Мембранные структуры бактериальной клетки
· Не имеют внутренних мембранных органелл
· Имеют слабо развитую систему внутриклеточных мембран ( нет хлоропластов , митохондрий , эндоплазматической сети , комплекса Гольджи , лизосом , вакуолей , микротелец , клеточного центра )
· У некоторых бактерий плазматическая мембрана образует впячивания ( инвагинации ) внутрь клетки и образует т. н. мезосомы ( хондриоиды ) и ( или ) фотосинтетические мембраны
Мезосомы
· Складчатые мембранные структуры ( выросты наружной плазматической мембраны ) , на поверхности которых находятся ферменты , участвующие в процессе дыхания ( внутри мезосом находятся пузырьки и канальцы )
· Многофункциональный органоид , выполняющий функции митохондрий , ЭПС и комплекса Гольджи ( основная функция мезосом – энергетическая – процессы окисления органических веществ , сопровождающиеся синтезом молекул АТФ )
· Во время клеточного деления мезосомы связываются с ДНК , что облегчает разделение дочерних молекул ДНК после репликации и способствует образованию перегородки между дочерними клетками
· У фотосинтезирующих бактерий в мешковидных или трубчатых впячиваниях плазматической мембраны находятся фотосинтезирующие пигменты ( в том числе бактериохлорофилл )
q Сходные мембранные образования участвуют и в фиксации азота
q Многие прокариоты ( большинство сине-зелёных « водорослей » и ряд бактерий ) имеют органеллы окружённые однослойной белковой мембраной - газовые вакуоли ( для поддержания в толще воды или передвижения в капиллярах почвы ) , хлоросомы , фикобилисомы (пигментсодержащие структуры ) , карбоксисомы ( хранилища фермента для фиксации СО2 ) , магнитосомы
2. Включения
· Гранулы гликогена , капли липидов и жира , метахроматина , серы , зёрна волютина , включающего остатки фосфорнрй кислоты ( полифосфаты ) , выполняющие функции запасных питательных веществ ( непостоянные и необязательные клеточные компоненты )
· Могут продлевать жизнь клетки в отсутствие внешних источников энергии
10 12 11 13
 |
7
·. ·. ·.
·. ·.
·. ·. ·. ·
 | ||
| |
Схема строения бактериальной клетки :
1. Капсула 2 . Плазматическая мембрана 3 . Капли жира 4 . Клеточная стенка 5 . Жгутики 6 . Зёрна волютина ( полифосфаты ) 7 . Пили , или фимбрии 8 . Гликоген 9 . Цитоплазма 10 . Мезосома 11 . Нуклеоид ( кольцевая молекула ДНК ) 12 . Рибосомы 13 . Фотосинтетические мембраны
Жизнедеятельность бактерий
· Возраст Земли – 4,5 млрд. лет ; через 1,5 млрд. лет после её образования возникли бактерии и течение почти 3млрд. лет были доминирующей формой жизни и только в последние 600млн. лет , после появления высших организмов господство бактерий закончилось
Распространение бактерий
· Бактерии освоили самые разнообразные среды : они живут в почве , пыли , воде , воздухе , внешних покровах животных и растений и внутри организма ( в полости рта человека более 100 видов , а в 1 г содержимого толстого кишечника содержится 250 млрд. бактериальных клеток ) ; их можно встретить в горячих источниках при температуре свыше100оС ( экстремальные термофилы ) счвыуц32, в атмосфере на высоте 10 км. , в рассолах с концентрацией солей 250 г/л , сохраняются после пятидневного кипячения в условиях глубокого вакуума и в холоде до – 190 оС ,
· Как правило , любая экологическая ниша занята не одним видом микроорганизмов , а несколькими видами и родами – микробным сообществом
· Движение – с помощью жгутиков , ресничек , реактивным способом ( за счёт выбрасывания слизи ), при участии газовых вакуолей ( почвенные бактерии )
Дыхание бактерий
· Осуществляется посредством дыхательных ферментов , вырабатываемых бактериальной клеткой (все ферменты , обеспечивающие процессы жизнедеятельности бактерий , диффузно рассеяны по цитоплазме или прикреплены к наружной мембране )
· При дыхании освобождается больше энергии , чем используют бактерии ( большая часть этой энергии – до 75% - выделяется в окружающую среду в виде теплоты - самонагревание навоза ,сена , зерна )
· По отношению к кислороду бактерии делятся на :
- аэробные – существующие только в кислородной среде ( туберкулёзная полочка )
- облигатные анаэробные – существующие только в бескислородной среде ; гибнут в присутствии кислорода ( столбнячная палочка , кишечная микрофлора )
- факультативные анаэробы – живущие как в кислородной , так и в бескислородной среде
· Синтез АТФ у бактерий осуществляется тремя путями :
1. Брожение ( в результате у разных бактерий , наряду с АТФ , образуются органические кислоты – молочная , пропионовая , муравьиная , маслянная , уксусная , янтарная и другие соединения )
2. Фотосинтез и хемосинтез
3. Клеточное дыхание ( у аэробов )
Питание бактерий
· По способу питания различают :
БАКТЕРИИ
автотрофные гетеротрофные
фотоавтотрофные хемоавтотрофные фотогетеротрофные хемогетеротроные
( фотосинтетики ) ( хемосинтетики) - сапрофиты
- паразиты
- симбионты
· Самой важной является группа хемогетеротрофных бактерий
Хемогетеротрофы – получают необходимую для жизнедеятельности энергию химическим путём
( окисление органических веществ в процессе дыхания – органотрофы )
· Микроорганизмы не могут поглощать высокомолекулярные вещества , для их роста и развития необходимы низкомолекулярные ( чаще одномолекулярные ) вещества
· Важнейшим элементом ( после углерода ) для микроорганизмов является азот ( часть микроорганизмов приобрела способность использовать его в газообразном состоянии – этот процесс называется азотофиксацией
· Кроме органических веществ необходимы неорганические вещества : азот , фосфор , натрий , калий , железо и др. , а также микроэлементы – кобальт , цинк , медь , вольфрам и др.
· По способу добычи пищи ( органических веществ ) у них можно выделить три группы : сапрофиты , симбионты и паразиты
q Сапрофиты – это организмы , извлекающие питательные вещества из мёртвого и разлагающегося органического материала ; сапрофиты секретируют гидролитические ферменты в органическое вещество , так что переваривание происходит вне организма , а образующиеся при этом растворимые продукты гидролиза всасываются и усваиваются ( ассимилируются ) уже внутри тела сапрофита
q Симбионты – организмы , получающие необходимую органику в результате взаимнополезного сожительства с другим организмами ( например , анаэробная кишечная микрофлора или бактерия-симбионт Rhizobium , способная фиксировать азот и живущая в корневых клубеньках бобовых растений )
q Паразиты– организмы , получающие пищу и убежище ( среду обитания ) за счёт другого организма ( хозяина ) ; хозяином может быть любой организм , причём паразит наносит вред своему хозяину (например , патогенные бактерии )
- облигатные паразиты – могут жить и расти только в живых клетках
- факультативные паразиты – заражают хозяина , вызывают его гибель и затем питаются сапрофитно его остатками
- все паразиты нуждаются в « дополнительных ростовых веществах » , которые они не могут сами синтезировать и находят их только в других живых клетках
- многие формы способны и к парзитическому и сапрофитному образу жизни ( палочки сыпного тифа сибирской язвы , бруцеллёза )
Автотрофные бактерии – синтезируют органические вещества из неорганических ( в зависимости от того , какую энергию они используют , различают фото – и хемосинтезирующие бактерии)