§ 11. Строение и многообразие бактерий

ВСПОМНИТЕ
1. На какие царства принято разделять живые организмы? 2. Чем строение бактериальной клетки принципиально отличается от строения клеток грибов, растений и животных?

Бактерии (от греч. бактерион — палочка) — довольно просто устроенные микроскопические, чаще всего одноклеточные, организмы. Их относят к отдельному царству.

Строение бактерий

Бактериальные клетки окружены плотной оболочкой, благодаря которой сохраняют постоянную форму. По составу и строению клеточная оболочка бактерий существенно отличается от клеточной оболочки растений и грибов. Ядра, отделённого от цитоплазмы мембраной, в бактериальной клетке нет. Ядерное вещество у бактерий расположено в цитоплазме (рис. 22). Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Некоторые бактерии имеют один или несколько жгутиков. Подвижные бактерии передвигаются при помощи жгутиков или за счёт волнообразных сокращений.

Форма бактерий разнообразна: опи могут иметь вид прямых или изогнутых палочек, шариков, спиралей. Очень часто бактерии образуют скопления в виде длинных изогнутых цепочек, групп и плёнок (рис. 23).

Большинство бактерий бесцветно. Только некоторые из них окрашены в пурпурный или зелёный цвет.

Распространение бактерий

Бактерии встречаются почти повсеместно. Они живут во льдах Антарктиды при температуре -83 °С и в горячих источниках, температура которых достигает +85... +90 °С. Бактерии многочисленны и разнообразны в почве, водоёмах, на поверхности скал и глубоко под землёй, на предметах обихода, в кормах и продуктах питания, в организмах растений, животных и человека.

Условия жизни бактерий также разнообразны. Одним из них необходим кислород, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

При недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры цитоплазма бактериальной клетки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки. Затем эта цитоплазма округляется и образует на своей поверхности новую, более плотную оболочку. Такую бактериальную клетку называют спорой (от греч. спора — семя).

Споры бактерий сохраняются очень долго в самых неблагоприятных условиях, некоторые из пих переносят нагревание до +140 °С и охлаждение до -253 °С. Они выдерживают высушивание, не погибают при кипячении, замораживании. Споры легко разносятся ветром, водой и т. д. Их много в воздухе и почве. В почве споры бактерий могут сохраняться 20—30 и более лет. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнедеятельной бактерией.

Споры бактерий - это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Роль бактерий в природе и жизни человека

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе, так как они разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и т. п. Некоторые бактерии способны к фотосинтезу, хотя большинство использует готовые органические вещества. Питаясь этими веществами, бактерии гниения превращают их в перегной. Они своеобразные санитары планеты.

Почвенные бактерии превращают перегной в минеральные вещества, которые поглощаются из почвы корнями растений.

Человек использует бактерии в хозяйственной деятельности: при производстве кисломолочных продуктов, сыров, уксуса, вина, закваске овощей. Они применяются при производстве антибиотиков, витаминов и других важных для человека веществ.

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти азотфиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых растений, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков. Поэтому их называют клубеньковыми (рис. 24). Они обогащают почву азотом, улучшая её плодородие.

Клубеньковые бактерии

Болезнетворные бактерии, попадая в организм человека, отравляют его продуктами своей жизнедеятельности. Это становится причиной развития таких заболеваний, как тиф, холера, чума, дифтерия, столбняк, сифилис, туберкулёз, ангина, менингит, кариес зубов и др.

Для уничтожения бактерий в помещении, где находился больной, проводят дезинфекцию, т. е. опрыскивание или окуривапие химическими веществами, вызывающими гибель бактерий. Для предупреждения некоторых заразных заболеваний применяют предохранительные прививки.

В настоящее время для предупреждения болезней, вызываемых бактериями, проводят специальные мероприятия. Установлен строгий врачебный контроль над источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в специальных отстойниках, пропускают её через фильтры, хлорируют, озонируют.

Признаки отравления продуктами, в которых размножилась бактерия — возбудитель ботулизма, могут проявиться через 12— 24 ч после их потребления. Её яд в первую очередь действует на нервную систему и мускулатуру, вызывая потерю голоса и сознания, нарушения зрения, процессов пищеварения и дыхания. Если своевременно человеку не ввести особую сыворотку и препараты, поглощающие ядовитые вещества, может наступить смерть. Чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, осуществляют их стерилизацию. Стерилизация (от лат. стерилис — бесплодный) — процесс полного уничтожения микроорганизмов и их спор. Распространённый метод стерилизации — действие высоких температур (+100 °С и выше). Для стерилизации также используют ультрафиолетовые лучи, ультразвук, определённые химические вещества и т. д.

Размножение бактерий

Бактерии размножаются делением материнской клетки на две дочерние (рис. 25). При благоприятных условиях у многих видов бактерий деление может происходить через каждые 20—30 мин. При такой скорости размножения потомство одной бактерии за пять суток способно образовать массу, которой можно было бы заполнить все моря и океаны.

К счастью, в природе этого не происходит, так как бактерии служат пищей для других организмов, быстро погибают, в отличие от своих спор, под действием солнечных лучей, при высушивании, недостатке пищи, нагревании свыше 65 °С, под действием дезинфицирующих веществ и т. д.

Новые понятия

Бактерии гниения. Почвенные бактерии. Болезнетворные бактерии

Ответьте на вопросы

1. Какое строение имеет бактериальная клетка?

2. В чём значение бактерий в природе?

3. Какие болезни, вызываемые бактериями, вам известны?

4. С чем связано широкое распространение бактерий на нашей планете?

Выполните задания

1. Выскажите критические суждения о бактериях как вредных организмах.

2. Предложите меры предосторожности при общении с инфекционными больными.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?

Следующий параграф >>>