Acasă  /  Sistematica biologică  /  Oxifotobacteriile. Adevărate bacterii. Arhebacterii. Oxifotobacterii Caracteristici distinctive suplimentare

Oxifotobacteriile. Adevărate bacterii. Arhebacterii. Oxifotobacterii Caracteristici distinctive suplimentare

Sistematica biologică
21.07.2023

Principalele regnuri ale organismelor vii

Știința se ocupă cu clasificarea organismelor vii.taxonomie . De obicei, în literatura științifică, toate organismele vii sunt împărțite în două imperii -imperiu necelular , sauvirusuri , Șiimperiu celular .

Viruși

Organisme celulare

    superregn eucariote , saunuclear având un nucleu format, separat de citoplasmă printr-o înveliș nucleară;

    superregnul procariotelor , saupre-nucleare , care nu au membrană nucleară (vezi Fig. 1).

Orez. 1. Clasificarea organismelor vii

Procariotele sunt organisme foarte mici, unicelulare, fără nucleu. Printre ele putem distinge regnul bacteriilor și regnul arheei, sau arheobacterii.

Eucariotele includtrei regate principale organisme pluricelulare -- regnurile animale , plantelor Şiciuperci , - precum și cele unicelulare (de exemplu, amibe, ciliate etc.), care sunt combinate înprotistii regatului , sauprotozoare . Regatul protozoarelor, adică eucariotele unicelulare, este în prezent recunoscut ca un grup colectiv (adică eterogen ca origine) și este împărțit în multe regate de organisme bazate pe caracteristicile structurale ale structurilor intracelulare și ale secvențelor ADN. Plantele, animalele și ciupercile par să fi evoluat independent din grupuri diferite eucariote unicelulare.

SISTEMATICĂ MODERNĂ. DOMENIILE FAUNEI SĂLBATICĂ

ÎNÎn prezent, pe baza caracteristicilor structurale ale celulelor și secvențelor de ADN, oamenii de știință disting treidomeniu natura vie (Fig. 2) sunt grupuri mari care s-au divergit evolutiv pentru o perioadă foarte lungă de timp și se deosebesc între ele într-un întreg set de caracteristici. Caracteristicile structurale ale celulelor lor sunt diferite. Domenii:

1. Archaea (numite anterior arhebacterii).

2. Eubacteriile (adică bacterii adevărate, spre deosebire de arheea). Acest grup include și cianobacteriile (numite anterior alge albastre-verzi) - organisme procariote fotosintetice.

3. eucariote - protozoare, plante, animale și ciuperci.

PROCARIOTE

Unele procariote sunt capabile de foto- sau chemosinteză. De exemplu, cianobacteriile, care anterior erau uneori numite alge albastre-verzi, fotosintetizează. Alte procariote se hrănesc prin absorbția substanțelor organice cu greutate moleculară mică prin suprafața celulei. Astfel de bacterii se pot depune în produsele alimentare, determinându-le să se strice sau, dimpotrivă, contribuind la producerea de produse lactate fermentate și la fermentarea legumelor (lactobacterii). De asemenea, atunci când se instalează în corpul uman, bacteriile pot provoca boli, de exemplu, tetanos, holera, difterie.

Archaea - un grup special, extrem de ciudat de procariote, care trăiește în habitate extreme - în izvoarele termale, în Marea Moartă sărată etc., precum și în sol, intestinele animalelor, apa de mare. Datorită prezenței multor caracteristici unice, precum și a diferențelor genetice și moleculare, arheile sunt în prezent clasificate ca un grup separat.domeniu organisme celulare - un grup mare independent, împreună cu bacterii adevărate (eubacterii) și eucariote.

Plante

Plantele se caracterizează prin prezența plastidelor - organite, care includ cloroplaste, datorită cărora marea majoritate a acestora sunt capabile de fotosinteză. Plastidele, aparent, s-au format din cianobacterii - simbioți ai unei vechi celule eucariote. Fotosinteza este procesul de formare a substanțelor organice din substanțe anorganice ( dioxid de carbonși apă) folosind energia luminii solare. Prin urmare, plantele nu au nevoie de substanțe organice pentru activitatea lor de viață, adică în generalnu necesită nutriție organică . Astfel de organisme sunt numiteautotrof , formează ei înșiși toate substanțele organice necesare. Apa si minerale(săruri) acestea absorb din mediu sub formă de soluție. Celulele plantelor fotosintetice, de exemplu din frunze, secretă zaharuri și alte substanțe organice care sunt transportate în alte țesuturi de-a lungul fasciculelor vasculare, iar celulele din țesuturile nefotosintetice (nu cele verzi) absorb aceste substanțe, hrănindu-se cu ele. Acest tip de nutriție se numeșteosmotrofice - absorbtia de catre celule a substantelor organice cu greutate moleculara mica din mediu.

Celulele vegetale sunt înconjurate de un puternicperetele celular , care se bazează pe fibre polizaharideceluloză . Un perete celular puternic împiedică întinderea membranei celulare sub influența presiunii osmotice (presiunea apei care intră în celulă). Celulele vegetale se caracterizează și prin prezențăvacuola centrala mare, care reglează presiunea osmotică și aciditatea mediului în celulă, acumulează produse metabolice inutile celulei, care nu pot fi îndepărtate în afara granițelor acesteia și, în unele cazuri, servește la depunerea nutrienților de rezervă (Fig. 3).

Orez. 3. Structura celulelor vegetale

Animale

Animalele suntheterotrofi , adică se hrănesc cu materie organică gata preparată. Celulele animale nu au perete celular. Prin urmare, unele tipuri de celule animale sunt capabile de contracție -celule musculare . Acest lucru le permite animalelor să se miște în mod activ (sau să împingă mediul prin ele însele, cum ar fi filtrele de alimentare staționare). Animalele pluricelulare au unul sau altulsistemul musculo-scheletic , iar pentru a controla mișcarea și a răspunde la factorii externi, se formeazăsistemul nervos .

Animalele se deplasează în căutarea surselor de substanțe organice, adică hrana. Animalul ingerează hrana și intră în cavitatesistemul digestiv , unde este digerat, în timp cepolimeri (substanțe cu greutate moleculară mare) ale alimentelor sunt descompuse înmonomeri (unitățile lor cu greutate moleculară mică). Acești monomeri se deplasează din sistemul digestiv prin căptușeala acestuia în sânge (dacă există) și în lichidul tisular. Acest tip de nutriție se numeșteholozoic . Practic, celulele animale absorb substanțele cu greutate moleculară mică dizolvate în sânge și în lichidul tisular. Unele celule animale sunt capabile să înghită particule mari de alimente (fagocitoză), cum ar fi fagocitele sistemului imunitar care ingerează bacteriile.

Orez. 4. Structura celulelor animale

Ciuperci

Al treilea regat -ciuperci - în unele moduri este asemănător cu plantele, iar în altele - cu animalele. La fel ca plantele, ciupercile au peretele celular, dar se formează pe baza unei alte polizaharide -chitină . Fără plastide, ciupercile nu sunt capabile de fotosinteză și se hrănesc cu compuși organici gata preparati, adică suntheterotrofi ca animalele. De asemenea, descompun polimerii nutritivi complexi folosindenzime , dar, spre deosebire de animale, acestea nu au sistem digestiv și nu înghită alimente, ci eliberează enzime în mediu. Monomerii rezultați sunt absorbiți de celulele fungice sub formă de soluție din mediu, adică prezintăosmotrofice tipul de alimente. Spre deosebire de plante, ciupercilor le lipsește de obicei o vacuola centrală mare. În cele mai multe cazuri, celulele fungice nu diverg după divizare și, deoarece diviziunea are loc în același plan, se formează fire lungi - hife. Hifele se pot ramifica și, împletindu-se, formează o rețea - miceliu, uneori destul de dens.

Orez. 5. Structura unei celule fungice

Eucariote unicelulare

Există diferite eucariote unicelulare cu diferite caracteristici celulare și tipuri de nutriție. Printre ei suntheterotrof unicelular , cum ar fi amibe și ciliați. Se hrănesc prin fagocitoză, adică prin absorbția particulelor de alimente solide, cum ar fi bacteriile, de către celule, și pinocitoză, prin absorbția picăturilor de lichid nutritiv. Aceste organisme sunt capabile de mișcare: ciliați se mișcă datorită bătăii cililor care acoperă celula, iar amibele se mișcă prin mișcare amoeboid (schimbând forma celulei și fluxul acesteia, „târându-se” de-a lungul suprafeței de care sunt atașate).

Există de asemeneaunicelular autotrof , capabil de fotosinteză, în special alge unicelulare - Chlamydomonas (se mișcă, are flageli), Chlorella (imobil). Unele organisme unicelulare, cum ar fi euglena verde, -mixotrofe , adică sunt capabili să comute între fotosinteză (autotrofie) și nutriția heterotrofă în funcție de condițiile de mediu.

Astfel,Regnurile eucariotelor diferă unele de altele prin structura celulelor lor și prin metodele de nutriție .

Taxonomia eucariotelor

Clasificarea modernă se bazează pe noi date moleculare, precum și pe diferențele în structura celulelor diferitelor grupuri de eucariote. Cele mai importante caracteristici pentru clasificare sunt structura flagelilor, cloroplastelor și mitocondriilor.

Grupul Unikonta (uniflagelate) include:

Amoebozoe

Crestele tubulare ale mitocondriilor

Fara plastide

Flagelele sunt de obicei pierdute (prezente la unele stadii de dezvoltare sau nefuncționale), locomoția se datorează de obicei pseudopodiilor.

Reprezentanți: amibe, mixomicete etc.

Opisthokonta (Postoflagelate)

Fara plastide

Flagelul unu, posterior

Reprezentanți: ciuperci (cu excepția oomicetelor și mixomicetelor), coanoflagelaților, animalelor (Metazoa), etc.

Grupul Bikonta (biflagelate) include:

Archaeplastida

Crestele lamelare ale mitocondriilor

Cloroplastele au membrane duble, pigmenți de clorofilă, a și b

Reprezentanți: alge roșii, verzi, carofite, plante (de la mușchi la angiosperme) etc.

Excavează

Cresta mitocondrială în formă de rachete de tenis

Cloroplaste cu trei membrane, pigmenți de clorofilă, a și b

Reprezentanți: alge euglene, kinetoplastide (tripanozomi, leishmania) etc.

SAR (unește trei grupuri, crestele mitocondriale sunt tubulare)

Rhizaria

Majoritatea nu au plastide

Există rizopodii

Reprezentanți: foraminifere, pești soare, radiolari etc.

Alveolate

Apicoplast (rămășița unei plastide cu 4 membrane) sau cloroplaste cu 3(4) membrane ale algelor dinoflagelate

Există alveole sub membrana celulară - vezicule membranare (goale, cu umplutură cu proteine ​​sau carbohidrați)

Reprezentanți: alge dinoflagelate, ciliați, sporozoare etc.

Stramenopiles

Plastidele sunt cu 4 membrane, pigmenții sunt clorofile, a și c

Mastigoneme tripartite pe flageli

Reprezentanți: alge ocrofite (inclusiv brune, aurii, diatomee...), opaline etc.

Caracteristicile structurii unei celule animale

Citologie - o știință care studiază structura, dezvoltarea și funcționarea celulelor.

Celulă - unitatea structurală și funcțională de bază a corpului.

Organele (organele) - părți permanente ale celulei care îndeplinesc funcții specifice. În funcție de structura lor, organelele pot fi cu membrană dublă, cu membrană simplă sau fără membrană.

Incluziuni - formațiuni temporare care fac parte din celulă: boabe de amidon, cristale de sare, picături de grăsime etc.

formațiune rotundă acoperită cu o membrană nucleară cu două straturi;

contine cromozomi (cromatina)

depozitare și transfer informații ereditare

membrana celulară (citoplasmatică).

două straturi de grăsimi (lipide) și molecule de proteine

    separă conținutul intern al celulei;

    transport selectiv de substanțe;

    funcția de protecție;

    funcția receptorului

citoplasma

mediul intern al celulei;

constă din citosol (hialoplasmă), organele și incluziuni

mediu pentru toate procesele celulare: reactii chimiceși transportul de substanțe

Reticul endoplasmatic (reticul) - ER

rețeaua de membrane care se conectează membrana celulara cu membrană nucleară;

doua tipuri:

    EPS neted

    ER dur (cu ribozomi)

sinteza membranei;

ER netedă: sinteza și transportul grăsimilor și carbohidraților;

ER rugoasă: sinteza și transportul proteinelor

Aparatul Golgi (complexul Golgi)

„stiva” de tuburi cu o singură membrană, vezicule și cisterne în apropierea nucleului

    transportul proteinelor

    sinteza enzimatica

    formarea lizozomului

lizozomi

bule mici acoperite cu o membrană cu un singur strat;

menține un mediu acid în interior și conține enzime digestive

digestia intracelulară

vacuole

bule mici cu o singură membrană

    vacuola digestivă: digestia;

    vacuola contractilă: eliberarea excesului de apă și a resturilor alimentare nedigerate din celulă

mitocondriile

corp oval înconjurat de o membrană cu două straturi:

Membrana exterioară este netedă, membrana interioară formează pliuri (cristae)

metabolismul energetic (respirația celulară)

ribozomi

cele mai mici organele (vizibile doar cu microscopul electronic);

constă din două părți: subunități mari și mici

sinteza proteinelor

centru celular

doi centrioli (cilindri de microtubuli) situati perpendicular unul pe altul

diviziunea celulară

COMPARAȚIA STRUCTURII CELULELE ANIMALE ȘI PLANTELOR

Principii generale ale structurii celulare. Teoria celulară. Pro- și eucariote

Unitatea structurală și funcțională universală a viețuitoarelor estecelulă . Celulele sunt formațiuni destul de mici, vizibile, de regulă, doar printr-un microscop, astfel încât descoperirea și studiul celulelor este strâns legată de dezvoltarea tehnologiei microscopice. Dimensiunile caracteristice ale celulelor: 1–5 μm pentru bacterii și 10–100 μm pentru celulele animale și vegetale (micrometru, μm = 10−6 m, adică o miime de milimetru). Limita de rezoluție a ochiului uman este de aproximativ 100 de microni (1/10 mm), dar trebuie luat în considerare faptul că obiectul trebuie să fie contrastant. Celulele individuale, chiar și cele mari, sunt adesea imposibil de văzut într-un țesut din cauza contrastului scăzut și, de regulă, este necesară colorarea preparatului pentru a-l crește. Cazul în care o singură celulă cu o dimensiune de ordinul 100-200 microni poate fi văzută cu ochiul liber este observarea pe un fundal întunecat în lumină laterală. Așa cum particulele de praf pot fi văzute într-un fascicul oblic de lumină solară datorită împrăștierii luminii, în acest caz poate fi văzută și o celulă.

Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, instrumentele optice și tehnicile de preparare sunt necesare pentru a detecta celulele. Aparent, primul microscop a fost construit de tatăl și fiul Janssen la sfârșitul secolului al XVI-lea, dar era foarte imperfect.

Termenul „celulă” a fost introdus de naturalistul englez Robert Hooke (Fig. 1). El a construit un microscop și, folosindu-l pentru a studia diferite obiecte, în 1665 a descoperit că o secțiune a unui dop de vin obișnuit era formată din celule (celule) dreptunghiulare aranjate în mod regulat, pe care le-a numit celule (Fig. 2 - ilustrație din cartea sa „ Micrografie”). El a văzut nu celule vii, ci pereți celulari, deoarece pluta este țesut mort. Ulterior, formațiuni similare au fost descoperite în alte obiecte biologice, iar termenul „celulă” a devenit general acceptat.


Orez. 1 Fig. 2

Omul de știință olandez Antonie van Leeuwenhoek a adus o mare contribuție la studiul celulelor. ÎN sfârşitul XVII-lea V. El a construit un microscop și a descoperit diverse microorganisme în placa dentară, apa din bălți și infuziile de plante. Microscopul lui Leeuwenhoek a fost îmbunătățit semnificativ de el și a oferit mult mai multe capacități decât microscoapele mai primitive ale predecesorilor săi. Astfel, a fost descoperită lumea invizibilă a microbilor, pe care Leeuwenhoek a numit-o „animale”. De asemenea, a observat și a schițat pentru prima dată celule animale - spermatozoizi și eritrocite (globule roșii). Leeuwenhoek și-a descris observațiile în cartea „Secretele naturii descoperite de Anthony Leeuwenhoek folosind microscoape”.

După aceasta, a început o perioadă de dezvoltare rapidă a microscopiei, care a dus la acumularea de informații despre structura celulară a țesuturilor vegetale și animale. Pe măsură ce tehnologia microscopică s-a dezvoltat, a devenit clar că celulele sunt componente universale ale viețuitoarelor.

Pe baza numeroaselor observații ale animalelor și celule vegetaleîn 1838, botanistul Matthias Schleiden și histologul, fiziologul și citologul Theodor Schwann au formulatteoria celulară . Ca dezvoltare ulterioarăcitologie - stiinta celulara - aceasta teorie a fost dezvoltata si completata.

PREVEDERI DE BAZĂ ALE TEORIEI CELULARE

    Celula este unitatea structurală și funcțională minimă a viețuitoarelor. („nu există viață în afara celulei”). Virușii nu au o structură celulară, dar prezintă toate proprietățile unui lucru viu (cum ar fi metabolismul, auto-reproducția) doar în interiorul celulei vii a gazdei pe care au infectat-o.
    Toate organismele vii sunt formate din celule și substanța extracelulară formată de acestea. Un organism multicelular este un sistem de celule și secrețiile lor. substanță intercelulară, format ca urmare a diviziunii unei celule originale (ou fecundat - zigot).

    În ciuda diferențelor semnificative în dimensiunea și forma celulelor, toate auplanul general al clădirii . Schwann și Schleiden credeau că toate celulele au o membrană, citoplasmă și nucleu, ceea ce este tipic pentru celulele vegetale și animale. dezvoltare ulterioară microscopia a făcut posibil să se constate că există și celule fără nucleu (adică fără membrană nucleară), de exemplu, celule bacteriene. Sunt mult mai mici decât celulele vegetale și animale. Cu toate acestea, baza chimică principii generale Structura și funcționarea celulelor sunt comune tuturor organismelor vii. Aceasta este una dintre dovezile unității de origine a naturii vii și rudenia întregii vieți de pe Pământ.

    Celulele nu apar din nou din materie non-celulară, ci sunt formate prin diviziunea celulelor preexistente (așa-numitul adaos Virchow, făcut de Rudolf Virchow în 1858). Se presupune că în urmă cu miliarde de ani celulele au apărut în mod abiogen în procesul de origine a vieții din materie nevie, dar se crede că acest lucru este imposibil în prezent, deoarece nu sunt disponibile condiții adecvate. Un alt mare om de știință francez Louis Pasteur (1822–1895) în experimentele sale cu fierbere medii nutritiveîn baloane speciale cu duze curbate, unde microorganismele și sporii lor nu intrau, a dovedit imposibilitatea generării spontane a vieții din materie neînsuflețită.

pro- și eucariote

Toate organismele celulare sunt împărțite în două grupe:

    procariote , saupre-nucleare , fără membrană nucleară;

    eucariote , saunuclear , în care materialul genetic (ADN) este situat în nucleu și este separat de citoplasmămembrana nucleara.

Procariotele sunt organisme foarte mici, unicelulare, fără nucleu. Dintre acestea putem evidențiaregnul bacterii și regnul arheea (fosta arheobacterii).

Eucariotele includ trei regnuri principale de organisme multicelulare -regnuri de animale, plante și ciuperci, - precum și eucariote unicelulare (de exemplu, amibe, ciliate etc.), care sunt combinate înprotiști din regatul, sauprotozoare (recunoscut în prezent ca un colectiv, adică un grup de origine eterogenă și împărțit în mai multe regate de organisme unicelulare).

CARACTERISTICILE CELULELE PRO- ȘI EUCARIOTE

Celulele pro- și eucariote sunt foarte diferite. Procariotele sunt organisme mai vechi și mai simplu structurate (Fig. 3). Celulele lor sunt foarte mici, de ordinul mai multor micrometri (1–5 µm). Nu au nucleu și practic nu au structuri membranare interne - organele caracteristice celulelor eucariote. De obicei, au un perete celular deasupra membranei și uneori o capsulă mucoasă suplimentară. ADN-ul se găsește în citoplasmă, această structură se numeștenucleoid („nucleu” - miez, „oides” - similar). ADN-ul la procariote este circular. Pe lângă cromozomul principal, pot exista inele mici suplimentare de ADN -plasmide . Există multe în citoplasmăribozomi - organele ca granule care realizează biosinteza proteinelor. Celulele procariote pot avea flageli.

Unele procariote sunt capabile de foto- sau chemosinteză. De exemplu, ei fac fotosintezăcianobacteriile , care se numea uneori alge albastre-verzi. Alte procariote se hrănesc prin absorbția substanțelor organice cu greutate moleculară mică prin suprafața celulei. Astfel de bacterii se pot depune în produsele alimentare, determinându-le să se strice sau, dimpotrivă, contribuind la producerea de produse lactate fermentate și la fermentarea legumelor (lactobacterii). De asemenea, atunci când se instalează în corpul uman, bacteriile pot provoca boli, cum ar fi tetanosul, holera și difteria.

Archaea - un grup special, extrem de ciudat de procariote, care trăiește în habitate extreme - în izvoarele fierbinți, în Marea Moartă sărată etc., precum și în sol, în intestinele animalelor.

Orez. 3. Structura unei celule procariote

Celulele eucariote sunt de multe ori mai mari (10–100 µm) și mult mai complexe ca structură (Fig. 4).) decât celulele procariote. În citoplasmă au multe structuri complexeorganele , inclusiv cele membranare, de exemplu, reticulul endoplasmatic (ER), OR (celălalt nume) reticulul endoplasmatic (ER), aparatul Golgi, lizozomii, vacuolele, mitocondriile și uneori plastide.

Nucleul eucariotelor areînveliș nuclear cu membrană dublă . În interiorul nucleului există molecule de ADN, acestea nu sunt circulare, ci liniare și, de obicei, sunt mai multe sau multe dintre ele (cel puțin două). Ele sunt complexate cu proteine ​​din cromozomi. Structura unei celule eucariote mari și complexe este susținută de un sistem de fibre proteice -citoschelet , care practic nu este dezvoltat la procariote. Firele citoscheletice sunt, de asemenea, implicate în distribuția cromozomilor către celulele fiice în timpul diviziunii eucariote.

Celulele eucariote, de regulă, sunt capabile să absoarbă particulele din mediu prin invaginarea membranei, ceea ce nu este tipic pentru procariote. Acest proces se numeșteendocitoza . Caracteristic eucariotelor şi proces invers - exocitoză - secretia de substante de catre celula prin fuziunea veziculelor cu membrana exterioară. Citoscheletul și un număr mare de organele membranare, aparent, au permis celulelor eucariote să dobândească dimensiuni mari în timpul evoluției. Se găsește doar la eucarioteadevărata multicelularitate .

Informații detaliate despre organitele celulelor eucariote pot fi găsite în subiecte separate dedicate acestora.

Orez. 4. Structura unei celule eucariote

Principalele diferențe (deși nu toate) dintre celulele pro- și eucariote sunt prezentate în tabel.

ER, aparatul Golgi,

lizozomi, vacuole

Nu

Există

mitocondrii, plastide

Nu

Există

ribozomi

mai mici

Mai mult

ADN

1 inel

mulți cromozomi liniari

citoschelet

nedezvoltat

dezvoltat

fixarea azotului

Se întâmplă

nu se intampla

endocitoza

Nu

Există

flageli

extern
(nu este acoperit cu membrana)

intern
(acoperit cu membrana)

Structura celulelor procariote. Bacteriile

Biologie. Pregătirea pentru Jocurile Olimpice. 8-9 clase.

Celuleleprocariotă nu au o membrană nucleară (greacă „pro” - înainte, „karyon” - miez), au dimensiuni mici (de obicei 1 - 5 microni) și sunt simple ca structură.

APARATE DE SUPRAFATA

Toate celulele, inclusiv celulele procariote, sunt înconjurate demembrana citoplasmatica . Izolează conținutul celulei de mediu, transportă substanțe din și în celulă și primește semnale din mediu. Astfel, membrana asigură menținerea unui mediu intracelular constant.

Pe baza structurii aparatului de suprafață, bacteriile sunt împărțite în două grupuri mari -gram-pozitiv (gram+) șigram-negativ (gram-). Aceste nume sunt date din cauza capacității diferite a acestor celule de a fi colorate Gram (o metodă specifică de colorare).

    La bacteriile gram-pozitive, stratul de mureină este destul de gros. Pereții lor celulari conțin și compuși speciali -acizi teicoici .

    La bacteriile gram-negative, un strat subțire de mureină este acoperit deasupra de o a doua membrană. Între membrane existăspaţiul periplasmatic .

Orez. 1. Structura suprafeței bacteriilor gram+ și gram–

Unele tipuri de bacterii au un strat exterior suplimentar deasupra peretelui celular numitcapsulă . Spre deosebire de perete, este liber și transparent. Constă din polizaharide slab legate și protejează celula de deteriorarea mecanică, iar în cazul bacteriilor patogene, de sistemele de apărare ale organismului gazdă.

Orez. 2. Capsula bacteriană. Micrografie electronică colorată

Orez. 3. Structura unei celule bacteriene

STRUCTURA INTERNA

Într-o micrografie electronică a interiorului unei celule bacteriene, un microscop electronic arată zone de densitate diferită.

Orez. 4

Partea care este mai transparentă pentru electroni (lumină) conține ADN și se numeștenucleoid („nucleu” grecesc - nucleu, „oides” - similar). Nu este separată de restul celulei, numită citoplasmă și are aproximativ aceeași compoziție. ADN-ul la procariote este de obicei reprezentat de o moleculă circulară, atașată la membrana citoplasmatică la un anumit punct.

Ribozomii sunt împrăștiați în spațiul intern al unei celule bacteriene, al căror număr poate ajunge la 10.000 per celulă. Din această cauză, citoplasma apare mai întunecată și mai granulară în micrografiile electronice. În plus, în interiorul celulei există câteva invaginări ale membranei citoplasmatice, numitemezosomi . Anterior se credea că acestea sunt locul sintezei ATP; Potrivit noilor date, acestea sunt cel mai probabil artefacte de fixare, iar respirația are loc în alte zone ale membranei.

Uneori se observă granule ale unor substanțe în celulele unor bacterii. Acestea pot conține nutrienți de rezervă (polizaharide, picături de grăsime, polifosfați) sau deșeuri metabolice pe care celulele nu le pot excreta (sulf, oxizi de fier etc.). Astfel de granule sunt numiteincluziuni (vezi Fig. 5).

Orez. 5

În afara membranei celulare bacteriene, pot fi localizate structuri filamentoase lungi de două tipuri. Primii dintre ei suntflageli - sunt elice proteice capabile să se rotească în raport cu membrana celulară bacteriană și să asigure mișcarea bacteriilor prin „înșurubarea” bacteriilor în mediu. Nu toate bacteriile au flageli. Al doilea grup de fire -băut - nu este capabil de miscare, dar asigura atasarea bacteriilor de alte celule.

FORMAREA SPOLOR

Unele bacterii sunt capabile să se formezedispute . Sporii din bacterii nu servesc la reproducere, ci pentru a suporta condiții nefavorabile. Sporul se formează în interiorul celulei (câte unul în fiecare celulă). Conține în mod necesar materialul genetic al bacteriei. Sporul se acoperă cu o înveliș dens, după care toate părțile externe rămase ale celulei mor.

Orez. 7. Sporii în celulele agentului patogen antrax

Sporii bacterieni supraviețuiesc în general fierberii. Ele pot fi distruse doar prin autoclavare (tratament cu abur sub presiune, de obicei la o temperatură de 120°C). OC), calcinare. Se numește distrugerea tuturor bacteriilor și a sporilor lorsterilizare .

ECOLOGIA BACTERIILOR

Bacteriile pot exista într-o mare varietate de condiții. Se găsesc în atmosferă la o altitudine de câțiva kilometri și pe fundul oceanelor. Unele tipuri de bacterii trăiesc chiar și la câțiva kilometri sub pământ în formațiuni de petrol și cărbune.

Bacteriile, în ciuda dimensiunilor lor mici, efectuează procese pe scară largă în biosferă.

1. Bacteriile sunt unul dintre cele mai importante grupuridescompunetori - organisme care descompun materia organică moartă.

2. Multe bacterii sunt capabile să producă substanțe organice din cele anorganice, adică suntautotrofi . Ei pot face acest lucru pe cheltuialafotosinteză folosind energia luminoasă (fotoautotrofe, în primul rândcianobacteriile - verde, conţin clorofilă, sunt strămoşii cloroplastelor) sauchimiosinteză - oxidarea substanţelor anorganice (chimioautotrofe).

Orez. 8. Cianobacterii (fotosintetice)

Astfel, procariotele pot fi producători de biomasă -producători , în unele biocenoze cele mai importante sau singurele. Astfel, bacteriile chemosintetice, în primul rând cele care oxidează hidrogenul sulfurat, sunt singurii producători în ecosistemele de adâncime.fumători alb-negru - surse geotermale oceanice.

Orez. 9

3. Numai bacteriile sunt capabile să transforme azotul molecular din atmosferă în azot din compuși organici, adică să efectuezefixarea azotului . Azotul este fixat, de exemplu, de bacterii nodulare - simbioți ai plantelor leguminoase, precum și de cianobacteriile.

BACTERIILE ȘI OMUL

Bacteriile joacă un rol important în viața umană.

    În primul rând, trebuie să spunem desprebacterii patogene , provocând diverse boli ale omului, animalelor domestice și plantelor de cultură (vezi subiectul „Bolile bacteriene și virale ale omului”).

    În plus, bacteriile provoacă deteriorarea alimentelor și distrugerea diferitelor materiale.

    O serie de bacterii sunt folosite de oameni în activitățile lor economice. Bacteriile sunt folosite în industria alimentară pentru a produce iaurturi, lapte caș, brânzeturi și o serie de alte produse cu acid lactic. Datorită bacteriilor, se desfășoară procesele de murare a verzei, murarea castraveților și însilozarea furajelor.

    Procesele de fermentare efectuate de bacterii sunt o sursă industrială a unui număr de substanțe, precum acetona, acidul lactic și butiric.

    Unele bacterii și actinomicete înrudite producantibiotice , folosit în medicină. Bacteriile sunt o sursă pentru obținerea unui numărenzime , folosit în industria alimentară, medicină și alte industrii.

ARHAEA

Celulele fără nuclee, adică procariote, se găsesc și într-un grup complet special de organisme vii, diferite de bacterii și eucariote -arheea (Vezi subiectul „Principalele regate ale organismelor vii”). Ca dimensiune și structură, celulele arheale sunt foarte asemănătoare cu celulele bacteriene, dar diferă foarte mult în caracteristicile biochimice și biologice moleculare. De exemplu, în unele arhei membrana este complet diferită de membranele tuturor celorlalte organisme - nu constă din fosfolipide, ci din eteri alcooli poliizoprenoizi (adică alcooli formați din unități de izopren, cum ar fi cauciucul natural). Peretele celular arheal este format din oricarepseudomureina , asemănător cu mureina, sau din proteine, care nu se găsește și în alte organisme. Arheea, spre deosebire de alte bacterii, nu formează niciodată spori.


Orez. 10. Celule de arhea metanogenă (micrografie electronică colorată)

Orez. 11. Redwood City, California. Vedere aeriană. Arheile violet trăiesc în iazuri sărate

Virușii sunt forme de viață necelulare

Biologie. Pregătirea pentru Jocurile Olimpice. 8-9 clase.

Virus (din lat. virus - otravă) - cea mai simplă formă de viață, o particulă microscopică, care este o moleculă de acid nucleic (ADN sau ARN) închisă într-o înveliș de proteine ​​(capside ) și capabile să infecteze organismele vii.

Virușii, cu rare excepții, conțin un singur tip de acid nucleic: fie ADN, fie ARN (unii, cum ar fi mimivirusurile, au ambele tipuri de molecule).

În prezent, sunt cunoscuți viruși care se reproduc în celulele plantelor, animalelor, ciupercilor și bacteriilor (cele din urmă sunt de obicei numitebacteriofagi ). Au fost descoperiți și viruși care infectează alți viruși (viruși satelit ).

Orez. 1 Bacteriofag

Structura virusurilor

Virușii pur și simplu organizați constau dintr-un acid nucleic și mai multe proteine ​​care formează o înveliș în jurul său -capside. Exemple de astfel de virusuri sunt virusul mozaic al tutunului. Capsidul său conține un tip de proteină cu o greutate moleculară mică.

Orez. 2 Virusul mozaicului tutunului

Virușii organizați complex au o înveliș suplimentară - proteine ​​sau lipoproteine; uneori, învelișurile exterioare ale virusurilor complecși conțin carbohidrați în plus față de proteine. Exemple de virusuri organizate complex sunt agenții patogeni ai gripei și herpesului. Învelișul lor exterior este un fragment al membranei nucleare sau citoplasmatice a celulei gazdă, din care virusul iese în mediul extracelular.

Orez. 3 Virusul gripal

Răspândirea virușilor pe Pământ

Virușii sunt una dintre cele mai comune forme de existență a materiei organice de pe planetă din punct de vedere al cifrei: apele oceanelor lumii conțin un număr colosal de bacteriofagi (aproximativ 250 de milioane de particule pe mililitru de apă), numărul lor total în ocean. este de aproximativ 4 × 1030, iar numărul de virusuri (bacteriofagi) din sedimentele de fund ale oceanului practic nu depinde de adâncime și este foarte mare peste tot. Oceanul găzduiește sute de mii de specii (tulpini ) virusuri, marea majoritate a cărora nu au fost descrise, cu atât mai puțin studiate. Virușii joacă un rol important în reglarea mărimii populației unor specii de organisme vii (de exemplu, virusul feralizării reduce numărul de vulpi arctice de câteva ori la câțiva ani).

Procesul de infecție virală

În mod convențional, procesul de infecție virală la scara unei celule poate fi împărțit în mai multe etape care se suprapun:
penetrare celulară
reprogramarea celulelor
persistență (tranziție la o stare inactivă)
crearea de noi componente virale
maturarea noilor particule virale și ieșirea lor din celulă

PENTRU IN CELULA

În această etapă, virusul trebuie să furnizeze informațiile sale genetice în interiorul celulei. Unii viruși poartă, de asemenea, propriile proteine ​​necesare implementării sale. Diferiți viruși folosesc strategii diferite pentru a pătrunde în celulă: de exemplu, picornavirusurile își injectează ARN-ul prin membrana plasmatică, iar virionii de orthomyxovirus sunt capturați de celulă în timpul endocitozei, intră în mediul acid al lizozomilor, unde are loc maturarea lor finală (deproteinizarea virusului). particulă), după care ARN-ul este complexat cu proteinele virale depășește membrana lizozomală și intră în citoplasmă. Virușii diferă, de asemenea, în localizarea replicării, unii viruși (de exemplu, aceleași picornavirusuri) se înmulțesc în citoplasma celulei, iar unii (de exemplu, orthomyxovirusuri) - în nucleul acesteia.

REPROGRAMAREA CELULUI

Când o celulă este infectată cu un virus, sunt activate mecanisme speciale de apărare antivirale. Celulele infectate încep să sintetizeze molecule de semnalizare - interferoni, care transferă celulele sănătoase din jur într-o stare antivirală și activează sistemul imunitar. Daunele cauzate de multiplicarea virusului într-o celulă pot fi detectate prin sistemele interne de control al celulelor, iar celula va trebui să se „sinucidă” într-un proces numit apoptoză sau moarte celulară programată. Supraviețuirea sa depinde direct de capacitatea virusului de a depăși sistemele de apărare antivirale. Nu este de mirare că mulți viruși (de exemplu, picornavirusuri, flavivirusuri) în timpul evoluției au dobândit capacitatea de a suprima sinteza interferonilor, programul apoptotic etc.

Pe lângă suprimarea apărării antivirale, virușii se străduiesc să creeze maxim conditii favorabile pentru dezvoltarea urmașilor lor.

PERSISTENŢĂ

Unii viruși pot devenistare latentă (așa-numita persistență pentru virusurile eucariote sau lizogenie pentru bacteriofagi - virusuri bacteriene), interferând slab cu procesele care au loc în celulă și sunt activate numai în anumite condiții. Așa se construiește, de exemplu, strategia de reproducere a unor bacteriofagi - atâta timp cât celula infectată se află într-un mediu favorabil, fagul nu o omoară, este moștenit de celulele fiice și este adesea integrat în genomul celular. Cu toate acestea, atunci când o bacterie infectată cu un fag lizogen intră într-un mediu nefavorabil, agentul patogen preia controlul asupra procesele celulare, astfel încât celula începe să producă materiale din care se construiesc noi fagi (așa-numitul stadiu litic). Celula se transformă într-o fabrică capabilă să producă multe mii de fagi. Particulele mature care părăsesc celula rup membrana celulară, ucidând astfel celula. Unele tipuri de cancer sunt asociate cu persistența virusurilor (de exemplu, papovavirusurile).

CREAREA DE NOI COMPONENTE VIRUSALE

În cel mai general caz, replicarea virusului implică trei procese:

    Transcrierea genomului viral, adică sinteza ARNm viral.

    Traducerea sa, adică sinteza proteinelor virale.

Mulți viruși au sisteme de control care asigură consumul optim al biomaterialelor celulelor gazdă. De exemplu, când s-a acumulat suficient ARNm viral, transcripția genomului viral este suprimată și replicarea, dimpotrivă, este activată.

MATURAREA VIRIONILOR SI IESIREA DIN CELULA

În cele din urmă, ARN-ul sau ADN-ul genomic nou sintetizat este îmbrăcat cu proteine ​​adecvate și părăsește celula. Trebuie spus că un virus care se replica activ nu omoară întotdeauna celula gazdă. În unele cazuri (de exemplu, orthomyxovirusuri), virusurile fiice înmuguresc din membrana plasmatică fără a provoca ruperea acesteia. Astfel, celula poate continua să trăiască și să producă virusul.

Regatul este una dintre diviziunile clasificării organismelor vii din natură cu punct științific viziune. Unul dintre cele cinci regnuri principale ale organismelor vii este regnul bacteriilor. Altfel se numesc concasoare.

Acest nivel de clasificare unește astfel de subregate precum:

  • bacterii.

Subregnul bacteriilor al acestora din urmă unește reprezentanții arheobacteriilor și. Se înțelege că bacteriile sunt cele mai multe organisme mici-procariote, caracterizate printr-o structură celulară. sunt de 0,1-30 microni și este imposibil să le vezi vizual. Astăzi, aproximativ 2.500 au fost studiate în natură. Microbiologia studiază bacteriile. Ea examinează reprezentanți ai regnului bacteriilor care nu sunt vizibile fără echipamente speciale (microorganisme):

  • bacterii,
  • ciuperci microscopice,
  • alge marine.

Microbiologia le sistematizează în regate, analizează morfologia, biochimia, fiziologia, evoluția și rolul în sistemele ecologice.

O trăsătură distinctivă a reprezentanților regnului bacterian este absența unui nucleu înconjurat de membrană separat de citoplasmă. Unele dintre ele au, ceea ce le face rezistente la fagocitoză. Reprezentanții acestui regat sunt capabili să se reproducă la fiecare 20-30 de minute. Posibil atât sexual, cât și prin înmugurire la unele specii. Există și soiuri capabile de sporulare (cum ar fi ciupercile).

Clasificarea microorganismelor

În funcție de forma celulei bacteriene, acestea se disting:

  • (bile);
  • (bețișoare);
  • vibrioni (curbat ca un bumerang);
  • spirila (spirale);
  • (în formă de lanț);
  • (în formă de ciorchine).

Conform metodei de asimilare a nutrienților din natura înconjurătoare, reprezentanții acestui regat sunt împărțiți în următoarele grupuri:

În ceea ce privește metoda lor de hrănire, bacteriile sunt asemănătoare cu ciupercile (saprotrofe, simbioți). Bacteriile trăiesc în natură oriunde există măcar ceva materie organică: praf, apă, sol, aer, pe animale, în interiorul altor organisme vii. Numărul lor crește la fiecare 20-30 de minute. În plus, există un alt grup de organisme microscopice care sunt. Acestea sunt cianobacteriile. Sunt capabili să fotosintetizeze datorită pigmenților similare ca proprietăți cu cele găsite în plante și alge. , datorită pigmentului, poate fi albastru-verde și verde. Ei trăiesc colonial, în formațiuni filamentoase și singuri. Datorită asemănării lor cu algele, ele pot fi în simbioză cu ciupercile, formând un grup de licheni. :

  • aerobi obligați - trăiesc în condiții de acces liber la oxigen;
  • anaerobi obligați - trăiesc în condiții absență completă acces la oxigen;
  • anaerobi facultativi – pot exista in orice conditii de acces la oxigen.

Funcțiile microorganismelor în viața umană

Ei joacă un rol uriaș, care se explică prin următoarele fapte:

  1. prin procesul activității lor de viață contribuie la formarea humusului (un îngrășământ organic necesar vieții plantelor).
  2. Unele microorganisme sunt capabile să transforme substanțele organice în cele anorganice în natură într-un timp scurt, ceea ce este deosebit de important pentru.
  3. În organismul uman și animal există microorganisme implicate în digestia alimentelor consumate și în formarea vitaminelor.
  4. Bacteriile capabile să provoace sunt utilizate pe scară largă pentru a produce alcool, acid acetic, produse lactate fermentate, siloz.
  5. Unele bacterii pot produce substanțe care pot inhiba activitatea vitală a altor organisme vii, care și-a găsit aplicarea în producția de antibiotice.
  6. Sinteza proteinelor alimentare.
  7. Participarea unor bacterii la sinteza insulinei, acizilor organici, alcoolilor și substanțelor polimerice.
  8. Capacitatea unor microorganisme de a provoca moartea gazdei.
  9. Bacteriile vii sunt, de asemenea, folosite pentru a face vaccinuri.

Efectele negative ale bacteriilor

Pe lângă toate cele de mai sus proprietăți pozitive microorganisme, trebuie menționat că unele bacterii pot provoca boli. Sunt numiti

Testează-te completând sarcinile propuse (la discreția profesorului - în clasă sau acasă).

1. Viața pe planeta modernă este diversă și reprezentată de mai multe regate.

Răspuns: plante, animale, ciuperci, bacterii.

2. Regatul bacteriilor unește organismele vii care au semne generale: consta din

Răspuns: o celulă

- într-o cușcă

Răspuns: nu există un nucleu clar definit

- organisme foarte mici, vizibile

Răspuns: doar prin microscop

- întâlni

Răspuns: în toate habitatele

3. Bacteriile au toate semnele vieții. Ei respiră

Răspuns: se hrănesc, excretă produsele activității lor vitale, adică. efectuează metabolismul, se reproduc, se adaptează la condițiile de mediu.

4. Sunt capabili să trăiască în prezența oxigenului

Răspuns: bacterii - aerobi,

și într-un mediu fără oxigen

Răspuns: bacteriile sunt anaerobe

5. O persoană chiar și în viata de zi cu zi este important să știm despre existența bacteriilor anaerobe, deoarece

Răspuns: absența oxigenului în aer este mediu favorabil pentru dezvoltarea lor. Bacteriile anaerobe sunt periculoase pentru oameni, așa că păstrarea unui borcan cu ciuperci acasă poate duce la otrăvire.

6. În industrie, bacteriile sunt folosite pentru a produce produse lactate fermentate, de exemplu

Răspuns: chefir, smântână, brânzeturi.

7. Majoritatea bacteriilor sunt heterotrofe, adică. folosit pentru alimentatie

Răspuns: substanțe organice gata preparate.

Printre aceștia se numără și saprotrofe care folosesc

Răspuns: materie organică din cadavre; Bacteriile locuiesc în organismele vii

8. În procesul de metabolism, bacteriile nu numai că consumă substanțe organice gata preparate, ci și eliberează deșeuri în mediu. Această caracteristică a bacteriilor este utilizată în biotehnologie, producând

Răspuns: antibiotice, vitamine, proteine.

9. Bacteriile se înmulțesc cu

Răspuns: diviziunea celulară în două părți. Rata mare de reproducere bacteriană este deosebit de periculoasă în cazul proliferării bacteriilor patogene, de exemplu Răspuns: bacterii de dizenterie.

10. Știind despre existența „bacteriilor invizibile”, este important să respectați regulile de igienă

Răspuns: spălați-vă mâinile și corpul, spălați-vă pe dinți, păstrați hainele curate, nu beți apă din surse netestate, luptați cu muștele, purtați mănuși când lucrați în grădină, acoperiți-vă tusea și strănutul cu un șervețel.

11. În cazul unor răni simple, este necesar să se cunoască tehnicile de prim ajutor. Testează-te denumind aceste tehnici.

Răspuns: rana de pe corp trebuie tratată cu peroxid de hidrogen și pansată.

12. După ce au stăpânit toate habitatele, bacteriile joacă un rol important în viața planetei moderne.

Răspuns: Ei convertesc materia organică din frunzele căzute, plantele pe moarte și animalele moarte în minerale și le readuc în soluția solului, participând la ciclul substanțelor.

Prima întrebare Regatul bacteriilor include organisme vii care au caracteristici comune: 1 Constă din... (una sau mai multe) celule 2 în celulă... (este prezent sau absent) un nucleu clar definit 3 Organisme foarte mici, vizibile. .. (cu ochiul liber) cu ochiul sau numai cu microscopul) 4 Găsit... (în toate sau numai în unele) habitate A doua întrebare Sunt capabili să trăiască atât în ​​prezența oxigenului (.... bacterii) cât și în un mediu lipsit de oxigen (.... .bacterii) A treia întrebare În industrie, bacteriile sunt folosite pentru a produce produse lactate fermentate, de exemplu..... . A patra întrebare: Majoritatea bacteriilor sunt heterotrofe, adică sunt folosite pentru alimentație... . Printre aceștia se numără și saprotrofe care folosesc... ; Bacteriile se instalează în organismele vii... A cincea întrebare Bacteriile se înmulțesc cu... . Rata mare de reproducere bacteriană este deosebit de periculoasă în cazul proliferării bacteriilor patogene, de exemplu... . A șasea întrebare Știind despre existența (bacteriilor invizibile), este important să respectați regulile de igienă: ... . Dau 60 de puncte

Pagina curentă: 2 (cartea are 6 pagini în total) [pasaj de lectură disponibil: 2 pagini]

Font:

100% +

Partea 1. Regatul bacteriilor

Subregn Bacterii reale

Subregnul Arhebacterii

Subregnul Oxifotobacteriile



Spre regat bacterii (din grecescul „bacterion” - stick) unește cei mai vechi locuitori ai planetei noastre, care în viața de zi cu zi sunt adesea numiți microbi. Aceste organisme au o structură celulară, dar lor material ereditar nu sunt separate de citoplasmă printr-o membrană - cu alte cuvinte, le lipsește un nucleu format. Cele mai multe dintre ele au dimensiuni mult mai mari decât virușii. Pe baza trăsăturilor importante ale activității vieții și mai ales a metabolismului, oamenii de știință împart regnul bacteriilor în trei subregări: Arhebacterii, bacterii adevărateŞi Oxifotobacteriile.

Știința studiază structura și caracteristicile activității de viață a microorganismelor microbiologie.


Subregn Bacteriile reale

Să luăm în considerare caracteristicile structurale ale bacteriilor folosind exemplul reprezentanților subregnului bacterii adevărate.

Acestea sunt organisme foarte vechi, care se pare că au apărut acum mai bine de 3 miliarde de ani. Bacteriile sunt microscopic mici, dar grupurile lor (coloniile) sunt adesea vizibile cu ochiul liber. Pe baza formei și a caracteristicilor grupării celulelor, se disting mai multe categorii de bacterii adevărate. Cocci au formă sferică; diplococi constau din celule sferice apropiate perechi; streptococi formată din coci, apropiați sub formă de lanț; sarcine – ciorchini de coci, arătând ca niște pachete dense; stafilococi – un complex de coci sub formă de ciorchine de struguri. bacili, sau bastoane, – bacterii alungite; vibrioni – bacterii arcuite și spirilla – bacterii cu formă alungită, în formă de tirbușon etc.

Pe suprafața celulelor bacteriene există adesea flageli - organele de mișcare, cu ajutorul cărora se mișcă într-un mediu lichid. În organizarea lor, ele diferă de flagelii și cilii plantelor și animalelor. Unele bacterii se mișcă într-un mod „reactiv”, eliberând o parte de mucus în mediu. Peretele celular al bacteriilor este construit într-un mod foarte unic și include compuși care nu se găsesc în plante, ciuperci și animale. De obicei, este destul de puternic, baza sa este substanța murein, care este un amestec de polizaharide și proteine. Peretele celular al multor bacterii este acoperit cu un strat de mucus deasupra. Citoplasma este înconjurată de o membrană care o separă din interior de peretele celular.


Forma bacteriilor


Localizarea flagelilor în bacterii


Există puține membrane în citoplasma bacteriilor și nu sunt structuri independente, ci invaginări ale membranei citoplasmatice exterioare. Nu există organele înconjurate de o membrană (mitocondrii și plastide). Sinteza proteinelor este realizată de ribozomi, care au dimensiuni mai mici decât cele ale eucariotelor. Toate enzimele care asigură procesele vitale sunt împrăștiate în citoplasmă sau atașate de suprafața interioară a membranei citoplasmatice.

Bacteriile se reproduc de obicei prin împărțirea în două. În primul rând, celula se alungește, cromozomul inel este dublat, se formează treptat o constricție transversală, iar apoi celulele fiice se dispersează sau rămân conectate în grupuri caracteristice - lanțuri, pachete etc.

În condiții nefavorabile, cum ar fi creșterea temperaturii sau uscarea, se formează multe bacterii dispute. În acest caz, o parte din citoplasmă care conține material ereditar este izolată și acoperită cu o capsulă groasă multistrat. Celula pare să se usuce - procesele metabolice din ea se opresc. Sporii bacterieni sunt foarte rezistenți; pot rămâne viabile în stare uscată timp de mulți ani și, de asemenea, pot supraviețui în corpul unei persoane bolnave, în ciuda tratamentului activ cu antibiotice. Sporii bacterieni sunt răspândiți de vânt și alte mijloace. Când este expus la condiții favorabile, sporul se transformă într-o celulă bacteriană activă.


Schema de formare a sporilor


Reproducerea unei celule bacteriene prin fisiune în două


Bacteriile autotrofe (din grecescul „auto” - eu însumi și „trophos” - mă hrănesc), care sintetizează în mod independent substanțele organice din cele anorganice, puțin. Unii dintre ei sunt capabili chimiosinteză– sinteza substanţelor organice care îşi formează corpul din cele anorganice folosind energia de oxidare a compuşilor anorganici. Alții formează molecule organice din cele anorganice în acest proces fotosinteză, folosind energia luminii solare.

În raport cu oxigenul, bacteriile sunt împărțite în aerobi (existând numai într-un mediu cu oxigen) și anaerobi (existând într-un mediu fără oxigen). În plus, sunt cunoscute grupuri de bacterii care trăiesc atât în ​​medii fără oxigen, cât și în medii lipsite de oxigen.


Bacteriile patogene


În natură, bacteriile sunt extrem de răspândite. Ei locuiesc pe sol, jucându-se rol distrugătoare materie organică - rămășițele animalelor și plantelor moarte. Prin transformarea moleculelor organice în molecule anorganice, bacteriile curăță astfel suprafața planetei de reziduurile putrezite și revin. elemente chimiceîn ciclul biologic.

Și rolul bacteriilor în viața umană este enorm. Astfel, producția multor produse alimentare și tehnice este imposibilă fără participarea diverșilor fermentaţie bacterii. Ca urmare a activității vitale a bacteriilor, se obțin iaurt, chefir, brânză, koumis, precum și enzime, alcooli și acid citric. Procesele de fermentare a produselor alimentare sunt, de asemenea, asociate cu activitatea bacteriană.

Se găsesc bacterii simbionti (din latinescul „sim” - împreună, „bios” - viață), care trăiesc în organismele plantelor și animalelor, aducându-le anumite beneficii. De exemplu, bacterii nodulare, așezându-se în rădăcinile unor plante, acestea sunt capabile să absoarbă azotul gazos din aerul solului, să-l transforme în compuși solubili și astfel să furnizeze acestor plante azotul necesar vieții lor. Pe măsură ce plantele mor, ele îmbogățesc solul cu compuși de azot, ceea ce ar fi imposibil fără participarea unor astfel de bacterii.

Cunoscut prădător bacterii care mănâncă reprezentanți ai altor tipuri de procariote.

Rolul negativ al bacteriilor este de asemenea mare. Diverse tipuri bacteriile provoacă alterarea alimentelor prin eliberarea de produse metabolice care sunt toxice pentru oameni. Cel mai periculos patogen (din grecescul „pathos” - boală și „geneză” - origine) bacteriile sunt sursa diferitelor boli la oameni și animale, cum ar fi pneumonia, tuberculoza, amigdalita, antrax, salmoneloza, ciuma, holera etc. Afecteaza bacteriile si plantele.


Bacteriile simbionte formează noduli pe rădăcinile plantelor


Rezultatul activității bacteriilor care distrug lemnul

Subregnul Arhebacterii*

Arhebacterii (din grecescul „archios” - cel mai vechi), poate cel mai vechi dintre procariotele vii și, prin urmare, dintre toate celelalte organisme vii; au apărut pe planeta noastră acum mai bine de 3,8 miliarde de ani.

În total, au fost descrise puțin mai mult de 40 de specii de arheobacterii. Unii dintre ei sunt capabili să trăiască în condiții extreme.

Dintre arhebacterii, cele mai cunoscute bacterii producătoare de metan care, ca urmare a metabolismului, emit gaz inflamabil metan. O parte semnificativă de metan de pe Pământ (10–15 × 10 6 tone anual) este produsă numai de acest grup de procariote. Arhebacteriile producătoare de metan trăiesc în condiții strict anaerobe: în soluri inundate, mlaștini, nămoluri din rezervoare, stații de epurare a apelor uzate și rumenul rumegătoarelor.

Un alt grup de arheobacterii - așa-numitele halobacterii– organisme capabile să crească la concentrații foarte mari de sare. Ei trăiesc în lacuri sărate.

Printre arheobacterii se numără cele care oxidează sulful și pe acesta compuși anorganici cu formarea acidului sulfuric și prin urmare poate provoca distrugerea structurilor din piatră și beton, coroziunea metalelor etc.


Halobacterii


Halobacterii trăiesc în sedimentele sărate ale Mării Moarte


Bacteriile cu sulf


Arhebacteriile producătoare de metan trăiesc în mlaștini

Subregnul Oxifotobacteriile*

Subregnul include mai multe grupuri de bacterii, în special departamentul cianobacterii, numit adesea alge albastre-verzi. Sunt foarte răspândite în întreaga lume. Sunt cunoscute aproximativ 2 mii de specii de cianobacterii. Acestea sunt organisme antice care au apărut în urmă cu aproximativ 3 miliarde de ani. Se presupune că modificările compoziției atmosferei antice a Pământului și îmbogățirea acesteia cu oxigen sunt asociate cu activitatea fotosintetică a cianobacteriilor.

Celulele cianobacteriene, rotunde, eliptice, cilindrice, în formă de butoi sau de altă formă, pot rămâne solitare, se pot uni în colonii sau pot forma filamente multicelulare. Ele secretă adesea mucus sub forma unei învelișuri groase, înconjurate în unele forme de o înveliș dens. La unele specii, firele se ramifică și în unele locuri formează tali cu mai multe rânduri. Formele filamentoase ale cianobacteriilor, pe lângă celulele obișnuite, au acelea care sunt capabile să asimileze azotul aerul atmosferic, transformându-l în diferite substanțe anorganice solubile. Aceste celule furnizează compuși de azot altor celule ale firului. Cianobacteriile, spre deosebire de bacteriile adevărate, nu au niciodată flageli. Cianobacteriile se reproduc de obicei prin împărțirea celulelor în două, nu au un proces sexual.


Diferite forme de cianobacterii


Cianobacterii și arheobacterii într-un izvor fierbinte


Cianobacteriile provoacă adesea înflorirea în iazuri


Cianobacteriile formează pete verzi pe roci


Majoritatea cianobacteriilor sunt organisme autotrofe și pot sintetiza toate substanțele celulare folosind energia luminii. Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, capabile de un tip mixt de nutriție.

Cianobacteriile intră adesea în simbioză cu alte organisme. Și în simbioză cu ciupercile formează organisme precum lichenii.

Majoritatea speciilor locuiesc în bazine de apă dulce, câteva trăiesc în mări. Când cianobacteriile se înmulțesc în masă, adesea provoacă „înflorirea” apei în iazuri, ceea ce afectează negativ viața locuitorilor rezervorului, deoarece multe cianobacterii eliberează substanțe toxice în timpul proceselor lor de viață. În plus, din cauza morții masive a cianobacteriilor, apa începe să putrezească și apare un miros neplăcut. Nu puteți bea apă din astfel de rezervoare. Pe uscat, cianobacteriile trăiesc în sol și formează depozite verzi caracteristice pe roci și scoarța copacilor.

Speciile din genul Anabena sunt crescute artificial la tropice în câmpurile de orez pentru a îmbogăți solul cu compuși de azot. Datorită proprietăților de fixare a azotului ale acestei bacterii, care trăiește în cavitățile frunzelor ferigii acvatice azolla, orezul poate crește mult timp în același loc fără a aplica îngrășăminte. Unele cianobacterii din țările estice sunt folosite ca hrană.


Microfotografii ale diferitelor cianobacterii

Întrebări și sarcini

1. Care sunt caracteristicile structurale ale unei celule bacteriene? Ce substanțe chimice alcătuiesc corpul bacteriilor?

2. Numiți principalele forme de celule bacteriene.

3. Cum circulă bacteriile?

4. Folosind materialul manualului, alcătuiți un tabel și introduceți în el grupuri de bacterii și modul în care acestea obțin energie.

5. Există prădători printre bacterii?

6. Ce grup sistematic formează arhebacteriile?

7. Ce organisme se numesc aerobe? De ce? Prin ce sunt diferite de anaerobi?

8. Enumerați caracteristicile structurale ale celulelor cianobacteriene.

9. Cum se reproduc bacteriile?

10. De ce crezi că bacteriile sunt considerate cele mai vechi organisme?

11. Discutați în clasă cum puteți preveni înflorirea corpurilor de apă.

12. Faceți un plan detaliat pentru paragraf.

Lucrul cu un computer

Consultați aplicația electronică. Studiați materialul și finalizați sarcinile atribuite.

1. http://artsiz.ucoz.ua/publ/shkolnikam_na_zametku/prokarioty/2-1-0-1 ( Caracteristici generale procariotă)

2. http://www.worldofnature.ru/dia/?act=viewcat&cid=578 (Procariote: informații și ilustrații)

Partea 2. Regatul ciupercilor

Divizia Chytridiomycota

Divizia Zygomycota

Divizia Basidiomycota

Grupa ciuperci imperfecte

Departamentul Oomikota

Grupul de licheni



Biologii moderni clasifică ciupercile ca un regn independent de organisme care diferă semnificativ de plante și animale.

Știința studiază regatul ciupercilor, care include cel puțin 100 de mii de specii. micologie (din grecescul „mikos” - ciupercă, „logos” - învățătură).

Oamenii de știință cred că ciupercile sunt un grup colectiv de organisme care au origini diferite. Este posibil ca ciupercile să fi fost printre primele eucariote, dar istoria lor timpurie este practic necunoscută. Marea majoritate a ciupercilor moderne trăiesc pe uscat. Cu toate acestea, cele mai vechi ciuperci au fost, evident, organisme de apă dulce sau marine.

Ciupercilor le lipsește pigmentul care asigură fotosinteza, clorofilă și sunt heterotrofe. Unele proprietăți ale ciupercilor le apropie de animale: se acumulează în celule ca nutrient de rezervă glicogen, și nu amidon, ca plantele; membrana celulara contine chitină, similar cu chitina artropodelor; ca produs al metabolismului azotului se formează uree Pe de altă parte, în ceea ce privește metoda lor de hrănire (prin absorbție, nu înghițirea alimentelor), în ceea ce privește creșterea și imobilitatea nelimitată, seamănă cu plantele.

O caracteristică distinctivă a ciupercilor este structura corpului lor vegetativ. Acest miceliu, sau miceliu, constând din tuburi subțiri sub formă de fir ramificat - gif.


Ciuperci cu capac


Ciupercile sunt diverse ca structură și sunt larg distribuite în diverse habitate. Dimensiunile lor variază foarte mult: de la mic microscopic (forme unicelulare - drojdie) până la exemplare mari, al căror corp atinge un diametru de jumătate de metru sau mai mult (de exemplu, bile sferice mari, precum și ciuperci comestibile - porcini, hribi etc. ).

Miceliul, sau miceliul, are o suprafață imensă prin care absoarbe nutrienții. Se numește partea de miceliu situată în sol miceliul solului. Partea exterioară - ceea ce numim de obicei o ciupercă - este, de asemenea, formată din hife, dar foarte strâns împletite. Aceasta - organism roditor ciupercă. Pe ea se formează organe de reproducere.

În majoritatea ciupercilor, miceliul este împărțit prin partiții în celule individuale. Septurile au pori prin care comunică citoplasma celulelor învecinate. Unindu-se în mănunchiuri, hifele formează șuvițe mari, ajungând uneori la câțiva metri lungime. Astfel de cabluri îndeplinesc, în special, o funcție conductivă. În unele cazuri, împletirea densă a hifelor formează îngroșări bogate în nutrienți de rezervă, asigurând supraviețuirea ciupercii în condiții nefavorabile atunci când partea principală a miceliului moare. Din acestea, în condiții propice existenței, miceliul se dezvoltă din nou.


Structura ciupercilor


O celulă fungică, de regulă, are un perete celular bine definit. Citoplasma conține un număr semnificativ de ribozomi și mitocondrii, aparatul Golgi este slab dezvoltat. Granulele de proteine ​​pot fi adesea găsite în vacuole. Cantitate mare incluziunile sunt reprezentate de granule de glicogen și picături de grăsime. Aparatul ereditar sau genetic al celulei este concentrat în nuclei, al căror număr variază de la unu la câteva zeci.

Unele ciuperci unicelulare, cum ar fi drojdia, au un corp format dintr-o singură celulă în devenire. Dacă celulele fiice în devenire nu se separă unele de altele, se formează un miceliu format din mai multe celule.

Ciupercile se reproduc în principal asexuat - dispute sau vegetativ - părți ale miceliului. Sporii se dezvoltă pe hife specializate - sporangiofori, ridicându-se deasupra solului sau a altor substraturi. Există și reproducere sexuală.


Nor de spori format din ciuperci


Hife fungice în sol


Diagrama structurii unei celule fungice


Se stabilește o legătură strânsă între rădăcinile copacilor și miceliul unor ciuperci, ceea ce este benefic atât pentru ciupercă, cât și pentru plante - apare simbioza. Firele de miceliu împletesc rădăcina și chiar pătrund în interiorul acesteia, formându-se micorize (din grecescul „mikos” - ciupercă și „riza” - rădăcină). Miceliul absoarbe apa și mineralele dizolvate din sol, care curg din acesta în rădăcinile copacilor. Astfel, miceliul poate înlocui parțial firele de păr de rădăcină pentru copaci. De la rădăcinile plantei, miceliul primește, la rândul său, substanțele organice de care are nevoie pentru nutriție și formarea corpurilor roditoare.

Ciupercile joacă atât roluri pozitive, cât și negative în activitatea economică umană. Mare valoareîn industria alimentară au drojdie care provoacă procesul de fermentare. Multe ciuperci produc substanțe biologic active, enzime și acizi organici. Ele sunt utilizate în industria microbiologică pentru producerea de acizi citric și alți acizi organici, precum și de enzime și vitamine. O serie de specii, cum ar fi ergotul și chaga, sunt folosite ca materii prime pentru producerea medicamentelor.

Ciupercile sunt consumate în mod tradițional. În țara noastră se găsesc peste 150 de specii de ciuperci comestibile, dar doar câteva zeci sunt utilizate pe scară largă.

Se știe că ciupercile cauzează boli umane, cum ar fi micoza picioarelor, mâinilor și unghiilor. Unele ciuperci provoacă boli la animalele domestice, dăunând producției animalelor. Un exemplu de astfel de boală fungică este pecingine. Multe ciuperci provoacă boli ale plantelor - ciuperci de tinder pe copaci, ergot din cereale etc.


Reproducerea sexuală a ciupercilor basidiomicete



Agenti patogeni: ciuperci Chytridiomycota


Sporangii cu spori


Micologii includ mai multe diviziuni în regatul ciupercilor: Chytridiomycota, Zygomycota, Oomycota, Ascomycota Şi Basidiomycota. Cele mai mari dintre ele sunt AscomycotaŞi Basidiomycota.

Se formează un grup separat ciuperci imperfecte, care se reproduc numai asexuat sau vegetativ şi nu formează niciodată corpi fructiferi.

Divizia Chytridiomycota*
Divizia Zygomycota

Pilobolus pe gunoi de grajd


Făină pe pâine


Mortirella

Divizia Ascomycota, sau ciuperci marsupiale

Ascomycota este una dintre cele mai extinse diviziuni (aproximativ 30 de mii de specii). Și-au primit numele datorită formării de structuri închise - pungi (ascas) care conțin spori. Departamentul Ascomycota include, în special, drojdie, reprezentate de celule unice înmugurite, numeroase ciuperci multicelulare cu corpuri fructiferi mari, de exemplu morliiŞi linii.

Reprezentanții Ascomycota sunt răspândiți în toate zone naturale si regiuni. După metoda lor de hrănire, sunt heterotrofe, trăiesc în sol, așternut de pădure, pe diverse substraturi vegetale și se hrănesc cu resturi putrezite. Unele specii de ascomycota se dezvoltă pe substraturi de origine animală, în timp ce altele participă la descompunerea reziduurilor vegetale care conțin celuloză în molecule anorganice.

Multe specii de ascomycota formează substanțe folosite în medicină pentru tratamentul bolilor infecțioase (antibiotice), enzime, acizi organici și sunt folosite pentru producția lor industrială.

Un grup utilizat pe scară largă de oameni din divizia Ascomycota este drojdia. Este important de menționat că printre drojdii nu există specii care să formeze substanțe toxice pentru oameni. Când mâncarea se strică din cauza drojdiei, gustul și aspect, dar substanțele active dăunătoare nu se acumulează, așa cum este menționat în ciuperci otrăvitoareși bacterii. Drojdia de panificație există doar în cultură. Sunt reprezentați de sute de curse: vin, brutărie, bere și băuturi spirtoase.


Punga (asca) cu spori



Celulele de ergot conțin substanțe foarte toxice (otrăvitoare) care pot provoca otrăviri dacă intră în făină sau în hrana animalelor. Substanțele izolate din ergot sunt utilizate pe scară largă în medicina modernă pentru tratarea bolilor cardiovasculare, nervoase și de altă natură. Ele sunt deosebit de eficiente în practica obstetrică și ginecologică.

Unii reprezentanți ai Ascomycota, cum ar fi morcile și trufe, comestibil.


Ergot




Atenţie! Acesta este un fragment introductiv al cărții.

Dacă ți-a plăcut începutul cărții, atunci versiunea completă poate fi achiziționat de la partenerul nostru - distribuitor de conținut legal, SRL litri.