Bakterie to ich nazwy. Krótka informacja o bakteriach

Czym są bakterie: rodzaje bakterii, ich klasyfikacja

Bakterie to maleńkie mikroorganizmy, które istnieją od tysięcy lat. Nie da się zobaczyć drobnoustrojów gołym okiem, ale nie powinniśmy zapominać o ich istnieniu. Istnieje ogromna liczba pałeczek. Nauka mikrobiologii zajmuje się ich klasyfikacją, badaniem, odmianami, cechami budowy i fizjologią.

Mikroorganizmy nazywane są różnie, w zależności od rodzaju ich działania i funkcji. Pod mikroskopem możesz obserwować, jak te małe stworzenia wchodzą ze sobą w interakcje. Pierwsze mikroorganizmy miały raczej prymitywną formę, ale ich znaczenia w żadnym wypadku nie należy lekceważyć. Od samego początku prątki ewoluowały, tworzyły kolonie, próbowały przetrwać w zmieniających się warunkach klimatycznych. Różne wibrio są w stanie wymieniać aminokwasy, aby w rezultacie normalnie rosnąć i rozwijać się.

Dziś trudno powiedzieć, ile gatunków tych mikroorganizmów występuje na ziemi (liczba ta przekracza milion), ale te najsłynniejsze i ich nazwy są znane niemal każdemu człowiekowi. Nieważne, czym są mikroby i jak się nazywają, wszystkie mają jedną zaletę – żyją w koloniach, więc dużo łatwiej jest im się przystosować i przetrwać.

Najpierw dowiedzmy się, jakie mikroorganizmy istnieją. Najprostszy podział na dobre i złe. Innymi słowy, te, które są szkodliwe dla organizmu człowieka, powodują wiele chorób i te, które są korzystne. Następnie omówimy szczegółowo, jakie są główne pożyteczne bakterie i podamy ich opis.

Możesz także klasyfikować mikroorganizmy według ich kształtu, cech. Zapewne wiele osób pamięta, że ​​w podręcznikach szkolnych była specjalna tabelka z wizerunkiem różnych mikroorganizmów, a obok niej było znaczenie i ich rola w przyrodzie. Istnieje kilka rodzajów bakterii:

• cocci - małe kulki, które przypominają łańcuch, ponieważ znajdują się jedna za drugą;
• w kształcie pręta;
• spirilla, krętki (mają zawiły kształt);
• wibracje.

Bakterie o różnych kształtach

Wspomnieliśmy już, że jedna z klasyfikacji dzieli drobnoustroje na gatunki w zależności od ich kształtu.

Bakterie coli mają również pewne cechy. Na przykład istnieją typy w kształcie pręta ze spiczastymi biegunami, z pogrubionymi, zaokrąglonymi lub prostymi końcami. Z reguły drobnoustroje w kształcie pałeczek są bardzo różne i zawsze są w chaosie, nie układają się w łańcuch (z wyjątkiem paciorkowców), nie przyczepiają się do siebie (z wyjątkiem pałeczek diploba).

Do mikroorganizmów o kulistych formach mikrobiolodzy obejmują paciorkowce, gronkowce, diplokoki, gonokoki. Mogą to być pary lub długie łańcuchy piłek.

Zakrzywione pałeczki to spirilla, krętki. Są zawsze aktywne, ale nie wytwarzają zarodników. Spirilla jest bezpieczna dla ludzi i zwierząt. Możesz odróżnić spirillę od krętków, jeśli zwrócisz uwagę na liczbę loków, są one mniej skręcone, mają specjalne wici na kończynach.

Rodzaje bakterii chorobotwórczych

Na przykład grupa mikroorganizmów zwanych ziarniakami, a bardziej szczegółowo paciorkowce i gronkowce powodują prawdziwe choroby ropne (czyraczność, paciorkowcowe zapalenie migdałków).

Bakterie beztlenowe żyją i rozwijają się doskonale bez tlenu; dla niektórych rodzajów tych mikroorganizmów tlen na ogół staje się zabójczy. Drobnoustroje tlenowe potrzebują tlenu, aby przeżyć.

Archaea to prawie bezbarwne organizmy jednokomórkowe.

Należy unikać bakterii chorobotwórczych, ponieważ powodują one infekcje, mikroorganizmy Gram-ujemne uważane są za oporne na przeciwciała. Istnieje wiele informacji o glebie, mikroorganizmach gnilnych, które są szkodliwe, pożyteczne.

Ogólnie rzecz biorąc, spirilla nie jest niebezpieczna, ale niektóre gatunki mogą powodować sodoku.

Odmiany pożytecznych bakterii

Nawet dzieci w wieku szkolnym wiedzą, że prątki są pożyteczne i szkodliwe. Ludzie znają niektóre nazwy ze słuchu (gronkowce, paciorkowce, pałeczki dżumy). Są to szkodliwe stworzenia, które ingerują nie tylko w środowisko zewnętrzne, ale także w ludzi. Istnieją mikroskopijne pałeczki, które powodują zatrucia pokarmowe.

Koniecznie poznaj przydatne informacje na temat kwasu mlekowego, żywności, mikroorganizmów probiotycznych. Na przykład probiotyki, czyli dobre organizmy, są często wykorzystywane do celów medycznych. Pytasz: po co? Nie pozwalają szkodliwym bakteriom namnażać się wewnątrz człowieka, wzmacniają funkcje ochronne jelit i mają dobry wpływ na układ odpornościowy człowieka.

Bifidobakterie są również bardzo korzystne dla jelit. Wibratory kwasu mlekowego obejmują około 25 gatunków. W ludzkim ciele są obecne w dużych ilościach, ale nie są niebezpieczne. Wręcz przeciwnie, chronią przewód pokarmowy przed drobnoustrojami gnilnymi i innymi.

Mówiąc o dobrych, nie można nie wspomnieć o ogromnych gatunkach Streptomycetes. Znane są tym, którzy przyjmowali chloramfenikol, erytromycynę i podobne leki.

Istnieją mikroorganizmy, takie jak Azotobacter. Żyją w glebie przez wiele lat, korzystnie wpływają na glebę, stymulują wzrost roślin, oczyszczają ziemię z metali ciężkich. Są niezastąpione w medycynie, rolnictwie, medycynie, przemyśle spożywczym.

Rodzaje zmienności bakteryjnej

Drobnoustroje z natury są bardzo kapryśne, szybko umierają, mogą być spontaniczne, indukowane. Nie będziemy wchodzić w szczegóły zmienności bakterii, ponieważ ta informacja jest bardziej interesująca dla tych, którzy interesują się mikrobiologią i wszystkimi jej gałęziami.

Rodzaje bakterii do szamba

Mieszkańcy domów prywatnych rozumieją pilną potrzebę oczyszczania ścieków, a także szamb. Dzisiaj kanalizację można szybko i skutecznie oczyścić za pomocą specjalnych bakterii do szamb. Dla osoby jest to ogromna ulga, ponieważ czyszczenie kanalizacji nie jest przyjemną rzeczą.

Wyjaśniliśmy już, gdzie stosowany jest biologiczny typ oczyszczania ścieków, a teraz porozmawiajmy o samym systemie. Bakterie do szamb hodowane są w laboratoriach, niwelują nieprzyjemny zapach kanalizacji, dezynfekują studzienki kanalizacyjne, szamba, zmniejszają objętość ścieków. Istnieją trzy rodzaje bakterii, które są używane do szamba:

• aerobik;
• beztlenowy;
• żywe (bioaktywatory).

Bardzo często ludzie stosują łączone metody czyszczenia. Stosować się ściśle do instrukcji na preparacie, upewnić się, że poziom wody sprzyja normalnemu przeżywaniu bakterii. Pamiętaj też, aby korzystać z odpływu co najmniej raz na dwa tygodnie, aby bakterie miały co jeść, w przeciwnym razie umrą. Nie zapominaj, że chlor z proszków i płynów czyszczących zabija bakterie.

Najpopularniejsze bakterie to Dr. Robik, Septifos, Waste Treat.

Rodzaje bakterii w moczu

Teoretycznie w moczu nie powinno być bakterii, ale po różnych czynnościach i sytuacjach maleńkie mikroorganizmy osiedlają się tam, gdzie chcą: w pochwie, w nosie, w wodzie i tak dalej. Jeśli podczas badań wykryto bakterie, oznacza to, że dana osoba cierpi na choroby nerek, pęcherza moczowego lub moczowodów. Mikroorganizmy dostają się do moczu na kilka sposobów. Przed rozpoczęciem leczenia bardzo ważne jest zbadanie i dokładne określenie rodzaju bakterii oraz drogi wniknięcia. Można to określić na podstawie biologicznego posiewu moczu, gdy bakterie są umieszczane w sprzyjającym środowisku. Następnie sprawdzana jest reakcja bakterii na różne antybiotyki.

Życzymy Wam, abyście zawsze byli zdrowi. Dbaj o siebie, myj regularnie ręce, chroń swój organizm przed szkodliwymi bakteriami!

Otaczają nas wszędzie. Wiele z nich jest bardzo potrzebnych i przydatnych dla osoby, a wiele wręcz przeciwnie powoduje straszne choroby.
Czy wiesz, w jakich formach występują bakterie? A jak się rozmnażają? A co jedzą? Chcesz wiedzieć?
.site) pomoże Ci znaleźć w tym artykule.

Kształty i rozmiary bakterii

Większość bakterii to organizmy jednokomórkowe. Różnią się różnorodnością form. Bakterie otrzymują nazwy na podstawie ich kształtu. Na przykład bakterie o okrągłym kształcie nazywane są ziarniakami (wszystkie znane paciorkowce i gronkowce), bakterie o kształcie pręcików to pałeczki, pseudomonady lub Clostridia (słynne bakterie o tym kształcie to m.in. prątek gruźlicy Lub Różdżka Kocha). Bakterie mogą mieć kształt spirali, a następnie ich nazwy krętki, wibryle Lub spirilla. Nie tak często, ale są bakterie w postaci gwiazdek, różnych wielokątów lub innych geometrycznych kształtów.

Bakterie wcale nie są duże, ich wielkość waha się od pół do pięciu mikrometrów. Największa bakteria ma rozmiar siedmiuset pięćdziesięciu mikrometrów. Po odkryciu nanobakterii okazało się, że ich rozmiary są znacznie mniejsze, niż wcześniej wyobrażali sobie naukowcy. Jednak do tej pory nanobakterie nie zostały dobrze zbadane. Niektórzy naukowcy nawet wątpią w ich istnienie.

Agregaty i organizmy wielokomórkowe

Bakterie mogą łączyć się ze sobą za pomocą śluzu, tworząc agregaty komórkowe. Jednocześnie każda pojedyncza bakteria jest samowystarczalnym organizmem, którego żywotna aktywność nie zależy w żaden sposób od przyklejonych do niej krewnych. Czasami zdarza się, że bakterie sklejają się w celu wykonania jakiejś wspólnej funkcji. Niektóre bakterie z reguły w postaci nitkowatej mogą również tworzyć organizmy wielokomórkowe.

Jak się poruszają?

Są bakterie, które same nie są w stanie się poruszać, ale są też takie, które są wyposażone w specjalne urządzenia do poruszania się. Niektóre bakterie poruszają się za pomocą wici, podczas gdy inne mogą się ślizgać. Sposób przemieszczania się bakterii nie jest jeszcze w pełni poznany. Uważa się, że bakterie wydzielają specjalny śluz, który ułatwia poślizg. A potem są bakterie, które mogą „nurkować”. Aby zejść w głąb dowolnego płynnego ośrodka, taki mikroorganizm może zmienić swoją gęstość. Aby bakteria zaczęła się poruszać w dowolnym kierunku, musi zostać podrażniona.

Odżywianie

Są bakterie, które mogą żywić się tylko związkami organicznymi, i są takie, które potrafią przetwarzać substancje nieorganiczne w organiczne i dopiero potem wykorzystywać je do własnych potrzeb. Bakterie pozyskują energię na trzy sposoby: poprzez oddychanie, fermentację lub fotosyntezę.

reprodukcja

Jeśli chodzi o reprodukcję bakterii, możemy powiedzieć, że nie różni się ona również jednorodnością. Istnieją bakterie, które nie dzielą się na płcie i rozmnażają przez prosty podział lub pączkowanie. Niektóre cyjanobakterie mają zdolność do wielokrotnego podziału, czyli w jednym czasie mogą wyprodukować nawet tysiąc „noworodkowych” bakterii. Istnieją również bakterie, które rozmnażają się płciowo. Oczywiście wszyscy robią to w bardzo prymitywny sposób. Ale jednocześnie dwie bakterie przekazują swoje dane genetyczne do nowej komórki - to główna cecha rozmnażania płciowego.

Bakterie oczywiście zasługują na uwagę, nie tylko dlatego, że powodują wiele chorób. Te mikroorganizmy były pierwszymi żywymi istotami, które zamieszkiwały naszą planetę. Historia bakterii na Ziemi sięga prawie czterech miliardów lat! Cyjanobakterie są najstarsze z istniejących dzisiaj, pojawiły się trzy i pół miliarda lat temu.

Możesz doświadczyć dobroczynnych właściwości bakterii dzięki specjalistom Tianshi Corporation, którzy opracowali dla Ciebie

Ciało bakterii jest reprezentowane przez pojedynczą komórkę. Formy bakterii są zróżnicowane. Budowa bakterii różni się od budowy komórek zwierzęcych i roślinnych.

Komórka nie ma jądra, mitochondriów i plastydów. Nośnik informacji dziedzicznej DNA znajduje się w środku komórki w złożonej formie. Mikroorganizmy, które nie mają prawdziwego jądra, są klasyfikowane jako prokarioty. Wszystkie bakterie są prokariotami.

Przyjmuje się, że na ziemi żyje ponad milion gatunków tych niesamowitych organizmów. Do tej pory opisano około 10 tysięcy gatunków.

Komórka bakteryjna ma ścianę, błonę cytoplazmatyczną, cytoplazmę z inkluzjami i nukleotyd. Spośród dodatkowych struktur niektóre komórki mają wici, pilusy (mechanizm sklejania się i utrzymywania na powierzchni) oraz kapsułkę. W niesprzyjających warunkach niektóre komórki bakteryjne są w stanie tworzyć przetrwalniki. Średnia wielkość bakterii wynosi 0,5-5 mikronów.

Zewnętrzna budowa bakterii

Ryż. 1. Budowa komórki bakteryjnej.

Ściana komórkowa

• Ściana komórkowa komórki bakteryjnej jest jej ochroną i wsparciem. Nadaje mikroorganizmowi specyficzny kształt.
• Ściana komórkowa jest przepuszczalna. Składniki odżywcze przechodzą przez nią do wewnątrz, a produkty przemiany materii (metabolizm) na zewnątrz.
• Niektóre rodzaje bakterii wytwarzają specjalny śluz przypominający kapsułkę, która chroni je przed wysychaniem.
• Niektóre komórki mają wici (jedną lub więcej) lub kosmki, które pomagają im się poruszać.
• Komórki bakteryjne, które zmieniają kolor na różowy w barwieniu metodą Grama ( gram ujemny), ściana komórkowa jest cieńsza, wielowarstwowa. Enzymy rozkładające składniki odżywcze są uwalniane na zewnątrz.
• Bakterie, które stają się fioletowe w barwieniu metodą Grama Gram-dodatnie) ściana komórkowa jest gruba. Składniki odżywcze, które dostają się do komórki, są rozkładane w przestrzeni peryplazmatycznej (przestrzeń między ścianą komórkową a błoną cytoplazmatyczną) przez enzymy hydrolityczne.
• Na powierzchni ściany komórkowej znajdują się liczne receptory. Dołączają do nich zabójcy komórek - fagi, kolicyny i związki chemiczne.
• Lipoproteiny ścienne w niektórych typach bakterii są antygenami, które nazywane są toksynami.
• Przy długotrwałym leczeniu antybiotykami iz wielu innych powodów niektóre komórki tracą błonę, ale zachowują zdolność do reprodukcji. Uzyskują zaokrąglony kształt - kształt litery L i mogą być przechowywane przez długi czas w organizmie człowieka (ziarniaki lub prątki gruźlicy). Niestabilne formy L mają zdolność powrotu do pierwotnej postaci (rewersji).

Ryż. 2. Na zdjęciu struktura ściany bakteryjnej bakterii Gram-ujemnych (po lewej) i Gram-dodatnich (po prawej).

Kapsuła

W niekorzystnych warunkach środowiskowych bakterie tworzą otoczkę. Mikrokapsułka ściśle przylega do ściany. Można to zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym. Makrokapsułka jest często tworzona przez drobnoustroje chorobotwórcze (pneumokoki). W zapaleniu płuc Klebsiella zawsze znajduje się makrokapsułka.

Ryż. 3. Na zdjęciu pneumokoki. Strzałki wskazują kapsułę (wzór dyfrakcji elektronów w ultracienkim przekroju).

otoczka przypominająca kapsułkę

Otoczka przypominająca kapsułkę jest tworem luźno związanym ze ścianą komórkową. Dzięki enzymom bakteryjnym kapsułkowata otoczka pokryta jest węglowodanami (egzopolisacharydami) środowiska zewnętrznego, co zapewnia przyleganie bakterii do różnych powierzchni, nawet całkowicie gładkich.

Na przykład paciorkowce, dostając się do ludzkiego ciała, są w stanie skleić się z zębami i zastawkami serca.

Funkcje kapsułki są różnorodne:

• ochrona przed agresywnymi warunkami środowiskowymi,
• zapewnienie adhezji (adhezji) z komórkami ludzkimi,
• posiadająca właściwości antygenowe kapsułka ma działanie toksyczne po wprowadzeniu do żywego organizmu.

Ryż. 4. Paciorkowce są zdolne do sklejania się ze szkliwem zębów i wraz z innymi drobnoustrojami są przyczyną próchnicy.

Ryż. 5. Na zdjęciu porażka zastawki mitralnej w reumatyzmie. Powodem są paciorkowce.

wici

• Niektóre komórki bakteryjne mają wici (jedną lub więcej) lub kosmki, które pomagają im się poruszać. Wici zawierają kurczliwe białko flageliny.
• Liczba wici może być różna - jedna, wiązka wici, wici na różnych końcach komórki lub na całej powierzchni.
• Ruch (przypadkowy lub rotacyjny) odbywa się w wyniku ruchu obrotowego wici.
• Właściwości antygenowe wici mają działanie toksyczne w chorobie.
• Bakterie nieposiadające wici, pokryte śluzem, mogą się ślizgać. Bakterie wodne zawierają wakuole w ilości 40-60, wypełnione azotem.

Zapewniają nurkowanie i wynurzanie. W glebie komórka bakteryjna przemieszcza się przez kanały glebowe.

Ryż. 6. Schemat przyczepu i działanie wici.

Ryż. 7. Zdjęcie przedstawia różne rodzaje wiciowców.

Ryż. 8. Zdjęcie przedstawia różne rodzaje wiciowców.

picie

• Pili (kosmki, fimbrie) pokrywają powierzchnię komórek bakteryjnych. Kosmek to spiralnie skręcona cienka, pusta nić o charakterze białkowym.
• Generał pił zapewniają adhezję (adhezję) z komórkami gospodarza. Ich liczba jest ogromna i waha się od kilkuset do kilku tysięcy. Od momentu przyłączenia dowolny plik .
• piły płciowe promowanie transferu materiału genetycznego od dawcy do biorcy. Ich liczba wynosi od 1 do 4 na komórkę.

Ryż. 9. Zdjęcie przedstawia E. coli. Widoczna wici i picie. Zdjęcie wykonano za pomocą mikroskopu tunelowego (STM).

Ryż. 10. Na zdjęciu liczne pilusy (fimbrie) w ziarniakach.

Ryż. 11. Zdjęcie przedstawia komórkę bakteryjną z fimbriami.

błona cytoplazmatyczna

• Błona cytoplazmatyczna znajduje się pod ścianą komórkową i jest lipoproteiną (do 30% lipidów i do 70% białek).
• Różne komórki bakteryjne mają różny skład lipidowy błon.
• Białka błonowe pełnią wiele funkcji. Białka funkcjonalne są enzymami, dzięki którym synteza jego różnych składników zachodzi na błonie cytoplazmatycznej itp.
• Błona cytoplazmatyczna składa się z 3 warstw. Podwójna warstwa fosfolipidowa jest przesiąknięta globulinami, które zapewniają transport substancji do wnętrza komórki bakteryjnej. Jeśli to się nie powiedzie, komórka umiera.
• Błona cytoplazmatyczna bierze udział w sporulacji.

Ryż. 12. Zdjęcie wyraźnie pokazuje cienką ścianę komórkową (CS), błonę cytoplazmatyczną (CPM) i nukleotyd w środku (bakteria Neisseria catarrhalis).

Budowa wewnętrzna bakterii

Ryż. 13. Zdjęcie przedstawia budowę komórki bakteryjnej. Budowa komórki bakteryjnej różni się od budowy komórek zwierzęcych i roślinnych - komórka nie ma jądra, mitochondriów i plastydów.

Cytoplazma

Cytoplazma to 75% wody, pozostałe 25% to związki mineralne, białka, RNA i DNA. Cytoplazma jest zawsze gęsta i nieruchoma. Zawiera enzymy, niektóre pigmenty, cukry, aminokwasy, zapas składników odżywczych, rybosomy, mezosomy, granulki i wszelkiego rodzaju inne inkluzje. W centrum komórki skoncentrowana jest substancja, która przenosi informacje dziedziczne - nukleoid.

Granulki

Granulki zbudowane są ze związków będących źródłem energii i węgla.

mezosomy

Mezosomy są pochodnymi komórek. Mają inny kształt - koncentryczne błony, pęcherzyki, kanaliki, pętle itp. Mezosomy mają połączenie z nukleoidem. Ich głównym celem jest udział w podziale komórek i tworzeniu zarodników.

nukleoid

Nukleoid jest analogiczny do jądra. Znajduje się w środku komórki. Zlokalizowane jest w nim DNA - nośnik informacji dziedzicznej w złożonej formie. Nieskręcony DNA osiąga długość 1 mm. Substancja jądrowa komórki bakteryjnej nie ma błony, jąderka i zestawu chromosomów i nie jest podzielona przez mitozę. Przed podziałem nukleotyd jest podwojony. Podczas podziału liczba nukleotydów wzrasta do 4.

Ryż. 14. Zdjęcie przedstawia wycinek komórki bakteryjnej. W centralnej części widoczny nukleotyd.

plazmidy

Plazmidy to autonomiczne cząsteczki zwinięte w pierścień dwuniciowego DNA. Ich masa jest znacznie mniejsza niż masa nukleotydu. Pomimo faktu, że informacje dziedziczne są zakodowane w DNA plazmidów, nie są one niezbędne i niezbędne dla komórki bakteryjnej.

Ryż. 15. Zdjęcie przedstawia plazmid bakteryjny. Zdjęcie zostało zrobione za pomocą mikroskopu elektronowego.

Rybosomy

Rybosomy komórki bakteryjnej biorą udział w syntezie białek z aminokwasów. Rybosomy komórek bakteryjnych nie są połączone w retikulum endoplazmatycznym, jak w komórkach, które mają jądro. To właśnie rybosomy często stają się „celem” dla wielu leków przeciwbakteryjnych.

Inkluzje

Inkluzje są produktami przemiany materii komórek jądrowych i niejądrowych. Stanowią one źródło składników odżywczych: glikogenu, skrobi, siarki, polifosforanów (valutin) itp. Po wybarwieniu inkluzje przybierają często inny wygląd niż kolor barwnika. Możesz diagnozować według waluty.

Kształty bakterii

Duże znaczenie w ich identyfikacji (rozpoznaniu) ma kształt komórki bakteryjnej oraz jej wielkość. Najczęstsze formy są kuliste, w kształcie pręta i zawiłe.

Tabela 1. Główne formy bakterii.

bakterie kuliste

Kuliste bakterie nazywane są ziarniakami (z greckiego coccus - ziarno). Są ułożone pojedynczo, po dwa (diplokoki), w workach, łańcuszkach i jak kiście winogron. Układ ten zależy od sposobu podziału komórki. Najbardziej szkodliwymi drobnoustrojami są gronkowce i paciorkowce.

Ryż. 16. Zdjęcie przedstawia mikrokoki. Bakterie są okrągłe, gładkie, białe, żółte i czerwone. Mikrokoki są wszechobecne w przyrodzie. Żyją w różnych jamach ludzkiego ciała.

Ryż. 17. Na zdjęciu bakteria diplococcus - Streptococcus pneumoniae.

Ryż. 18. Bakteria Sarcina na zdjęciu. Bakterie kokosowe są łączone w pakiety.

Ryż. 19. Na zdjęciu bakterie paciorkowcowe (z greckiego „streptos” - łańcuch).

Ułożone w łańcuchy. Są czynnikami sprawczymi wielu chorób.

Ryż. 20. Na zdjęciu bakterie to „złote” gronkowce. Ułożone jak „kiść winogron”. Klastry mają złocisty kolor. Są czynnikami sprawczymi wielu chorób.

bakterie w kształcie pałeczek

Bakterie w kształcie pałeczek, które tworzą zarodniki, nazywane są pałeczkami. Mają cylindryczny kształt. Najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy jest Bacillus. Bacilli obejmują dżumę i pałeczki hemofilne. Końce bakterii w kształcie pałeczek mogą być spiczaste, zaokrąglone, ścięte, rozszerzone lub rozszczepione. Kształt samych patyków może być poprawny i nieprawidłowy. Można je układać pojedynczo, po dwa lub tworzyć łańcuchy. Niektóre pałeczki nazywane są coccobacilli, ponieważ mają okrągły kształt. Niemniej jednak ich długość przekracza szerokość.

Diplobacilli to podwójne pałeczki. Pałeczki wąglika tworzą długie nitki (łańcuszki).

Powstawanie zarodników zmienia kształt prątków. W środku prątków w bakteriach masłowych tworzą się zarodniki, nadające im wygląd wrzeciona. W pałeczkach tężcowych - na końcach prątków, nadając im wygląd pałeczek.

Ryż. 21. Zdjęcie przedstawia komórkę bakteryjną w kształcie pręcika. Widoczne są liczne wici. Zdjęcie zostało zrobione za pomocą mikroskopu elektronowego. Negatywny.

Ryż. 22. Na zdjęciu bakterie w kształcie pałeczek tworzące łańcuchy (pręciki wąglika).

Ryż. 1. Ludzkie ciało to w 90% komórki drobnoustrojów. Zawiera od 500 do 1000 różnych rodzajów bakterii lub trylionów tych niesamowitych mieszkańców, co daje łącznie aż 4 kg wagi.

Ryż. 2. Bakterie bytujące w jamie ustnej: Streptococcus mutants (zielony). Bacteroides gingivalis, powoduje zapalenie przyzębia (fioletowy). Candida albicus (żółty). Powoduje kandydozę skóry i narządów wewnętrznych.

Ryż. 7. Mycobacterium tuberculosis. Bakterie od tysięcy lat powodują choroby u ludzi i zwierząt. Prątek gruźlicy jest niezwykle stabilny w środowisku zewnętrznym. W 95% przypadków przenoszona jest przez unoszące się w powietrzu kropelki. Najczęściej atakuje płuca.

Ryż. 8. Czynnikiem wywołującym błonicę jest Corynebacterium lub Bacillus Lefflera. Częściej rozwija się w nabłonku warstwy śluzowej migdałków, rzadziej w krtani. Obrzęk krtani i powiększone węzły chłonne mogą prowadzić do zamartwicy. Toksyna patogenu osadza się na błonach komórek mięśnia sercowego, nerek, nadnerczy i zwojów nerwowych i niszczy je.

Ryż. 9. Czynniki wywołujące zakażenie gronkowcowe. Gronkowce chorobotwórcze powodują rozległe uszkodzenia skóry i jej przydatków, uszkodzenia wielu narządów wewnętrznych, zatrucia pokarmowe, zapalenia jelit i jelita grubego, posocznicę i wstrząs toksyczny.

Ryż. 10. Meningokoki są czynnikami sprawczymi zakażenia meningokokowego. Aż 80% pacjentów to dzieci. Infekcja jest przenoszona przez unoszące się w powietrzu kropelki od chorych i zdrowych nosicieli bakterii.

Ryż. 11. Bordetella krztuśca.

Ryż. 12. Czynnikami wywołującymi szkarlatynę są paciorkowce pyogenes.

Szkodliwe bakterie mikroflory wodnej

Środowiskiem wielu drobnoustrojów jest woda. W 1 cm3 wody można naliczyć do 1 miliona organizmów drobnoustrojów. Mikroorganizmy chorobotwórcze dostają się do wody z przedsiębiorstw przemysłowych, osiedli i gospodarstw hodowlanych. Źródłem może stać się woda z drobnoustrojami chorobotwórczymi czerwonka, cholera, dur brzuszny, tularemia, leptospiroza itp. Vibrio cholerae i może przebywać w wodzie przez długi czas.

Ryż. 13. Szigella. Patogeny powodują czerwonkę bakteryjną. Shigella niszczą nabłonek błony śluzowej okrężnicy, powodując ciężkie wrzodziejące zapalenie jelita grubego. Ich toksyny wpływają na mięsień sercowy, układ nerwowy i naczyniowy.

Ryż. 14. . Vibrio nie niszczą komórek błony śluzowej jelita cienkiego, ale znajdują się na ich powierzchni. Uwalnia się toksyna cholerogenna, której działanie prowadzi do naruszenia metabolizmu wody i soli, w związku z czym organizm traci do 30 litrów płynów dziennie.

Ryż. 15. Salmonella - czynniki sprawcze duru brzusznego i paratyfusu. Dotyczy to nabłonka i elementów limfatycznych jelita cienkiego. Wraz z przepływem krwi dostają się do szpiku kostnego, śledziony i pęcherzyka żółciowego, skąd patogeny ponownie przedostają się do jelita cienkiego. W wyniku zapalenia immunologicznego dochodzi do pęknięcia ściany jelita cienkiego i zapalenia otrzewnej.

Ryż. 16. Czynniki sprawcze tularemii (niebieskie kokkobakterie). Wpływa na drogi oddechowe i jelita. Cechą charakterystyczną jest przenikanie do organizmu człowieka przez nienaruszoną skórę i błony śluzowe oczu, nosogardzieli, krtani i jelit. Cechą choroby jest porażka węzłów chłonnych (pierwotna dymienica).

Ryż. 17. Leptospira. Wpływają na ludzką sieć naczyń włosowatych, często na wątrobę, nerki i mięśnie. Choroba nazywa się żółtaczką zakaźną.

Szkodliwe bakterie mikroflory glebowej

W glebie żyją miliardy „złych” bakterii. Na 30 cm miąższości 1 hektara ziemi żyje do 30 ton bakterii. Posiadając potężny zestaw enzymów, biorą udział w rozkładzie białek na aminokwasy, biorąc w ten sposób aktywny udział w procesach rozpadu. Jednak bakterie te przynoszą człowiekowi wiele kłopotów. Dzięki działaniu tych drobnoustrojów żywność bardzo szybko się psuje. Człowiek nauczył się zabezpieczać produkty długoterminowego przechowywania poprzez sterylizację, solenie, wędzenie i zamrażanie. Niektóre rodzaje tych bakterii mogą zepsuć nawet soloną i mrożoną żywność. dostać się do gleby od chorych zwierząt i ludzi. Niektóre rodzaje bakterii i grzybów pozostają w glebie przez dziesięciolecia. Sprzyja temu specyfika tych mikroorganizmów do tworzenia przetrwalników, które przez wiele lat chronią je przed niekorzystnymi warunkami środowiskowymi. Powodują najstraszniejsze choroby - wąglika, zatrucia jadem kiełbasianym i tężca.

Ryż. 18. Czynnik sprawczy wąglika. Przez dziesięciolecia pozostaje w glebie w stanie przypominającym zarodniki. Szczególnie groźna choroba. Jego drugie imię to złośliwy karbunkuł. Rokowanie choroby jest niekorzystne.

Ryż. 19. Czynnik sprawczy zatrucia jadem kiełbasianym uwalnia najsilniejszą toksynę. 1 mcg tej trucizny zabija człowieka. Toksyna botulinowa oddziałuje na układ nerwowy, nerwy okoruchowe, aż do porażenia i nerwów czaszkowych. Śmiertelność z powodu zatrucia jadem kiełbasianym sięga 60%.

Ryż. 20. Czynniki sprawcze zgorzeli gazowej namnażają się bardzo szybko w tkankach miękkich ciała bez dostępu powietrza, powodując poważne zmiany. W stanie zarodnikowym długo pozostaje w środowisku zewnętrznym.

Ryż. 21. Bakterie gnilne.

Ryż. 22. Pokonaj gnilne bakterie żywności.

Szkodliwe bakterie infekujące drewno

Szereg bakterii i grzybów intensywnie rozkłada błonnik, pełniąc ważną rolę sanitarną. Jednak wśród nich są bakterie powodujące ciężkie choroby u zwierząt. Pleśnie niszczą drewno. grzyby bejcowe malować drewno na różne kolory. grzyb domowy powoduje gnicie drewna. W wyniku żywotnej aktywności tego grzyba drewniane budynki ulegają zniszczeniu. Ogromne szkody wyrządza aktywność tych grzybów w niszczeniu budynków inwentarskich.

Ryż. 23. Zdjęcie pokazuje, jak grzyb domowy zniszczył drewniane belki stropowe.

Ryż. 24. Zepsuty wygląd kłód (kolor niebieski) zaatakowany przez grzyby plamiące drewno.

Ryż. 25. Grzyb domowy Merulius Lacrimans. a - grzybnia bawełnopodobna; b - młody owocnik; c - stary owocnik; d - stara grzybnia, sznury i spróchniałe drewno.

Szkodliwe bakterie w żywności

Produkty zanieczyszczone niebezpiecznymi bakteriami stają się źródłem chorób jelit: dur brzuszny, salmonelloza, cholera, czerwonka itp. Toksyny, które emitują gronkowce i bakteria botulinowa powodować toksyczne infekcje. Może to mieć wpływ na ser i wszystkie produkty mleczne bakterie masłowe, które powodują fermentację masłową, w wyniku której produkty mają nieprzyjemny zapach i kolor. laski octu powodują fermentację octową, która prowadzi do kwaśnienia wina i piwa. Bakterie i mikrokoki powodujące gnicie zawierają enzymy proteolityczne rozkładające białka, które nadają produktom nieprzyjemny zapach i gorzki smak. Pleśń pokrywa produkty w wyniku uszkodzenia grzyby.

Ryż. 26. Chleb dotknięty pleśnią.

Ryż. 27. Ser dotknięty pleśnią i bakteriami gnilnymi.

Ryż. 28. „Dzikie drożdże” Pichia pastoris. Zdjęcie zrobione w powiększeniu 600x. Wściekły szkodnik piwa. Występuje powszechnie w przyrodzie.

Szkodliwe bakterie rozkładające tłuszcze w diecie

Bakterie masłowe są wszędzie. 25 z ich gatunków powoduje fermentację masłową. witalność bakterie rozkładające tłuszcz prowadzi do jełczenia oleju. Pod ich wpływem nasiona soi i słonecznika jełczeją. Fermentacja masłowa, którą wywołują te drobnoustroje, psuje kiszonkę i jest źle zjadana przez zwierzęta gospodarskie. A mokre ziarno i siano, dotknięte drobnoustrojami masłowymi, nagrzewają się. Wilgoć zawarta w maśle jest dobrą pożywką. bakterie gnilne i drożdże. Z tego powodu olej psuje się nie tylko na zewnątrz, ale także wewnątrz. Jeśli olej jest przechowywany przez długi czas, to grzyby.

Ryż. 29. Olejek kawiorowy pod wpływem bakterii rozkładających tłuszcz.

Szkodliwe bakterie wpływające na jaja i produkty jajeczne

Bakterie i grzyby wnikają do jaja przez pory zewnętrznej skorupy i uszkadzają ją. Najczęściej jaja są zakażone bakteriami salmonelli i grzybami pleśniowymi, proszek jajeczny - salmonelli i.

Ryż. 30. Zepsute jajka.

Szkodliwe bakterie w puszkach

dla ludzi są toksynami pałeczki botulinowe i pałeczki perfringens. Ich zarodniki wykazują wysoką stabilność termiczną, co pozwala drobnoustrojom przetrwać po pasteryzacji konserw. Znajdując się w słoiku, bez dostępu do tlenu, zaczynają się namnażać. W tym samym czasie uwalniany jest dwutlenek węgla i wodór, z których puszka pęcznieje. Spożycie takiego produktu powoduje ciężkie zatrucie pokarmowe, które charakteryzuje się niezwykle ciężkim przebiegiem i często kończy się śmiercią pacjenta. Konserwy mięsne i warzywne są niesamowite bakterie kwasu octowego w wyniku czego zawartość konserwy kwaśnieje. Rozwój nie powoduje pęcznienia konserw, ponieważ gronkowiec złocisty nie wytwarza gazów.

Ryż. 31. Konserwy mięsne dotknięte bakteriami kwasu octowego, w wyniku czego zawartość konserw staje się kwaśna.

Ryż. 32. Napęczniałe konserwy mogą zawierać pałeczki botulinowe i perfringensowe. Napełnia słoik dwutlenkiem węgla, który jest uwalniany przez bakterie podczas rozmnażania.

Szkodliwe bakterie w produktach zbożowych i pieczywie

Sporysz i inne pleśnie infekujące ziarna są najbardziej niebezpieczne dla ludzi. Toksyny z tych grzybów są stabilne termicznie i nie ulegają zniszczeniu podczas pieczenia. Zatrucie spowodowane użyciem takich produktów jest trudne. Mąka dotknięta bakterie kwasu mlekowego, ma nieprzyjemny smak i specyficzny zapach, grudkowaty wygląd. Dotyczy to już upieczonego chleba Bacillus subtilis(Vas. subtilis) lub „choroba naciągowa”. Bakterie wydzielają enzymy rozkładające skrobię chlebową, co objawia się najpierw nieprzyjemnym dla chleba zapachem, a następnie lepkością i plastycznością miękiszu chleba. Zielona, ​​biała i główkowata pleśń uderzyć już upieczonym chlebem. Rozprzestrzenia się w powietrzu.

Ryż. 33. Na zdjęciu sporysz jest fioletowy. Niskie dawki sporyszu powodują silny ból, zaburzenia psychiczne i agresywne zachowanie. Wysokie dawki sporyszu powodują bolesną śmierć. Jego działanie wiąże się ze skurczem mięśni pod wpływem alkaloidów grzyba.

Ryż. 34. Grzyb grzybowy.

Ryż. 35. Zarodniki zielonej, białej i główkowatej pleśni mogą przedostać się z powietrza na już upieczony chleb i zarazić go.

Szkodliwe bakterie atakujące owoce, warzywa i jagody

Nasiona owoców, warzyw i jagód bakterie glebowe, grzyby i drożdże, które powodują infekcje jelitowe. Mykotoksyna patulina, która jest wydzielana grzyby z rodzaju Penicillium zdolne do powodowania raka u ludzi. Yersinia enterocolitica powoduje chorobę jersiniozę lub rzekomą gruźlicę, która atakuje skórę, przewód pokarmowy oraz inne narządy i układy.

Ryż. 36. Porażka jagód przez grzyby pleśniowe.

Ryż. 37. Zmiany skórne w jersiniozie.

Szkodliwe bakterie dostają się do organizmu człowieka z pożywieniem, przez powietrze, rany i błony śluzowe. Nasilenie chorób wywoływanych przez drobnoustroje chorobotwórcze zależy od wytwarzanych przez nie trucizn oraz toksyn powstających podczas ich masowej śmierci. Przez tysiąclecia zdobyli wiele urządzeń, które pozwalają im penetrować i pozostawać w tkankach żywego organizmu oraz opierać się odporności.

Badanie szkodliwego wpływu mikroorganizmów na organizm i opracowanie środków zapobiegawczych - oto zadanie człowieka!

Artykuły w dziale „Co wiemy o drobnoustrojach”Najbardziej popularny

BAKTERIA
rozległa grupa mikroorganizmów jednokomórkowych charakteryzująca się brakiem jądra komórkowego otoczonego błoną. Jednocześnie materiał genetyczny bakterii (kwas dezoksyrybonukleinowy, czyli DNA) zajmuje bardzo specyficzne miejsce w komórce – strefę zwaną nukleoidem. Organizmy o takiej strukturze komórkowej nazywane są prokariontami („przedjądrowymi”), w przeciwieństwie do wszystkich innych - eukariontami („prawdziwie jądrowymi”), których DNA znajduje się w jądrze otoczonym otoczką. Bakterie, niegdyś uważane za mikroskopijne rośliny, są obecnie klasyfikowane jako oddzielne królestwo, Monera, jedno z pięciu w obecnym systemie klasyfikacji, wraz z roślinami, zwierzętami, grzybami i protistami.

dowody kopalne. Bakterie to prawdopodobnie najstarsza znana grupa organizmów. Struktury kamienne warstwowe - stromatolity - datowane w niektórych przypadkach na początek archeozoiku (archeanu), tj. które powstały 3,5 miliarda lat temu - wynik żywotnej aktywności bakterii, zwykle fotosyntetyzujących, tzw. niebieskozielone algi. Podobne struktury (powłoki bakteryjne nasączone węglanami) powstają obecnie głównie u wybrzeży Australii, Bahamów, w Zatoce Kalifornijskiej i Perskiej, ale są one stosunkowo rzadkie i nie osiągają dużych rozmiarów, ponieważ organizmy roślinożerne, takie jak ślimaki, żywić się nimi. Dziś stromatolity rosną głównie tam, gdzie tych zwierząt nie ma z powodu dużego zasolenia wody lub z innych powodów, ale zanim w toku ewolucji pojawiły się formy roślinożerne, mogły osiągnąć ogromne rozmiary, stanowiąc niezbędny element płytkiej wody oceanicznej , porównywalne do współczesnych raf koralowych. W niektórych starożytnych skałach znaleziono małe zwęglone kulki, które również uważa się za pozostałości bakterii. Pierwsza jądrowa, tj. komórki eukariotyczne wyewoluowały z bakterii około 1,4 miliarda lat temu.
Ekologia. Bakterie znajdują się w glebie, na dnie jezior i oceanów – wszędzie tam, gdzie gromadzi się materia organiczna. Żyją w zimnie, gdy termometr wskazuje nieco powyżej zera, oraz w gorących kwaśnych źródłach o temperaturze powyżej 90°C. Niektóre bakterie tolerują bardzo duże zasolenie środowiska; w szczególności są to jedyne organizmy występujące w Morzu Martwym. W atmosferze występują w postaci kropelek wody, a ich obfitość zwykle koreluje z zapyleniem powietrza. Tak więc w miastach woda deszczowa zawiera znacznie więcej bakterii niż na obszarach wiejskich. W zimnym powietrzu wyżyn i regionów polarnych jest ich niewiele, ale znajdują się nawet w dolnej warstwie stratosfery na wysokości 8 km. Przewód pokarmowy zwierząt jest gęsto zaludniony bakteriami (zwykle nieszkodliwymi). Eksperymenty wykazały, że nie są one niezbędne do życia większości gatunków, chociaż mogą syntetyzować niektóre witaminy. Jednak u przeżuwaczy (krowy, antylopy, owce) i wielu termitów biorą udział w trawieniu pokarmów roślinnych. Ponadto układ odpornościowy zwierzęcia hodowanego w sterylnych warunkach nie rozwija się normalnie z powodu braku stymulacji przez bakterie. Normalna „flora” bakteryjna jelit jest również ważna dla tłumienia szkodliwych mikroorganizmów, które się tam przedostają.

BUDOWA I ŻYCIE BAKTERII

Bakterie są znacznie mniejsze niż komórki wielokomórkowych roślin i zwierząt. Ich grubość wynosi zwykle 0,5-2,0 mikrona, a długość 1,0-8,0 mikrona. Niektóre formy z trudem można zobaczyć przy rozdzielczości standardowych mikroskopów świetlnych (około 0,3 mikrona), ale są też gatunki dłuższe niż 10 mikronów i szerokość, która również wykracza poza te granice, a liczba bardzo cienkich bakterii może przekraczać 50 mikronów w długość. Na powierzchni odpowiadającej punktowi wyznaczonemu ołówkiem zmieści się ćwierć miliona przedstawicieli tego królestwa średniej wielkości.
Struktura. Zgodnie z cechami morfologii wyróżnia się następujące grupy bakterii: ziarniaki (mniej lub bardziej kuliste), pałeczki (pręty lub cylindry o zaokrąglonych końcach), spirilla (sztywne spirale) i krętki (cienkie i elastyczne formy przypominające włosy). Niektórzy autorzy mają tendencję do łączenia dwóch ostatnich grup w jedną - spirilla. Prokarionty różnią się od eukariontów głównie brakiem dobrze uformowanego jądra i obecnością, w typowym przypadku, tylko jednego chromosomu - bardzo długiej kolistej cząsteczki DNA, przyczepionej w jednym miejscu do błony komórkowej. Prokariota nie mają również związanych z błoną organelli wewnątrzkomórkowych zwanych mitochondriami i chloroplastami. U eukariontów mitochondria wytwarzają energię podczas oddychania, a fotosynteza zachodzi w chloroplastach (patrz także KOMÓRKA). U prokariontów cała komórka (a przede wszystkim błona komórkowa) przejmuje funkcję mitochondrium, aw procesie fotosyntezy jednocześnie tworzy chloroplast. Podobnie jak eukarionty, wewnątrz bakterii znajdują się małe struktury nukleoproteinowe - rybosomy niezbędne do syntezy białek, ale nie są one związane z żadnymi błonami. Z nielicznymi wyjątkami bakterie nie są w stanie syntetyzować steroli, niezbędnych składników błon komórkowych eukariotów. Poza błoną komórkową większość bakterii jest wyłożona ścianą komórkową, przypominającą nieco celulozową ścianę komórek roślinnych, ale składającą się z innych polimerów (zawierają one nie tylko węglowodany, ale także aminokwasy i substancje specyficzne dla bakterii). Ta powłoka zapobiega pękaniu komórki bakteryjnej, gdy woda dostanie się do niej w wyniku osmozy. Na ścianie komórkowej często znajduje się ochronna kapsułka śluzowa. Wiele bakterii jest wyposażonych w wici, z którymi aktywnie pływają. Wici bakteryjne są prostsze i nieco inne niż podobne struktury eukariotyczne.

„TYPOWA” KOMÓRKA BAKTERYJNA i jego główne konstrukcje.

Funkcje sensoryczne i zachowanie. Wiele bakterii posiada receptory chemiczne, które wykrywają zmiany kwasowości środowiska i stężenia różnych substancji, takich jak cukry, aminokwasy, tlen i dwutlenek węgla. Każda substancja ma swój własny typ takich receptorów „smaku”, a utrata jednego z nich w wyniku mutacji prowadzi do częściowej „ślepoty smakowej”. Wiele ruchliwych bakterii reaguje również na wahania temperatury, a gatunki fotosyntetyzujące na zmiany światła. Niektóre bakterie postrzegają kierunek linii pola magnetycznego, w tym pola magnetycznego Ziemi, za pomocą cząstek magnetytu (magnetycznej rudy żelaza - Fe3O4) obecnych w ich komórkach. W wodzie bakterie wykorzystują tę zdolność do pływania wzdłuż linii sił w poszukiwaniu sprzyjającego środowiska. Odruchy warunkowe u bakterii są nieznane, ale mają one pewien rodzaj prymitywnej pamięci. Podczas pływania porównują odczuwaną intensywność bodźca z jego poprzednią wartością, tj. określić, czy stał się większy, czy mniejszy i na tej podstawie utrzymać kierunek ruchu lub go zmienić.
Rozmnażanie i genetyka. Bakterie rozmnażają się bezpłciowo: DNA w ich komórce ulega replikacji (podwojeniu), komórka dzieli się na dwie części, a każda komórka potomna otrzymuje jedną kopię DNA rodzica. Bakteryjne DNA może być również przenoszone między komórkami, które się nie dzielą. Jednocześnie nie dochodzi do ich fuzji (jak u eukariontów), nie zwiększa się liczba osobników i zwykle tylko niewielka część genomu (cały zestaw genów) jest przenoszona do innej komórki, w przeciwieństwie do „prawdziwy” proces seksualny, w którym potomek otrzymuje pełny zestaw genów od każdego z rodziców. Taki transfer DNA można przeprowadzić na trzy sposoby. Podczas transformacji bakteria absorbuje „nagie” DNA ze środowiska, które dostało się tam podczas niszczenia innych bakterii lub celowo „wymknęło się” przez eksperymentatora. Proces ten nazywa się transformacją, ponieważ we wczesnych etapach jego badań główną uwagę zwrócono na transformację (transformację) w ten sposób organizmów nieszkodliwych w zjadliwe. Fragmenty DNA mogą być również przenoszone z bakterii do bakterii przez specjalne wirusy - bakteriofagi. Nazywa się to transdukcją. Istnieje również proces, który przypomina zapłodnienie i nazywa się koniugacją: bakterie są połączone ze sobą tymczasowymi wypustkami rurkowatymi (fimbria kopulacyjna), przez które DNA przechodzi z „męskiej” komórki do „żeńskiej”. Czasami bakterie zawierają bardzo małe dodatkowe chromosomy - plazmidy, które również mogą być przenoszone z osobnika na osobnika. Jeśli jednocześnie plazmidy zawierają geny powodujące oporność na antybiotyki, mówią o oporności zakaźnej. Jest to ważne z medycznego punktu widzenia, ponieważ może przenosić się między różnymi gatunkami, a nawet rodzajami bakterii, w wyniku czego cała flora bakteryjna, np. jelita, uodparnia się na działanie niektórych leków.

METABOLIZM

Częściowo ze względu na niewielkie rozmiary bakterii intensywność ich metabolizmu jest znacznie wyższa niż u eukariontów. W najbardziej sprzyjających warunkach niektóre bakterie mogą podwoić swoją całkowitą masę i liczebność w przybliżeniu co 20 minut. Wynika to z faktu, że wiele ich najważniejszych układów enzymatycznych działa z bardzo dużą prędkością. Tak więc królik potrzebuje kilku minut, aby zsyntetyzować cząsteczkę białka, a bakteria - sekund. Jednak w środowisku naturalnym, np. w glebie, większość bakterii jest „na diecie głodowej”, więc jeśli ich komórki dzielą się, to nie co 20 minut, ale co kilka dni.
Odżywianie. Bakterie to autotrofy i heterotrofy. Autotrofy („samoodżywiające się”) nie potrzebują substancji wytwarzanych przez inne organizmy. Wykorzystują dwutlenek węgla (CO2) jako główne lub jedyne źródło węgla. Zawierając CO2 i inne substancje nieorganiczne, w szczególności amoniak (NH3), azotany (NO-3) i różne związki siarki, w złożonych reakcjach chemicznych syntetyzują wszystkie potrzebne im produkty biochemiczne. Heterotrofy („żywiące się innymi”) wykorzystują jako główne źródło węgla (niektóre gatunki potrzebują również CO2) organiczne (zawierające węgiel) substancje syntetyzowane przez inne organizmy, w szczególności cukry. Utlenione związki te dostarczają energii i cząsteczek niezbędnych do wzrostu i aktywności życiowej komórek. W tym sensie bakterie heterotroficzne, do których należy zdecydowana większość prokariotów, są podobne do ludzi.
główne źródła energii. Jeśli do tworzenia (syntezy) składników komórkowych wykorzystywana jest głównie energia świetlna (fotony), wówczas proces ten nazywa się fotosyntezą, a zdolne do tego gatunki nazywane są fototrofami. Bakterie fototroficzne dzielą się na fotoheterotrofy i fotoautotrofy, w zależności od tego, które związki - organiczne lub nieorganiczne - stanowią dla nich główne źródło węgla. Fotoautotroficzne cyjanobakterie (niebiesko-zielone algi), podobnie jak rośliny zielone, rozszczepiają cząsteczki wody (H2O) za pomocą energii świetlnej. To uwalnia wolny tlen (1/2O2) i wytwarza wodór (2H+), o którym można powiedzieć, że przekształca dwutlenek węgla (CO2) w węglowodany. W zielonych i fioletowych bakteriach siarkowych energia świetlna nie jest wykorzystywana do rozkładu wody, ale innych cząsteczek nieorganicznych, takich jak siarkowodór (H2S). W rezultacie wytwarzany jest również wodór, redukując dwutlenek węgla, ale tlen nie jest uwalniany. Taka fotosynteza nazywana jest anoksygeniczną. Bakterie fotoheterotroficzne, takie jak purpurowe bakterie bezsiarkowe, wykorzystują energię świetlną do produkcji wodoru z substancji organicznych, w szczególności izopropanolu, ale jego źródłem może być również gazowy H2. Jeśli głównym źródłem energii w komórce jest utlenianie substancji chemicznych, bakterie nazywane są chemoheterotrofami lub chemoautotrofami, w zależności od tego, które cząsteczki służą jako główne źródło węgla - organicznego lub nieorganicznego. W pierwszym przypadku substancje organiczne dostarczają zarówno energii, jak i węgla. Chemoautotrofy uzyskują energię z utleniania substancji nieorganicznych, takich jak wodór (do wody: 2H4 + O2 do 2H2O), żelazo (Fe2+ do Fe3+) czy siarka (2S + 3O2 + 2H2O do 2SO42- + 4H+) oraz węgiel z CO2. Organizmy te nazywane są również chemolitotrofami, co podkreśla, że ​​„żywią się” skałami.
Oddech. Oddychanie komórkowe to proces uwalniania energii chemicznej zmagazynowanej w cząsteczkach „pożywienia” w celu jej dalszego wykorzystania w reakcjach życiowych. Oddychanie może być tlenowe i beztlenowe. W pierwszym przypadku potrzebuje tlenu. Jest potrzebny do pracy tzw. system transportu elektronów: elektrony przemieszczają się z jednej cząsteczki do drugiej (uwalniana jest energia) i ostatecznie przyłączają się do tlenu wraz z jonami wodoru - powstaje woda. Organizmy beztlenowe nie potrzebują tlenu, a dla niektórych gatunków z tej grupy jest on nawet trujący. Elektrony uwalniane podczas oddychania są przyłączane do innych nieorganicznych akceptorów, takich jak azotany, siarczany czy węglany, lub (w jednej z form takiego oddychania - fermentacji) do określonej cząsteczki organicznej, w szczególności do glukozy. Zobacz także METABOLIZM.

KLASYFIKACJA

W większości organizmów gatunek jest uważany za izolowaną reprodukcyjnie grupę osobników. W szerokim znaczeniu oznacza to, że przedstawiciele danego gatunku mogą wydawać płodne potomstwo, kojarząc się tylko z własnym gatunkiem, ale nie z osobnikami innych gatunków. Zatem geny określonego gatunku z reguły nie wykraczają poza jego granice. Jednak w bakteriach geny mogą być wymieniane między osobnikami nie tylko różnych gatunków, ale także różnych rodzajów, więc nie jest do końca jasne, czy uzasadnione jest tutaj stosowanie utartych koncepcji pochodzenia ewolucyjnego i pokrewieństwa. W związku z tą i innymi trudnościami nie istnieje jeszcze ogólnie przyjęta klasyfikacja bakterii. Poniżej znajduje się jeden z jego powszechnie używanych wariantów.
KRÓLESTWO MONERY

Phylum Gracilicutes (cienkościenne bakterie Gram-ujemne)

Klasa Scotobacteria (formy niefotosyntetyczne, np. myksobakterie) Klasa Anoxyphotobacteria (formy fotosyntetyczne uwalniające tlen, np. purpurowe bakterie siarkowe) Klasa Oxyphotobacteria (formy fotosyntetyczne uwalniające tlen, np. sinice)

Phylum Firmicutes (grubościenne bakterie Gram-dodatnie)

Klasa Firmibacteria (formy o twardych komórkach, takie jak Clostridia)
Klasa Thallobacteria (formy rozgałęzione, np. promieniowce)

Tenericutes phylum (bakterie Gram-ujemne bez ściany komórkowej)

Klasa Mollicutes (formy komórek miękkich, np. mykoplazmy)

Typ Mendosicutes (bakterie z uszkodzoną ścianą komórkową)

Klasa Archaebacteria (starożytne formy, np. metanotwórcze)

Domeny. Ostatnie badania biochemiczne wykazały, że wszystkie prokarionty są wyraźnie podzielone na dwie kategorie: niewielką grupę archebakterii (Archaebacteria - „starożytne bakterie”) i całą resztę, zwaną eubakteriami (Eubacteria - „prawdziwe bakterie”). Uważa się, że archebakterie są bardziej prymitywne niż eubakterie i bliższe wspólnemu przodkowi prokariotów i eukariotów. Różnią się one od innych bakterii kilkoma istotnymi cechami, w tym składem cząsteczek rybosomalnego RNA (pRNA) zaangażowanych w syntezę białek, budową chemiczną lipidów (substancje przypominające tłuszcze) oraz obecnością niektórych innych substancji w ścianie komórkowej zamiast mureiny polimeru białkowo-węglowodanowego. W powyższym systemie klasyfikacji archebakterie są uważane za tylko jeden z typów tego samego królestwa, które obejmuje wszystkie eubakterie. Jednak według niektórych biologów różnice między archaebakteriami a eubakteriami są tak głębokie, że bardziej poprawne jest uznanie archebakterii w Monera za odrębne podkrólestwo. Ostatnio pojawiła się jeszcze bardziej radykalna propozycja. Analiza molekularna ujawniła tak znaczące różnice w strukturze genów między tymi dwiema grupami prokariotów, że niektórzy uważają ich obecność w tym samym królestwie organizmów za nielogiczną. W związku z tym zaproponowano stworzenie kategorii taksonomicznej (taksonu) jeszcze wyższej rangi, nazywając ją domeną, i podział wszystkich istot żywych na trzy domeny – Eucarya (eukarioty), Archaea (archeony) i Bacteria (obecne eubakterie). ).

EKOLOGIA

Dwie najważniejsze funkcje ekologiczne bakterii to wiązanie azotu i mineralizacja pozostałości organicznych.
Wiązanie azotu. Wiązanie azotu cząsteczkowego (N2) w celu utworzenia amoniaku (NH3) nazywa się wiązaniem azotu, a utlenianie tego ostatniego do azotynów (NO-2) i azotanów (NO-3) nazywa się nitryfikacją. Są to procesy istotne dla biosfery, ponieważ rośliny potrzebują azotu, ale mogą jedynie asymilować jego formy związane. Obecnie około 90% (około 90 mln ton) rocznej ilości takiego „związanego” azotu jest dostarczane przez bakterie. Reszta jest produkowana przez zakłady chemiczne lub powstaje podczas wyładowań atmosferycznych. Azot w powietrzu, który stanowi ok. 80% atmosfery, związane głównie z Gram-ujemnymi rodzajami Rhizobium (Rhizobium) i sinicami. Gatunki Rhizobium symbiozują z około 14 000 gatunkami roślin strączkowych (rodzina Leguminosae), do których należą m.in. koniczyna, lucerna, soja i groch. Bakterie te żyją w tzw. guzki - obrzęki, które tworzą się na korzeniach w ich obecności. Bakterie otrzymują materię organiczną (pożywienie) z rośliny, aw zamian zaopatrują żywiciela w związany azot. Przez rok w ten sposób utrwala się do 225 kg azotu na hektar. Rośliny inne niż motylkowe, takie jak olcha, również wchodzą w symbiozę z innymi bakteriami wiążącymi azot. Cyjanobakterie fotosyntetyzują jak rośliny zielone, uwalniając tlen. Wiele z nich jest również zdolnych do wiązania azotu atmosferycznego, który jest następnie pobierany przez rośliny, a ostatecznie przez zwierzęta. Te prokarionty służą jako ważne źródło związanego azotu w glebie w ogóle, aw szczególności na polach ryżowych na Wschodzie, a także jako główny dostawca dla ekosystemów oceanicznych.
Mineralizacja. Tak nazywa się rozkład pozostałości organicznych na dwutlenek węgla (CO2), wodę (H2O) i sole mineralne. Z chemicznego punktu widzenia proces ten jest równoważny spalaniu, więc wymaga dużej ilości tlenu. Wierzchnia warstwa gleby zawiera od 100 000 do 1 miliarda bakterii na 1 g, tj. około 2 tony na hektar. Zwykle wszystkie pozostałości organiczne, które znajdą się w ziemi, są szybko utleniane przez bakterie i grzyby. Bardziej odporna na rozkład jest brązowawa substancja organiczna zwana kwasem huminowym, która powstaje głównie z ligniny zawartej w drewnie. Gromadzi się w glebie i poprawia jej właściwości.

BAKTERIE I PRZEMYSŁ

Biorąc pod uwagę różnorodność reakcji chemicznych katalizowanych przez bakterie, nie dziwi fakt, że są one szeroko stosowane w produkcji, w niektórych przypadkach już od czasów starożytnych. Prokarionty dzielą chwałę takich mikroskopijnych ludzkich pomocników z grzybami, przede wszystkim drożdżami, które zapewniają większość procesów fermentacji alkoholowej, na przykład w produkcji wina i piwa. Teraz, gdy stało się możliwe wprowadzenie użytecznych genów do bakterii, zmuszając je do syntezy cennych substancji, takich jak insulina, przemysłowe wykorzystanie tych żywych laboratoriów nabrało nowego, potężnego impetu. Zobacz także INŻYNIERIA GENETYCZNA.
Przemysł spożywczy. Obecnie bakterie wykorzystywane są przez ten przemysł głównie do produkcji serów, innych fermentowanych produktów mlecznych oraz octu. Główne reakcje chemiczne to tworzenie kwasów. Tak więc podczas produkcji octu bakterie z rodzaju Acetobacter utleniają alkohol etylowy zawarty w cydrze lub innych płynach do kwasu octowego. Podobne procesy zachodzą podczas kiszenia kapusty: bakterie beztlenowe fermentują cukier zawarty w liściach tej rośliny do kwasu mlekowego, a także kwasu octowego i różnych alkoholi.
Wymywanie rud. Bakterie są wykorzystywane do ługowania ubogich rud, tj. przeniesienie z nich do roztworu soli metali szlachetnych, przede wszystkim miedzi (Cu) i uranu (U). Przykładem jest obróbka chalkopirytu, czyli pirytu miedzi (CuFeS2). Hałdy tej rudy są okresowo podlewane wodą zawierającą bakterie chemolitotroficzne z rodzaju Thiobacillus. W trakcie swojej życiowej aktywności utleniają siarkę (S), tworząc rozpuszczalne siarczany miedzi i żelaza: CuFeS2 + 4O2 do CuSO4 + FeSO4. Takie technologie znacznie upraszczają produkcję cennych metali z rud; w zasadzie są one równoważne procesom zachodzącym w przyrodzie podczas wietrzenia skał.
Recykling. Bakterie służą również do przekształcania odpadów, takich jak ścieki, w mniej niebezpieczne, a nawet przydatne produkty. Ścieki to jeden z palących problemów współczesnej ludzkości. Ich pełna mineralizacja wymaga ogromnych ilości tlenu, aw zwykłych zbiornikach, gdzie zwyczajowo wyrzuca się te odpady, nie wystarczy już ich „neutralizować”. Rozwiązaniem jest dodatkowe napowietrzanie ścieków w specjalnych basenach (aerotankach): dzięki temu bakterie mineralizujące mają wystarczającą ilość tlenu do całkowitego rozkładu materii organicznej, a woda pitna staje się w najkorzystniejszych przypadkach jednym z końcowych produktów procesu. Pozostały po drodze nierozpuszczalny osad można poddać fermentacji beztlenowej. Aby takie stacje uzdatniania wody zajmowały jak najmniej miejsca i pieniędzy, konieczna jest dobra znajomość bakteriologii.
Inne zastosowania. Innymi ważnymi obszarami przemysłowego zastosowania bakterii są np. płatki lnu, tj. oddzielanie jej włókien przędzalniczych od innych części rośliny, a także wytwarzanie antybiotyków, w szczególności streptomycyny (bakterie z rodzaju Streptomyces).

ZWALCZANIE BAKTERII W PRZEMYŚLE

Bakterie są nie tylko korzystne; walka z ich masowym rozmnażaniem, np. w produktach spożywczych czy w systemach wodnych celulozowni i papierni, stała się całym obszarem działań. Żywność jest psuta przez bakterie, grzyby i ich własne enzymy autolizy („samotrawienie”), chyba że zostaną one unieczynnione przez ciepło lub w inny sposób. Ponieważ bakterie są główną przyczyną psucia się żywności, projektowanie wydajnych systemów przechowywania żywności wymaga znajomości granic tolerancji tych mikroorganizmów. Jedną z najpopularniejszych technologii jest pasteryzacja mleka, która zabija bakterie wywołujące np. gruźlicę i brucelozę. Mleko jest przechowywane w temperaturze 61-63°C przez 30 minut lub w temperaturze 72-73°C tylko przez 15 sekund. Nie pogarsza to smaku produktu, ale dezaktywuje bakterie chorobotwórcze. Wino, piwo i soki owocowe również mogą być pasteryzowane. Korzyści z przechowywania żywności w chłodzie są znane od dawna. Niskie temperatury nie zabijają bakterii, ale nie pozwalają im rosnąć i namnażać się. To prawda, że ​​​​przy zamrażaniu, na przykład do -25 ° C, liczba bakterii spada po kilku miesiącach, ale duża liczba tych mikroorganizmów nadal przeżywa. W temperaturach tuż poniżej zera bakterie dalej się namnażają, ale bardzo powoli. Ich żywotne kultury można przechowywać niemal bez końca po liofilizacji (zamrożeniu - wysuszeniu) w podłożu zawierającym białko, takim jak surowica krwi. Inne dobrze znane sposoby utrwalania żywności to suszenie (suszenie i wędzenie), dodawanie dużych ilości soli lub cukru, co jest fizjologicznie równoważne odwodnieniu, oraz kiszenie, czyli tzw. umieścić w stężonym roztworze kwasu. Przy kwasowości podłoża odpowiadającej pH 4 i niższej aktywność życiowa bakterii jest zwykle znacznie zahamowana lub zatrzymana.

BAKTERIE I CHOROBY

BADANIE BAKTERII

Wiele bakterii łatwo namnaża się w tzw. pożywka hodowlana, która może obejmować bulion mięsny, częściowo strawione białko, sole, dekstrozę, pełną krew, jej surowicę i inne składniki. Stężenie bakterii w takich warunkach sięga zwykle około miliarda na centymetr sześcienny, co skutkuje zachmurzeniem środowiska. Do badania bakterii niezbędna jest możliwość uzyskania ich czystych kultur, czyli klonów, będących potomstwem pojedynczej komórki. Jest to konieczne np. do określenia, jaki rodzaj bakterii zainfekował pacjenta i na jaki antybiotyk ten typ jest wrażliwy. Próbki mikrobiologiczne, takie jak wymazy z gardła lub ran, próbki krwi, wody lub innych materiałów, są silnie rozcieńczane i nakładane na powierzchnię półstałej pożywki: z pojedynczych komórek rozwijają się na niej zaokrąglone kolonie. Środkiem utwardzającym pożywkę hodowlaną jest zwykle agar, polisacharyd otrzymywany z niektórych wodorostów i prawie niestrawny dla każdego rodzaju bakterii. Pożywki agarowe stosuje się w postaci „szaszłyków”, tj. pochyłe powierzchnie powstające w probówkach stojących pod dużym kątem podczas krzepnięcia stopionej pożywki hodowlanej lub w postaci cienkich warstw na szklanych szalkach Petriego - płaskich okrągłych naczyniach zamkniętych wieczkiem o tym samym kształcie, ale nieco większej średnicy. Zwykle po jednym dniu komórka bakteryjna ma czas na rozmnożenie się na tyle, że tworzy kolonię dobrze widoczną gołym okiem. Można go przenieść do innego środowiska w celu dalszych badań. Wszystkie podłoża hodowlane muszą być sterylne przed hodowlą bakterii, a następnie należy podjąć środki zapobiegające osadzaniu się na nich niepożądanych mikroorganizmów. Aby zbadać hodowane w ten sposób bakterie, cienką drucianą pętlę kalcynuje się w płomieniu, najpierw dotyka kolonii lub rozmazu, a następnie kroplę wody osadza się na szkiełku podstawowym. Równomiernie rozprowadzając pobrany materiał w tej wodzie, szklankę suszy się i szybko przesuwa dwa lub trzy razy nad płomieniem palnika (strona z bakteriami powinna być skierowana do góry): w efekcie mikroorganizmy, nie ulegając uszkodzeniu, mocno przyczepiają się do podłoże. Na powierzchnię preparatu nakrapla się barwnik, następnie szkło myje się wodą i ponownie suszy. Próbkę można teraz obejrzeć pod mikroskopem. Czyste kultury bakterii identyfikuje się głównie na podstawie ich cech biochemicznych, tj. określić, czy z niektórych cukrów tworzą gaz lub kwasy, czy są w stanie trawić białko (upłynniać żelatynę), czy potrzebują tlenu do wzrostu itp. Sprawdzają też, czy nie są poplamione określonymi barwnikami. Wrażliwość na niektóre leki, takie jak antybiotyki, można określić, umieszczając małe krążki bibuły filtracyjnej nasączonej tymi substancjami na powierzchni zaszczepionej bakteriami. Jeśli jakikolwiek związek chemiczny zabija bakterie, wokół odpowiedniego krążka tworzy się wolna od nich strefa.

Encyklopedia Colliera. - Społeczeństwo otwarte. 2000 .