами.

Екологія бактерій - бурхливо розвивається наука, її прогрес визначається не тільки інтенсивністю проведення спеціальних екологічних досліджень, а й успіхами у всенх дуругіх областях мікробіології, а аткже у відповідних розділах генетики та молекулярної біології.

Крайня недостатність наявних на сьогодні знань про практично невичерпному розмаїтті взаємодії бактерій з середовищем і організмами безсумнівна. Це дозволяє з упевненістю стверджувати, що в недалекому майбутньому чекають захоплюючі відкриття в області екологічної мікробіології.

Список літератури

Вавилов С.І. Велика Радянська Енциклопедія. 2-е видання. М. «БЕС», 1950

Гранів Б.В. Павленко П.В. Екологія бактерій. Ленінград: Вид-во ленінградського ун-ту, 1989

Мішустін Е.Н. Ємцев Т.В. Мікробіологія. М. «Москва - Агропромиздат», 1987

Петровський Б.В. Велика медична енциклопедія. М. Радянська енциклопедія, 1975