Бактерийн тухай мессежийг биологийн хичээлд бэлтгэхэд ашиглаж болно. Бактерийн тухай тайланг сонирхолтой баримтаар нэмж болно.
"Бактери" сэдвээр илтгэл
Хамгийн жижиг амьд организм бол бактери юм. Хүн бүр тэдний хор хөнөөлийн талаар мэддэг ч ашигтай байж болно.
Бактери гэж юу вэ?
Бактери байдагбичил биетний нэг төрлийн микроскоп хэмжээтэй нэг эст организм.
Тэдгээрийг манай гарагийн өнцөг булан бүрээс олж болно - Антарктидад, далайд, сансарт, халуун рашаан, хамгийн давслаг усны сансарт байдаг.
Хүн бүрийн нянгийн нийт жин 2 кг хүрдэг!Тэдний хэмжээ нь 0.5 микроноос хэтрэх нь ховор.
Маш олон тооны бактери амьтдын биед амьдардаг бөгөөд тэнд янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг.
Бактери ямар харагддаг вэ?
Тэд саваа хэлбэртэй, бөмбөрцөг, спираль болон бусад хэлбэртэй байж болно. Түүнээс гадна тэдгээрийн ихэнх нь өнгөгүй, зөвхөн ховор зүйл нь ногоон, нил ягаан өнгөтэй байдаг. Түүгээр ч барахгүй хэдэн тэрбум жилийн турш тэд зөвхөн дотооддоо өөрчлөгддөг бол гадаад төрх нь өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Бактерийг хэн нээсэн бэ?
Бичил ертөнцийн анхны судлаач бол Голландын байгаль судлаач Антони Ван Левенгук юм. Тэр бол анхны микроскопыг зохион бүтээсэн хүн юм. Үндсэндээ энэ нь вандуйны диаметртэй жижигхэн линз байсан бөгөөд 200-300 дахин томруулдаг. Үүнийг зөвхөн нүд рүү нь дарж хэрэглэж болно.
1683 онд тэрээр борооны усны дусал доторх линзээр харагдах "амьд амьтдыг" олж, дараа нь дүрсэлсэн. Дараагийн 50 жилийн хугацаанд тэрээр янз бүрийн бичил биетнийг судалж, тэдгээрийн 200 гаруй зүйлийг дүрсэлсэн. Левенгукийн ачаар микробиологи хэмээх шинэ шинжлэх ухаан гарч ирэв.
Бактерийн тухай ерөнхий мэдээлэл
Манай гараг олон эсийн амьдралын хэлбэрүүд бий болсон нь нянгийн өртэй юм. Тэд дэлхий дээрх бодисын эргэлтийг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үе үеийн хүмүүс бие биенээ сольж, ургамал үхэж, ахуйн хог хаягдал, янз бүрийн амьтдын хуучирсан бүрхүүлүүд хуримтлагддаг - энэ бүхэн ашиглагдаж, нянгийн тусламжтайгаар ялзрах явцад задардаг. Мөн үүссэн химийн нэгдлүүд нь хүрээлэн буй орчинд буцаж ирдэг.
"Муу ба сайн" бактери байдаг.
"Муу" бактеритахал, холераас эхлээд нийтлэг хөх ханиалга, цусан суулга зэрэг олон тооны өвчний тархалтад хүргэдэг. Тэд бидний биед агаар дусал, хоол хүнс, ус, арьсаар дамжин нэвтэрдэг. Бактери нь бидний эд эрхтэнд амьдрах боломжтой бөгөөд бидний дархлааны систем тэдгээрийг даван туулж байгаа бол тэдгээр нь ямар ч байдлаар илэрдэггүй. Тэдний нөхөн үржихүйн хурд нь гайхалтай юм. 20 минут тутамд тэдний тоо хоёр дахин нэмэгддэг. Энэ нь нэг эмгэг төрүүлэгч микроб нь 12 цагийн дотор бие махбодид халддаг ижил бактерийн олон сая арми үүсгэдэг гэсэн үг юм.
Бактерийн өөр нэг аюул бий. Тэд муудсан хоол хүнс хэрэглэдэг хүмүүст хордлого үүсгэдэг - лаазалсан хоол, хиам гэх мэт.
Эмгэг төрүүлэгч бактерийн эсрэг тэмцэлд гарсан томоохон нээлт бол 1928 онд бактерийн өсөлт, үржлийг саатуулдаг дэлхийн анхны антибиотик болох пенициллинийг нээсэн явдал юм. Урьд нь үхэлд хүргэж байсан өвчнийг хүмүүс ингэж эмчилж сурсан.
Гэхдээ бактери нь антибиотикийн үйлчлэлд дасан зохицож чаддаг. Бактерийн энэхүү мутаци хийх чадвар нь хүний эрүүл мэндэд бодит аюул болж, эдгэршгүй халдварт өвчин үүсэхэд хүргэсэн.
Одоо ярилцъя "сайн" бактерийн тухай. Сайн бактери ам, арьс, ходоод болон бусад эрхтэнд амьдардаг.
Тэдгээрийн ихэнх нь маш их хэрэгтэй байдаг (тэд хоол боловсруулахад тусалдаг, зарим витамины нийлэгжилтэнд оролцдог, тэр ч байтугай биднийг эмгэг төрүүлэгчдөөс хамгаалдаг).
Сонирхолтой нь бактери нь хүмүүсийн амтанд мэдрэмтгий байдаг.
Уламжлал ёсоор илчлэг ихтэй хоол хүнс (түргэн хоол, гамбургер) хэрэглэдэг америкчуудын хувьд бактери нь өөх тос ихтэй хоолыг шингээх чадвартай байдаг. Мөн зарим япончууд замаг боловсруулахад дасан зохицсон гэдэсний бактеритай байдаг.
Хүний амьдрал дахь бактерийн үүрэг
Хүмүүс бактерийг нээхээсээ өмнө хэрэглэж эхэлсэн. Эрт дээр үеэс хүмүүс дарс, исгэсэн ногоо, бэлтгэсэн kefir, ааруул, кумис, зуслангийн бяслаг, бяслаг зэргийг хийж ирсэн.
Хожим нь эдгээр бүх үйл явцад бактери оролцдог нь тогтоогдсон.
Хүмүүс ургамлын хортон шавьжтай тэмцэж, хөрсийг азот, дарш ногоон тэжээлээр баяжуулж, янз бүрийн органик үлдэгдлийг шууд утгаар нь залгидаг бохир усыг цэвэршүүлэхэд "сургагдсан" хүмүүс байдаг.
Одоо эрдэмтэд гэрэлд мэдрэмтгий бактер үүсгэж, түүгээрээ биологийн целлюлоз үйлдвэрлэхээр төлөвлөж байна.
Бактерийн тухай мэдээлэл танд тусалсан гэж найдаж байна. Мөн та сэтгэгдлийн маягтыг ашиглан бактерийн тухай түүхээ үлдээж болно.
Бактерийн морфологи, прокариот эсийн бүтэц.
Прокариот эсүүдэд цөм ба цитоплазмын хооронд тодорхой хил хязгаар байдаггүй бөгөөд цөмийн мембран байдаггүй. Эдгээр эсийн ДНХ нь эукариот хромосомтой төстэй бүтэц үүсгэдэггүй. Тиймээс прокариотуудад митоз ба мейозын процесс явагддаггүй. Ихэнх прокариотууд мембранаар хүрээлэгдсэн эсийн доторх органелл үүсгэдэггүй. Үүнээс гадна прокариот эсүүдэд митохондри болон хлоропласт байдаггүй.
Бактери, дүрмээр бол нэг эст организм бөгөөд тэдгээрийн эс нь нэлээд энгийн хэлбэртэй, бөмбөг эсвэл цилиндртэй, заримдаа муруй хэлбэртэй байдаг. Бактери нь үндсэндээ хоёр тэнцүү эсэд хуваагдах замаар үрждэг.
бөмбөрцөг хэлбэрийн бактеригэж нэрлэдэг коккба бөмбөрцөг, эллипсоид, шош хэлбэртэй, юлдэн хэлбэртэй байж болно.
Хуваагдсаны дараа бие биентэйгээ харьцуулахад эсийн байршлаас хамааран кокк нь хэд хэдэн хэлбэрт хуваагддаг. Хэрэв хуваагдсаны дараа эсүүд салж, дангаараа байрладаг бол ийм хэлбэрийг нэрлэдэг монококк. Заримдаа коккууд хуваагдахдаа усан үзмийн баглаатай төстэй бөөгнөрөл үүсгэдэг. Үүнтэй төстэй хэлбэрүүдийг дурдана стафилококк. Нэг хавтгайд хуваагдсаны дараа холбогдсон хосууд болон үлддэг коккуудыг нэрлэдэг диплококк, мөн янз бүрийн гинжин урттай генераторууд нь стрептококк. Хоёр харилцан перпендикуляр хавтгайд эс хуваагдсаны дараа гарч ирдэг дөрвөн коккуудын хослолууд тетракокк. Зарим коккууд харилцан перпендикуляр гурван хавтгайд хуваагддаг бөгөөд энэ нь сардин гэж нэрлэгддэг өвөрмөц куб хэлбэртэй кластерууд үүсэхэд хүргэдэг.
Ихэнх бактери байдаг цилиндр хэлбэртэй, эсвэл саваа хэлбэртэй, хэлбэр.Спор үүсгэдэг саваа хэлбэртэй бактерийг нэрлэдэг нян, мөн спор үүсгэдэггүй - бактери.
Саваа хэлбэртэй бактери нь хэлбэр, хэмжээ, урт, диаметр, эсийн төгсгөлийн хэлбэр, мөн харьцангуй байрлалаараа ялгаатай байдаг. Тэдгээр нь шулуун төгсгөлтэй цилиндр хэлбэртэй эсвэл дугуй хэлбэртэй эсвэл үзүүртэй зууван хэлбэртэй байж болно. Бактери нь бага зэрэг муруй байж болно, судалтай, салаалсан хэлбэрүүд (жишээлбэл, микобактери ба актиномицет) олддог.
Хуваагдсаны дараа бие даасан эсүүдийн харьцангуй байрлалаас хамааран саваа хэлбэртэй бактерийг саваа (эсийн нэг зохион байгуулалт), диплобактери эсвэл диплобацилли (эсийн хос байрлал), стрептобактери эсвэл стрептобацилли (янз бүрийн урттай гинж үүсгэдэг) гэж хуваадаг. Үрчгэр эсвэл спираль хэлбэртэй бактери ихэвчлэн олддог. Энэ бүлэгт урт муруй (4-өөс 6 эргэлт) саваа хэлбэртэй спирилла (Латин хэлнээс - буржгар) ба спираль эргэлтийн ердөө 1/4 нь вибрион (Латин vibrio - би нугалах) багтдаг. , таслалтай төстэй.
Усан санд амьдардаг бактерийн утаслаг хэлбэрүүд мэдэгдэж байна. Жагсаалтад дурдсанаас гадна протоплазмын эсийн гадаргуу дээр ёс зүйн үржлийг үүсгэдэг олон эсийн бактери байдаг - протека, гурвалжин ба од хэлбэртэй бактери, түүнчлэн хаалттай, нээлттэй цагираг хэлбэртэй, өт хэлбэрийн бактери байдаг.
Бактерийн эсүүд маш жижиг байдаг. Тэдгээрийг микрометрээр, нарийн бүтцийн нарийн ширийнийг нанометрээр хэмждэг. Кокк нь ихэвчлэн 0.5-1.5 микрон диаметртэй байдаг. Бактерийн саваа хэлбэртэй (цилиндр) хэлбэрийн өргөн нь ихэнх тохиолдолд 0.5-1 микрон, урт нь хэд хэдэн микрометр (2-10) байдаг. Жижиг саваа нь 0.2-0.4 өргөн, 0.7-1.5 микрон урттай байдаг. Бактерийн дунд урт нь хэдэн арван, бүр хэдэн зуун микрометрт хүрдэг жинхэнэ аварга биетүүд байж болно. Бактерийн хэлбэр, хэмжээ нь өсгөвөрлөх нас, орчны найрлага, түүний осмосын шинж чанар, температур болон бусад хүчин зүйлээс хамааран ихээхэн ялгаатай байдаг.
Бактерийн гурван үндсэн хэлбэрээс коккууд нь хамгийн тогтвортой хэмжээтэй саваа хэлбэртэй бактери бөгөөд эсийн урт нь ялангуяа мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг.
Шим тэжээлийн хатуу орчны гадаргуу дээр байрлуулсан нянгийн эс ургаж, хуваагдаж, үр удам бактерийн колони үүсгэдэг. Хэдэн цагийн өсөлтийн дараа колони нь маш олон тооны эсүүдээс бүрддэг бөгөөд үүнийг энгийн нүдээр харж болно. Колони нь нялцгай эсвэл нялцгай тууштай байж болох бөгөөд зарим тохиолдолд тэдгээр нь пигменттэй байдаг. Заримдаа колонийн харагдах байдал нь маш онцлог шинж чанартай байдаг тул бичил биетнийг ямар ч хүндрэлгүйгээр тодорхойлох боломжтой болгодог.
Бактерийн физиологийн үндэс.
Химийн найрлагын хувьд бичил биетүүд бусад амьд эсүүдээс бага зэрэг ялгаатай байдаг.
Ус нь 75-85%, химийн бодисууд нь уусдаг.
Хуурай бодис 15-25%, органик болон эрдэс бодис агуулсан
Бактерийн тэжээл.Шим тэжээл нь бактерийн эсэд хэд хэдэн аргаар ордог бөгөөд бодисын концентраци, молекулын хэмжээ, хүрээлэн буй орчны рН, мембраны нэвчилт гэх мэт зэргээс хамаарна. Хоолны төрлөөрбичил биетнийг дараахь байдлаар хуваадаг.
автотрофууд - CO2-аас нүүрстөрөгч агуулсан бүх бодисыг нэгтгэдэг;
гетеротрофууд - органик бодисыг нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болгон ашигладаг;
сапрофитууд - үхсэн организмын органик бодисоор хооллодог;
Бактерийн амьсгал.
Амьсгал буюу биологийн исэлдэлт нь ATP молекул үүсэх үед үүсдэг исэлдэлтийн урвал дээр суурилдаг. Молекулын хүчилтөрөгчийн хувьд бактерийг гурван үндсэн бүлэгт хувааж болно.
үүрэг аэробууд - зөвхөн хүчилтөрөгчийн дэргэд ургах боломжтой;
үүрэг анаэробууд - хүчилтөрөгчгүй орчинд ургадаг бөгөөд энэ нь тэдэнд хортой нөлөө үзүүлдэг;
факультатив анаэробууд - хүчилтөрөгчтэй эсвэл хүчилтөрөгчгүй ургаж болно.Бактерийн өсөлт, нөхөн үржихүй.
Ихэнх прокариотууд хоёртын хуваагдлаар үрждэг ба нахиалах, хуваагдах замаар үрждэг. Бактери нь ерөнхийдөө нөхөн үржихүйн өндөр хурдтай байдаг. Төрөл бүрийн нянгийн эсийн хуваагдах хугацаа нэлээд ялгаатай байдаг: гэдэсний савханцар 20 минутаас сүрьеэгийн микобактерийн хувьд 14 цаг хүртэл. Хатуу тэжээллэг орчинд бактери нь колони гэж нэрлэгддэг эсийн бөөгнөрөл үүсгэдэг.Бактерийн ферментүүд.
Ферментүүд нь бичил биетний бодисын солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнд:
эндоэнзим - эсийн цитоплазмд нутагшсан;
экзоэнзим - хүрээлэн буй орчинд ялгардаг.
Түрэмгийллийн ферментүүд нь эд, эсийг устгаж, халдвар авсан эдэд микробууд болон тэдгээрийн хорт бодисыг өргөнөөр тараахад хүргэдэг. Бактерийн биохимийн шинж чанарыг ферментийн найрлагаар тодорхойлно.
сахаролитик - нүүрс усны задрал;
протеолитик - уургийн задрал;
липолитик - өөх тосыг задлах;
бичил биетнийг тодорхойлох оношлогооны чухал шинж чанар юм.
Олон эмгэг төрүүлэгч бичил биетний хувьд хамгийн оновчтой температур нь 37 ° C, рН 7.2-7.4 байна.
Бактерийн хувьд субстрат дахь усны агууламж 20% -иас их байх ёстой. Ус нь хүртээмжтэй хэлбэрээр байх ёстой: шингэн үе шатанд 2-оос 60 хэмийн температурт; Энэ интервалыг биокинетик бүс гэж нэрлэдэг. Ус нь химийн хувьд маш тогтвортой боловч түүний иончлолын бүтээгдэхүүн болох H+ ба OH" ионууд нь эсийн бараг бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн (уураг, нуклейн хүчил, липид гэх мэт) шинж чанарт маш их нөлөө үзүүлдэг. Тиймээс катализаторын идэвхжил. Ферментийн хэмжээ нь H+ ба OH ионуудын концентрацаас ихээхэн хамаардаг."
Исгэх нь бактери эрчим хүч олж авах гол арга юм.
Исгэх нь бодисын солилцооны процесс бөгөөд АТФ үүсэх ба электрон донор ба хүлээн авагч нь исгэх явцад үүссэн бүтээгдэхүүн юм.
Исгэх нь хүчилтөрөгч хэрэглэхгүйгээр явагддаг органик бодис, голчлон нүүрс усыг ферментийн задралын үйл явц юм. Энэ нь биеийн амьдралын эрчим хүчний эх үүсвэр болж, бодисын эргэлт, байгальд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Бичил биетний (архи, сүүн хүчил, бутирик хүчил, цууны хүчил) үүсгэсэн исгэх зарим төрлийг этилийн спирт, глицерин болон бусад техникийн болон хүнсний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Архины исгэх(мөөгөнцөр болон зарим төрлийн бактерийн нөлөөгөөр явагддаг), пируват нь этанол, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж задардаг. Нэг молекул глюкозын үр дүнд хоёр молекул спирт (этанол) ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хоёр молекул үүсдэг. Энэ төрлийн исгэх нь талх үйлдвэрлэх, шар айраг исгэх, дарс хийх, нэрэх зэрэгт маш чухал юм.
Сүүн хүчлийн исгэх, пируватыг сүүн хүчлийн хүчил болгон бууруулж байх үед сүүн хүчлийн бактери болон бусад организмууд гүйцэтгэдэг. Сүү исгэх үед сүүн хүчлийн бактери нь лактозыг сүүн хүчил болгон хувиргаж, сүүг айраг (тараг, ааруул гэх мэт) болгон хувиргадаг; Сүүн хүчил нь эдгээр бүтээгдэхүүнийг исгэлэн амттай болгодог.
Амьтны булчинд сүүн хүчлийн исгэх нь эрчим хүчний хэрэгцээ нь амьсгалын замаар хангагдсанаас өндөр, цусанд хүчилтөрөгч өгөх цаг байхгүй үед үүсдэг.
Хүчтэй дасгал хийх үед булчинд шатаж буй мэдрэмж нь сүүн хүчлийн үйлдвэрлэл, агааргүй гликолиз руу шилжихтэй холбоотой байдаг, учир нь хүчилтөрөгч нь бие махбодийг хүчилтөрөгчөөр дүүргэхээс илүү хурдан аэробик гликолизоор нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж хувирдаг; дасгал хийсний дараа булчингийн өвдөлт нь булчингийн утаснуудын микротраваас үүсдэг. Хүчилтөрөгчийн дутагдалтай үед бие нь ATP үйлдвэрлэх үр ашиг багатай боловч илүү хурдан арга руу шилждэг. Дараа нь элэг нь илүүдэл лактатаас салж, түүнийг чухал гликолитик завсрын пируват болгон хувиргадаг.
Цууны хүчил исгэхолон нянгаар дамждаг. Уксус (цууны хүчил) нь бактерийн исгэх шууд үр дүн юм. Хоолыг даршилж байхдаа цууны хүчил нь хоолыг эмгэг төрүүлэгч, ялзарч буй нянгаас хамгаалдаг.
Бутирийн хүчилисгэх нь бутирик хүчил үүсэхэд хүргэдэг; Түүний үүсгэгч бодисууд нь Clostridium төрлийн зарим агааргүй бактери юм.
Бактерийн нөхөн үржихүй.
Зарим бактери нь бэлгийн үйл явцгүй бөгөөд зөвхөн хоёртын хөндлөн хуваагдал эсвэл нахиалах замаар үрждэг. Нэг эсийн цианобактерийн нэг бүлгийн хувьд олон хуваагдал (4-ээс 1024 шинэ эс үүсэхэд хүргэдэг хэд хэдэн хурдан дараалсан хоёртын хуваагдал) дүрслэгдсэн байдаг. Хувьсал, өөрчлөгдөж буй орчинд дасан зохицоход шаардлагатай генотипийн уян хатан чанарыг хангахын тулд тэд өөр механизмтай байдаг.
Хуваахдаа ихэнх грам эерэг бактери ба судалтай цианобактери нь мезосомын оролцоотойгоор захаас төв рүү хөндлөн таславчийг нэгтгэдэг. Грам-сөрөг бактери нь нарийсалтаар хуваагддаг: хуваагдах газарт CPM болон эсийн хананы аажмаар нэмэгдэж буй дотогшоо муруйлт илэрдэг. Нахиалах үед эх эсийн аль нэг туйл дээр нахиа үүсч, ургах үед эх эс нь хөгшрөлтийн шинж тэмдэг илэрдэг бөгөөд ихэвчлэн 4-өөс илүү охин эсийг гаргаж чаддаггүй; Нахиалах нь янз бүрийн бактерийн бүлэгт тохиолддог бөгөөд хувьслын явцад хэд хэдэн удаа тохиолдсон байх магадлалтай.
Бусад бактериудад нөхөн үржихээс гадна бэлгийн үйл явц ажиглагддаг боловч хамгийн анхдагч хэлбэрээр байдаг. Бактерийн бэлгийн үйл явц нь эукариотуудын бэлгийн үйл явцаас ялгаатай нь бактери нь бэлгийн эсийг үүсгэдэггүй, эсийн нэгдэл үүсдэггүй. Прокариотуудын рекомбинацын механизм.Гэсэн хэдий ч бэлгийн үйл явцын хамгийн чухал үйл явдал, тухайлбал генетикийн материалын солилцоо нь энэ тохиолдолд тохиолддог. Үүнийг генетикийн рекомбинация гэж нэрлэдэг. Донор эсээс ДНХ-ийн зарим хэсгийг (маш ховор бүх ДНХ) ДНХ нь донорын ДНХ-ээс генетикийн хувьд ялгаатай хүлээн авагч эс рүү шилжүүлдэг. Энэ тохиолдолд шилжүүлсэн ДНХ нь хүлээн авагчийн ДНХ-ийн хэсгийг орлоно. ДНХ-ийг солих процесс нь ДНХ-ийн хэлхээг хувааж, дахин нэгтгэдэг ферментүүдийг агуулдаг. Энэ нь хоёр эх эсийн генийг агуулсан ДНХ-ийг үүсгэдэг. Энэ ДНХ-г рекомбинант гэж нэрлэдэг. Үр удам буюу рекомбинантууд нь генийн шилжилтийн улмаас шинж тэмдгүүдийн мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг харуулдаг. Энэ олон янзын дүрүүд нь хувьслын хувьд маш чухал бөгөөд бэлгийн үйл явцын гол давуу тал юм.
Рекомбинантыг олж авах 3 аргыг мэддэг. Эдгээр нь - нээлтийн дарааллаар - хувиргалт, коньюгаци, дамжуулалт юм.
Бактерийн гарал үүсэл.
Бактери нь археатай хамт 3.9-3.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн дэлхий дээрх анхны амьд организмуудын нэг байв. Эдгээр бүлгүүдийн хоорондын хувьслын харилцааг бүрэн судлаагүй байна: Н.Пэйс тэд протобактерийн нийтлэг өвөг дээдэстэй болохыг харуулж байна эрс тэс амьдрах орчныг эзэмшсэн; Эцэст нь, гурав дахь таамаглалын дагуу археа бол бактери үүссэн анхны амьд организм юм.
Эукариотууд нь нянгийн эсийн симбиогенезийн үр дүнд нэлээд хожуу буюу 1.9-1.3 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. Бактерийн хувьсал нь физиологийн болон биохимийн тодорхой хэвийх шинж чанартай байдаг: амьдралын хэлбэр, анхдагч бүтцийн харьцангуй ядуурлын улмаас тэд одоо мэдэгдэж байгаа бараг бүх биохимийн процессуудыг эзэмшсэн. Прокариот биосфер нь одоо байгаа бодисыг хувиргах бүх аргуудтай байсан. Эукариотууд түүнд нэвтэрч, тэдгээрийн үйл ажиллагааны зөвхөн тоон талыг өөрчилсөн боловч элементүүдийн мөчлөгийн олон үе шатанд бактери монополь байр сууриа хадгалсаар байна.
Хамгийн эртний бактерийн зарим нь цианобактери юм. 3.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн чулуулгаас тэдгээрийн амин чухал үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүнүүд олдсон - цианобактерийн оршин тогтнох маргаангүй нотолгоо нь 2.2-2.0 тэрбум жилийн өмнө байсан. Тэдний ачаар хүчилтөрөгч агаар мандалд хуримтлагдаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь 2 тэрбум жилийн өмнө аэробик амьсгалыг эхлүүлэхэд хангалттай концентрацид хүрсэн юм. Металлогенийн үүрэг гүйцэтгэдэг аэробикийн шинж чанар нь энэ үеэс эхэлдэг.
Агаар мандалд хүчилтөрөгч гарч ирэх нь (хүчилтөрөгчийн сүйрэл) агааргүй бактериудад ноцтой цохилт болсон. Тэд үхэж, эсвэл орон нутгийн хэмжээнд хамгаалагдсан хүчилтөрөгчгүй бүсэд шилжинэ. Энэ үед нянгийн төрөл зүйлийн нийт төрөл буурч байна.
Бэлгийн үйл явц байхгүйн улмаас нянгийн хувьсал эукариотуудынхаас огт өөр механизмаар явагддаг гэж үздэг. Тогтмол хэвтээ генийн шилжүүлэг нь хувьслын холболтын зураг дээр тодорхой бус байдалд хүргэдэг (мөн эукариотууд гарч ирснээр бүхэлдээ зогссон байж магадгүй), гэхдээ өөрчлөгдөж буй нөхцөлд байнгын нийтлэг генетик бүхий эсүүдийн хооронд генийн хуваарилалт хурдан явагддаг; усан сан.
Бактерийн систем.
Байгаль ба хүний амьдрал дахь бактерийн үүрэг.
Дэлхий дээр бактери чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд байгаль дахь бодисын эргэлтэд идэвхтэй оролцдог. Бүх органик нэгдлүүд болон органик бус бодисын нэлээд хэсэг нь бактерийн тусламжтайгаар мэдэгдэхүйц өөрчлөлтөд ордог. Байгаль дээрх энэ үүрэг нь дэлхий нийтийн ач холбогдолтой юм. Дэлхий дээр бүх организмаас эрт гарч ирсэн (3.5 тэрбум гаруй жилийн өмнө) тэд дэлхийн амьд бүрхүүлийг бүтээж, бодисын солилцооны бүтээгдэхүүнийг бодисын эргэлтэнд оролцуулан амьд ба үхсэн органик бодисыг идэвхтэй боловсруулсаар байна. Байгаль дахь бодисын эргэлт нь дэлхий дээр амьдрал оршин тогтнох үндэс суурь болдог.
Ургамал, амьтны бүх үлдэгдэл задрах, ялзмаг, ялзмаг үүсэх нь голчлон нянгаар явагддаг. Бактери бол байгалийн хүчтэй биотик хүчин зүйл юм.
Бактерийн хөрс үүсгэх ажил нь маш чухал юм. Манай гараг дээрх анхны хөрсийг бактери үүсгэсэн. Гэсэн хэдий ч бидний цаг үед ч хөрсний байдал, чанар нь хөрсний бактерийн үйл ажиллагаанаас хамаардаг. Буурцагт ургамлын симбионт болох азотыг тогтоогч зангилааны бактери гэж нэрлэгддэг бактер нь хөрсний үржил шимд онцгой ач холбогдолтой. Тэд хөрсийг үнэ цэнэтэй азотын нэгдлээр хангадаг.
Бактери нь органик бодисыг задалж, хоргүй органик бодис болгон хувиргах замаар бохир бохир усыг цэвэршүүлдэг. Бактерийн энэ шинж чанарыг бохир ус цэвэрлэх байгууламжид өргөн ашигладаг.
Ихэнх тохиолдолд бактери нь хүнд хор хөнөөл учруулдаг. Тиймээс сапротроф бактери нь хүнсний бүтээгдэхүүнийг сүйтгэдэг. Бүтээгдэхүүнийг муудахаас хамгаалахын тулд тэдгээрийг тусгай боловсруулалт (буцалгах, ариутгах, хөлдөөх, хатаах, химийн цэвэрлэгээ гэх мэт) хийдэг. Хэрэв үүнийг хийхгүй бол хоолны хордлого үүсч болно.
Бактерийн дотор хүн, амьтан, ургамлын өвчин үүсгэдэг өвчин үүсгэгч (эмгэг төрүүлэгч) олон зүйл байдаг. Халууралт нь салмонелла нянгаар үүсгэгддэг бол цусан суулга нь шигелла нянгаар үүсгэгддэг. Эмгэг төрүүлэгч бактери нь найтаах, ханиалгах, тэр ч байтугай энгийн ярианы үед (сахуу, хөхүүл ханиалгах) өвчтэй хүний шүлсний дуслаар агаарт тархдаг. Зарим эмгэг төрүүлэгч бактери нь хатаахад маш тэсвэртэй бөгөөд тоос шороонд удаан хадгалагддаг (сүрьеэгийн нян). Clostridium төрлийн бактери нь тоос шороо, хөрсөнд амьдардаг - хийн гангрена, татран үүсгэгч бодисууд. Зарим бактерийн өвчин нь өвчтэй хүнтэй бие махбодийн холбоо барих замаар дамждаг (бэлгийн замаар дамжих өвчин, уяман өвчин). Ихэнхдээ эмгэг төрүүлэгч бактери нь вектор гэж нэрлэгддэг хүмүүст дамждаг. Жишээлбэл, ялаа бохир усаар мөлхөж, хөлөндөө олон мянган эмгэг төрүүлэгч бактерийг цуглуулж, улмаар хүний идсэн хоолон дээр үлдээдэг.
Үнэн, бактери), эсийн бүтэцтэй прокариот хэлбэрийн бичил биетүүд: тэдний генетикийн аппарат нь мембранаар тусгаарлагдсан эсийн цөмд оршдоггүй.
Эсийн хэмжээ, хэлбэр.Ихэнх бактери нь 0.2-10.0 микрон хэмжээтэй нэг эст организм юм. Бактерийн дотроос "одой", нано бактери гэж нэрлэгддэг (ойролцоогоор 0.05 микрон), "аваргууд", жишээлбэл, гэдэсний оршин суугч Achromatium ба Macromonas (100 микрон хүртэл урт) овгийн бактериуд байдаг. мэс засалч загасны Epulopiscium fishelsoni (600 микрон хүртэл) ба Thiomargarita namibiensis нь Намиби, Чилийн далайн эргийн уснаас (800 мкм хүртэл) тусгаарлагдсан. Ихэнх тохиолдолд бактерийн эс нь саваа хэлбэртэй, бөмбөрцөг хэлбэртэй (кокк) эсвэл мушгирсан (вибрион, спирилла, спирохета) хэлбэртэй байдаг. Гурвалжин, дөрвөлжин, од хэлбэртэй, хавтгай (хавтан хэлбэртэй) эсүүдтэй зүйлүүд олдсон. Зарим бактери нь простекс гэж нэрлэгддэг цитоплазмын төсөөлөлтэй байдаг. Бактери нь дан байж, хос, богино, урт гинж, бөөгнөрөл, 4, 8 ба түүнээс дээш эсийн багц (сарцина), сарнай, тор, мицели (актиномицет) үүсгэдэг. Шулуун ба салаалсан трихом (микроколони) үүсгэдэг олон эсийн хэлбэрүүд бас мэдэгдэж байна. Хөдөлгөөнт ба хөдөлгөөнгүй бактери хоёулаа олддог. Эхнийх нь ихэвчлэн тугны тусламжтайгаар, заримдаа гулсдаг эсүүдээр (миксобактери, цианобактери, спирохета гэх мэт) хөдөлдөг. "Үсрэх" хөдөлгөөн бас мэдэгдэж байгаа бөгөөд мөн чанар нь тодорхойгүй байна. Хөдөлгөөнт хэлбэрийн хувьд физик эсвэл химийн хүчин зүйлийн нөлөөнд хариу үйлдэл үзүүлэх идэвхтэй хөдөлгөөний үзэгдлийг дүрсэлсэн болно.
Химийн найрлага ба эсийн бүтэц. Бактерийн эс нь ихэвчлэн 70-80% ус байдаг. Хуурай үлдэгдэлд уураг 50%, эсийн хананы бүрэлдэхүүн хэсэг 10-20%, РНХ 10-20%, ДНХ 3-4%, липид 10% байна. Дунджаар нүүрстөрөгчийн хэмжээ 50%, хүчилтөрөгч 20%, азот 14%, устөрөгч 8%, фосфор 3%, хүхэр, кали тус бүр 1%, кальци, магни 0.5%, төмөр 0.2% байна.
Цөөн тооны үл хамаарах зүйл (микоплазм) -аас бусад тохиолдолд бактерийн эсүүд нь эсийн ханаар хүрээлэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь нянгийн хэлбэрийг тодорхойлж, механик болон физиологийн чухал үүргийг гүйцэтгэдэг. Үүний гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь нарийн төвөгтэй биополимер мурейн (пептидогликан) юм. Бактерийг грам эерэг болгон хуваах үндэс болсон H. C. Gram-ийн (будах аргыг санал болгосон Данийн эрдэмтэн) аргын дагуу бактери нь эсийн хананы бүтэц, бүтцийн онцлогоос хамааран өөр өөр үйлдэл хийдэг. грам сөрөг ба эсийн ханагүй хүмүүс (жишээлбэл, микоплазма). Эхнийх нь өндөр (40 дахин их) муреин агууламж, зузаан хана зэргээр ялгагдана; грам сөрөг хувьд энэ нь мэдэгдэхүйц нимгэн бөгөөд гадна талаас нь уураг, фосфолипид, липополисахаридуудаас бүрдэх гаднах мембранаар бүрхэгдсэн бөгөөд бодисыг тээвэрлэхэд оролцдог бололтой. Олон нянгууд нь тэдний хөдөлгөөнийг идэвхжүүлдэг Вилли (фимбриа, пили) ба тугны гадаргуу дээр байдаг. Ихэнхдээ бактерийн эсийн хана нь ихэвчлэн полисахаридууд (заримдаа гликопротеин эсвэл полипептид) -ээс бүрддэг янз бүрийн зузаантай салст капсулаар хүрээлэгдсэн байдаг. Олон тооны нянгийн дотроос эсийн мембраны гаднах гадаргууг жигд хэлбэртэй уургийн бүтэцээр бүрхсэн S давхарга (англи хэлнээс) олдсон.
Цитоплазмыг эсийн хананаас тусгаарладаг цитоплазмын мембран нь эсийн осмосын хаалт болж, бодисын тээвэрлэлтийг зохицуулдаг; амьсгалах, азотыг тогтоох, химосинтез гэх мэт үйл явц явагддаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн инвагинаци - мезосом үүсгэдэг. Эсийн хананы биосинтез, спор үүсэх зэрэг нь цитоплазмын мембран ба түүний деривативтай холбоотой байдаг. Түүнд флагелла болон геномын ДНХ наалддаг.
Бактерийн эс нь маш энгийн зохион байгуулалттай байдаг. Олон тооны бактерийн цитоплазмд цитоплазмын мембраныг нэвчүүлсний үр дүнд үүссэн янз бүрийн төрлийн бөмбөлгүүд (цэврүүнүүд) -ээр илэрхийлэгддэг оруулгууд байдаг. Фототроф, нитрификатор, метан исэлдүүлэгч бактери нь эукариот хлоропластуудын гранаг санагдуулам хуваагдаагүй цэврүүт хэлбэртэй цитоплазмын мембраны хөгжсөн сүлжээгээр тодорхойлогддог. Усанд амьдардаг зарим бактерийн эсүүд нь нягтрал зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг хийн вакуоль (аэросом) агуулдаг; Олон тооны бактериудад нөөц бодис агуулагддаг - полисахарид, поли-β-гидроксибутират, полифосфат, хүхэр гэх мэт. Рибосомууд мөн цитоплазмд байдаг (5-аас 50 мянга хүртэл). Зарим бактери (жишээлбэл, олон цианобактери) нь карбоксисомтой байдаг - CO 2-ийг тогтооход оролцдог фермент агуулдаг. Зарим спор үүсгэгч нянгийн параспора гэж нэрлэгддэг биетүүд нь шавьжны авгалдайг устгадаг хорт бодис агуулдаг.
Бактерийн геном (нуклеоид) нь дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулаар илэрхийлэгддэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн бактерийн хромосом гэж нэрлэдэг. Бактерийн геном нь функциональ холбоотой олон генийг оперон гэж нэрлэгддэг генүүдтэй хослуулснаар тодорхойлогддог. Нэмж дурдахад эс нь хромосомоос гадуурх генетикийн элементүүдийг агуулж болно - плазмидын ДНХ нь бактерийн хувьд ашигтай хэд хэдэн генийг (антибиотикт тэсвэртэй генийг оруулаад) агуулдаг. Энэ нь бие даасан байдлаар оршин тогтнох эсвэл түр хромосомд багтах боломжтой. Гэвч заримдаа мутацийн үр дүнд энэ ДНХ нь хромосомоос гарах чадвараа алдаж, геномын байнгын бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Шинэ генүүд гарч ирэх нь ДНХ-ийг донор эсээс хүлээн авагч эс рүү (бэлгийн үйл явцын аналог) нэг чиглэлтэй шилжүүлсний үр дүнд генетикийн дамжуулалттай холбоотой байж болно. Ийм дамжуулалт нь хоёр эсийн шууд холбоо (коньюгаци), бактериофагийн оролцоо (трансдукц) эсвэл эс хоорондын холбоогүйгээр гадаад орчноос генийг эсэд оруулах замаар явагдана. Энэ бүхэн нь нянгийн бичил хувьсал, шинэ шинж чанарыг олж авахад маш чухал юм.
Нөхөн үржихүй. Ихэнх бактери нь хоёр хуваагдаж, нахиалах замаар үрждэг, зарим нь (жишээлбэл, актиномицетууд) - экзоспор эсвэл мицелийн хэсгүүдийн тусламжтайгаар үрждэг. Олон тооны хуваагдлын мэдэгдэж буй арга байдаг (олон тооны цианобактерид жижиг нөхөн үржихүйн эсүүд-бэоцитүүд үүсдэг). Олон эсийн прокариотууд нь трихомоос нэг буюу хэд хэдэн эсийг салгаснаар үржих боломжтой. Зарим бактери нь хөгжлийн нарийн төвөгтэй мөчлөгөөр тодорхойлогддог бөгөөд энэ хугацаанд эсийн морфологи өөрчлөгдөж, амрах хэлбэрүүд үүсдэг: цист, эндоспор, акинет. Миксобактери нь ихэвчлэн хачирхалтай хэлбэр, өнгөтэй жимсний бие үүсгэх чадвартай байдаг.
Бактерийн өвөрмөц шинж чанар нь хурдан үржих чадвар юм. Жишээлбэл, гэдэсний савханцар эсийн хоёр дахин нэмэгдэх хугацаа 20 минут байна. Нэг эсийн үр удам, хязгааргүй өсөлттэй тохиолдолд ердөө 48 цагийн дотор дэлхийн массаас 150 дахин их болно гэсэн тооцоо байдаг.
Амьдрах нөхцөл. Бактери нь амьдралын янз бүрийн нөхцөлд дасан зохицсон байдаг. Тэд -5 (ба түүнээс доош) -аас 113 ° C хүртэлх температурт хөгжиж болно. Үүнд: 20 ° C-аас доош температурт ургадаг психофилууд (жишээлбэл, Bacillus psichrophilus-ийн хувьд өсөлтийн хамгийн их температур -10 ° C), мезофилууд (20-40 ° C-д хамгийн оновчтой өсөлт), термофилууд (50-60 ° C) C), хэт халуун (70 ° C) ба гипертермофилууд (80 ° C ба түүнээс дээш). Зарим төрлийн нянгийн спорууд нь богино хугацаанд 160-180 ° C хүртэл халах, удаан хугацааны туршид -196 ° C ба түүнээс доош хөргөлтийг тэсвэрлэдэг. Зарим бактери нь ионжуулагч цацрагт маш тэсвэртэй бөгөөд цөмийн реакторын хөргөлтийн усанд амьдардаг (Deinococcus radiodurans). Олон тооны бактери (барофиль эсвэл пьезофил) нь 101 мянган кПа хүртэл гидростатик даралтыг тэсвэрлэдэг бөгөөд зарим зүйл нь 50 мянган кПа-аас доош даралтанд ургадаггүй. Үүний зэрэгцээ атмосферийн даралтын бага зэрэг нэмэгдэхийг тэсвэрлэх чадваргүй бактери байдаг. Хэрэв орчин дахь давсны концентраци (NaCl) 0.5 моль/л-ээс их байвал ихэнх төрлийн бактери үүсдэггүй. NaCl-ийн агууламж 10 ба 30% -ийн агууламжтай орчинд дунд болон хэт галофилийг хөгжүүлэх оновчтой нөхцөл ажиглагдаж байна; Тэд давсны ханасан уусмалд ч ургаж болно.
Дүрмээр бол бактери нь хүрээлэн буй орчны төвийг сахисан нөхцлийг (рН 7.0 орчим) илүүд үздэг боловч рН 0.1-0.5-д өсөх чадвартай хэт хүчиллэг, шүлтлэг нь 13.0 хүртэл рН-д хөгждөг.
Судалгаанд хамрагдсан бактерийн дийлэнх нь аэроб юм. Тэдгээрийн зарим нь зөвхөн бага концентрацитай O 2 - 1.0-5.0% хүртэл (микроаэрофиль) ургадаг. Факультатив анаэробууд нь O 2 байгаа болон байхгүй үед хоёуланд нь ургадаг; Тэд бодисын солилцоог аэробик амьсгалаас исгэх эсвэл агааргүй амьсгал (enterobakteria) руу шилжүүлэх чадвартай. Аэротолерант анаэробын өсөлтийг бага хэмжээний O 2 байгаа тохиолдолд саатуулдаггүй. тэд үүнийг амьдралын явцад ашигладаггүй (жишээлбэл, сүүн хүчлийн бактери). Хатуу анаэробуудын хувьд амьдрах орчин дахь O 2-ийн ул мөр хүртэл хор хөнөөлтэй байдаг.
Олон тооны бактери нь хүрээлэн буй орчны тааламжгүй нөхцөлд амьд үлдэж, унтаа хэлбэрийг үүсгэдэг.
Азотын нэгдлүүдийг ашигладаг ихэнх бактери нь дүрмээр бол түүний бууруулсан хэлбэрийг (ихэнхдээ аммонийн давс) ашигладаг бөгөөд зарим нь бэлэн амин хүчлийг шаарддаг бол зарим нь исэлдсэн хэлбэрийг (ихэвчлэн нитрат) шингээдэг. Маш олон тооны чөлөөт болон симбиотик бактери нь молекулын азотыг бэхлэх чадвартай байдаг (Азотын бэхэлгээ нийтлэлийг үзнэ үү). Нуклейн хүчлүүд болон бусад эсийн нэгдлүүдийн нэг хэсэг болох фосфорыг бактери голчлон фосфатаас гаргаж авдаг. Амин хүчлүүд ба зарим фермент кофакторуудын биосинтезд шаардлагатай хүхрийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн сульфатууд байдаг; Зарим төрлийн бактери нь хүхрийн нэгдлүүдийг багасгахыг шаарддаг.
Таксономи. Бактерийн албан ёсоор хүлээн зөвшөөрөгдсөн ангилал байдаггүй. Эхлээд эдгээр зорилгоор морфологи, физиологийн шинж чанаруудын ижил төстэй байдалд үндэслэн хиймэл ангиллыг ашигласан. Илүү дэвшилтэт филогенетик (байгалийн) ангилал нь нийтлэг гарал үүсэлтэй холбоотой хэлбэрүүдийг нэгтгэдэг. Энэ арга нь 16S рРНХ генийг бүх нийтийн маркер болгон сонгож, нуклеотидын дарааллыг тодорхойлох, харьцуулах аргууд гарч ирсний дараа боломжтой болсон. 16S rRNA-г кодлодог ген (прокариот рибосомын жижиг дэд нэгжийн нэг хэсэг) нь бүх прокариотуудад байдаг бөгөөд нуклеотидын дараалал, үйл ажиллагааны тогтвортой байдал өндөр хадгалагддаг онцлогтой.
Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь тодорхойлогч Берги (Берги)-ийн тогтмол хэвлэлд нийтлэгдсэн ангилал юм; Мөн интернет дэх вэбсайтыг үзнэ үү - http://141. 150.157.117:8080/prokPUB/index.htm. Организмын одоо байгаа нэг тогтолцооны дагуу бактери нь археатай хамт прокариотуудын хаант улсыг бүрдүүлдэг. Олон судлаачид тэдгээрийг архей ба эукариотуудын домэйн (эсвэл супер хаант улс)-ын хамт домэйн (эсвэл супер хаант улс) гэж үздэг. Домэйн дотор бактерийн хамгийн том такса нь фила юм: Протеобактери, үүнд 5 анги, 28 тушаал; Актинобактери (5 анги, 14 захиалга) ба Firmicutes (3 анги, 9 бүлэг). Нэмж дурдахад доод зэрэглэлийн ангилал зүйн ангиллыг ялгадаг: гэр бүл, төрөл зүйл, зүйл, дэд зүйл.
Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу 16S рРНХ-ийг кодлодог генийн нуклеотидын дараалал 97% -иас дээш давхцаж, геном дахь нуклеотидын дарааллын гомологийн түвшин 70% -иас давсан бактерийн омгийг нэг зүйл гэж ангилдаг. 5000 гаруй төрлийн бактери тодорхойлогдоогүй бөгөөд энэ нь манай гаригт амьдардаг хүмүүсийн зөвхөн багахан хэсгийг төлөөлдөг.
Бактери нь манай гариг дээрх биогеохимийн мөчлөгт (ихэнх химийн элементүүдийн циклийг оруулаад) идэвхтэй оролцдог. Бактерийн орчин үеийн геохимийн идэвхжил нь мөн дэлхийн шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, дэлхийн далайд фотосинтезийн явцад тогтсон 4.3 10 10 тонн (гигатон) органик нүүрстөрөгчийн 4.0 10 10 тонн орчим нь усны баганад эрдэсжсэний 70-75 хувь нь бактери болон бусад бичил биетүүд байдаг. Далайн хурдас дахь бууруулсан хүхрийн нийт үйлдвэрлэл жилд 4.92·10 8 тоннд хүрч байгаа нь хүн төрөлхтний ашигладаг бүх төрлийн хүхэр агуулсан түүхий эдийн жилийн нийт үйлдвэрлэлээс бараг гурав дахин их юм. Агаар мандалд орж буй хүлэмжийн хийн метаны дийлэнх хувийг бактери (метаноген) үүсгэдэг. Бактери нь хөрс үүсэх, сульфид, хүхрийн ордын исэлдэлтийн бүс, төмөр, манганы тунамал чулуулаг үүсэх гэх мэт гол хүчин зүйл юм.
Зарим бактери нь хүн, амьтан, ургамлын ноцтой өвчин үүсгэдэг. Тэд ихэвчлэн хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүнд гэмтэл учруулдаг, барилга байгууламжийн газар доорхи хэсэг, шугам хоолой, уурхайн металл хийц, усан доорх байгууламж гэх мэтийг сүйтгэдэг. Эдгээр бактерийн амьдралын үйл ажиллагааны онцлогийг судлах нь тэдгээрийг гэмтлээс хамгаалах үр дүнтэй арга замыг боловсруулах боломжийг олгодог. шалтгаан. Үүний зэрэгцээ хүний хувьд бактерийн эерэг үүргийг хэт үнэлж болохгүй. Бактерийн тусламжтайгаар дарс, сүүн бүтээгдэхүүн, гарааны өсгөвөр болон бусад бүтээгдэхүүн, ацетон ба бутанол, цууны болон нимбэгийн хүчил, зарим витамин, олон тооны фермент, антибиотик, каротиноидууд үүсдэг; бактери нь стероид гормон болон бусад нэгдлүүдийг хувиргахад оролцдог. Эдгээр нь уураг (ферментийг оруулаад) болон олон тооны амин хүчлийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Бактерийг ашиглан хөдөө аж ахуйн хог хаягдлыг биогаз эсвэл этанол болгон боловсруулах нь шинэ сэргээгдэх эрчим хүчний нөөцийг бий болгох боломжийг олгодог. Бактери нь метал (алт зэрэг) олборлох, газрын тосны нөхөн сэргээлтийг нэмэгдүүлэхэд ашиглагддаг (Бактерийн уусгалт, Биогеотехнологи нийтлэлийг үзнэ үү). Бактери ба плазмидын ачаар генийн инженерчлэлийг хөгжүүлэх боломжтой болсон. Бактерийг судлах нь биологи, анагаах ухаан, агрономийн гэх мэт олон салбарыг хөгжүүлэхэд асар их үүрэг гүйцэтгэсэн. Тэдний генетикийн хөгжилд ач холбогдол маш их, учир нь тэд генийн мөн чанар, тэдгээрийн үйл ажиллагааны механизмыг судлах сонгодог объект болжээ. Төрөл бүрийн нэгдлүүдийн бодисын солилцооны замыг бий болгох гэх мэт нь бактеритай холбоотой байдаг.
Бактерийн боломж бараг шавхагдашгүй юм. Тэдний амьдралын үйл ажиллагааны талаархи мэдлэгийг гүнзгийрүүлэх нь биотехнологи болон бусад салбарт бактерийг үр дүнтэй ашиглах шинэ чиглэлийг нээж өгдөг.
Лит.: Schlegel G. Ерөнхий микробиологи. М., 1987; Прокариотууд: Цахим хувилбар 3.0-3.17-. Н. Ю., 1999-2004-; Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Байгалийн түүхийн микробиологийн танилцуулга. М., 2001; Madigan M. T., Martinko J., Parker J. Brock биологи бичил биетний. 10 дахь хэвлэл. Дээд эмээлийн гол, 2003; Бичил биетний экологи. М., 2004.
Бактери бол дэлхий дээр одоо байгаа организмын хамгийн эртний бүлэг юм. Анхны бактери 3.5 тэрбум гаруй жилийн өмнө гарч ирсэн бөгөөд бараг тэрбум жилийн турш тэд манай гараг дээрх цорын ганц амьд амьтан байсан. Эдгээр нь амьд байгалийн анхны төлөөлөгчид байсан тул бие нь анхдагч бүтэцтэй байв.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд тэдний бүтэц илүү төвөгтэй болсон боловч өнөөг хүртэл бактери нь хамгийн анхдагч нэг эст организм гэж тооцогддог. Зарим бактери нь эртний өвөг дээдсийнхээ эртний шинж чанарыг хадгалсаар байгаа нь сонирхолтой юм. Энэ нь хүхрийн халуун рашаан, усан сангийн ёроол дахь исэлгүй шаварт амьдардаг бактериудад ажиглагддаг.
Ихэнх бактери нь өнгөгүй байдаг. Цөөн хэдэн нь нил ягаан эсвэл ногоон өнгөтэй байдаг. Гэхдээ олон бактерийн колони нь тод өнгөтэй байдаг бөгөөд энэ нь өнгөт бодисыг хүрээлэн буй орчинд ялгаруулах эсвэл эсийн пигментациас үүдэлтэй байдаг.
Бактерийн ертөнцийг нээсэн хүн бол анх объектыг 160-270 дахин томруулдаг төгс томруулдаг микроскоп бүтээсэн 17-р зууны Голландын байгаль судлаач Антони Левенгук юм.
Бактерийг прокариот гэж ангилж, тусдаа хаант улсад ангилдаг - Бактери.
Биеийн хэлбэр
Бактери бол маш олон янзын организм юм. Тэд хэлбэр дүрсээрээ ялгаатай.
| Бактерийн нэр | Бактерийн хэлбэр | Бактерийн зураг |
| Кокк | Бөмбөг хэлбэртэй | |
| Бацилла |  | Саваа хэлбэртэй |
| Вибрио | Таслал хэлбэртэй | |
| Spirillum |  | Спираль |
| Стрептококк |  | Коккийн гинж |
| Стафилококк |  | Коккуудын бөөгнөрөл |
| Диплококк | Нэг салст капсул дотор хоёр дугуй бактери |
Тээвэрлэлтийн аргууд
Бактерийн дунд хөдөлгөөнт болон хөдөлгөөнгүй хэлбэрүүд байдаг. Хөдөлгөөн нь долгион шиг агшилтын улмаас эсвэл флагеллин гэж нэрлэгддэг тусгай уурагаас бүрддэг тугны (эрчилсэн мушгиа утас) тусламжтайгаар хөдөлдөг. Нэг буюу хэд хэдэн туг байж болно. Зарим бактериудад эсийн нэг төгсгөлд, заримд нь хоёр буюу бүх гадаргуу дээр байрладаг.
Гэхдээ хөдөлгөөн нь тугны хомсдолтой бусад олон бактериудад байдаг. Тиймээс гадна тал нь салстаар бүрхэгдсэн бактери нь гулсах чадвартай байдаг.
Зарим усны болон хөрсний нянгууд нь цитоплазмд хийн вакуолуудтай байдаг. Нэг эсэд 40-60 вакуоль байж болно. Тэд тус бүр нь хий (азот гэж магадгүй) дүүрэн байдаг. Вакуоль дахь хийн хэмжээг зохицуулснаар усны бактери нь усны баганад шингэх эсвэл түүний гадаргуу дээр гарч, хөрсний бактери нь хөрсний хялгасан судсанд шилжиж болно.
Амьдрах орчин
Байгууллагын энгийн байдал, мадаггүй зөв байдлаас шалтгаалан бактери байгальд өргөн тархсан байдаг. Бактери хаа сайгүй байдаг: хамгийн цэвэр булгийн усны дусал ч гэсэн, хөрсний үр тариа, агаар, хад чулуу, туйлын цас, цөлийн элс, далайн ёроол, гүнээс олборлосон тос, тэр ч байтугай 80ºC орчим температуртай халуун рашааны ус. Тэд ургамал, жимс жимсгэнэ, төрөл бүрийн амьтан, хүний гэдэс, амны хөндий, мөчрүүд, биеийн гадаргуу дээр амьдардаг.
Бактери бол хамгийн жижиг бөгөөд хамгийн олон тооны амьд амьтан юм. Жижиг хэмжээтэй тул ямар ч хагарал, ан цав, нүхэнд амархан нэвтэрдэг. Маш тэсвэртэй, амьдралын янз бүрийн нөхцөлд дасан зохицдог. Тэд амьдрах чадвараа алдалгүйгээр хатаах, хэт хүйтэн, 90ºC хүртэл халахыг тэсвэрлэдэг.
Дэлхий дээр нян олддоггүй газар бараг байдаггүй, гэхдээ янз бүрийн хэмжээгээр. Бактерийн амьдрах нөхцөл нь олон янз байдаг. Тэдний зарим нь агаар мандлын хүчилтөрөгч шаарддаг, бусад нь шаардлагагүй, хүчилтөрөгчгүй орчинд амьдрах чадвартай байдаг.
Агаарт: бактери нь агаар мандлын дээд давхаргад 30 км хүртэл өсдөг. болон бусад.
Тэдгээрийн ихэнх нь хөрсөнд байдаг. 1 гр хөрсөнд хэдэн зуун сая бактери агуулагдаж болно.
Усанд: ил задгай усан сан дахь усны гадаргуугийн давхаргад. Усны ашигтай бактери нь органик үлдэгдлийг эрдэсжүүлдэг.
Амьд организмд: эмгэг төрүүлэгч бактери нь гадаад орчноос биед нэвтэрдэг боловч зөвхөн таатай нөхцөлд л өвчин үүсгэдэг. Симбиотик нь хоол боловсруулах эрхтэнд амьдардаг бөгөөд хоолыг задалж, шингээж, витамин нийлэгжүүлэхэд тусалдаг.
Гадаад бүтэц
Бактерийн эс нь тусгай өтгөн бүрхүүлээр бүрхэгдсэн байдаг - эсийн хана нь хамгаалалтын болон туслах функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд нянгийн байнгын, өвөрмөц хэлбэрийг өгдөг. Бактерийн эсийн хана нь ургамлын эсийн ханатай төстэй. Энэ нь нэвчих чадвартай: түүгээр дамжуулан шим тэжээл нь эсэд чөлөөтэй нэвтэрч, бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн нь хүрээлэн буй орчинд ордог. Ихэнхдээ бактери нь эсийн хананы дээд хэсэгт салст бүрхүүлийн нэмэлт хамгаалалтын давхарга үүсгэдэг - капсул. Капсулын зузаан нь эсийн диаметрээс хэд дахин их байж болох ч маш бага байж болно. Капсул нь эсийн чухал хэсэг биш бөгөөд энэ нь нянгийн оршин тогтнох нөхцлөөс хамааран үүсдэг. Энэ нь бактерийг хатахаас хамгаална.
Зарим бактерийн гадаргуу дээр урт туг (нэг, хоёр эсвэл олон) эсвэл богино нимгэн вилл байдаг. Тугны урт нь нянгийн биеийн хэмжээнээс хэд дахин их байж болно. Бактери нь тугны болон виллийн тусламжтайгаар хөдөлдөг.
Дотоод бүтэц
Бактерийн эсийн дотор нягт, хөдөлгөөнгүй цитоплазм байдаг. Энэ нь давхаргат бүтэцтэй, вакуоль байхгүй тул янз бүрийн уураг (фермент) ба нөөц тэжээл нь цитоплазмын бодист байрладаг. Бактерийн эсүүд цөмгүй байдаг. Удамшлын мэдээлэл агуулсан бодис нь тэдний эсийн төв хэсэгт төвлөрдөг. Бактери, - нуклейн хүчил - ДНХ. Гэхдээ энэ бодис нь цөм болдоггүй.
Бактерийн эсийн дотоод зохион байгуулалт нь нарийн төвөгтэй бөгөөд өөрийн онцлог шинж чанартай байдаг. Цитоплазм нь эсийн хананаас цитоплазмын мембранаар тусгаарлагддаг. Цитоплазмд үндсэн бодис буюу матриц, рибосом, олон төрлийн функцийг гүйцэтгэдэг цөөн тооны мембран бүтэц (митохондри, эндоплазмын торлог бүрхэвч, Голги аппаратын аналог) байдаг. Бактерийн эсийн цитоплазм нь ихэвчлэн янз бүрийн хэлбэр, хэмжээтэй мөхлөгүүдийг агуулдаг. Мөхлөгүүд нь эрчим хүч, нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болдог нэгдлүүдээс бүрдсэн байж болно. Мөн нянгийн эсэд өөхний дуслууд байдаг.
Эсийн төв хэсэгт цөмийн бодис нь цитоплазмаас мембранаар тусгаарлагдаагүй ДНХ-д байрладаг. Энэ бол цөмийн аналог юм - нуклеоид. Нуклеоид нь мембран, цөм, хромосомын багцгүй.
Хооллох аргууд
Бактери нь өөр өөр хооллох аргатай байдаг. Тэдний дунд автотроф ба гетеротрофууд байдаг. Автотрофууд нь хоол тэжээлдээ зориулж органик бодисыг бие даан үйлдвэрлэх чадвартай организмууд юм.
Ургамалд азот хэрэгтэй боловч агаараас азотыг шингээж чадахгүй. Зарим бактери нь агаар дахь азотын молекулуудыг бусад молекулуудтай нэгтгэж, улмаар ургамалд байдаг бодисыг бий болгодог.
Эдгээр бактери нь залуу үндэсийн эсүүдэд суурьшдаг бөгөөд энэ нь үндэс дээр зангилаа гэж нэрлэгддэг өтгөрөлт үүсэхэд хүргэдэг. Ийм зангилаа нь буурцагт ургамал болон бусад зарим ургамлын үндэс дээр үүсдэг.
Үндэс нь бактерийг нүүрс усаар хангадаг ба үндэст нь нян нь ургамалд шингэх боломжтой азот агуулсан бодисоор хангадаг. Тэдний хамтын амьдрал харилцан ашигтай.
Ургамлын үндэс нь нянгаар хооллодог олон тооны органик бодис (элсэн чихэр, амин хүчил болон бусад) ялгаруулдаг. Тиймээс, ялангуяа олон бактери нь үндсийг тойрсон хөрсний давхаргад суурьшдаг. Эдгээр бактери нь үхсэн ургамлын үлдэгдлийг ургамлын гаралтай бодис болгон хувиргадаг. Хөрсний энэ давхаргыг үндэс мандал гэж нэрлэдэг.
Зангилааны нянгийн үндэс эдэд нэвтрэн орох талаар хэд хэдэн таамаглал байдаг.
- эпидермисийн болон бор гадаргын эдийг гэмтээх замаар;
- үндэс үсээр дамжуулан;
- зөвхөн залуу эсийн мембранаар дамжин;
- пектинолитик фермент үүсгэдэг хамтрагч бактерийн ачаар;
- Ургамлын үндэсийн шүүрэлд байнга байдаг триптофанаас В-индол цууны хүчлийн нийлэгжилтийг идэвхжүүлсэнтэй холбоотой.
Зангилааны бактерийг үндэс эдэд нэвтрүүлэх үйл явц нь хоёр үе шатаас бүрдэнэ.
- үндэс үсний халдвар;
- зангилаа үүсэх үйл явц.
Ихэнх тохиолдолд халдагч эс идэвхтэй үржиж, халдварын утас гэж нэрлэгддэг утас үүсгэдэг бөгөөд ийм утас хэлбэрээр ургамлын эдэд шилждэг. Халдварын утаснаас үүссэн зангилааны бактери нь эзэн эдэд үржсээр байна.
Зангилааны бактерийн хурдацтай үрждэг эсүүдээр дүүрсэн ургамлын эсүүд хурдан хуваагдаж эхэлдэг. Залуу зангилааг буурцагт ургамлын үндэстэй холбох нь судас-фиброз багцын ачаар хийгддэг. Үйл ажиллагааны явцад зангилаа нь ихэвчлэн нягт байдаг. Оновчтой үйл ажиллагаа явагдах үед зангилаа нь ягаан өнгөтэй болдог (леггемоглобины пигментийн ачаар). Зөвхөн легемоглобин агуулсан бактери нь азотыг тогтоох чадвартай.
Зангилаат бактери нь нэг га хөрсөнд хэдэн арван, хэдэн зуун килограмм азотын бордоо үүсгэдэг.
Бодисын солилцоо
Бактери нь бодисын солилцооны хувьд бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Заримд нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор, заримд нь хүчилтөрөгчгүйгээр тохиолддог.
Ихэнх бактери нь бэлэн органик бодисоор хооллодог. Тэдгээрийн цөөхөн хэсэг нь (цэнхэр-ногоон, эсвэл цианобактери) нь органик бус бодисоос органик бодис үүсгэх чадвартай байдаг. Тэд дэлхийн агаар мандалд хүчилтөрөгчийн хуримтлалд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн.
Бактери нь гаднаас бодисыг шингээж, молекулуудыг нь хэсэг болгон задалж, эдгээр хэсгүүдээс бүрхүүлээ цуглуулж, агуулгыг нь нөхөж (энэ нь тэд ургадаг), шаардлагагүй молекулуудыг гадагшлуулдаг. Бактерийн бүрхүүл, мембран нь зөвхөн шаардлагатай бодисыг шингээх боломжийг олгодог.
Хэрэв нянгийн бүрхүүл, мембран нь бүрэн нэвчдэггүй байсан бол эсэд ямар ч бодис орохгүй. Хэрэв тэдгээр нь бүх бодисыг нэвчүүлэх чадвартай байсан бол эсийн агууламж нь нянгийн амьдардаг уусмалтай холилдох болно. Бактери амьд үлдэхийн тулд шаардлагатай бодисыг нэвтрүүлэх бүрхүүлтэй байх ёстой, гэхдээ шаардлагагүй бодис биш.
Бактери нь түүний ойролцоо байрлах шим тэжээлийг шингээдэг. Дараа нь юу болох вэ? Хэрэв энэ нь бие даан хөдөлж чадах юм бол (тугуудыг хөдөлгөх эсвэл салстыг буцааж түлхэх замаар) шаардлагатай бодисыг олох хүртэл хөдөлдөг.
Хэрэв энэ нь хөдөлж чадахгүй бол тархалт (нэг бодисын молекулууд өөр бодисын молекулын шугуйд нэвтрэх чадвар) шаардлагатай молекулуудыг авчрах хүртэл хүлээнэ.
Бактери нь бусад бүлгийн бичил биетний хамт химийн асар их ажлыг гүйцэтгэдэг. Төрөл бүрийн нэгдлүүдийг хувиргаснаар тэд амьдралд шаардлагатай эрчим хүч, шим тэжээлийг авдаг. Бодисын солилцооны үйл явц, эрчим хүч олж авах арга, бие махбодын бодисыг бий болгох материалын хэрэгцээ нь бактериудад олон янз байдаг.
Бусад бактери нь органик бус нэгдлүүдийн зардлаар бие махбод дахь органик бодисыг нийлэгжүүлэхэд шаардлагатай нүүрстөрөгчийн бүх хэрэгцээг хангадаг. Тэднийг автотроф гэж нэрлэдэг. Автотроф бактери нь органик бус бодисоос органик бодисыг нэгтгэх чадвартай. Тэдгээрийн дотор:
Химисинтез
Цацрагийн эрчим хүчийг ашиглах нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, уснаас органик бодис үүсгэх цорын ганц арга биш боловч хамгийн чухал зүйл юм. Бактери нь нарны гэрлийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаггүй, харин зарим органик бус нэгдлүүд болох хүхэрт устөрөгч, хүхэр, аммиак, устөрөгч, азотын хүчил, төмрийн нэгдлүүдийг исэлдүүлэх явцад организмын эсэд үүсдэг химийн холбооны энергийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. төмөр ба манган. Тэд энэхүү химийн энергийг ашиглан үүссэн органик бодисыг биеийнхээ эд эсийг бүтээхэд ашигладаг. Тиймээс энэ үйл явцыг химосинтез гэж нэрлэдэг.
Химисинтетик бичил биетний хамгийн чухал бүлэг бол нитрификатор бактери юм. Эдгээр бактери нь хөрсөнд амьдарч, органик үлдэгдэл задрах явцад үүссэн аммиакийг азотын хүчил болгон исэлдүүлдэг. Сүүлийнх нь хөрсний эрдэс бодисын нэгдлүүдтэй урвалд орж, азотын хүчлийн давс болж хувирдаг. Энэ үйл явц нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг.
Төмрийн бактери нь төмрийг төмрийн исэл болгон хувиргадаг. Үүссэн төмрийн гидроксид нь тунаж намаг гэгддэг төмрийн хүдэр үүсгэдэг.
Зарим бичил биетүүд молекул устөрөгчийн исэлдэлтийн улмаас оршин тогтнож, улмаар хоол тэжээлийн автотрофийн аргыг бий болгодог.
Устөрөгчийн бактерийн онцлог шинж чанар нь органик нэгдлүүд, устөрөгч байхгүй үед гетеротроф амьдралын хэв маягт шилжих чадвар юм.
Тиймээс химоавотрофууд нь ердийн автотрофууд юм, учир нь тэд органик бус бодисоос шаардлагатай органик нэгдлүүдийг бие даан нийлэгжүүлдэг бөгөөд гетеротрофууд гэх мэт бусад организмаас бэлэн байдлаар авдаггүй. Хемоаототроф бактери нь эрчим хүчний эх үүсвэр болох гэрлээс бүрэн хараат бус байдгаараа фототрофын ургамлаас ялгаатай.
Бактерийн фотосинтез
Зарим пигмент агуулсан хүхрийн бактери (нил ягаан, ногоон), тодорхой пигментүүд - бактериохлорофиллууд нь нарны энергийг шингээх чадвартай бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар бие дэхь хүхэрт устөрөгчийг задалж, холбогдох нэгдлүүдийг сэргээхийн тулд устөрөгчийн атомуудыг ялгаруулдаг. Энэ үйл явц нь фотосинтезтэй ижил төстэй бөгөөд зөвхөн нил ягаан, ногоон бактерийн хувьд устөрөгчийн донор нь устөрөгчийн сульфид (заримдаа карбоксилын хүчил), ногоон ургамалд ус байдаг гэдгээрээ ялгаатай. Тэдгээрийн аль алинд нь устөрөгчийг салгах, шилжүүлэх нь шингээгдсэн нарны цацрагийн энергийн улмаас хийгддэг.
Хүчилтөрөгч ялгарахгүйгээр явагддаг бактерийн энэхүү фотосинтезийг фоторедукц гэж нэрлэдэг. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн фото бууралт нь устөрөгчийг уснаас биш, харин устөрөгчийн сульфидээс шилжүүлэхтэй холбоотой юм.
6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О
Химисинтез ба бактерийн фотосинтезийн биологийн ач холбогдол нь гаригийн хэмжээнд харьцангуй бага юм. Байгальд хүхрийн эргэлтийн үйл явцад зөвхөн химосинтетик бактери чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хүхрийн хүчлийн давс хэлбэрээр ногоон ургамлаар шингээж, хүхэр нь буурч, уургийн молекулуудын нэг хэсэг болдог. Цаашилбал, үхсэн ургамал, амьтны үлдэгдлийг ялзруулагч бактери устгах үед хүхэр нь хүхэрт устөрөгч хэлбэрээр ялгарч, хүхрийн нянгаар исэлдэж, чөлөөт хүхэр (эсвэл хүхрийн хүчил) болж, ургамалд хүртээмжтэй хөрсөнд сульфит үүсгэдэг. Хими ба фотоавтотроф бактери нь азот ба хүхрийн эргэлтэнд зайлшгүй шаардлагатай.
Споруляци
Бактерийн эсийн дотор спор үүсдэг. Спор үүсэх явцад бактерийн эсүүд хэд хэдэн биохимийн процесст ордог. Түүний доторх чөлөөт усны хэмжээ буурч, ферментийн идэвхжил буурдаг. Энэ нь хүрээлэн буй орчны тааламжгүй нөхцөлд (өндөр температур, давсны өндөр концентраци, хатаах гэх мэт) спорыг эсэргүүцэх чадварыг баталгаажуулдаг. Споруляци нь зөвхөн бага бүлгийн бактерийн онцлог шинж юм.
Спор нь бактерийн амьдралын мөчлөгийн нэмэлт үе шат юм. Споруляци нь зөвхөн шим тэжээлийн дутагдал эсвэл бодисын солилцооны бүтээгдэхүүний хуримтлалаас эхэлдэг. Спор хэлбэрийн нянгууд удаан хугацаанд унтаа байдалд байж болно. Бактерийн спор нь удаан хугацаагаар буцалгах, маш удаан хөлдөхийг тэсвэрлэдэг. Тааламжтай нөхцөл байдал үүссэн үед спор нь соёолж, амьдрах чадвартай болдог. Бактерийн спор нь тааламжгүй нөхцөлд амьд үлдэх дасан зохицох явдал юм.
Нөхөн үржихүй
Бактери нь нэг эсийг хоёр болгон хуваах замаар үрждэг. Тодорхой хэмжээнд хүрсэний дараа нян нь хоёр ижил бактерид хуваагддаг. Дараа нь тус бүр нь идэж, ургаж, хувааж эхэлдэг гэх мэт.
Эсийн суналтын дараа хөндлөн таславч аажмаар үүсдэг ба дараа нь охин эсүүд салдаг; Олон бактериудад тодорхой нөхцөлд хуваагдсаны дараа эсүүд өвөрмөц бүлгүүдэд холбогдсон хэвээр байна. Энэ тохиолдолд хуваах онгоцны чиглэл, хуваагдлын тооноос хамааран өөр өөр хэлбэрүүд үүсдэг. Нахиалах замаар нөхөн үржих нь нянгийн хувьд үл хамаарах зүйл юм.
Тааламжтай нөхцөлд олон бактерийн эсийн хуваагдал нь 20-30 минут тутамд тохиолддог. Ийм хурдан үржүүлснээр 5 хоногийн дотор нэг нянгийн үр удам бүх далай, далайг дүүргэх хэмжээний массыг бий болгож чадна. Энгийн тооцоогоор өдөрт 72 үе (720,000,000,000,000,000,000 эс) үүсч болохыг харуулж байна. Жин болгон хувиргавал 4720 тонн болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь байгальд тохиолддоггүй, учир нь ихэнх бактери нарны гэрлийн нөлөөн дор хурдан үхдэг, хатах, хоол хүнс дутагдах, 65-100ºС хүртэл халах, төрөл зүйлийн хоорондын тэмцлийн үр дүнд гэх мэт.
Бактери (1) хангалттай хоол хүнс шингээж, хэмжээ нь нэмэгдэж (2) нөхөн үржихэд (эсийн хуваагдал) бэлдэж эхэлдэг. Түүний ДНХ (нянгийн ДНХ молекул нь цагирагт хаалттай байдаг) хоёр дахин нэмэгддэг (нян нь энэ молекулын хуулбарыг үүсгэдэг). ДНХ-ийн молекулууд (3,4) хоёулаа нянгийн хананд наалдаж, нян сунах тусам бие биенээсээ салдаг (5,6). Эхлээд нуклеотид, дараа нь цитоплазм хуваагдана.
ДНХ-ийн хоёр молекул хуваагдсаны дараа нян дээр агшилт гарч ирэх ба энэ нь нянгийн биеийг аажмаар хоёр хэсэгт хуваадаг бөгөөд тус бүр нь ДНХ молекул агуулдаг (7).
Энэ нь (Bacillus subtilis-д) хоёр бактери хоорондоо наалдаж, тэдгээрийн хооронд гүүр үүсдэг (1,2).
Үсрэгч нь ДНХ-ийг нэг бактериас нөгөөд шилжүүлдэг (3). Нэг нянгийн дотор ДНХ-ийн молекулууд хоорондоо холбогдож, зарим газарт наалддаг (4), дараа нь хэсгүүдийг солилцдог (5).
Байгаль дахь бактерийн үүрэг
Гир
Бактери бол байгаль дахь бодисын ерөнхий эргэлтийн хамгийн чухал холбоос юм. Ургамал нь хөрсөн дэх нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, эрдэс давсаас нарийн төвөгтэй органик бодисыг үүсгэдэг. Эдгээр бодисууд нь үхсэн мөөгөнцөр, ургамал, амьтны цогцостой хамт хөрсөнд буцаж ирдэг. Бактери нь нарийн төвөгтэй бодисыг энгийн бодис болгон задалж, дараа нь ургамалд хэрэглэдэг.
Бактери нь үхсэн ургамал, амьтны цогцос, амьд организмын ялгадас, янз бүрийн хог хаягдлын нарийн төвөгтэй органик бодисыг устгадаг. Эдгээр органик бодисоор хооллодог сапрофит ялзарч буй бактери нь тэдгээрийг ялзмаг болгон хувиргадаг. Эдгээр нь манай гаригийн нэг төрлийн эмх цэгцтэй байдаг. Тиймээс бактери нь байгаль дахь бодисын эргэлтэнд идэвхтэй оролцдог.
Хөрс үүсэх
Бактери бараг хаа сайгүй тархаж, асар их хэмжээгээр тархдаг тул байгальд тохиолддог янз бүрийн үйл явцыг голчлон тодорхойлдог. Намрын улиралд мод, бут сөөгний навчис унаж, өвсний газрын дээрх найлзуурууд үхэж, хөгшин мөчрүүд унаж, үе үе хөгшин модны иш унадаг. Энэ бүхэн аажмаар ялзмаг болж хувирдаг. 1 см3-т. Ойн хөрсний гадаргын давхаргад хэд хэдэн зүйлийн хэдэн зуун сая сапрофит хөрсний бактери агуулагддаг. Эдгээр бактери нь ялзмагийг ургамлын үндэсээр хөрснөөс шингээж авах янз бүрийн эрдэс бодис болгон хувиргадаг.
Зарим хөрсний бактери нь агаараас азотыг шингээж, амин чухал үйл явцад ашигладаг. Эдгээр азотыг тогтоогч бактери нь бие даан амьдардаг эсвэл буурцагт ургамлын үндэст суурьшдаг. Буурцагт ургамлын үндэс рүү нэвтэрсэн эдгээр бактери нь үндэс эсийн өсөлтийг бий болгож, тэдгээрийн дээр зангилаа үүсдэг.
Эдгээр бактери нь ургамлын хэрэглэдэг азотын нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Бактери нь нүүрс ус, эрдэс давсыг ургамлаас авдаг. Тиймээс буурцагт ургамал ба зангилааны бактерийн хооронд нягт холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь нэг болон нөгөө организмын аль алинд нь ашигтай байдаг. Энэ үзэгдлийг симбиоз гэж нэрлэдэг.
Зангилаат бактеритай симбиозын ачаар буурцагт ургамал нь хөрсийг азотоор баяжуулж, ургацыг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг.
Байгаль дахь тархалт
Бичил биетүүд хаа сайгүй байдаг. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол идэвхтэй галт уулын тогоо, дэлбэрсэн атомын бөмбөгийн голомт дахь жижиг хэсгүүд юм. Антарктидын бага температур, гейзерийн буцалж буй урсгал, давсны усан сан дахь ханасан давсны уусмал, уулын оргилуудын хүчтэй дулаалга, цөмийн реакторын хүчтэй цацраг зэрэг нь микрофлорын оршин тогтнох, хөгжилд саад болохгүй. Бүх амьд оршнолууд бичил биетүүдтэй байнга харьцдаг бөгөөд ихэнхдээ тэдний агуулах төдийгүй түгээгч болдог. Бичил биетүүд бол манай гарагийн уугуул оршин суугчид бөгөөд хамгийн гайхалтай байгалийн субстратуудыг идэвхтэй судалж байна.
Хөрсний микрофлор
Хөрсөн дэх нянгийн тоо маш их байдаг - нэг грамм тутамд хэдэн зуун сая, тэрбум хүн байдаг. Тэдгээр нь ус, агаараас илүү хөрсөнд байдаг. Хөрсөн дэх нянгийн нийт тоо өөрчлөгддөг. Бактерийн тоо нь хөрсний төрөл, тэдгээрийн байдал, давхаргын гүнээс хамаарна.
Хөрсний хэсгүүдийн гадаргуу дээр бичил биетүүд жижиг бичил колонид (тус бүр 20-100 эс) байрладаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн органик бодисын өтгөн бөөгнөрөл, амьд ба үхэж буй ургамлын үндэс, нимгэн хялгасан судас, бөөгнөрөл дотор үүсдэг.
Хөрсний микрофлор нь маш олон янз байдаг. Энд янз бүрийн физиологийн нянгийн бүлгүүд байдаг: ялзрах бактери, нитритжүүлэгч бактери, азотыг тогтоогч бактери, хүхрийн бактери гэх мэт. Тэдний дунд аэроб ба анаэроб, спорын болон спорын бус хэлбэрүүд байдаг. Микрофлор бол хөрс үүсэх хүчин зүйлүүдийн нэг юм.
Хөрсөн дэх бичил биетний хөгжлийн талбай нь амьд ургамлын үндэстэй зэргэлдээх бүс юм. Үүнийг үндэс мандал гэж нэрлэдэг бөгөөд түүнд агуулагдах бичил биетний нийлбэрийг үндэслэг мандлын микрофлор гэж нэрлэдэг.
Усан сангийн микрофлор
Ус бол бичил биетэн олноор хөгждөг байгалийн орчин юм. Тэдний дийлэнх нь хөрсөөс ус руу ордог. Усан дахь нянгийн тоо, шим тэжээлийн бодис байгаа эсэхийг тодорхойлох хүчин зүйл. Хамгийн цэвэр ус нь артезиан худаг, булаг шанд юм. Ил задгай усан сан, гол мөрөн нь нянгаар маш их байдаг. Хамгийн олон тооны бактери нь эрэгт ойрхон усны гадаргуугийн давхаргад байдаг. Эргээс холдож, гүнзгийрэх тусам бактерийн тоо буурдаг.
Цэвэр усанд 1 мл-д 100-200, бохирдсон усанд 100-300 мянга ба түүнээс дээш бактери агуулагддаг. Доод лаг, ялангуяа гадаргын давхаргад маш олон бактери байдаг бөгөөд энэ нь бактери нь хальс үүсгэдэг. Энэхүү хальс нь хүхэр устөрөгчийг хүхрийн хүчил болгон исэлдүүлдэг хүхэр, төмрийн олон бактери агуулдаг бөгөөд ингэснээр загас үхэхээс сэргийлдэг. Шаварт спор агуулсан хэлбэрүүд илүү байдаг бол усанд спор агуулаагүй хэлбэрүүд давамгайлдаг.
Зүйлийн найрлагын хувьд усны микрофлор нь хөрсний микрофлортой төстэй боловч өвөрмөц хэлбэрүүд байдаг. Усанд орж буй янз бүрийн хог хаягдлыг устгаснаар бичил биетүүд усыг биологийн цэвэршүүлэх ажлыг аажмаар явуулдаг.
Агаарын микрофлор
Агаарын микрофлор нь хөрс, усны микрофлороос цөөн байдаг. Бактери нь тоосоор агаарт гарч, тэнд хэсэг хугацаанд үлдэж, дараа нь дэлхийн гадаргуу дээр суурьшиж, хоол тэжээлийн дутагдал эсвэл хэт ягаан туяаны нөлөөн дор үхдэг. Агаар дахь бичил биетний тоо нь газарзүйн бүс, газар нутаг, жилийн цаг хугацаа, тоосны бохирдол гэх мэт зэргээс шалтгаална.Тоос тоос бүр нь бичил биетний тээвэрлэгч юм. Ихэнх бактери нь аж үйлдвэрийн газруудын дээгүүр агаарт байдаг. Хөдөө орон нутгийн агаар цэвэрхэн. Хамгийн цэвэр агаар нь ой мод, уулс, цастай газар юм. Агаарын дээд давхаргууд нь цөөн тооны микроб агуулдаг. Агаарын микрофлор нь хэт ягаан туяанд бусдаас илүү тэсвэртэй, пигментжсэн, спор агуулсан олон бактери агуулдаг.
Хүний биеийн микрофлор
Хүний бие, тэр ч байтугай бүрэн эрүүл ч гэсэн үргэлж микрофлорын тээвэрлэгч байдаг. Хүний бие агаар, хөрсөнд хүрэхэд янз бүрийн бичил биетүүд, түүний дотор эмгэг төрүүлэгч (татрангийн нян, хийн гангрена гэх мэт) хувцас, арьсанд суурьшдаг. Хүний биеийн хамгийн их өртдөг хэсэг нь бохирдсон байдаг. E. coli болон стафилококк нь гарт илэрдэг. Амны хөндийд 100 гаруй төрлийн микроб байдаг. Амны хөндий нь температур, чийгшил, шим тэжээлийн үлдэгдэл зэрэг нь бичил биетний хөгжилд маш сайн орчин юм.
Ходоод нь хүчиллэг урвалтай байдаг тул доторх бичил биетний ихэнх нь үхдэг. Нарийн гэдэснээс эхлээд урвал нь шүлтлэг болдог, өөрөөр хэлбэл. микробуудад таатай. Бүдүүн гэдэсний микрофлор нь маш олон янз байдаг. Насанд хүрсэн хүн бүр өдөрт ойролцоогоор 18 тэрбум бактерийг ялгадасаар ялгаруулдаг. дэлхий дээрх хүмүүсээс илүү хувь хүмүүс.
Гадаад орчинтой холбоогүй дотоод эрхтнүүд (тархи, зүрх, элэг, давсаг гэх мэт) ихэвчлэн бичил биетэнгүй байдаг. Микробууд зөвхөн өвчний үед эдгээр эрхтэнд ордог.
Бодисын эргэлтэнд байгаа бактери
Бичил биетүүд, ялангуяа бактери нь дэлхий дээрх бодисын биологийн чухал эргэлтэд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь ургамал, амьтанд бүрэн нэвтрэх боломжгүй химийн өөрчлөлтийг гүйцэтгэдэг. Элементүүдийн мөчлөгийн янз бүрийн үе шатуудыг өөр өөр төрлийн организмууд гүйцэтгэдэг. Бие даасан бүлэг организм бүрийн оршин тогтнох нь бусад бүлгүүдийн явуулсан элементүүдийн химийн хувиралаас хамаардаг.
Азотын эргэлт
Азотын нэгдлүүдийн мөчлөгийн хувирал нь шим тэжээлийн янз бүрийн хэрэгцээтэй биосферийн организмуудыг азотын шаардлагатай хэлбэрийг хангахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Нийт азотын 90 гаруй хувь нь тодорхой бактерийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас шалтгаална.
Нүүрстөрөгчийн эргэлт
Органик нүүрстөрөгчийг нүүрстөрөгчийн давхар исэл болгон хувиргах нь молекулын хүчилтөрөгчийн бууралттай хамт янз бүрийн бичил биетний хамтарсан бодисын солилцооны үйл ажиллагааг шаарддаг. Олон тооны аэробик бактери нь органик бодисыг бүрэн исэлдүүлдэг. Аэробик нөхцөлд органик нэгдлүүд исгэх замаар эхлээд задардаг бөгөөд органик бус устөрөгч хүлээн авагчид (нитрат, сульфат эсвэл CO 2) байвал исгэх органик эцсийн бүтээгдэхүүн нь агааргүй амьсгалаар исэлддэг.
Хүхрийн мөчлөг
Хүхэр нь амьд организмд ихэвчлэн уусдаг сульфат эсвэл бууруулсан органик хүхрийн нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг.
Төмрийн мөчлөг
Зарим цэнгэг усны нөөц багассан төмрийн давсны өндөр агууламжтай байдаг. Ийм газруудад тодорхой бактерийн микрофлор үүсдэг - төмрийн бактери, бууруулсан төмрийг исэлдүүлдэг. Тэд намаг төмрийн хүдэр, төмрийн давсаар баялаг усны эх үүсвэр үүсэхэд оролцдог.
Бактери бол 3.5 тэрбум жилийн өмнө Археанд гарч ирсэн хамгийн эртний организм юм. 2.5 тэрбум жилийн турш тэд дэлхийг захирч, биосферийг бүрдүүлж, хүчилтөрөгчийн агаар мандал үүсэхэд оролцов.
Бактери бол хамгийн энгийн бүтэцтэй амьд организмын нэг юм (вирусаас бусад). Тэд дэлхий дээр гарч ирсэн анхны организм гэж үздэг.
