Особливості будови та розмноження бактерій

Бактерії - Найстаріші мікроорганізми, що з'явилися на Землі близько 4 млн років тому. Назва походить від давньогрецького βακτηρία (βάκτρον) «палиця, палиця», оскільки за формою бактерії часто бувають довгастої форми. Хоча це й не єдина форма їх клітин: вони можуть мати форму кулі чи спіралі, але першими були описані саме паличкоподібні.

Бактерії можуть мешкати практично в будь-якому середовищі, придатному для харчування: повітря, вода, ґрунт, інші організми, у тому числі і людина. Вважається, що найбільше бактерій мешкає у верхніх шарах ґрунту.

Будова

Бактерії складаються із однієї клітини. Вони мають найпростішу будову: мембрана, наповнена цитоплазмою. Особливість їх будови – відсутність ядра, мітохондрій та пластид. Генетична інформація міститься в молекулах ДНК, що становлять близько 1 мм у розгорнутому вигляді. В окремих видів є спеціальні гранули для запасу поживних речовин та підтримки життєдіяльності, газові вакуолі, що покращують здатність пересуватися у рідкому середовищі.

Обережно! Якщо викладач виявить плагіат у роботі, не уникнути великих проблем (аж до відрахування). Якщо немає можливості написати самому, замовте тут.

Як правило, бактерія має зовнішні відростки — вусики, за допомогою яких вони можуть рухатися. Деякі бактерії можуть поєднуватися в пари, ланцюжка або скупчення.

Якщо одну чашу терезів поставити вагу, рівний масі всіх бактерій Землі, але в іншу — вагу, рівний масі всіх тварин і рослин, бактерії переважать.

Розмноження

Основний спосіб розмноження бактерій - розподіл клітин.Але для його здійснення необхідно, щоб дотримувалися певних умов. Для різних видів бактерій вони різняться. Одні гинуть під час кип'ятіння, інші можуть розмножуватися навіть у кислотному середовищі. В ідеальних умовах бактерії здатні збільшити свою популяцію до 34 трлн особин.

Існує кілька факторів, що впливають на розмноження бактерій:

• сонячне світло;
• наявність води;
• температура довкілля;
• кисень;
• рівень кислотності/лужності середовища.

За наявності сприятливих факторів бактерії починають активно розмножуватися. За їх відсутності — впадають у сплячку чи гинуть.

Способи розмноження

Бінарний поділ

Коли бактерія досягає певного розміру, вона починає ділитися. Спочатку відбувається реплікація (розподіл) ДНК, потім поділ цитоплазми. На останньому етапі відбувається утворення нової клітинної стінки. Процес поділу бактерій у сприятливих умовах дуже інтенсивний – кожні 20-30 хв. в однієї клітини. Це пов'язано з тим, що багато клітин дуже швидко гине під впливом різних чинників.

Ниркування (вегетативне розмноження)

На одній із стінок бактерії утворюється відросток і росте, поки не досягне розмірів «матері». Далі відбувається відділення нирки. Одна бактерія здатна виготовити до чотирьох нирок. Такий спосіб розмноження властивий ціанобактеріям.

Множинний поділ

Є бінарним розподілом клітин усередині материнського організму. Число таких клітин варіюється від 4 до 1000. Усі вони проходять послідовний поділ, потім оболонка розривається, і нові клітини виходять.

Розмноження суперечками

Якщо бактерія потрапляє в негативні умови, вона може перейти в особливий стан, в якому може бути дуже довго (більше ста років). Спору дозріває всередині клітини і займає в ній особливе положення. Потім материнська клітина відмирає, а суперечка покривається особливою оболонкою, стійкішою до температурних впливів, впливу різних ферментів та інших умов, згубним для звичайної клітини.

Коли настає сприятливий момент, із суперечки проростає повноцінна особина. Починається зворотний процес: руйнація стійкої оболонки, заповнення клітини водою, з'являється здатність ділитися.

Стійкість суперечок патогенних бактерій пояснює тривале збереження інфекційних захворювань, небезпечних для людини.

Фрагментація клітин

Під час фрагментації відбувається розподіл материнської клітини, та був регенерація окремих частин до повноцінної бактерії.

Статевий метод

Деякі види бактерій можуть розмножуватися шляхом кон'югації обміну генетичної інформації між двома клітинами. Предметом передачі є плазміди, що містять гени стійкості у несприятливих умовах.

Статевим методом розмножуються багато видів бактерій, небезпечних для людини. У такий спосіб, наприклад, бактерії здатні формувати стійкість до антибіотиків.

Трансформація

У порівнянні з іншими способами розмноження, трансформація зустрічається рідше. Під час неї окремий фрагмент ДНК вбудовується у сторонню клітину та обмінюється з нею інформацією. Примітно, що це відбувається без участі вірусів.

Трансдукція

Спосіб розмноження, близький до трансформації, але за участю «посередника» — бактеріофага, який переносить генетичну інформацію від однієї клітини до іншої.

Середовище для розмноження

Бактерії розмножуються як у рідкому, так і в щільному поживному середовищі. Розмноження бактерій незмінно веде до виснаження живильного середовища та відмирання значної частини мікроорганізмів.

Розмноження в рідкому середовищі може бути кількох видів:

Розмноження в щільному поживному середовищі характеризується зростанням колоній різних форм та відтінків. Забарвлення живильного середовища у певний колір залежить від пігментації бактерій.

Періодичність розмноження

Життєвий цикл бактерій поділяється на кілька фаз:

1. Початкова або лаг-фаза. Триває від сівби до зростання. Тривалість - 1-2 години.
2. Інтенсивне зростання. Триває до 2 години.
3. Логарифмічна фаза. Пік збільшення популяції, що триває 5-6 годин.
4. Спад розмноження. Виснажується живильне середовище, клітини гинуть. Триває 2 години.
5. Стаціонарна фаза. Кількість загиблих та живих бактерій стає рівною. Термін – 2 години.
6. Прискорення загибелі клітин. 3:00.
7. Фаза логарифмічної загибелі. Швидкість загибелі стає постійною, продовжується близько 5 годин.
8. Зниження швидкості відмирання. Остання стадія циклу, коли живі клітини переходять у спокійний стан.

Наскільки корисною була для вас стаття?