Penampilan bakteri. Gejala infeksi bakteri

Mereka mengelilingi kita di mana-mana. Banyak diantaranya yang sangat diperlukan dan bermanfaat bagi manusia, namun banyak pula yang justru menyebabkan penyakit yang mengerikan.
Tahukah Anda apa saja bentuk bakteri? Bagaimana cara mereka berkembang biak? Apa yang mereka makan? Ingin tahu?
.site) akan membantu Anda menemukannya di artikel ini.

Bentuk dan ukuran bakteri

Bakteri sama sekali tidak besar, ukurannya berkisar antara setengah hingga lima mikrometer. Bakteri terbesar berukuran tujuh ratus lima puluh mikrometer. Setelah ditemukannya nanobakteri, ternyata ukurannya jauh lebih kecil dari perkiraan para ilmuwan sebelumnya. Namun, hingga saat ini, nanobakteri belum diteliti dengan baik. Beberapa ilmuwan bahkan meragukan keberadaannya.

Agregat dan organisme multiseluler

Bagaimana cara mereka bergerak?

Nutrisi

Reproduksi

Bakteri tentunya patut mendapat perhatian Anda bukan hanya karena menyebabkan banyak penyakit. Mikroorganisme ini adalah makhluk hidup pertama yang menghuni planet kita. Sejarah bakteri di Bumi dimulai hampir empat miliar tahun yang lalu! Cyanobacteria paling kuno yang ada saat ini adalah cyanobacteria; mereka muncul tiga setengah miliar tahun yang lalu.

Anda dapat merasakan sendiri khasiat bakteri yang bermanfaat berkat para spesialis dari Tiens Corporation, yang telah mengembangkannya untuk Anda

Organisme bakteri diwakili oleh satu sel tunggal. Bentuk bakteri bermacam-macam. Struktur bakteri berbeda dengan struktur sel hewan dan tumbuhan.

Sel tidak memiliki nukleus, mitokondria, dan plastida. Pembawa informasi herediter DNA terletak di tengah sel dalam bentuk terlipat. Mikroorganisme yang tidak memiliki inti sejati tergolong prokariota. Semua bakteri adalah prokariota.

Diperkirakan ada lebih dari satu juta spesies organisme menakjubkan ini di bumi. Hingga saat ini, sekitar 10 ribu spesies telah dideskripsikan.

Sel bakteri memiliki dinding, membran sitoplasma, sitoplasma dengan inklusi dan nukleotida. Dari struktur tambahan tersebut, beberapa sel memiliki flagela, pili (mekanisme adhesi dan retensi pada permukaan) dan kapsul. Dalam kondisi buruk, beberapa sel bakteri mampu membentuk spora. Ukuran rata-rata bakteri adalah 0,5-5 mikron.

Struktur luar bakteri

Beras. 1. Struktur sel bakteri.

Dinding sel

• Dinding sel sel bakteri adalah perlindungan dan dukungannya. Ini memberi mikroorganisme bentuk spesifiknya sendiri.
• Dinding sel bersifat permeabel. Nutrisi masuk ke dalam dan produk metabolisme melewatinya.
• Beberapa jenis bakteri menghasilkan lendir khusus yang menyerupai kapsul yang melindunginya dari kekeringan.
• Beberapa sel memiliki flagela (satu atau lebih) atau vili yang membantunya bergerak.
• Sel bakteri yang tampak berwarna merah muda ketika diwarnai dengan Gram ( gram negatif), dinding selnya lebih tipis dan berlapis-lapis. Enzim yang membantu memecah nutrisi dilepaskan.
• Bakteri yang tampak ungu pada pewarnaan Gram ( gram positif), dinding selnya tebal. Nutrisi yang masuk ke dalam sel dipecah di ruang periplasma (ruang antara dinding sel dan membran sitoplasma) oleh enzim hidrolitik.
• Ada banyak reseptor di permukaan dinding sel. Pembunuh sel - fag, colicins, dan senyawa kimia - melekat padanya.
• Lipoprotein dinding pada beberapa jenis bakteri merupakan antigen yang disebut racun.
• Dengan pengobatan jangka panjang dengan antibiotik dan karena sejumlah alasan lainnya, beberapa sel kehilangan membrannya, namun tetap mempertahankan kemampuan untuk bereproduksi. Mereka memperoleh bentuk bulat - bentuk L dan dapat bertahan lama di tubuh manusia (cocci atau basil tuberkulosis). Bentuk L yang tidak stabil mempunyai kemampuan untuk kembali ke bentuk semula (reversi).

Beras. 2. Foto menunjukkan struktur dinding bakteri bakteri gram negatif (kiri) dan bakteri gram positif (kanan).

Kapsul

Dalam kondisi lingkungan yang buruk, bakteri membentuk kapsul. Mikrokapsul menempel erat pada dinding. Itu hanya dapat dilihat di mikroskop elektron. Makrokapsul seringkali dibentuk oleh mikroba patogen (pneumokokus). Pada Klebsiella pneumoniae, makrokapsul selalu ditemukan.

Beras. 3. Di foto itu adalah pneumokokus. Panah menunjukkan kapsul (elektronogram dengan bagian sangat tipis).

Cangkangnya berbentuk kapsul

Cangkang seperti kapsul adalah formasi yang terikat secara longgar dengan dinding sel. Berkat enzim bakteri, cangkang seperti kapsul ditutupi dengan karbohidrat (eksopolisakarida) dari lingkungan luar, yang memastikan adhesi bakteri ke permukaan yang berbeda, bahkan permukaan yang sangat halus.

Misalnya saja streptokokus, ketika masuk ke dalam tubuh manusia, mampu menempel pada gigi dan katup jantung.

Fungsi kapsul bermacam-macam:

• perlindungan dari kondisi lingkungan yang agresif,
• memastikan adhesi (menempel) pada sel manusia,
• Memiliki sifat antigenik, kapsul memiliki efek toksik ketika dimasukkan ke dalam organisme hidup.

Beras. 4. Streptococci mampu menempel pada email gigi dan bersama-sama dengan mikroba lainnya menyebabkan karies.

Beras. 5. Foto menunjukkan kerusakan katup mitral akibat rematik. Penyebabnya adalah streptokokus.

Flagela

• Beberapa sel bakteri memiliki flagela (satu atau lebih) atau vili yang membantunya bergerak. Flagela mengandung flagelin protein kontraktil.
• Jumlah flagela bisa berbeda - satu, seikat flagela, flagela di berbagai ujung sel atau di seluruh permukaan.
• Gerakan (acak atau rotasi) dilakukan sebagai akibat dari gerakan rotasi flagela.
• Sifat antigenik flagela mempunyai efek toksik pada penyakit.
• Bakteri yang tidak memiliki flagela, bila ditutupi lendir, dapat meluncur. Bakteri air mengandung 40-60 vakuola berisi nitrogen.

Mereka menyediakan penyelaman dan pendakian. Di dalam tanah, sel bakteri bergerak melalui saluran tanah.

Beras. 6. Skema perlekatan dan pengoperasian flagel.

Beras. 7. Foto menunjukkan berbagai jenis mikroba yang berflagel.

Beras. 8. Foto menunjukkan berbagai jenis mikroba yang berflagel.

Minum

• Pili (vili, fimbriae) menutupi permukaan sel bakteri. Vilus adalah benang berongga tipis yang dipilin secara heliks yang bersifat protein.
• Tipe umum minum memberikan adhesi (menempel) pada sel inang. Jumlah mereka sangat besar dan berkisar antara beberapa ratus hingga beberapa ribu. Sejak saat melekat, apa pun .
• Seks diminum memfasilitasi transfer materi genetik dari donor ke penerima. Jumlahnya berkisar antara 1 hingga 4 per sel.

Beras. 9. Foto menunjukkan E. coli. Flagela dan pili terlihat. Foto diambil menggunakan mikroskop terowongan (STM).

Beras. 10. Foto menunjukkan banyak pili (fimbriae) kokus.

Beras. 11. Foto menunjukkan sel bakteri dengan fimbriae.

Membran sitoplasma

• Membran sitoplasma terletak di bawah dinding sel dan merupakan lipoprotein (hingga 30% lipid dan hingga 70% protein).
• Sel bakteri yang berbeda memiliki komposisi lipid membran yang berbeda.
• Protein membran mempunyai banyak fungsi. Protein fungsional adalah enzim yang menyebabkan sintesis berbagai komponennya, dll. terjadi pada membran sitoplasma.
• Membran sitoplasma terdiri dari 3 lapisan. Lapisan ganda fosfolipid diresapi dengan globulin, yang memastikan pengangkutan zat ke dalam sel bakteri. Jika fungsinya terganggu, sel akan mati.
• Membran sitoplasma mengambil bagian dalam sporulasi.

Beras. 12. Foto dengan jelas menunjukkan dinding sel tipis (CW), membran sitoplasma (CPM) dan nukleotida di tengahnya (bakteri Neisseria catarrhalis).

Struktur internal bakteri

Beras. 13. Foto menunjukkan struktur sel bakteri. Struktur sel bakteri berbeda dengan struktur sel hewan dan tumbuhan - sel tidak memiliki nukleus, mitokondria, dan plastida.

Sitoplasma

Sitoplasmanya 75% air, 25% sisanya berupa senyawa mineral, protein, RNA dan DNA. Sitoplasma selalu padat dan tidak bergerak. Ini mengandung enzim, beberapa pigmen, gula, asam amino, pasokan nutrisi, ribosom, mesosom, butiran dan segala macam inklusi lainnya. Di tengah sel, suatu zat terkonsentrasi yang membawa informasi herediter - nukleoid.

butiran

Butiran tersebut tersusun dari senyawa yang merupakan sumber energi dan karbon.

Mesosom

Mesosom adalah turunan sel. Mereka memiliki bentuk yang berbeda - membran konsentris, vesikel, tabung, loop, dll. Mesosom memiliki hubungan dengan nukleoid. Partisipasi dalam pembelahan sel dan sporulasi adalah tujuan utama mereka.

Nukleoid

Nukleoid adalah analog dari inti. Letaknya di tengah sel. Ini berisi DNA, pembawa informasi herediter dalam bentuk terlipat. DNA yang tidak dililitkan mencapai panjang 1 mm. Substansi inti sel bakteri tidak memiliki membran, nukleolus atau sekumpulan kromosom, dan tidak membelah secara mitosis. Sebelum membelah, nukleotidanya digandakan. Selama pembelahan, jumlah nukleotida bertambah menjadi 4.

Beras. 14. Foto menunjukkan bagian sel bakteri. Sebuah nukleotida terlihat di bagian tengah.

Plasmid

Plasmid adalah molekul otonom yang digulung menjadi cincin DNA beruntai ganda. Massanya jauh lebih kecil daripada massa nukleotida. Meskipun informasi herediter dikodekan dalam DNA plasmid, informasi tersebut tidak penting dan diperlukan untuk sel bakteri.

Beras. 15. Foto menunjukkan plasmid bakteri. Foto diambil menggunakan mikroskop elektron.

Ribosom

Ribosom sel bakteri terlibat dalam sintesis protein dari asam amino. Ribosom sel bakteri tidak menyatu ke dalam retikulum endoplasma, seperti sel yang memiliki nukleus. Ribosom inilah yang sering menjadi “target” bagi banyak obat antibakteri.

Inklusi

Inklusi adalah produk metabolisme sel inti dan non-nuklir. Mereka mewakili pasokan nutrisi: glikogen, pati, belerang, polifosfat (valutin), dll. Inklusi sering kali, ketika dicat, memiliki tampilan yang berbeda dari warna pewarna. Anda dapat mendiagnosis berdasarkan mata uang.

Bentuk bakteri

Bentuk sel bakteri dan ukurannya sangat penting dalam identifikasi (pengenalan). Bentuk yang paling umum adalah bulat, berbentuk batang, dan berbelit-belit.

Tabel 1. Bentuk utama bakteri.

Bakteri berbentuk bulat

Bakteri berbentuk bola disebut cocci (dari bahasa Yunani coccus - biji-bijian). Mereka tersusun satu demi satu, dua demi dua (diplokokus), dalam bungkusan, dalam rantai, dan seperti tandan buah anggur. Lokasi ini tergantung pada metode pembelahan sel. Mikroba yang paling berbahaya adalah stafilokokus dan streptokokus.

Beras. 16. Di foto ada mikrokokus. Bakterinya berbentuk bulat, halus, berwarna putih, kuning, dan merah. Di alam, mikrokokus ada dimana-mana. Mereka hidup di berbagai rongga tubuh manusia.

Beras. 17. Foto menunjukkan bakteri diplococcus - Streptococcus pneumoniae.

Beras. 18. Foto menunjukkan bakteri Sarcina. Bakteri coccoid berkumpul dalam satu paket.

Beras. 19. Foto menunjukkan bakteri streptokokus (dari bahasa Yunani "streptos" - rantai).

Tersusun dalam rantai. Mereka adalah agen penyebab sejumlah penyakit.

Beras. 20. Dalam foto tersebut, bakteri tersebut adalah stafilokokus “emas”. Disusun seperti “tandan buah anggur”. Clusternya berwarna emas. Mereka adalah agen penyebab sejumlah penyakit.

Bakteri berbentuk batang

Bakteri berbentuk batang yang membentuk spora disebut basil. Mereka memiliki bentuk silinder. Perwakilan paling menonjol dari kelompok ini adalah basil. Basil tersebut termasuk wabah dan hemophilus influenzae. Ujung bakteri berbentuk batang bisa runcing, membulat, terpotong, melebar, atau terbelah. Bentuk stiknya sendiri bisa beraturan atau tidak beraturan. Mereka dapat disusun satu per satu, dua sekaligus, atau membentuk rantai. Beberapa basil disebut coccobacilli karena bentuknya yang bulat. Namun, panjangnya melebihi lebarnya.

Diplobacillus adalah batang ganda. Basil antraks berbentuk benang panjang (rantai).

Pembentukan spora mengubah bentuk basil. Di tengah basil, spora terbentuk pada bakteri asam butirat, sehingga tampak seperti gelendong. Pada basil tetanus - di ujung basil, membuatnya tampak seperti stik drum.

Beras. 21. Foto menunjukkan sel bakteri berbentuk batang. Beberapa flagela terlihat. Foto diambil menggunakan mikroskop elektron. Negatif.

Beras. 22. Foto menunjukkan bakteri berbentuk batang membentuk rantai (basil antraks).

Bakteri adalah organisme bersel tunggal mikroskopis. Struktur sel bakteri memiliki ciri-ciri yang menjadi alasan pemisahan bakteri menjadi kingdom tersendiri di dunia kehidupan.

Membran sel

Kebanyakan bakteri memiliki tiga cangkang:

• membran sel;
• dinding sel;
• kapsul lendir.

Membran sel bersentuhan langsung dengan isi sel – sitoplasma. Ini tipis dan lembut.

Dinding sel adalah membran yang padat dan tebal. Fungsinya untuk melindungi dan mendukung sel. Dinding sel dan membran memiliki pori-pori tempat zat-zat yang dibutuhkannya masuk ke dalam sel.

Banyak bakteri memiliki kapsul lendir yang berfungsi sebagai pelindung dan memastikan adhesi pada berbagai permukaan.

4 artikel teratasyang membaca bersama ini

Berkat selaput lendir inilah streptokokus (sejenis bakteri) menempel pada gigi dan menyebabkan karies.

Sitoplasma

Sitoplasma adalah isi internal sel. 75% terdiri dari air. Di sitoplasma ada inklusi - tetesan lemak dan glikogen. Mereka adalah nutrisi cadangan sel.

Beras. 1. Diagram struktur sel bakteri.

Nukleoid

Nukleoid artinya “seperti inti”. Bakteri tidak memiliki inti yang nyata, atau disebut juga inti yang terbentuk. Artinya mereka tidak memiliki selubung inti dan ruang inti, seperti sel jamur, tumbuhan, dan hewan. DNA ditemukan langsung di sitoplasma.

Fungsi DNA:

• menyimpan informasi turun-temurun;
• mengimplementasikan informasi ini dengan mengendalikan sintesis molekul protein yang merupakan karakteristik dari jenis bakteri tertentu.

Tidak adanya inti sejati adalah ciri terpenting sel bakteri.

Organoid

Berbeda dengan sel tumbuhan dan hewan, bakteri tidak memiliki organel yang terbuat dari membran.

Namun membran sel bakteri di beberapa tempat menembus sitoplasma, membentuk lipatan yang disebut mesosom. Mesosom terlibat dalam reproduksi sel dan pertukaran energi dan seolah-olah menggantikan organel membran.

Satu-satunya organel yang ada pada bakteri adalah ribosom. Ini adalah benda kecil yang terletak di sitoplasma dan mensintesis protein.

Banyak bakteri memiliki flagel, yang dengannya mereka bergerak dalam lingkungan cair.

Bentuk sel bakteri

Bentuk sel bakteri berbeda-beda. Bakteri berbentuk bola disebut kokus. Dalam bentuk koma - vibrio. Bakteri berbentuk batang adalah basil. Spirilla memiliki tampilan garis bergelombang.

Beras. 2. Bentuk sel bakteri.

Bakteri hanya dapat dilihat di bawah mikroskop. Ukuran sel rata-rata adalah 1-10 mikron. Ditemukan bakteri dengan panjang hingga 100 mikron. (1 mikron = 0,001 mm).

Sporulasi

Ketika terjadi kondisi yang tidak menguntungkan, sel bakteri memasuki keadaan tidak aktif yang disebut spora. Penyebab sporulasi mungkin:

• suhu rendah dan tinggi;
• kekeringan;
• kekurangan nutrisi;
• zat yang mengancam jiwa.

Transisi terjadi dengan cepat, dalam waktu 18-20 jam, dan sel dapat tetap dalam keadaan spora selama ratusan tahun. Ketika kondisi normal pulih, bakteri akan berkecambah dari spora dalam waktu 4-5 jam dan kembali ke cara hidup normalnya.

Beras. 3. Skema pembentukan spora.

Reproduksi

Bakteri berkembang biak dengan pembelahan. Jangka waktu dari lahirnya sel hingga pembelahannya adalah 20-30 menit. Oleh karena itu, bakteri tersebar luas di Bumi.

Apa yang telah kita pelajari?

Kita telah mengetahui bahwa secara umum sel bakteri mirip dengan sel tumbuhan dan hewan, mereka memiliki membran, sitoplasma, dan DNA. Perbedaan utama antara sel bakteri adalah tidak adanya inti yang terbentuk. Oleh karena itu, bakteri disebut organisme pranuklear (prokariota).

Uji topiknya

Evaluasi laporan

Peringkat rata-rata: 4.1. Total peringkat yang diterima: 281.

Bakteri adalah organisme paling kuno di bumi, dan juga yang paling sederhana strukturnya. Ia hanya terdiri dari satu sel, yang hanya dapat dilihat dan dipelajari di bawah mikroskop. Ciri khas bakteri adalah tidak adanya inti, itulah sebabnya bakteri tergolong prokariota.

Beberapa spesies membentuk kelompok sel kecil; kelompok tersebut mungkin dikelilingi oleh kapsul (kotak). Ukuran, bentuk dan warna bakteri sangat bergantung pada lingkungan.

Bakteri dibedakan berdasarkan bentuknya menjadi berbentuk batang (basil), bulat (kokus) dan berbelit-belit (spirila). Ada juga yang dimodifikasi - kubik, berbentuk C, berbentuk bintang. Ukurannya berkisar dari 1 hingga 10 mikron. Jenis bakteri tertentu dapat bergerak aktif menggunakan flagela. Yang terakhir terkadang melebihi ukuran bakteri itu sendiri hingga dua kali lipat.

Jenis bentuk bakteri

Untuk bergerak, bakteri menggunakan flagela yang jumlahnya bervariasi, ada yang satu, sepasang, atau seikat flagela. Letak flagela juga bisa berbeda - di satu sisi sel, di samping, atau tersebar merata di seluruh bidang. Selain itu, salah satu metode pergerakan dianggap meluncur karena lendir yang menutupi prokariota. Sebagian besar memiliki vakuola di dalam sitoplasma. Menyesuaikan kapasitas gas vakuola membantu mereka bergerak ke atas atau ke bawah dalam cairan, serta bergerak melalui saluran udara di dalam tanah.

Para ilmuwan telah menemukan lebih dari 10 ribu jenis bakteri, namun menurut peneliti ilmiah, terdapat lebih dari satu juta spesies di dunia. Ciri-ciri umum bakteri memungkinkan untuk mengetahui perannya dalam biosfer, serta mempelajari struktur, jenis dan klasifikasi kingdom bakteri.

Habitat

Kesederhanaan struktur dan kecepatan adaptasi terhadap kondisi lingkungan membantu bakteri menyebar ke berbagai wilayah di planet kita. Mereka ada di mana-mana: air, tanah, udara, organisme hidup - semua ini adalah habitat yang paling dapat diterima bagi prokariota.

Bakteri ditemukan di kutub selatan dan di geyser. Mereka ditemukan di dasar laut, serta di lapisan atas selubung udara bumi. Bakteri hidup di mana-mana, tetapi jumlahnya bergantung pada kondisi yang menguntungkan. Misalnya, sejumlah besar spesies bakteri hidup di perairan terbuka dan juga di tanah.

Fitur struktural

Sel bakteri dibedakan tidak hanya karena tidak memiliki nukleus, tetapi juga karena tidak adanya mitokondria dan plastida. DNA prokariota ini terletak di zona inti khusus dan tampak seperti nukleoid yang tertutup cincin. Pada bakteri, struktur sel terdiri dari dinding sel, kapsul, membran mirip kapsul, flagela, pili dan membran sitoplasma. Struktur internal dibentuk oleh sitoplasma, butiran, mesosom, ribosom, plasmid, inklusi dan nukleoid.

Dinding sel bakteri melakukan fungsi pertahanan dan dukungan. Zat dapat mengalir bebas melaluinya karena adanya permeabilitas. Cangkang ini mengandung pektin dan hemiselulosa. Beberapa bakteri mengeluarkan lendir khusus yang dapat membantu melindungi dari kekeringan. Lendir membentuk kapsul - polisakarida dalam komposisi kimia. Dalam bentuk ini, bakteri mampu mentolerir suhu yang sangat tinggi sekalipun. Ia juga melakukan fungsi lain, misalnya, menempel pada permukaan apa pun.

Pada permukaan sel bakteri terdapat serat protein tipis yang disebut pili. Jumlahnya mungkin banyak. Pili membantu sel meneruskan materi genetik dan juga memastikan adhesi ke sel lain.

Di bawah bidang dinding terdapat membran sitoplasma tiga lapis. Ini menjamin pengangkutan zat dan juga memainkan peran penting dalam pembentukan spora.

Sitoplasma bakteri 75 persen terbuat dari air. Komposisi sitoplasma:

• ikan;
• mesosom;
• asam amino;
• enzim;
• pigmen;
• gula;
• butiran dan inklusi;
• nukleoid.

Metabolisme pada prokariota dimungkinkan baik dengan atau tanpa partisipasi oksigen. Kebanyakan dari mereka memakan nutrisi siap pakai yang berasal dari organik. Sangat sedikit spesies yang mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Ini adalah bakteri biru-hijau dan cyanobacteria, yang memainkan peran penting dalam pembentukan atmosfer dan saturasinya dengan oksigen.

Reproduksi

Dalam kondisi yang menguntungkan untuk reproduksi, ini dilakukan dengan cara bertunas atau secara vegetatif. Reproduksi aseksual terjadi dengan urutan sebagai berikut:

1. Sel bakteri mencapai volume maksimumnya dan mengandung pasokan nutrisi yang diperlukan.
2. Sel memanjang dan septum muncul di tengah.
3. Pembelahan nukleotida terjadi di dalam sel.
4. DNA utama dan terpisah berbeda.
5. Sel membelah menjadi dua.
6. Pembentukan sisa sel anak.

Dengan metode reproduksi ini, tidak ada pertukaran informasi genetik, sehingga semua sel anak akan menjadi salinan persis sel induknya.

Proses reproduksi bakteri dalam kondisi buruk lebih menarik. Para ilmuwan mempelajari kemampuan reproduksi seksual bakteri relatif baru - pada tahun 1946. Bakteri tidak mengalami pembelahan menjadi sel betina dan sel reproduksi. Tapi DNA mereka heterogen. Ketika dua sel tersebut saling mendekat, mereka membentuk saluran untuk transfer DNA, dan terjadi pertukaran situs - rekombinasi. Prosesnya cukup panjang, hasilnya adalah dua individu yang benar-benar baru.

Kebanyakan bakteri sangat sulit dilihat di bawah mikroskop karena tidak memiliki warna sendiri. Beberapa varietas berwarna ungu atau hijau karena kandungan bakterioklorofil dan bakteriopurpurinnya. Meskipun jika kita melihat beberapa koloni bakteri, terlihat jelas bahwa mereka melepaskan zat berwarna ke lingkungannya dan memperoleh warna cerah. Untuk mempelajari prokariota secara lebih rinci, mereka diwarnai.

Klasifikasi

Klasifikasi bakteri dapat didasarkan pada indikator seperti:

• Membentuk
• moda transportasi;
• cara memperoleh energi;
• produk limbah;
• tingkat bahaya.

Simbion bakteri hidup berkomunitas dengan organisme lain.

Bakteri saprofit hidup dari organisme, produk, dan sampah organik yang sudah mati. Mereka mendorong proses pembusukan dan fermentasi.

Pembusukan membersihkan alam dari mayat dan sampah organik lainnya. Tanpa proses peluruhan tidak akan terjadi siklus zat di alam. Lalu apa peran bakteri dalam siklus zat?

Bakteri pembusuk merupakan penolong dalam proses penguraian senyawa protein, serta lemak dan senyawa lain yang mengandung nitrogen. Setelah melakukan reaksi kimia yang kompleks, mereka memutus ikatan antara molekul organisme organik dan menangkap molekul protein dan asam amino. Ketika dipecah, molekulnya melepaskan amonia, hidrogen sulfida, dan zat berbahaya lainnya. Mereka beracun dan dapat menyebabkan keracunan pada manusia dan hewan.

Bakteri pembusuk berkembang biak dengan cepat dalam kondisi yang menguntungkan bagi mereka. Karena ini bukan hanya bakteri menguntungkan, tetapi juga bakteri berbahaya, untuk mencegah pembusukan dini pada produk, orang telah belajar mengolahnya: mengeringkan, mengasinkan, mengasinkan, dan mengasapi. Semua metode pengobatan ini membunuh bakteri dan mencegahnya berkembang biak.

Bakteri fermentasi dengan bantuan enzim mampu memecah karbohidrat. Orang-orang menyadari kemampuan ini pada zaman dahulu dan masih menggunakan bakteri tersebut untuk membuat produk asam laktat, cuka, dan produk makanan lainnya.

Bakteri, bekerja sama dengan organisme lain, melakukan pekerjaan kimia yang sangat penting. Sangat penting untuk mengetahui jenis bakteri apa saja yang ada dan apa manfaat atau bahayanya bagi alam.

Artinya di alam dan bagi manusia

Pentingnya banyak jenis bakteri (dalam proses pembusukan dan berbagai jenis fermentasi) telah disebutkan di atas, yaitu. memenuhi peran sanitasi di Bumi.

Bakteri juga memainkan peran besar dalam siklus karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor, belerang, kalsium dan unsur lainnya. Banyak jenis bakteri yang berkontribusi terhadap fiksasi aktif nitrogen di atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk organik, sehingga membantu meningkatkan kesuburan tanah. Yang paling penting adalah bakteri yang menguraikan selulosa, yang merupakan sumber utama karbon bagi kehidupan mikroorganisme tanah.

Bakteri pereduksi sulfat terlibat dalam pembentukan minyak dan hidrogen sulfida di lumpur obat, tanah dan laut. Dengan demikian, lapisan air jenuh hidrogen sulfida di Laut Hitam merupakan hasil aktivitas vital bakteri pereduksi sulfat. Aktivitas bakteri ini di dalam tanah menyebabkan terbentuknya soda dan salinisasi soda pada tanah. Bakteri pereduksi sulfat mengubah unsur hara di tanah perkebunan padi menjadi bentuk yang tersedia bagi akar tanaman. Bakteri ini dapat menyebabkan korosi pada logam di bawah tanah dan struktur bawah air.

Berkat aktivitas vital bakteri, tanah terbebas dari banyak produk dan organisme berbahaya serta jenuh dengan nutrisi berharga. Sediaan bakterisida berhasil digunakan untuk memerangi berbagai jenis serangga hama (penggerek jagung, dll).

Banyak jenis bakteri yang digunakan di berbagai industri untuk memproduksi aseton, etil dan butil alkohol, asam asetat, enzim, hormon, vitamin, antibiotik, sediaan protein-vitamin, dll.

Tanpa bakteri, proses penyamakan kulit, pengeringan daun tembakau, produksi sutra, karet, pengolahan coklat, kopi, perendaman rami, rami dan tanaman serat kulit pohon lainnya, asinan kubis, pengolahan air limbah, pencucian logam, dll tidak mungkin dilakukan.

Bakteri adalah kelompok organisme tertua yang saat ini ada di Bumi. Bakteri pertama mungkin muncul lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu dan selama hampir satu miliar tahun mereka adalah satu-satunya makhluk hidup di planet kita. Karena ini adalah perwakilan pertama dari alam yang hidup, tubuh mereka memiliki struktur primitif.

Seiring waktu, struktur mereka menjadi lebih kompleks, namun hingga saat ini bakteri dianggap sebagai organisme bersel tunggal paling primitif. Menariknya, beberapa bakteri masih mempertahankan ciri-ciri primitif nenek moyang purba mereka. Hal ini terlihat pada bakteri yang hidup di mata air panas belerang dan lumpur anoksik di dasar waduk.

Kebanyakan bakteri tidak berwarna. Hanya sedikit yang berwarna ungu atau hijau. Namun koloni banyak bakteri memiliki warna cerah yang disebabkan oleh pelepasan zat berwarna ke lingkungan atau pigmentasi sel.

Penemu dunia bakteri adalah Antony Leeuwenhoek, seorang naturalis Belanda abad ke-17, yang pertama kali menciptakan mikroskop pembesar sempurna yang mampu memperbesar benda 160-270 kali.

Bakteri diklasifikasikan sebagai prokariota dan diklasifikasikan ke dalam kingdom terpisah - Bakteri.

Bentuk Tubuh

Bakteri adalah organisme yang banyak dan beragam. Bentuknya bervariasi.

Nama bakterinya	Bentuk bakteri	Gambar bakteri
kokus		Berbentuk bola
Basil		Berbentuk batang
getaran		Berbentuk koma
Spirillum		Spiral
Streptokokus		Rantai kokus
Stafilokokus		Kelompok kokus
Diplokokus		Dua bakteri bulat terbungkus dalam satu kapsul lendir

Metode transportasi

Di antara bakteri ada bentuk yang bergerak dan tidak bergerak. Motil bergerak karena kontraksi seperti gelombang atau dengan bantuan flagela (benang heliks yang dipilin), yang terdiri dari protein khusus yang disebut flagellin. Mungkin ada satu atau lebih flagela. Pada beberapa bakteri, mereka terletak di salah satu ujung sel, pada bakteri lain - di dua atau di seluruh permukaan.

Namun pergerakan juga melekat pada banyak bakteri lain yang tidak memiliki flagela. Dengan demikian, bakteri yang bagian luarnya dilapisi lendir mampu melakukan gerakan meluncur.

Beberapa bakteri air dan tanah yang tidak memiliki flagela memiliki vakuola gas di sitoplasma. Mungkin ada 40-60 vakuola dalam satu sel. Masing-masing diisi dengan gas (mungkin nitrogen). Dengan mengatur jumlah gas dalam vakuola, bakteri air dapat tenggelam ke dalam kolom air atau naik ke permukaannya, dan bakteri tanah dapat berpindah ke kapiler tanah.

Habitat

Karena kesederhanaan pengorganisasiannya dan sifatnya yang tidak bersahaja, bakteri tersebar luas di alam. Bakteri ditemukan di mana-mana: di setetes air mata yang paling murni sekalipun, di butiran tanah, di udara, di bebatuan, di salju kutub, pasir gurun, di dasar laut, dalam minyak yang diekstraksi dari kedalaman yang sangat dalam, dan bahkan di dalam air. air sumber air panas dengan suhu sekitar 80ºC. Mereka hidup pada tumbuhan, buah-buahan, berbagai hewan dan manusia di usus, rongga mulut, anggota badan, dan di permukaan tubuh.

Bakteri merupakan makhluk hidup terkecil dan terbanyak jumlahnya. Karena ukurannya yang kecil, mereka dengan mudah menembus celah, celah, atau pori-pori apa pun. Sangat kuat dan beradaptasi dengan berbagai kondisi kehidupan. Mereka tahan terhadap pengeringan, suhu dingin ekstrem, dan pemanasan hingga 90ºC tanpa kehilangan kelangsungan hidupnya.

Praktis tidak ada tempat di bumi di mana bakteri tidak ditemukan, namun dalam jumlah yang bervariasi. Kondisi kehidupan bakteri bervariasi. Beberapa dari mereka memerlukan oksigen atmosfer, yang lain tidak membutuhkannya dan mampu hidup di lingkungan bebas oksigen.

Di udara: bakteri naik ke atmosfer bagian atas hingga 30 km. dan banyak lagi.

Ada banyak sekali dari mereka di dalam tanah. 1 gram tanah bisa mengandung ratusan juta bakteri.

Di dalam air: di lapisan permukaan air di perairan terbuka. Bakteri akuatik yang bermanfaat memineralisasi residu organik.

Pada organisme hidup: bakteri patogen masuk ke dalam tubuh dari lingkungan luar, tetapi hanya dalam kondisi yang menguntungkan menyebabkan penyakit. Simbiosis hidup di organ pencernaan, membantu memecah dan menyerap makanan, serta mensintesis vitamin.

Struktur eksternal

Sel bakteri ditutupi dengan cangkang padat khusus - dinding sel, yang melakukan fungsi pelindung dan pendukung, dan juga memberi bakteri bentuk permanen dan khas. Dinding sel bakteri menyerupai dinding sel tumbuhan. Ini permeabel: melaluinya, nutrisi dengan bebas masuk ke dalam sel, dan produk metabolisme keluar ke lingkungan. Seringkali, bakteri menghasilkan lapisan pelindung tambahan berupa lendir di atas dinding sel - kapsul. Ketebalan kapsul bisa berkali-kali lipat lebih besar dari diameter sel itu sendiri, tapi bisa juga sangat kecil. Kapsul bukanlah bagian penting dari sel; kapsul terbentuk tergantung pada kondisi di mana bakteri berada. Ini melindungi bakteri dari kekeringan.

Pada permukaan beberapa bakteri terdapat flagela yang panjang (satu, dua atau banyak) atau vili tipis pendek. Panjang flagela bisa berkali-kali lipat lebih besar dari ukuran tubuh bakteri. Bakteri bergerak dengan bantuan flagela dan vili.

Struktur dalam

Di dalam sel bakteri terdapat sitoplasma yang padat dan tidak bergerak. Strukturnya berlapis, tidak terdapat vakuola, sehingga berbagai protein (enzim) dan nutrisi cadangan terletak di dalam substansi sitoplasma itu sendiri. Sel bakteri tidak mempunyai inti. Suatu zat yang membawa informasi keturunan terkonsentrasi di bagian tengah selnya. Bakteri, - asam nukleat - DNA. Namun zat ini tidak dibentuk menjadi inti.

Organisasi internal sel bakteri bersifat kompleks dan memiliki karakteristik spesifiknya sendiri. Sitoplasma dipisahkan dari dinding sel oleh membran sitoplasma. Di dalam sitoplasma terdapat zat utama, atau matriks, ribosom dan sejumlah kecil struktur membran yang menjalankan berbagai fungsi (analog dengan mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus Golgi). Sitoplasma sel bakteri seringkali mengandung butiran dengan berbagai bentuk dan ukuran. Butiran tersebut mungkin tersusun dari senyawa yang berfungsi sebagai sumber energi dan karbon. Tetesan lemak juga ditemukan di sel bakteri.

Di bagian tengah sel, zat inti terlokalisasi - DNA, yang tidak dibatasi dari sitoplasma oleh membran. Ini adalah analog dari nukleus - nukleoid. Nukleoid tidak memiliki membran, nukleolus, atau sekumpulan kromosom.

Metode makan

Bakteri mempunyai cara makan yang berbeda-beda. Diantaranya ada autotrof dan heterotrof. Autotrof adalah organisme yang mampu secara mandiri menghasilkan zat organik untuk nutrisinya.

Tumbuhan membutuhkan nitrogen, namun tidak dapat menyerap nitrogen dari udara sendiri. Beberapa bakteri menggabungkan molekul nitrogen di udara dengan molekul lain, menghasilkan zat yang tersedia bagi tanaman.

Bakteri ini menetap di sel-sel akar muda, sehingga menyebabkan terbentuknya penebalan pada akar yang disebut bintil-bintil. Bintil-bintil tersebut terbentuk pada akar tanaman dari famili kacang-kacangan dan beberapa tanaman lainnya.

Akar menyediakan karbohidrat bagi bakteri, dan bakteri pada akar menyediakan zat yang mengandung nitrogen yang dapat diserap tanaman. Hidup bersama mereka saling menguntungkan.

Akar tanaman mengeluarkan banyak zat organik (gula, asam amino, dan lain-lain) yang menjadi makanan bakteri. Oleh karena itu, banyak sekali bakteri yang menetap di lapisan tanah di sekitar akar. Bakteri ini mengubah sisa-sisa tanaman mati menjadi zat yang tersedia bagi tanaman. Lapisan tanah ini disebut rizosfer.

Ada beberapa hipotesis tentang penetrasi bakteri bintil ke dalam jaringan akar:

• melalui kerusakan jaringan epidermis dan korteks;
• melalui rambut akar;
• hanya melalui membran sel muda;
• berkat bakteri pendamping yang memproduksi enzim pektinolitik;
• karena rangsangan sintesis asam B-indoleasetat dari triptofan, yang selalu terdapat dalam sekresi akar tanaman.

Proses masuknya bakteri bintil ke dalam jaringan akar terdiri dari dua tahap:

• infeksi pada rambut akar;
• proses pembentukan nodul.

Dalam kebanyakan kasus, sel yang menyerang secara aktif berkembang biak, membentuk apa yang disebut benang infeksi dan, dalam bentuk benang tersebut, berpindah ke jaringan tanaman. Bakteri bintil yang muncul dari benang infeksi terus berkembang biak di jaringan inang.

Sel tumbuhan yang diisi dengan sel bakteri bintil yang berkembang biak dengan cepat mulai membelah dengan cepat. Sambungan bintil muda dengan akar tanaman polong-polongan dilakukan berkat ikatan berserat pembuluh darah. Selama masa fungsinya, nodul biasanya padat. Pada saat aktivitas optimal terjadi, nodul memperoleh warna merah jambu (berkat pigmen leghemoglobin). Hanya bakteri yang mengandung leghemoglobin yang mampu mengikat nitrogen.

Bakteri bintil menghasilkan puluhan dan ratusan kilogram pupuk nitrogen per hektar tanah.

Metabolisme

Bakteri berbeda satu sama lain dalam metabolismenya. Dalam beberapa hal itu terjadi dengan partisipasi oksigen, dalam yang lain - tanpa itu.

Kebanyakan bakteri memakan bahan organik yang sudah jadi. Hanya sedikit di antaranya (biru-hijau, atau cyanobacteria) yang mampu menghasilkan zat organik dari zat anorganik. Mereka memainkan peran penting dalam akumulasi oksigen di atmosfer bumi.

Bakteri menyerap zat dari luar, merobek molekulnya menjadi beberapa bagian, merakit cangkangnya dari bagian tersebut dan mengisi kembali isinya (begitulah cara mereka tumbuh), dan membuang molekul yang tidak diperlukan. Cangkang dan membran bakteri memungkinkannya menyerap hanya zat-zat yang diperlukan.

Jika cangkang dan membran bakteri benar-benar kedap air, tidak ada zat yang masuk ke dalam sel. Jika mereka permeabel terhadap semua zat, maka isi sel akan bercampur dengan media - larutan tempat hidup bakteri. Untuk bertahan hidup, bakteri memerlukan cangkang yang memungkinkan zat-zat yang diperlukan dapat melewatinya, tetapi bukan zat-zat yang tidak diperlukan.

Bakteri menyerap nutrisi yang terletak di dekatnya. Apa yang terjadi selanjutnya? Jika ia dapat bergerak secara mandiri (dengan menggerakkan flagel atau mendorong kembali lendir), maka ia akan bergerak hingga menemukan zat yang diperlukan.

Jika ia tidak dapat bergerak, maka ia menunggu sampai difusi (kemampuan molekul suatu zat untuk menembus ke dalam kumpulan molekul zat lain) membawa molekul-molekul yang diperlukan ke dalamnya.

Bakteri, bersama dengan kelompok mikroorganisme lainnya, melakukan pekerjaan kimia yang sangat besar. Dengan mengubah berbagai senyawa, mereka menerima energi dan nutrisi yang diperlukan untuk aktivitas vital mereka. Proses metabolisme, cara memperoleh energi dan kebutuhan bahan untuk membangun zat-zat tubuhnya beragam pada bakteri.

Bakteri lain memenuhi semua kebutuhan karbon yang diperlukan untuk sintesis zat organik dalam tubuh melalui senyawa anorganik. Mereka disebut autotrof. Bakteri autotrofik mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Diantaranya adalah:

Kemosintesis

Penggunaan energi radiasi adalah cara yang paling penting, namun bukan satu-satunya cara untuk menghasilkan bahan organik dari karbon dioksida dan air. Diketahui bahwa bakteri tidak menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk sintesis tersebut, tetapi energi ikatan kimia yang terjadi dalam sel organisme selama oksidasi senyawa anorganik tertentu - hidrogen sulfida, belerang, amonia, hidrogen, asam nitrat, senyawa besi. dari besi dan mangan. Mereka menggunakan bahan organik yang terbentuk menggunakan energi kimia ini untuk membangun sel-sel tubuh mereka. Oleh karena itu, proses ini disebut kemosintesis.

Kelompok mikroorganisme kemosintetik yang paling penting adalah bakteri nitrifikasi. Bakteri ini hidup di dalam tanah dan mengoksidasi amonia yang terbentuk selama pembusukan residu organik menjadi asam nitrat. Yang terakhir bereaksi dengan senyawa mineral tanah, berubah menjadi garam asam nitrat. Proses ini berlangsung dalam dua fase.

Bakteri besi mengubah besi besi menjadi besi oksida. Besi hidroksida yang dihasilkan mengendap dan membentuk apa yang disebut bijih besi rawa.

Beberapa mikroorganisme ada karena oksidasi molekul hidrogen, sehingga menyediakan metode nutrisi autotrofik.

Ciri khas bakteri hidrogen adalah kemampuannya untuk beralih ke gaya hidup heterotrofik bila diberi senyawa organik dan tidak adanya hidrogen.

Jadi, kemoautotrof adalah autotrof yang khas, karena mereka secara mandiri mensintesis senyawa organik yang diperlukan dari zat anorganik, dan tidak mengambilnya dari organisme lain, seperti heterotrof. Bakteri kemoautotrofik berbeda dari tumbuhan fototrofik dalam hal kemandiriannya sepenuhnya dari cahaya sebagai sumber energi.

Fotosintesis bakteri

Beberapa bakteri belerang yang mengandung pigmen (ungu, hijau), mengandung pigmen spesifik - bakterioklorofil, mampu menyerap energi matahari, dengan bantuan hidrogen sulfida dalam tubuh mereka dipecah dan melepaskan atom hidrogen untuk mereduksi senyawa yang sesuai. Proses ini memiliki banyak kesamaan dengan fotosintesis dan hanya berbeda pada bakteri ungu dan hijau, donor hidrogennya adalah hidrogen sulfida (kadang-kadang asam karboksilat), dan pada tumbuhan hijau adalah air. Pada keduanya, pemisahan dan perpindahan hidrogen dilakukan karena energi sinar matahari yang diserap.

Fotosintesis bakteri yang terjadi tanpa pelepasan oksigen disebut fotoreduksi. Fotoreduksi karbon dioksida dikaitkan dengan transfer hidrogen bukan dari air, tetapi dari hidrogen sulfida:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Signifikansi biologis dari kemosintesis dan fotosintesis bakteri pada skala planet relatif kecil. Hanya bakteri kemosintetik yang berperan penting dalam proses daur belerang di alam. Diserap oleh tumbuhan hijau dalam bentuk garam asam sulfat, belerang direduksi dan menjadi bagian dari molekul protein. Selanjutnya, ketika sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mati dimusnahkan oleh bakteri pembusuk, belerang dilepaskan dalam bentuk hidrogen sulfida, yang dioksidasi oleh bakteri belerang menjadi belerang bebas (atau asam sulfat), membentuk sulfit di dalam tanah yang dapat diakses oleh tanaman. Bakteri kemo dan fotoautotrofik sangat penting dalam siklus nitrogen dan sulfur.

Sporulasi

Spora terbentuk di dalam sel bakteri. Selama proses sporulasi, sel bakteri mengalami sejumlah proses biokimia. Jumlah air bebas di dalamnya berkurang dan aktivitas enzimatik menurun. Hal ini memastikan ketahanan spora terhadap kondisi lingkungan yang merugikan (suhu tinggi, konsentrasi garam tinggi, pengeringan, dll.). Sporulasi hanya merupakan karakteristik sekelompok kecil bakteri.

Spora adalah tahap opsional dalam siklus hidup bakteri. Sporulasi dimulai hanya dengan kekurangan nutrisi atau akumulasi produk metabolisme. Bakteri dalam bentuk spora dapat tetap tidak aktif dalam waktu lama. Spora bakteri tahan terhadap perebusan yang berkepanjangan dan pembekuan yang sangat lama. Ketika kondisi menguntungkan terjadi, spora berkecambah dan dapat hidup. Spora bakteri merupakan adaptasi untuk bertahan hidup pada kondisi yang kurang menguntungkan.

Reproduksi

Bakteri berkembang biak dengan membagi satu sel menjadi dua. Setelah mencapai ukuran tertentu, bakteri tersebut membelah menjadi dua bakteri identik. Kemudian masing-masing mulai makan, tumbuh, membelah, dan seterusnya.

Setelah pemanjangan sel, septum transversal secara bertahap terbentuk, dan kemudian sel anak terpisah; Pada banyak bakteri, dalam kondisi tertentu, setelah pembelahan, sel-sel tetap terhubung dalam kelompok yang khas. Dalam hal ini, tergantung pada arah bidang pembagian dan jumlah pembagian, muncullah bentuk-bentuk yang berbeda. Reproduksi dengan tunas terjadi sebagai pengecualian pada bakteri.

Dalam kondisi yang menguntungkan, pembelahan sel pada banyak bakteri terjadi setiap 20-30 menit. Dengan reproduksi yang begitu cepat, keturunan satu bakteri dalam 5 hari dapat membentuk suatu massa yang dapat memenuhi seluruh lautan dan samudera. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa 72 generasi (720.000.000.000.000.000.000 sel) dapat terbentuk setiap hari. Jika diubah menjadi berat - 4720 ton. Namun, hal ini tidak terjadi di alam, karena sebagian besar bakteri cepat mati di bawah pengaruh sinar matahari, kekeringan, kekurangan makanan, pemanasan hingga 65-100ºC, akibat pertikaian antar spesies, dll.

Bakteri (1), setelah menyerap cukup makanan, bertambah besar (2) dan mulai bersiap untuk reproduksi (pembelahan sel). DNA-nya (dalam bakteri, molekul DNA ditutup dalam sebuah cincin) berlipat ganda (bakteri menghasilkan salinan molekul ini). Kedua molekul DNA (3,4) menempel pada dinding bakteri dan, ketika bakteri memanjang, bergerak menjauh (5,6). Pertama nukleotida membelah, lalu sitoplasma.

Setelah dua molekul DNA menyimpang, muncul penyempitan pada bakteri, yang secara bertahap membagi tubuh bakteri menjadi dua bagian, yang masing-masing berisi molekul DNA (7).

Hal ini terjadi (pada Bacillus subtilis) dua bakteri saling menempel dan sebuah jembatan terbentuk di antara keduanya (1,2).

Pelompat mengangkut DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya (3). Begitu berada dalam satu bakteri, molekul DNA saling berjalin, saling menempel di beberapa tempat (4), dan kemudian bertukar bagian (5).

Peran bakteri di alam

Pilin

Bakteri adalah mata rantai terpenting dalam siklus umum zat di alam. Tumbuhan menghasilkan zat organik kompleks dari karbon dioksida, air, dan garam mineral di dalam tanah. Zat-zat ini kembali ke tanah bersama dengan jamur mati, tumbuhan dan bangkai hewan. Bakteri memecah zat kompleks menjadi zat sederhana, yang kemudian digunakan oleh tumbuhan.

Bakteri menghancurkan zat organik kompleks dari bangkai tumbuhan dan hewan yang mati, ekskresi organisme hidup dan berbagai limbah. Memakan zat organik ini, bakteri pembusuk saprofit mengubahnya menjadi humus. Ini adalah semacam keteraturan di planet kita. Dengan demikian, bakteri berperan aktif dalam siklus zat di alam.

Pembentukan tanah

Karena bakteri tersebar hampir di mana-mana dan terdapat dalam jumlah besar, bakteri sangat menentukan berbagai proses yang terjadi di alam. Di musim gugur, dedaunan pohon dan semak berguguran, pucuk rerumputan di atas tanah mati, cabang-cabang tua rontok, dan dari waktu ke waktu batang-batang pohon tua tumbang. Semua ini lambat laun berubah menjadi humus. Dalam 1 cm3. Lapisan permukaan tanah hutan mengandung ratusan juta bakteri tanah saprofit dari beberapa spesies. Bakteri ini mengubah humus menjadi berbagai mineral yang dapat diserap dari dalam tanah oleh akar tanaman.

Beberapa bakteri tanah mampu menyerap nitrogen dari udara, menggunakannya dalam proses vital. Bakteri pengikat nitrogen ini hidup mandiri atau menetap di akar tanaman polong-polongan. Setelah menembus akar tanaman polong-polongan, bakteri ini menyebabkan tumbuhnya sel-sel akar dan terbentuknya bintil-bintil pada sel-sel tersebut.

Bakteri ini menghasilkan senyawa nitrogen yang digunakan tanaman. Bakteri memperoleh karbohidrat dan garam mineral dari tumbuhan. Dengan demikian, terdapat hubungan erat antara tanaman polong-polongan dengan bakteri bintil, yang bermanfaat bagi organisme yang satu dan yang lainnya. Fenomena ini disebut simbiosis.

Berkat simbiosis dengan bakteri bintil, tanaman polong-polongan memperkaya tanah dengan nitrogen, membantu meningkatkan hasil.

Distribusi di alam

Mikroorganisme ada dimana-mana. Satu-satunya pengecualian adalah kawah gunung berapi aktif dan daerah kecil di pusat ledakan bom atom. Baik suhu rendah di Antartika, aliran geyser yang mendidih, larutan garam jenuh di kolam garam, insolasi yang kuat di puncak gunung, maupun penyinaran reaktor nuklir yang keras tidak mengganggu keberadaan dan perkembangan mikroflora. Semua makhluk hidup terus-menerus berinteraksi dengan mikroorganisme, seringkali tidak hanya menjadi gudangnya, tetapi juga distributornya. Mikroorganisme adalah penduduk asli planet kita, yang secara aktif menjelajahi substrat alami yang paling menakjubkan.

Mikroflora tanah

Jumlah bakteri di dalam tanah sangatlah besar - ratusan juta dan miliaran individu per gram. Jumlahnya lebih banyak di tanah daripada di air dan udara. Jumlah total bakteri di tanah berubah. Jumlah bakteri bergantung pada jenis tanah, kondisinya, dan kedalaman lapisan.

Pada permukaan partikel tanah, mikroorganisme berada dalam mikrokoloni kecil (masing-masing 20-100 sel). Mereka sering berkembang dalam gumpalan bahan organik yang tebal, pada akar tanaman yang hidup dan mati, di kapiler tipis dan di dalam gumpalan.

Mikroflora tanah sangat beragam. Di sini terdapat kelompok bakteri fisiologis yang berbeda: bakteri pembusuk, bakteri nitrifikasi, bakteri pengikat nitrogen, bakteri belerang, dll. Diantaranya ada bentuk aerob dan anaerob, bentuk spora dan non-spora. Mikroflora merupakan salah satu faktor pembentukan tanah.

Daerah berkembangnya mikroorganisme di dalam tanah adalah daerah yang berbatasan dengan akar tumbuhan hidup. Disebut rizosfer, dan kumpulan mikroorganisme yang terkandung di dalamnya disebut mikroflora rizosfer.

Mikroflora waduk

Air merupakan lingkungan alami dimana mikroorganisme berkembang dalam jumlah besar. Sebagian besar dari mereka masuk ke dalam air dari tanah. Faktor yang menentukan jumlah bakteri dalam air dan keberadaan nutrisi di dalamnya. Air terbersih berasal dari sumur dan mata air artesis. Waduk dan sungai terbuka sangat kaya akan bakteri. Jumlah bakteri terbesar ditemukan di lapisan permukaan air, lebih dekat ke pantai. Saat Anda menjauh dari pantai dan menambah kedalaman, jumlah bakteri berkurang.

Air bersih mengandung 100-200 bakteri per ml, dan air tercemar mengandung 100-300 ribu atau lebih. Terdapat banyak bakteri di dasar lumpur, terutama di lapisan permukaan, tempat bakteri membentuk lapisan. Lapisan film ini mengandung banyak bakteri belerang dan besi, yang mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi asam sulfat sehingga mencegah kematian ikan. Ada lebih banyak bentuk yang mengandung spora di lumpur, sedangkan bentuk yang tidak mengandung spora mendominasi di air.

Dari segi komposisi jenisnya, mikroflora air mirip dengan mikroflora tanah, tetapi ada juga yang bentuknya spesifik. Dengan menghancurkan berbagai limbah yang masuk ke dalam air, mikroorganisme secara bertahap melakukan apa yang disebut pemurnian biologis air.

Mikroflora udara

Mikroflora udara lebih sedikit dibandingkan mikroflora tanah dan air. Bakteri naik ke udara bersama debu, dapat bertahan di sana selama beberapa waktu, kemudian menetap di permukaan bumi dan mati karena kekurangan nutrisi atau di bawah pengaruh sinar ultraviolet. Jumlah mikroorganisme di udara bergantung pada zona geografis, medan, waktu dalam setahun, polusi debu, dll. setiap titik debu merupakan pembawa mikroorganisme. Kebanyakan bakteri berada di udara di atas perusahaan industri. Udara di pedesaan lebih bersih. Udara terbersih ada di hutan, pegunungan, dan daerah bersalju. Lapisan atas udara mengandung lebih sedikit mikroba. Mikroflora udara mengandung banyak bakteri berpigmen dan mengandung spora, yang lebih tahan terhadap sinar ultraviolet dibandingkan yang lain.

Mikroflora tubuh manusia

Tubuh manusia, bahkan yang benar-benar sehat, selalu menjadi pembawa mikroflora. Ketika tubuh manusia bersentuhan dengan udara dan tanah, berbagai mikroorganisme, termasuk patogen (basil tetanus, gangren gas, dll), menetap di pakaian dan kulit. Bagian tubuh manusia yang paling sering terpapar terkontaminasi. E. coli dan stafilokokus ditemukan di tangan. Ada lebih dari 100 jenis mikroba di rongga mulut. Mulut, dengan suhu, kelembapan, dan sisa nutrisinya, merupakan lingkungan yang sangat baik bagi perkembangan mikroorganisme.

Lambung memiliki reaksi asam, sehingga sebagian besar mikroorganisme di dalamnya mati. Mulai dari usus halus, reaksinya menjadi basa yaitu. menguntungkan bagi mikroba. Mikroflora di usus besar sangat beragam. Setiap orang dewasa mengeluarkan sekitar 18 miliar bakteri setiap hari melalui kotoran, mis. lebih banyak individu daripada orang di dunia.

Organ dalam yang tidak berhubungan dengan lingkungan luar (otak, jantung, hati, kandung kemih, dll) biasanya bebas mikroba. Mikroba memasuki organ-organ ini hanya saat sakit.

Bakteri dalam siklus zat

Mikroorganisme pada umumnya dan bakteri pada khususnya memainkan peran besar dalam siklus biologis penting zat-zat di Bumi, melakukan transformasi kimia yang sama sekali tidak dapat diakses oleh tumbuhan atau hewan. Berbagai tahapan siklus unsur dilakukan oleh organisme dari berbagai jenis. Keberadaan masing-masing kelompok organisme bergantung pada transformasi kimia unsur-unsur yang dilakukan oleh kelompok lain.

Siklus nitrogen

Transformasi siklik senyawa nitrogen memainkan peran utama dalam memasok bentuk nitrogen yang diperlukan untuk organisme di biosfer dengan kebutuhan nutrisi yang berbeda. Lebih dari 90% total fiksasi nitrogen disebabkan oleh aktivitas metabolisme bakteri tertentu.

Siklus karbon

Transformasi biologis karbon organik menjadi karbon dioksida, disertai dengan reduksi molekul oksigen, memerlukan aktivitas metabolisme gabungan berbagai mikroorganisme. Banyak bakteri aerobik melakukan oksidasi lengkap zat organik. Dalam kondisi aerobik, senyawa organik awalnya dipecah melalui fermentasi, dan produk akhir organik dari fermentasi selanjutnya dioksidasi melalui respirasi anaerobik jika terdapat akseptor hidrogen anorganik (nitrat, sulfat, atau CO2).

Siklus belerang

Belerang tersedia bagi organisme hidup terutama dalam bentuk sulfat larut atau senyawa sulfur organik tereduksi.

Siklus besi

Beberapa badan air tawar mengandung garam besi tereduksi konsentrasi tinggi. Di tempat seperti itu, mikroflora bakteri tertentu berkembang - bakteri besi, yang mengoksidasi zat besi tereduksi. Mereka berpartisipasi dalam pembentukan bijih besi rawa dan sumber air yang kaya akan garam besi.

Bakteri adalah organisme paling purba, muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu di zaman Archean. Selama sekitar 2,5 miliar tahun mereka mendominasi Bumi, membentuk biosfer, dan berpartisipasi dalam pembentukan atmosfer oksigen.

Bakteri adalah salah satu organisme hidup yang strukturnya paling sederhana (kecuali virus). Mereka diyakini sebagai organisme pertama yang muncul di Bumi.