Bakterinin görünümü. Bakteriyel enfeksiyonların belirtileri

Her yerde etrafımızı sarıyorlar. Birçoğu insanlar için çok gerekli ve faydalıdır, ancak birçoğu tam tersine korkunç hastalıklara neden olur.
Bakterilerin hangi formlarda ortaya çıktığını biliyor musunuz? Nasıl çoğalırlar? Ne yiyorlar? Bilmek istiyor musun?
.site) bu makalede bulmanıza yardımcı olacaktır.

Bakterilerin şekilleri ve boyutları

Bakteriler hiç de büyük değildir, boyutları yarım ila beş mikrometre arasında değişmektedir. En büyük bakteri yedi yüz elli mikrometre boyutundadır. Nanobakterilerin keşfinden sonra boyutlarının bilim adamlarının daha önce hayal ettiğinden çok daha küçük olduğu ortaya çıktı. Ancak bugüne kadar nanobakteriler yeterince araştırılmamıştır. Hatta bazı bilim adamları onların varlığından bile şüphe ediyor.

Agregalar ve çok hücreli organizmalar

Nasıl hareket ediyorlar?

Beslenme

Üreme

Bakteriler şüphesiz ilginizi sadece birçok hastalığa neden oldukları için hak etmiyorlar. Bu mikroorganizmalar gezegenimizde yaşayan ilk canlılardı. Dünyadaki bakterilerin tarihi neredeyse dört milyar yıl öncesine dayanıyor! Bugün var olan en eski siyanobakteriler, üç buçuk milyar yıl önce ortaya çıkmış olan siyanobakterilerdir.

Tiens Corporation'ın sizler için geliştirdiği uzmanları sayesinde bakterilerin faydalı özelliklerini kendiniz deneyimleyebilirsiniz.

Bakteriyel organizma tek bir hücre ile temsil edilir. Bakterilerin formları çeşitlidir. Bakterilerin yapısı hayvan ve bitki hücrelerinin yapısından farklıdır.

Hücrede çekirdek, mitokondri ve plastidler yoktur. Kalıtsal bilginin taşıyıcısı DNA, hücrenin merkezinde katlanmış bir biçimde bulunur. Gerçek çekirdeği olmayan mikroorganizmalar prokaryot olarak sınıflandırılır. Tüm bakteriler prokaryottur.

Bu şaşırtıcı organizmaların yeryüzünde bir milyondan fazla türünün olduğu tahmin edilmektedir. Bugüne kadar yaklaşık 10 bin tür tanımlanmıştır.

Bir bakteri hücresinin bir duvarı, bir sitoplazmik zarı, kapanımlı sitoplazması ve bir nükleotidi vardır. Ek yapılardan bazı hücrelerde flagella, pili (yüzeye yapışma ve tutulma mekanizması) ve bir kapsül bulunur. Olumsuz koşullar altında bazı bakteri hücreleri spor oluşturma yeteneğine sahiptir. Bakterilerin ortalama boyutu 0,5-5 mikrondur.

Bakterilerin dış yapısı

Pirinç. 1. Bakteri hücresinin yapısı.

Hücre çeperi

• Bir bakteri hücresinin hücre duvarı onun korunması ve desteğidir. Mikroorganizmaya kendine özgü şeklini verir.
• Hücre duvarı geçirgendir. Besinler içe doğru, metabolik ürünler ise içinden geçer.
• Bazı bakteri türleri, kendilerini kurumaktan koruyan kapsüle benzeyen özel bir mukus üretir.
• Bazı hücrelerde hareket etmelerine yardımcı olan flagella (bir veya daha fazla) veya villus bulunur.
• Gram boyama ile boyandığında pembe görünen bakteri hücreleri ( gram negatif), hücre duvarı daha ince ve çok katmanlıdır. Besinlerin parçalanmasına yardımcı olan enzimler salınır.
• Gram boyamada mor görünen bakteriler ( gram pozitif), hücre duvarı kalındır. Hücreye giren besinler periplazmik boşlukta (hücre duvarı ile sitoplazmik membran arasındaki boşluk) hidrolitik enzimler tarafından parçalanır.
• Hücre duvarının yüzeyinde çok sayıda reseptör vardır. Hücre öldürücüler (fajlar, kolisinler ve kimyasal bileşikler) onlara bağlanır.
• Bazı bakteri türlerindeki duvar lipoproteinleri, toksin adı verilen antijenlerdir.
• Antibiyotiklerle uzun süreli tedavi ve diğer birçok nedenden dolayı bazı hücreler zarlarını kaybeder, ancak üreme yeteneklerini korurlar. Yuvarlak bir şekil alırlar - L şekli ve insan vücudunda uzun süre kalabilirler (kok veya tüberküloz basili). Kararsız L formları orijinal formlarına dönme (geri dönme) özelliğine sahiptir.

Pirinç. 2. Fotoğraf, gram negatif bakterilerin (solda) ve gram pozitif bakterilerin (sağda) bakteri duvarının yapısını göstermektedir.

Kapsül

Olumsuz çevre koşullarında bakteriler bir kapsül oluşturur. Mikrokapsül duvara sıkı bir şekilde yapışır. Sadece elektron mikroskobunda görülebilir. Makrokapsül genellikle patojenik mikroplar (pnömokoklar) tarafından oluşturulur. Klebsiella pneumoniae'de makrokapsül her zaman bulunur.

Pirinç. 3. Fotoğrafta pnömokok var. Oklar kapsülü gösterir (ultra ince bir bölümün elektronogramı).

Kapsül benzeri kabuk

Kapsül benzeri kabuk, hücre duvarı ile gevşek bir şekilde ilişkili bir oluşumdur. Kapsül benzeri kabuk, bakteriyel enzimler sayesinde dış ortamdan gelen karbonhidratlarla (ekzopolisakkaritler) kaplanır, bu da bakterilerin farklı yüzeylere, hatta tamamen pürüzsüz yüzeylere bile yapışmasını sağlar.

Örneğin streptokoklar insan vücuduna girdiğinde dişlere ve kalp kapakçıklarına yapışabilmektedir.

Kapsülün işlevleri çeşitlidir:

• Agresif çevre koşullarından korunma,
• insan hücrelerine yapışmanın (yapışmanın) sağlanması,
• Antijenik özelliklere sahip olan kapsül, canlı bir organizmaya verildiğinde toksik etkiye sahiptir.

Pirinç. 4. Streptokoklar diş minesine yapışabilir ve diğer mikroplarla birlikte çürüğe neden olabilir.

Pirinç. 5. Fotoğrafta romatizma nedeniyle mitral kapakta meydana gelen hasar görülmektedir. Nedeni streptokoktur.

Kamçılı

• Bazı bakteri hücrelerinde hareket etmelerine yardımcı olan flagella (bir veya daha fazla) veya villus bulunur. Flagella kasılma proteini flagellin içerir.
• Flagella sayısı farklı olabilir - bir, bir flagella demeti, hücrenin farklı uçlarında veya tüm yüzeyde flagella.
• Hareket (rastgele veya dönme), flagellanın dönme hareketinin bir sonucu olarak gerçekleştirilir.
• Flagella'nın antijenik özellikleri hastalıkta toksik etkiye sahiptir.
• Kamçısı olmayan bakteriler mukusla kaplandıklarında kayabilirler. Sudaki bakteriler nitrojenle dolu 40-60 vakuol içerir.

Dalış ve çıkış sağlarlar. Toprakta bakteri hücresi toprak kanalları boyunca hareket eder.

Pirinç. 6. Kamçının bağlanma ve çalışma şeması.

Pirinç. 7. Fotoğrafta kamçılı mikropların farklı türleri gösterilmektedir.

Pirinç. 8. Fotoğrafta kamçılı mikropların farklı türleri gösterilmektedir.

içtim

• Pili (villi, fimbria) bakteri hücrelerinin yüzeyini kaplar. Villus, protein yapısında, sarmal olarak bükülmüş ince, içi boş bir ipliktir.
• Genel tip içildi konakçı hücrelere yapışmayı (yapışmayı) sağlar. Sayıları çok büyük ve birkaç yüz ila birkaç bin arasında değişiyor. Bağlandığı andan itibaren herhangi bir .
• Cinsel içki genetik materyalin donörden alıcıya transferini kolaylaştırır. Sayıları hücre başına 1 ila 4 arasındadır.

Pirinç. 9. Fotoğrafta E. coli gösterilmektedir. Flagella ve pili görülebilir. Fotoğraf bir tünel mikroskobu (STM) kullanılarak çekildi.

Pirinç. 10. Fotoğrafta çok sayıda kok pili (fimbria) görülüyor.

Pirinç. 11. Fotoğraf fimbrialı bir bakteri hücresini göstermektedir.

Sitoplazmik membran

• Sitoplazmik membran hücre duvarının altında bulunur ve bir lipoproteindir (%30'a kadar lipitler ve %70'e kadar proteinler).
• Farklı bakteri hücreleri farklı membran lipit bileşimlerine sahiptir.
• Membran proteinleri birçok işlevi yerine getirir. Fonksiyonel proteinler sitoplazmik membranda çeşitli bileşenlerinin vb. sentezinin meydana gelmesinden dolayı enzimlerdir.
• Sitoplazmik membran 3 katmandan oluşur. Çift fosfolipid tabakası, maddelerin bakteri hücresine taşınmasını sağlayan globülinlerle doludur. Fonksiyonu bozulursa hücre ölür.
• Sitoplazmik membran sporülasyonda rol alır.

Pirinç. 12. Fotoğrafta ince bir hücre duvarı (CW), sitoplazmik membran (CPM) ve merkezde bir nükleotid (Neisseria catarrhalis bakterisi) açıkça görülmektedir.

Bakterilerin iç yapısı

Pirinç. 13. Fotoğrafta bakteri hücresinin yapısı gösterilmektedir. Bakteri hücresinin yapısı hayvan ve bitki hücrelerinin yapısından farklıdır; hücrede çekirdek, mitokondri ve plastidler yoktur.

sitoplazma

Sitoplazmanın %75'i su, geri kalan %25'i ise mineral bileşikler, proteinler, RNA ve DNA'dan oluşur. Sitoplazma her zaman yoğun ve hareketsizdir. Enzimler, bazı pigmentler, şekerler, amino asitler, besin maddeleri, ribozomlar, mezozomlar, granüller ve diğer her türlü kalıntıyı içerir. Hücrenin merkezinde kalıtsal bilgiyi taşıyan bir madde - nükleoid yoğunlaşmıştır.

Granüller

Granüller enerji ve karbon kaynağı olan bileşiklerden oluşur.

Mezozomlar

Mezozomlar hücre türevleridir. Farklı şekilleri vardır - eşmerkezli zarlar, kesecikler, tüpler, halkalar vb. Mezozomların nükleoid ile bağlantısı vardır. Hücre bölünmesine ve sporlaşmaya katılım onların temel amacıdır.

Nükleoid

Bir nükleoid, bir çekirdeğin analogudur. Hücrenin merkezinde bulunur. Kalıtsal bilginin taşıyıcısı olan DNA'yı katlanmış bir biçimde içerir. Sarılmamış DNA 1 mm uzunluğa ulaşır. Bir bakteri hücresinin nükleer maddesinin bir zarı, bir nükleolusu veya bir kromozom seti yoktur ve mitoz bölünmez. Bölünmeden önce nükleotid ikiye katlanır. Bölünme sırasında nükleotid sayısı 4'e çıkar.

Pirinç. 14. Fotoğraf bir bakteri hücresinin bir bölümünü göstermektedir. Orta kısımda bir nükleotid görülmektedir.

Plazmitler

Plazmitler, çift sarmallı DNA halkasına sarılmış otonom moleküllerdir. Kütleleri bir nükleotidin kütlesinden önemli ölçüde daha azdır. Plazmidlerin DNA'sında kalıtsal bilgiler kodlanmış olmasına rağmen bunlar bakteri hücresi için hayati ve gerekli değildir.

Pirinç. 15. Fotoğraf bakteriyel bir plazmiti göstermektedir. Fotoğraf elektron mikroskobu kullanılarak çekildi.

Ribozomlar

Bir bakteri hücresinin ribozomları, amino asitlerden protein sentezinde rol oynar. Bakteri hücrelerinin ribozomları, çekirdeği olan hücrelerdeki gibi endoplazmik retikulumda birleşmez. Çoğu antibakteriyel ilacın “hedefi” genellikle ribozomlardır.

Kapsamalar

Kapanımlar nükleer ve nükleer olmayan hücrelerin metabolik ürünleridir. Bir besin kaynağını temsil ederler: glikojen, nişasta, kükürt, polifosfat (valutin), vb. Kapanımlar genellikle boyandıklarında boyanın renginden farklı bir görünüm kazanır. Para birimine göre teşhis yapabilirsiniz.

Bakteri şekilleri

Bakteri hücresinin şekli ve büyüklüğü onların tanımlanmasında (tanınmasında) büyük önem taşır. En yaygın şekiller küresel, çubuk şeklinde ve kıvrımlıdır.

Tablo 1. Bakterilerin ana formları.

Küresel bakteriler

Küresel bakterilere kok denir (Yunanca kok - tahıldan). Teker teker, ikişer ikişer (diplokoklar), paketler halinde, zincirler halinde ve üzüm salkımları gibi dizilirler. Bu konum hücre bölünmesi yöntemine bağlıdır. En zararlı mikroplar stafilokok ve streptokoklardır.

Pirinç. 16. Fotoğrafta mikrokoklar var. Bakteriler yuvarlak, pürüzsüz ve beyaz, sarı ve kırmızı renktedir. Doğada mikrokoklar her yerde bulunur. İnsan vücudunun farklı boşluklarında yaşarlar.

Pirinç. 17. Fotoğrafta diplococcus bakterisi - Streptococcus pneumoniae gösterilmektedir.

Pirinç. 18. Fotoğraf Sarcina bakterisini göstermektedir. Kokoid bakteriler paketler halinde bir araya toplanır.

Pirinç. 19. Fotoğrafta streptokok bakterileri gösterilmektedir (Yunanca "streptos" zincirinden).

Zincirler halinde düzenlenmiştir. Pek çok hastalığın etken maddeleridirler.

Pirinç. 20. Fotoğraftaki bakteriler “altın” stafilokoklardır. “Üzüm salkımı” şeklinde dizilmiş. Kümeler altın rengindedir. Pek çok hastalığın etken maddeleridirler.

Çubuk şeklindeki bakteriler

Spor oluşturan çubuk şeklindeki bakterilere basil denir. Silindirik bir şekle sahiptirler. Bu grubun en belirgin temsilcisi basildir. Basiller arasında veba ve hemofilus influenzae bulunur. Çubuk şeklindeki bakterilerin uçları sivri, yuvarlak, kesik, geniş veya bölünmüş olabilir. Çubukların şekli düzenli veya düzensiz olabilir. Teker teker, ikişer ikişer düzenlenebilir veya zincirler oluşturulabilir. Bazı basillere yuvarlak bir şekle sahip oldukları için kokobasil adı verilir. Ancak yine de uzunlukları genişliklerini aşıyor.

Diplobacillus çift çubukludur. Şarbon basili uzun iplikler (zincirler) oluşturur.

Sporların oluşumu basillerin şeklini değiştirir. Basillerin merkezinde bütirik asit bakterilerinde sporlar oluşur ve onlara iğ görünümü verir. Tetanoz basilinde basillerin uçlarında bulunur ve onlara baget görünümü verir.

Pirinç. 21. Fotoğraf çubuk şeklinde bir bakteri hücresini göstermektedir. Çoklu flagella görülebilir. Fotoğraf elektron mikroskobu kullanılarak çekildi. Olumsuz.

Pirinç. 22. Fotoğrafta zincir oluşturan çubuk şeklindeki bakteriler (şarbon basili) görülmektedir.

Bakteriler mikroskobik tek hücreli organizmalardır. Bakteri hücresinin yapısı, bakterilerin canlılar dünyasında ayrı bir krallığa ayrılmasına sebep olan özelliklere sahiptir.

Hücre zarları

Çoğu bakterinin üç kabuğu vardır:

• hücre zarı;
• hücre çeperi;
• mukoza kapsülü.

Hücre zarı, hücrenin içeriği olan sitoplazma ile doğrudan temas halindedir. İnce ve yumuşaktır.

Hücre duvarı yoğun ve daha kalın bir zardır. Görevi hücreyi korumak ve desteklemektir. Hücre duvarı ve zarı, ihtiyaç duyduğu maddelerin hücreye girmesini sağlayan gözeneklere sahiptir.

Pek çok bakteride koruyucu bir işlev gören ve farklı yüzeylere yapışmayı sağlayan bir mukoza kapsülü bulunur.

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

Streptokokların (bir tür bakteri) dişlere yapışıp çürüklere neden olması mukoza zarı sayesinde olur.

sitoplazma

Sitoplazma bir hücrenin iç içeriğidir. %75'i sudan oluşur. Sitoplazmada kapanımlar vardır - yağ ve glikojen damlaları. Hücrenin yedek besinleridir.

Pirinç. 1. Bakteri hücresinin yapısının şeması.

Nükleoid

Nükleoid “çekirdek gibi” anlamına gelir. Bakterilerin gerçek veya dedikleri gibi oluşturulmuş bir çekirdeği yoktur. Bu, mantar, bitki ve hayvan hücreleri gibi nükleer bir zarfa ve nükleer boşluğa sahip olmadıkları anlamına gelir. DNA doğrudan sitoplazmada bulunur.

DNA'nın fonksiyonları:

• kalıtsal bilgileri saklar;
• Bu bilgiyi, belirli bir bakteri türüne özgü protein moleküllerinin sentezini kontrol ederek uygular.

Gerçek bir çekirdeğin bulunmaması, bir bakteri hücresinin en önemli özelliğidir.

Organoidler

Bitki ve hayvan hücrelerinin aksine bakterilerin zarlardan oluşan organelleri yoktur.

Ancak bakteri hücre zarı bazı yerlerde sitoplazmaya nüfuz ederek mezozom adı verilen kıvrımlar oluşturur. Mezozom hücre çoğalması ve enerji alışverişinde rol oynar ve olduğu gibi membran organellerinin yerini alır.

Bakterilerde bulunan tek organel ribozomlardır. Bunlar sitoplazmada bulunan ve proteinleri sentezleyen küçük cisimlerdir.

Pek çok bakterinin sıvı ortamda hareket etmesini sağlayan bir kamçısı vardır.

Bakteriyel hücre şekilleri

Bakteri hücrelerinin şekli farklıdır. Top şeklindeki bakterilere kok denir. Virgül şeklinde - vibrios. Çubuk şeklindeki bakteriler basildir. Spirilla dalgalı bir çizgi görünümündedir.

Pirinç. 2. Bakteri hücrelerinin şekilleri.

Bakteriler ancak mikroskop altında görülebilir. Ortalama hücre boyutu 1-10 mikrondur. Boyları 100 mikrona kadar olan bakteriler bulunur. (1 µm = 0,001 mm).

Sporlanma

Olumsuz koşullar oluştuğunda bakteri hücresi spor adı verilen uyku durumuna girer. Sporülasyonun nedenleri şunlar olabilir:

• düşük ve yüksek sıcaklıklar;
• kuraklık;
• beslenme eksikliği;
• hayatı tehdit eden maddeler.

Geçiş 18-20 saat içinde hızlı bir şekilde gerçekleşir ve hücre yüzlerce yıl boyunca spor halinde kalabilir. Normal koşullar sağlandığında bakteri 4-5 saat içinde spordan çimlenerek normal yaşam tarzına döner.

Pirinç. 3. Spor oluşum şeması.

Üreme

Bakteriler bölünerek çoğalırlar. Bir hücrenin doğumundan bölünmesine kadar geçen süre 20-30 dakikadır. Bu nedenle bakteriler Dünya üzerinde oldukça yaygındır.

Ne öğrendik?

Bakteri hücrelerinin genel anlamda bitki ve hayvan hücrelerine benzediğini, zar, sitoplazma ve DNA'ya sahip olduklarını öğrendik. Bakteri hücreleri arasındaki temel fark, oluşturulmuş bir çekirdeğin bulunmamasıdır. Bu nedenle bakterilere nükleer öncesi organizmalar (prokaryotlar) adı verilir.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.1. Alınan toplam puan: 281.

Bakteriler dünyadaki en eski organizmadır ve aynı zamanda yapı olarak en basit olanıdır. Yalnızca mikroskop altında görülebilen ve incelenebilen tek bir hücreden oluşur. Bakterilerin karakteristik bir özelliği çekirdeğin bulunmamasıdır, bu nedenle bakteriler prokaryot olarak sınıflandırılır.

Bazı türler küçük hücre grupları oluşturur; bu tür kümeler bir kapsül (kutu) ile çevrelenebilir. Bakterinin boyutu, şekli ve rengi büyük oranda çevreye bağlıdır.

Bakteriler şekillerine göre çubuk şekilli (bacillus), küresel (cocci) ve kıvrımlı (spirilla) olarak ayrılırlar. Ayrıca değiştirilmiş olanlar da var - kübik, C şeklinde, yıldız şeklinde. Boyutları 1 ile 10 mikron arasında değişmektedir. Bazı bakteri türleri flagella kullanarak aktif olarak hareket edebilir. İkincisi bazen bakterinin boyutunu iki kat aşar.

Bakteri formlarının türleri

Bakteriler hareket etmek için sayıları değişen (bir, bir çift veya bir grup flagella) flagella'yı kullanır. Flagella'nın konumu da farklı olabilir - hücrenin bir tarafında, yanlarda veya tüm düzlem boyunca eşit olarak dağılmış. Ayrıca prokaryotun kaplandığı mukus sayesinde hareket yöntemlerinden birinin kayma olduğu düşünülmektedir. Çoğunun sitoplazmasında vakuoller bulunur. Kofulların gaz kapasitesinin ayarlanması, sıvı içinde yukarı veya aşağı hareket etmelerinin yanı sıra toprağın hava kanalları boyunca hareket etmelerine de yardımcı olur.

Bilim insanları 10 binden fazla bakteri çeşidi keşfetti ancak bilimsel araştırmacılara göre dünyada bir milyondan fazla tür var. Bakterilerin genel özellikleri, biyosferdeki rollerini belirlemenin yanı sıra bakteri krallığının yapısını, türlerini ve sınıflandırmasını incelemeyi mümkün kılar.

Habitatlar

Yapının basitliği ve çevresel koşullara uyum sağlama hızı, bakterilerin gezegenimizin geniş bir alanına yayılmasına yardımcı oldu. Her yerde bulunurlar: su, toprak, hava, canlı organizmalar - bunların hepsi prokaryotlar için en kabul edilebilir yaşam alanıdır.

Bakteriler hem güney kutbunda hem de gayzerlerde bulundu. Okyanus tabanında ve ayrıca Dünya'nın hava zarfının üst katmanlarında bulunurlar. Bakteriler her yerde yaşar, ancak sayıları uygun koşullara bağlıdır. Örneğin, toprakta olduğu gibi açık su kütlelerinde de çok sayıda bakteri türü yaşar.

Yapısal özellikler

Bir bakteri hücresi yalnızca çekirdeğinin olmamasıyla değil, aynı zamanda mitokondri ve plastidlerin bulunmamasıyla da ayırt edilir. Bu prokaryotun DNA'sı özel bir nükleer bölgede bulunur ve halka şeklinde kapalı bir nükleoid görünümündedir. Bakterilerde hücre yapısı hücre duvarı, kapsül, kapsül benzeri membran, flagella, pili ve sitoplazmik membrandan oluşur. İç yapı sitoplazma, granüller, mezozomlar, ribozomlar, plazmitler, kapanımlar ve nükleoidden oluşur.

Bir bakterinin hücre duvarı savunma ve destek işlevini yerine getirir. Geçirgenlik nedeniyle maddeler içinden serbestçe akabilir. Bu kabuk pektin ve hemiselüloz içerir. Bazı bakteriler kurumaya karşı korunmaya yardımcı olabilecek özel bir mukus salgılar. Mukus, kimyasal bileşimde bir polisakkarit olan bir kapsül oluşturur. Bu haliyle bakteri çok yüksek sıcaklıklara bile dayanabilmektedir. Ayrıca herhangi bir yüzeye yapışma gibi başka işlevleri de yerine getirir.

Bakteri hücresinin yüzeyinde pili adı verilen ince protein lifleri bulunur. Çok sayıda olabilir. Pili, hücrenin genetik materyali aktarmasına yardımcı olur ve aynı zamanda diğer hücrelere yapışmasını sağlar.

Duvar düzleminin altında üç katmanlı bir sitoplazmik membran vardır. Maddelerin taşınmasını garanti eder ve aynı zamanda spor oluşumunda da önemli rol oynar.

Bakterilerin sitoplazmasının yüzde 75'i sudan oluşur. Sitoplazmanın bileşimi:

• Balıklar;
• mezozomlar;
• amino asitler;
• enzimler;
• pigmentler;
• şeker;
• granüller ve kapanımlar;
• nükleoid

Prokaryotlarda metabolizma hem oksijenin katılımıyla hem de oksijenin katılımı olmadan mümkündür. Çoğu organik kökenli hazır besinlerle beslenir. Çok az tür, inorganik maddelerden organik maddeleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Bunlar, atmosferin oluşumunda ve oksijenle doygunluğunda önemli rol oynayan mavi-yeşil bakteriler ve siyanobakterilerdir.

Üreme

Üreme için uygun koşullarda tomurcuklanma veya vejetatif olarak gerçekleştirilir. Eşeysiz üreme aşağıdaki sırayla gerçekleşir:

1. Bakteri hücresi maksimum hacmine ulaşır ve gerekli besin maddelerini içerir.
2. Hücre uzar ve ortasında bir septum belirir.
3. Nükleotid bölünmesi hücre içinde gerçekleşir.
4. Ana ve ayrılmış DNA birbirinden ayrılıyor.
5. Hücre ikiye bölünür.
6. Kız hücrelerin artık oluşumu.

Bu üreme yönteminde genetik bilgi alışverişi olmadığından tüm yavru hücreler annenin tam bir kopyası olacaktır.

Olumsuz koşullar altında bakteri üreme süreci daha ilginçtir. Bilim adamları bakterilerin cinsel üreme yeteneğini nispeten yakın zamanda - 1946'da - öğrendiler. Bakterilerde dişi ve üreme hücrelerine bölünme yoktur. Ancak DNA'ları heterojendir. Bu tür iki hücre birbirine yaklaştığında, DNA aktarımı için bir kanal oluştururlar ve yer değişimi - rekombinasyon meydana gelir. Süreç oldukça uzun ve bunun sonucunda tamamen yeni iki kişi ortaya çıkıyor.

Bakterilerin çoğunun kendilerine ait renkleri olmadığından mikroskop altında görülmesi çok zordur. Bakteriyoklorofil ve bakteriyopurpurin içeriğinden dolayı çok az çeşit mor veya yeşil renktedir. Ancak bazı bakteri kolonilerine bakıldığında onların çevrelerine renkli maddeler salarak parlak bir renk elde ettikleri anlaşılır. Prokaryotları daha detaylı incelemek için boyanırlar.

sınıflandırma

Bakterilerin sınıflandırılması aşağıdaki gibi göstergelere dayanabilir:

• Biçim
• seyahat etmenin yolu;
• enerji elde etme yöntemi;
• atık ürünler;
• tehlike derecesi.

Bakteri ortakyaşarları diğer organizmalarla topluluk halinde yaşarlar.

Bakteri saprofitleri zaten ölü organizmalar, ürünler ve organik atıklarla yaşıyorlar. Çürüme ve fermantasyon süreçlerini teşvik ederler.

Çürümek, cesetlerin ve diğer organik atıkların doğasını temizler. Çürüme süreci olmasaydı doğadaki maddelerin döngüsü olmazdı. Peki maddelerin döngüsünde bakterilerin rolü nedir?

Çürüyen bakteriler, protein bileşiklerinin yanı sıra yağların ve nitrojen içeren diğer bileşiklerin parçalanması sürecinde yardımcıdır. Karmaşık bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirdikten sonra organik organizmaların molekülleri arasındaki bağları kırarlar ve protein moleküllerini ve amino asitleri yakalarlar. Moleküller parçalandığında amonyak, hidrojen sülfür ve diğer zararlı maddeleri açığa çıkarırlar. Zehirlidirler ve insanlarda ve hayvanlarda zehirlenmelere neden olabilirler.

Çürüyen bakteriler kendilerine uygun koşullarda hızla çoğalırlar. Bunlar sadece faydalı bakteriler değil, aynı zamanda zararlı bakteriler de olduğundan, ürünlerin erken çürümesini önlemek için insanlar bunları işlemeyi öğrendi: kurutma, dekapaj, tuzlama, tütsüleme. Tüm bu tedavi yöntemleri bakterileri öldürerek çoğalmalarını engeller.

Fermantasyon bakterileri enzimlerin yardımıyla karbonhidratları parçalayabilir. İnsanlar bu yeteneği çok eski zamanlarda fark ettiler ve hala laktik asit ürünleri, sirke ve diğer gıda ürünlerini yapmak için bu tür bakterileri kullanıyorlar.

Bakteriler diğer organizmalarla birlikte çalışarak çok önemli kimyasal işler yaparlar. Hangi bakteri türlerinin bulunduğunu ve bunların doğaya ne gibi faydalar veya zararlar getirdiğini bilmek çok önemlidir.

Doğada ve insanlar için anlam

Birçok bakteri türünün (çürüme ve çeşitli fermantasyon türlerinde) büyük önemi yukarıda zaten belirtilmiştir. Dünya üzerinde sıhhi bir rolü yerine getiriyor.

Bakteriler ayrıca karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen, fosfor, kükürt, kalsiyum ve diğer elementlerin döngüsünde de büyük rol oynar. Birçok bakteri türü, atmosferik nitrojenin aktif olarak sabitlenmesine katkıda bulunur ve onu organik forma dönüştürerek toprak verimliliğinin artmasına yardımcı olur. Toprak mikroorganizmalarının yaşamı için ana karbon kaynağı olan selülozu parçalayan bakteriler özellikle önemlidir.

Sülfat indirgeyen bakteriler tıbbi çamur, toprak ve denizlerde petrol ve hidrojen sülfit oluşumunda rol oynar. Böylece Karadeniz'deki hidrojen sülfüre doymuş su tabakası, sülfat indirgeyen bakterilerin hayati aktivitesinin bir sonucudur. Bu bakterilerin topraktaki aktivitesi, toprağın soda oluşumuna ve soda tuzlanmasına yol açar. Sülfat azaltan bakteriler, pirinç ekim topraklarındaki besin maddelerini, mahsulün köklerinin kullanabileceği bir forma dönüştürür. Bu bakteriler metal yer altı ve su altı yapılarında korozyona neden olabilir.

Bakterilerin hayati aktivitesi sayesinde toprak birçok üründen ve zararlı organizmalardan arındırılır ve değerli besinlerle doyurulur. Bakterisidal preparatlar birçok böcek zararlısı türüyle (mısır kurdu vb.) mücadele etmek için başarıyla kullanılmaktadır.

Aseton, etil ve bütil alkoller, asetik asit, enzimler, hormonlar, vitaminler, antibiyotikler, protein-vitamin preparatları vb. üretmek için çeşitli endüstrilerde birçok bakteri türü kullanılmaktadır.

Bakteriler olmadan deri tabaklama, tütün yapraklarının kurutulması, ipek, kauçuk üretimi, kakao, kahve işlenmesi, kenevir, keten ve diğer sak lifi bitkilerinin ıslatılması, lahana turşusu, atık su arıtımı, metallerin süzülmesi vb. işlemler imkansızdır.

Bakteriler şu anda Dünya üzerinde var olan en eski organizma grubudur. İlk bakteriler muhtemelen 3,5 milyar yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı ve neredeyse bir milyar yıl boyunca gezegenimizdeki tek canlı yaratıklardı. Bunlar canlı doğanın ilk temsilcileri olduğundan vücutları ilkel bir yapıya sahipti.

Zamanla yapıları daha karmaşık hale geldi, ancak bugüne kadar bakteriler en ilkel tek hücreli organizmalar olarak kabul ediliyor. Bazı bakterilerin hala eski atalarının ilkel özelliklerini taşıması ilginçtir. Bu, sıcak kükürt kaynaklarında ve rezervuarların dibindeki anoksik çamurda yaşayan bakterilerde gözlenir.

Çoğu bakteri renksizdir. Sadece birkaçı mor veya yeşildir. Ancak birçok bakterinin kolonileri, çevreye renkli bir maddenin salınmasından veya hücrelerin pigmentasyonundan kaynaklanan parlak bir renge sahiptir.

Bakteriler dünyasının kaşifi, nesneleri 160-270 kat büyüten mükemmel bir büyüteç mikroskobu yaratan, 17. yüzyılda Hollandalı doğa bilimci Antony Leeuwenhoek'du.

Bakteriler prokaryotlar olarak sınıflandırılır ve ayrı bir krallık olan Bakteriler olarak sınıflandırılır.

Vücut Şekli

Bakteriler çok sayıda ve çeşitli organizmalardır. Şekil olarak farklılık gösterirler.

Bakterinin adı	Bakteri şekli	Bakteri resmi
Kok		Top şeklinde
Basil		Çubuk şekilli
Vibrio		Virgül şeklinde
Spirilyum		Sarmal
Streptokoklar		Kok zinciri
Stafilokok		Kok kümeleri
Diplokok		Bir mukoza kapsülünün içine yerleştirilmiş iki yuvarlak bakteri

Taşıma yöntemleri

Bakteriler arasında hareketli ve hareketsiz formlar vardır. Hareketler dalga benzeri kasılmalar nedeniyle veya flagellin adı verilen özel bir proteinden oluşan flagella (bükülmüş sarmal iplikler) yardımıyla hareket eder. Bir veya daha fazla flagella bulunabilir. Bazı bakterilerde hücrenin bir ucunda, diğerlerinde ise iki ucunda veya tüm yüzeyde bulunurlar.

Ancak hareket, kamçısı olmayan diğer birçok bakterinin de doğasında vardır. Böylece dışı mukusla kaplı bakteriler kayma hareketi yapabilmektedirler.

Flagella içermeyen bazı su ve toprak bakterilerinin sitoplazmasında gaz vakuolleri bulunur. Bir hücrede 40-60 vakuol bulunabilir. Her biri gazla (muhtemelen nitrojen) doludur. Vakuollerdeki gaz miktarının düzenlenmesiyle suda yaşayan bakteriler su kolonuna batabilir veya yüzeye çıkabilir ve toprak bakterileri toprağın kılcal damarlarında hareket edebilir.

Doğal ortam

Organizasyon basitlikleri ve iddiasızlıkları nedeniyle bakteriler doğada yaygındır. Bakteriler her yerde bulunur: En saf kaynak suyundan bir damlada, toprak tanelerinde, havada, kayalarda, kutup karlarında, çöl kumlarında, okyanus tabanında, çok derinlerden çıkarılan petrolde ve hatta okyanuslarda. Sıcaklığı yaklaşık 80°C olan kaplıca suyu. Bitkilerde, meyvelerde, çeşitli hayvanlarda ve insanlarda bağırsaklarda, ağız boşluğunda, uzuvlarda ve vücut yüzeyinde yaşarlar.

Bakteriler en küçük ve sayıları en fazla olan canlılardır. Küçük boyutları nedeniyle her türlü çatlak, yarık veya gözeneklere kolayca nüfuz ederler. Çok dayanıklı ve çeşitli yaşam koşullarına uyarlanmıştır. Canlılıklarını kaybetmeden kurumayı, aşırı soğuğu ve 90°C'ye kadar ısınmayı tolere ederler.

Dünya üzerinde değişen miktarlarda bakterilerin bulunmadığı neredeyse hiçbir yer yoktur. Bakterilerin yaşam koşulları çeşitlidir. Bazıları atmosferik oksijene ihtiyaç duyarken bazıları buna ihtiyaç duymaz ve oksijensiz bir ortamda yaşayabilirler.

Havada: Bakteriler atmosferin üst kısmına 30 km'ye kadar yükselir. ve dahası.

Özellikle toprakta birçoğu var. 1 gr toprakta yüz milyonlarca bakteri bulunabilir.

Suda: Açık rezervuarlardaki suyun yüzey katmanlarında. Yararlı su bakterileri organik kalıntıları mineralize eder.

Canlı organizmalarda: patojen bakteriler vücuda dış ortamdan girerler, ancak yalnızca uygun koşullar altında hastalıklara neden olurlar. Simbiyotikler sindirim organlarında yaşar, yiyeceklerin parçalanmasına, emilmesine ve vitaminlerin sentezlenmesine yardımcı olur.

Dış yapı

Bakteri hücresi, koruyucu ve destekleyici işlevleri yerine getiren ve aynı zamanda bakteriye kalıcı, karakteristik bir şekil veren bir hücre duvarı olan özel, yoğun bir kabukla kaplıdır. Bakterinin hücre duvarı bitki hücresinin duvarına benzer. Geçirgendir: onun aracılığıyla besinler serbestçe hücreye girer ve metabolik ürünler çevreye çıkar. Çoğu zaman bakteriler, hücre duvarının üstünde ek bir koruyucu mukus tabakası (bir kapsül) üretir. Kapsülün kalınlığı hücrenin çapından kat kat fazla olabilir ama aynı zamanda çok küçük de olabilir. Kapsül hücrenin önemli bir parçası değildir; bakterilerin bulunduğu koşullara bağlı olarak oluşur. Bakterilerin kurumasını önler.

Bazı bakterilerin yüzeyinde uzun flagella (bir, iki veya daha fazla) veya kısa ince villuslar bulunur. Flagella'nın uzunluğu, bakteri gövdesinin boyutundan birçok kez daha büyük olabilir. Bakteriler flagella ve villusların yardımıyla hareket ederler.

İç yapı

Bakteri hücresinin içinde yoğun, hareketsiz sitoplazma vardır. Katmanlı bir yapıya sahiptir, boşluk yoktur, bu nedenle sitoplazmanın kendi maddesinde çeşitli proteinler (enzimler) ve yedek besinler bulunur. Bakteri hücrelerinin çekirdeği yoktur. Kalıtsal bilgi taşıyan bir madde, hücrelerinin orta kısmında yoğunlaşmıştır. Bakteriler, - nükleik asit - DNA. Ancak bu madde çekirdek haline gelmemiştir.

Bir bakteri hücresinin iç organizasyonu karmaşıktır ve kendine özgü özelliklere sahiptir. Sitoplazma hücre duvarından sitoplazmik membran ile ayrılır. Sitoplazmada bir ana madde veya matris, ribozomlar ve çeşitli işlevleri yerine getiren az sayıda membran yapısı vardır (mitokondri analogları, endoplazmik retikulum, Golgi aparatı). Bakteri hücrelerinin sitoplazması genellikle çeşitli şekil ve boyutlarda granüller içerir. Granüller, enerji ve karbon kaynağı olarak hizmet eden bileşiklerden oluşabilir. Bakteri hücresinde yağ damlacıkları da bulunur.

Hücrenin orta kısmında, nükleer madde lokalizedir - sitoplazmadan bir zarla sınırlandırılmayan DNA. Bu çekirdeğin bir analoğudur - bir nükleoid. Nükleoidin bir zarı, bir nükleolusu veya bir kromozom seti yoktur.

Yeme yöntemleri

Bakterilerin farklı beslenme yöntemleri vardır. Bunlar arasında ototroflar ve heterotroflar vardır. Ototroflar, beslenmeleri için bağımsız olarak organik maddeler üretebilen organizmalardır.

Bitkilerin nitrojene ihtiyacı vardır, ancak nitrojeni kendileri havadan ememezler. Bazı bakteriler havadaki nitrojen moleküllerini diğer moleküllerle birleştirerek bitkilerin kullanabileceği maddeler oluşturur.

Bu bakteriler genç köklerin hücrelerine yerleşerek köklerde nodül adı verilen kalınlaşmaların oluşmasına yol açar. Bu tür nodüller baklagil familyasının bitkilerinin ve diğer bazı bitkilerin köklerinde oluşur.

Kökler bakterilere karbonhidrat sağlar ve bakteriler de köklere bitki tarafından emilebilecek nitrojen içeren maddeler sağlar. Birlikte yaşamaları karşılıklı olarak faydalıdır.

Bitki kökleri, bakterilerin beslendiği birçok organik maddeyi (şekerler, amino asitler ve diğerleri) salgılar. Bu nedenle özellikle kökleri çevreleyen toprak tabakasına çok sayıda bakteri yerleşir. Bu bakteriler ölü bitki artıklarını bitki tarafından kullanılabilen maddelere dönüştürür. Bu toprak tabakasına rizosfer denir.

Nodül bakterilerinin kök dokusuna nüfuz etmesiyle ilgili birkaç hipotez vardır:

• epidermal ve korteks dokusuna zarar vererek;
• kök kılları aracılığıyla;
• yalnızca genç hücre zarı yoluyla;
• pektinolitik enzimler üreten eşlik eden bakteriler sayesinde;
• Her zaman bitki kök salgılarında bulunan triptofandan B-indoleasetik asit sentezinin uyarılması nedeniyle.

Nodül bakterilerinin kök dokusuna giriş süreci iki aşamadan oluşur:

• kök kıllarının enfeksiyonu;
• nodül oluşumu süreci.

Çoğu durumda istilacı hücre aktif olarak çoğalır, enfeksiyon iplikçikleri adı verilen iplikleri oluşturur ve bu iplikler formunda bitki dokusuna doğru hareket eder. Enfeksiyon ipliğinden çıkan nodül bakterileri konak dokuda çoğalmaya devam eder.

Hızla çoğalan nodül bakteri hücreleriyle dolu bitki hücreleri hızla bölünmeye başlar. Genç bir nodülün baklagil bitkisinin kökü ile bağlantısı, damar-lifli demetler sayesinde gerçekleştirilir. İşleyiş döneminde nodüller genellikle yoğundur. Optimum aktivite oluştuğunda nodüller pembe bir renk alır (leghemoglobin pigmenti sayesinde). Yalnızca leghemoglobin içeren bakteriler nitrojeni sabitleyebilir.

Nodül bakterileri hektar toprak başına onlarca, yüzlerce kilogram azotlu gübre oluşturur.

Metabolizma

Bakteriler metabolizmaları bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Bazılarında oksijenin katılımıyla, bazılarında ise onsuz meydana gelir.

Bakterilerin çoğu hazır organik maddelerle beslenir. Bunlardan yalnızca birkaçı (mavi-yeşil veya siyanobakteriler) inorganik maddelerden organik maddeler oluşturma yeteneğine sahiptir. Dünya atmosferindeki oksijenin birikmesinde önemli rol oynadılar.

Bakteriler dışarıdan madde emer, moleküllerini parçalara ayırır, bu parçalardan kabuklarını toplayıp içeriklerini yenilerler (böylece büyürler) ve gereksiz molekülleri dışarı atarlar. Bakterinin kabuğu ve zarı, yalnızca gerekli maddeleri emmesine izin verir.

Eğer bir bakterinin kabuğu ve zarı tamamen geçirimsiz olsaydı, hücrenin içine hiçbir madde giremezdi. Eğer tüm maddelere karşı geçirgen olsaydı, hücrenin içeriği bakterinin yaşadığı ortamla, yani çözeltiyle karışırdı. Bakterilerin hayatta kalabilmesi için gerekli maddelerin geçmesine izin veren ancak gereksiz maddelerin geçmesine izin vermeyen bir kabuğa ihtiyacı vardır.

Bakteri yakınında bulunan besinleri emer. Sonra ne olur? Bağımsız olarak hareket edebiliyorsa (kamçıyı hareket ettirerek veya mukusu geri iterek), gerekli maddeleri bulana kadar hareket eder.

Hareket edemiyorsa, difüzyonun (bir maddenin moleküllerinin başka bir maddenin moleküllerinin kalınlığına nüfuz etme yeteneği) gerekli molekülleri kendisine getirmesini bekler.

Bakteriler, diğer mikroorganizma gruplarıyla birlikte çok büyük kimyasal işler gerçekleştirirler. Çeşitli bileşikleri dönüştürerek yaşamları için gerekli olan enerji ve besin maddelerini alırlar. Bakterilerde metabolik süreçler, enerji elde etme yöntemleri ve vücutlarındaki maddeleri oluşturmak için malzeme ihtiyaçları çeşitlilik gösterir.

Diğer bakteriler vücuttaki organik maddelerin sentezi için gerekli olan karbon ihtiyaçlarının tamamını inorganik bileşikler pahasına karşılarlar. Onlara ototrof denir. Ototrofik bakteriler inorganik maddelerden organik maddeleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Aralarında:

Kemosentez

Radyant enerjinin kullanımı karbondioksit ve sudan organik madde yaratmanın en önemli yoludur ancak tek yolu değildir. Bakterilerin böyle bir sentez için enerji kaynağı olarak güneş ışığını değil, bazı inorganik bileşiklerin (hidrojen sülfür, kükürt, amonyak, hidrojen, nitrik asit, demir bileşikleri) oksidasyonu sırasında organizma hücrelerinde oluşan kimyasal bağların enerjisini kullandıkları bilinmektedir. demir ve manganez. Bu kimyasal enerjiyi kullanarak oluşan organik maddeyi vücut hücrelerini oluşturmak için kullanırlar. Bu nedenle bu sürece kemosentez denir.

Kemosentetik mikroorganizmaların en önemli grubu nitrifikasyon bakterileridir. Bu bakteriler toprakta yaşar ve organik kalıntıların çürümesi sırasında oluşan amonyağı nitrik asite oksitler. İkincisi toprağın mineral bileşikleriyle reaksiyona girerek nitrik asit tuzlarına dönüşür. Bu süreç iki aşamada gerçekleşir.

Demir bakterileri demirli demiri oksit demire dönüştürür. Ortaya çıkan demir hidroksit çöker ve sözde bataklık demir cevherini oluşturur.

Bazı mikroorganizmalar moleküler hidrojenin oksidasyonu nedeniyle var olur ve böylece ototrofik bir beslenme yöntemi sağlanır.

Hidrojen bakterilerinin karakteristik bir özelliği, organik bileşiklerle sağlandığında ve hidrojenin yokluğunda heterotrofik bir yaşam tarzına geçebilme yeteneğidir.

Bu nedenle kemoototroflar, gerekli organik bileşikleri inorganik maddelerden bağımsız olarak sentezledikleri ve bunları heterotroflar gibi diğer organizmalardan hazır olarak almadıkları için tipik ototroflardır. Kemoototrofik bakteriler, bir enerji kaynağı olarak ışıktan tamamen bağımsız olmaları nedeniyle fototrofik bitkilerden farklıdır.

Bakteriyel fotosentez

Spesifik pigmentler - bakteriyoklorofiller içeren bazı pigment içeren kükürt bakterileri (mor, yeşil), vücutlarındaki hidrojen sülfürün parçalandığı ve karşılık gelen bileşikleri geri yüklemek için hidrojen atomlarını serbest bıraktığı güneş enerjisini emebilir. Bu sürecin fotosentezle pek çok ortak yanı vardır ve yalnızca mor ve yeşil bakterilerde hidrojen donörünün hidrojen sülfit (bazen karboksilik asitler) ve yeşil bitkilerde ise su olmasıyla farklılık gösterir. Her ikisinde de hidrojenin ayrılması ve transferi, emilen güneş ışınlarının enerjisi nedeniyle gerçekleştirilir.

Oksijen açığa çıkmadan gerçekleşen bu bakteriyel fotosenteze fotoredüksiyon denir. Karbondioksitin fotoredüksiyonu, hidrojenin sudan değil hidrojen sülfürden aktarılmasıyla ilişkilidir:

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

Kemosentezin ve bakteriyel fotosentezin gezegensel ölçekte biyolojik önemi nispeten küçüktür. Doğadaki kükürt döngüsü sürecinde yalnızca kemosentetik bakteriler önemli bir rol oynar. Yeşil bitkiler tarafından sülfürik asit tuzları şeklinde emilen sülfür indirgenir ve protein moleküllerinin bir parçası haline gelir. Ayrıca, ölü bitki ve hayvan kalıntıları paslandırıcı bakteriler tarafından yok edildiğinde, kükürt bakterileri tarafından serbest kükürde (veya sülfürik asit) oksitlenen ve toprakta bitkilerin erişebileceği sülfitler oluşturan hidrojen sülfür formunda kükürt açığa çıkar. Kemo ve fotoototrofik bakteriler nitrojen ve kükürt döngüsünde gereklidir.

Sporlanma

Sporlar bakteri hücresinin içinde oluşur. Sporlanma süreci sırasında bakteri hücresi bir takım biyokimyasal işlemlerden geçer. İçerisindeki serbest su miktarı azalır ve enzimatik aktivite azalır. Bu, sporların olumsuz çevre koşullarına (yüksek sıcaklık, yüksek tuz konsantrasyonu, kurutma vb.) karşı direncini sağlar. Sporlanma yalnızca küçük bir bakteri grubunun karakteristik özelliğidir.

Sporlar bakterilerin yaşam döngüsünde isteğe bağlı bir aşamadır. Sporülasyon yalnızca besin eksikliği veya metabolik ürünlerin birikmesiyle başlar. Spor şeklindeki bakteriler uzun süre uykuda kalabilir. Bakteri sporları uzun süreli kaynamaya ve çok uzun süre donmaya dayanabilir. Uygun koşullar oluştuğunda spor filizlenir ve yaşayabilir hale gelir. Bakteri sporları, olumsuz koşullarda hayatta kalabilmek için bir adaptasyondur.

Üreme

Bakteriler bir hücreyi ikiye bölerek çoğalırlar. Belli bir büyüklüğe ulaşan bakteri iki özdeş bakteriye bölünür. Daha sonra her biri beslenmeye başlar, büyür, bölünür vb.

Hücre uzamasından sonra yavaş yavaş enine bir septum oluşur ve ardından yavru hücreler ayrılır; Birçok bakteride, belirli koşullar altında, bölündükten sonra hücreler karakteristik gruplar halinde birbirine bağlı kalır. Bu durumda bölme düzleminin yönüne ve bölme sayısına bağlı olarak farklı şekiller ortaya çıkar. Bakterilerde tomurcuklanarak üreme bir istisnadır.

Uygun koşullar altında birçok bakteride hücre bölünmesi her 20-30 dakikada bir gerçekleşir. Bu kadar hızlı üreme ile bir bakterinin 5 günde meydana gelen yavruları, tüm denizleri ve okyanusları doldurabilecek bir kütle oluşturabilmektedir. Basit bir hesaplama, günde 72 neslin (720.000.000.000.000.000.000 hücre) oluşabileceğini göstermektedir. Ağırlığa dönüştürülürse - 4720 ton. Ancak doğada bu olmaz, çünkü bakterilerin çoğu güneş ışığının, kurumanın, yiyecek eksikliğinin, 65-100°C'ye ısınmanın, türler arasındaki mücadelenin vb. etkisiyle etkisi altında hızla ölür.

Yeterli besini emen bakteri (1), boyut olarak (2) büyür ve üremeye (hücre bölünmesi) hazırlanmaya başlar. DNA'sı (bakteride DNA molekülü bir halka şeklinde kapalıdır) iki katına çıkar (bakteri bu molekülün bir kopyasını üretir). Her iki DNA molekülü de (3,4) kendilerini bakterinin duvarına bağlı bulur ve bakteri uzadıkça ayrılır (5,6). Önce nükleotid bölünür, sonra sitoplazma.

İki DNA molekülünün ayrılmasından sonra bakteri üzerinde bir daralma meydana gelir ve bu daralma, bakterinin gövdesini yavaş yavaş her biri bir DNA molekülü içeren iki parçaya böler (7).

(Bacillus subtilis'te) iki bakteri birbirine yapışarak aralarında bir köprü oluşur (1,2).

Jumper, DNA'yı bir bakteriden diğerine taşır (3). Bir bakteride DNA molekülleri iç içe geçer, bazı yerlerde birbirine yapışır (4) ve ardından bölümler değişir (5).

Bakterilerin doğadaki rolü

Girdap

Bakteriler doğadaki maddelerin genel döngüsünün en önemli halkasıdır. Bitkiler topraktaki karbondioksit, su ve mineral tuzlarından karmaşık organik maddeler oluşturur. Bu maddeler ölü mantarlar, bitkiler ve hayvan cesetleriyle birlikte toprağa geri döner. Bakteriler karmaşık maddeleri basit maddelere ayırır ve bunlar daha sonra bitkiler tarafından kullanılır.

Bakteriler ölü bitki ve hayvan cesetlerindeki karmaşık organik maddeleri, canlı organizmaların dışkılarını ve çeşitli atıklarını yok eder. Bu organik maddelerle beslenen saprofit çürük bakteriler onları humusa dönüştürür. Bunlar gezegenimizin bir nevi emirleri. Böylece bakteriler doğadaki madde döngüsüne aktif olarak katılmaktadır.

Toprak oluşumu

Bakteriler hemen hemen her yere dağıldıkları ve çok sayıda oluştukları için doğada meydana gelen çeşitli süreçleri büyük ölçüde belirlerler. Sonbaharda ağaçların ve çalıların yaprakları düşer, çimlerin yer üstü sürgünleri ölür, eski dallar dökülür ve zaman zaman yaşlı ağaçların gövdeleri düşer. Bütün bunlar yavaş yavaş humusa dönüşüyor. 1 cm3'te. Orman toprağının yüzey tabakası, çeşitli türlerden yüz milyonlarca saprofitik toprak bakterisini içerir. Bu bakteriler humusu bitki kökleri tarafından topraktan emilebilecek çeşitli minerallere dönüştürür.

Bazı toprak bakterileri, havadaki nitrojeni hayati işlemlerde kullanarak emebilir. Azot sabitleyen bu bakteriler bağımsız olarak yaşar veya baklagil bitkilerinin köklerine yerleşir. Baklagillerin köklerine nüfuz eden bu bakteriler, kök hücrelerinin büyümesine ve üzerlerinde nodül oluşumuna neden olur.

Bu bakteriler bitkilerin kullandığı nitrojen bileşiklerini üretir. Bakteriler karbonhidratları ve mineral tuzlarını bitkilerden elde ederler. Dolayısıyla baklagil bitkisi ile nodül bakterileri arasında hem birine hem de diğerine faydalı olan yakın bir ilişki vardır. Bu olaya simbiyoz denir.

Nodül bakterileri ile simbiyoz sayesinde baklagil bitkileri toprağı azotla zenginleştirerek verimin artmasına yardımcı olur.

Doğada dağılım

Mikroorganizmalar her yerde bulunur. Bunun tek istisnası, aktif volkanların kraterleri ve patlayan atom bombalarının merkez üslerindeki küçük alanlardır. Ne Antarktika'nın düşük sıcaklıkları, ne kaynayan gayzer akıntıları, ne tuz havuzlarındaki doymuş tuz çözeltileri, ne dağ zirvelerinin güçlü güneş ışığı, ne de nükleer reaktörlerin şiddetli ışınlaması mikrofloranın varlığını ve gelişimini engellemez. Tüm canlılar mikroorganizmalarla sürekli etkileşim halindedir ve genellikle onların yalnızca depoları değil aynı zamanda dağıtıcıları da olurlar. Mikroorganizmalar gezegenimizin yerlileridir ve en inanılmaz doğal substratları aktif olarak keşfederler.

Toprak mikroflorası

Topraktaki bakteri sayısı son derece fazladır; gram başına yüz milyonlarca ve milyarlarca birey. Toprakta su ve havadan çok daha fazlası var. Topraktaki toplam bakteri sayısı değişir. Bakteri sayısı toprağın türüne, durumuna ve katmanların derinliğine bağlıdır.

Toprak parçacıklarının yüzeyinde mikroorganizmalar küçük mikrokoloniler halinde (her biri 20-100 hücre) bulunur. Genellikle kalın organik madde yığınları halinde, yaşayan ve ölmekte olan bitki kökleri üzerinde, ince kılcal damarlar halinde ve iç yığınlarda gelişirler.

Toprak mikroflorası çok çeşitlidir. Burada farklı fizyolojik bakteri grupları vardır: çürüme bakterileri, nitrifikasyon bakterileri, nitrojen sabitleyici bakteriler, kükürt bakterileri vb. Bunların arasında aeroblar ve anaeroblar, spor ve spor olmayan formlar vardır. Mikroflora toprak oluşumundaki faktörlerden biridir.

Toprakta mikroorganizmaların gelişme alanı, canlı bitkilerin köklerine bitişik bölgedir. Buna rizosfer denir ve içinde bulunan mikroorganizmaların toplamına rizosfer mikroflorası denir.

Rezervuarların mikroflorası

Su, mikroorganizmaların çok sayıda geliştiği doğal bir ortamdır. Bunların büyük kısmı suya topraktan giriyor. Sudaki bakteri sayısını ve içindeki besin maddelerinin varlığını belirleyen bir faktör. En temiz sular artezyen kuyularından ve kaynaklardan gelmektedir. Açık rezervuarlar ve nehirler bakteri açısından çok zengindir. En fazla sayıda bakteri, suyun kıyıya yakın yüzey katmanlarında bulunur. Kıyıdan uzaklaştıkça ve derinlik arttıkça bakteri sayısı azalır.

Temiz su ml'sinde 100-200 bakteri, kirli su ise 100-300 bin ve daha fazla bakteri içerir. Dipteki çamurda, özellikle bakterilerin film oluşturduğu yüzey tabakasında çok sayıda bakteri bulunur. Bu film, hidrojen sülfürü sülfürik asite oksitleyen ve böylece balıkların ölmesini önleyen çok sayıda kükürt ve demir bakterisi içerir. Siltte daha çok spor taşıyan formlar bulunurken, suda spor taşımayan formlar çoğunluktadır.

Tür kompozisyonu açısından su mikroflorası toprak mikroflorasına benzer ancak spesifik formları da vardır. Mikroorganizmalar, suya giren çeşitli atıkları yok ederek, suyun biyolojik olarak arıtılması adı verilen işlemi yavaş yavaş gerçekleştirir.

Hava mikroflorası

Havanın mikroflorası, toprak ve suyun mikroflorasından daha az sayıdadır. Bakteriler tozla birlikte havaya yükselir, bir süre orada kalabilir, daha sonra yeryüzüne yerleşerek beslenme eksikliğinden veya ultraviyole ışınlarının etkisi altında ölürler. Havadaki mikroorganizmaların sayısı coğrafi bölgeye, araziye, yılın zamanına, toz kirliliğine vb. bağlıdır. Her toz zerresi mikroorganizmaların taşıyıcısıdır. Bakterilerin çoğu endüstriyel işletmelerin üzerindeki havada bulunmaktadır. Kırsal bölgelerde hava daha temizdir. En temiz hava ormanların, dağların ve karlı alanların üzerindedir. Havanın üst katmanları daha az mikrop içerir. Havanın mikroflorası, ultraviyole ışınlarına karşı diğerlerinden daha dirençli olan birçok pigmentli ve spor taşıyan bakteri içerir.

İnsan vücudunun mikroflorası

Tamamen sağlıklı olsa bile insan vücudu her zaman mikrofloranın taşıyıcısıdır. İnsan vücudu hava ve toprakla temas ettiğinde, patojenik olanlar (tetanoz basili, gazlı kangren vb.) dahil olmak üzere çeşitli mikroorganizmalar giysilere ve cilde yerleşir. İnsan vücudunun en sık maruz kalan kısımları kontaminedir. Ellerde E. coli ve stafilokoklar bulunur. Ağız boşluğunda 100'den fazla mikrop türü vardır. Ağız, sıcaklığı, nemi ve besin kalıntılarıyla mikroorganizmaların gelişimi için mükemmel bir ortamdır.

Mide asidik bir reaksiyona sahiptir, dolayısıyla içindeki mikroorganizmaların çoğu ölür. İnce bağırsaktan başlayarak reaksiyon alkali hale gelir, yani. mikroplara elverişlidir. Kalın bağırsaktaki mikroflora çok çeşitlidir. Her yetişkin günde yaklaşık 18 milyar bakteriyi dışkıyla dışarı atar. dünya üzerindeki insanlardan daha fazla birey.

Dış ortama bağlı olmayan iç organlar (beyin, kalp, karaciğer, mesane vb.) genellikle mikroplardan arındırılmıştır. Mikroplar bu organlara ancak hastalık sırasında girer.

Madde döngüsündeki bakteriler

Genel olarak mikroorganizmalar ve özel olarak bakteriler, bitkilerin veya hayvanların tamamen erişemeyeceği kimyasal dönüşümleri gerçekleştirerek, Dünya üzerindeki biyolojik açıdan önemli madde döngülerinde büyük bir rol oynarlar. Element döngüsünün farklı aşamaları, farklı türdeki organizmalar tarafından gerçekleştirilir. Her bir organizma grubunun varlığı, diğer gruplar tarafından gerçekleştirilen elementlerin kimyasal dönüşümüne bağlıdır.

Nitrojen döngüsü

Azotlu bileşiklerin döngüsel dönüşümü, biyosferdeki farklı beslenme ihtiyaçları olan organizmalara gerekli azot formlarının sağlanmasında birincil rol oynar. Toplam nitrojen fiksasyonunun %90'ından fazlası belirli bakterilerin metabolik aktivitesinden kaynaklanmaktadır.

Karbon döngüsü

Organik karbonun karbondioksite biyolojik dönüşümü, moleküler oksijenin indirgenmesiyle birlikte, çeşitli mikroorganizmaların ortak metabolik aktivitesini gerektirir. Birçok aerobik bakteri, organik maddelerin tamamen oksidasyonunu gerçekleştirir. Aerobik koşullar altında, organik bileşikler başlangıçta fermantasyon yoluyla parçalanır ve inorganik hidrojen alıcılarının (nitrat, sülfat veya C02) mevcut olması durumunda, fermantasyonun organik son ürünleri anaerobik solunum yoluyla daha da oksitlenir.

Kükürt döngüsü

Kükürt, canlı organizmalar için esas olarak çözünebilir sülfatlar veya indirgenmiş organik kükürt bileşikleri formunda mevcuttur.

Demir döngüsü

Bazı tatlı su kütleleri yüksek konsantrasyonlarda indirgenmiş demir tuzları içerir. Bu gibi yerlerde, indirgenmiş demiri oksitleyen demir bakterileri gibi spesifik bir bakteriyel mikroflora gelişir. Bataklıktaki demir cevherlerinin ve demir tuzları bakımından zengin su kaynaklarının oluşumuna katılırlar.

Bakteriler, yaklaşık 3,5 milyar yıl önce Archean'da ortaya çıkan en eski organizmalardır. Yaklaşık 2,5 milyar yıl boyunca Dünya'ya hakim oldular, biyosferi oluşturdular ve oksijen atmosferinin oluşumuna katıldılar.

Bakteriler en basit yapılı canlı organizmalardan biridir (virüsler hariç). Dünya üzerinde ortaya çıkan ilk organizmalar olduklarına inanılıyor.