Bakteriyalar - umumiy xarakteristikasi. Bakteriyalarning tasnifi, tuzilishi, oziqlanishi va tabiatdagi roli. Qanday bakteriyalar yo'q: organlarning etishmasligi juda muhimmi?

Ultra yupqa bo'laklarning elektron mikroskopida sitoplazmatik membrana uch qavatli membranadir (qalinligi 2,5 nm bo'lgan 2 qorong'i qatlam engil oraliq bilan ajratilgan). Tuzilishi bo'yicha u hayvon hujayralarining plazmalemmasiga o'xshaydi va go'yo membrananing tuzilishi orqali o'tayotgandek, ko'milgan yuzasi va integral oqsillari bo'lgan ikki qavatli fosfolipidlardan iborat. Haddan tashqari o'sish bilan (hujayra devorining o'sishi bilan solishtirganda) sitoplazmatik membran invaginatsiyalarni hosil qiladi - mezosomalar deb ataladigan murakkab o'ralgan membrana tuzilmalari ko'rinishidagi invaginatsiyalar. Kamroq murakkab burmalangan tuzilmalar intrasitoplazmatik membranalar deyiladi.

Sitoplazma

Sitoplazma eruvchan oqsillar, ribonuklein kislotalar, inkluzyonlar va ko'p sonli moddalardan iborat. kichik granulalar- oqsillarning sintezi (translatsiyasi) uchun mas'ul bo'lgan ribosomalar. Bakterial ribosomalarning oʻlchami taxminan 20 nm va choʻkish koeffitsienti 70S ga teng, eukaryotik hujayralarga xos boʻlgan 80S ribosomalardan farqli oʻlaroq. Ribosomal RNKlar (rRNK) bakteriyalarning saqlanib qolgan elementlari (evolyutsiyaning "molekulyar soati"). 16S rRNK kichik ribosoma boʻlinmasining, 23S rRNK esa katta ribosoma boʻlinmasining bir qismidir. 16S rRNKni o'rganish gen sistematikasining asosi bo'lib, organizmlarning qarindoshlik darajasini baholashga imkon beradi.
Sitoplazmada glikogen granulalari, polisaxaridlar, beta-gidroksibutirik kislota va polifosfatlar (volutin) ko'rinishidagi turli qo'shimchalar mavjud. Ular bakteriyalarning oziqlanish va energiya ehtiyojlari uchun zaxira moddalardir. Volutin asosiy bo'yoqlarga yaqinlikka ega va metakromatik granulalar shaklida maxsus bo'yash usullari (masalan, Neisser) yordamida osongina aniqlanadi. Volutin granulalarining xarakterli joylashuvi difteriya tayoqchasida kuchli bo'yalgan hujayra qutblari shaklida namoyon bo'ladi.

Nukleoid

Nukleoid bakteriyalardagi yadroning ekvivalentidir. U ikki zanjirli DNK shaklida bakteriyalarning markaziy zonasida joylashgan bo'lib, halqa shaklida yopilgan va to'p kabi mahkam o'ralgan. Bakteriyalar yadrosida, eukariotlardan farqli o'laroq, yadro qobig'i, yadro va asosiy oqsillar (gistonlar) mavjud emas. Odatda, bakteriya hujayrasi halqada yopilgan DNK molekulasi bilan ifodalangan bitta xromosomani o'z ichiga oladi.
Bir xromosoma bilan ifodalangan nukleoiddan tashqari, bakteriya hujayrasida irsiyatning xromosomadan tashqari omillari - DNKning kovalent yopiq halqalari bo'lgan plazmidlar mavjud.

Kapsül, mikrokapsula, shilimshiq

Kapsül qalinligi 0,2 mikrondan ortiq bo'lgan shilliq tuzilish bo'lib, bakteriya hujayra devori bilan mustahkam bog'langan va aniq belgilangan tashqi chegaralarga ega. Kapsula patologik materialdan olingan smearlarda ko'rinadi. Sof bakterial madaniyatlarda kapsula kamroq hosil bo'ladi. Qachon aniqlanadi maxsus usullar smearni bo'yash (masalan, Burri-Gins bo'yicha), kapsula moddalarining salbiy kontrastini yaratish: siyoh kapsula atrofida qorong'u fon hosil qiladi. Kapsula polisaxaridlardan (ekzopolisaxaridlar), ba'zan polipeptidlardan, masalan, kuydirgi tayoqchasida D-glutamik kislota polimerlaridan iborat. Kapsula gidrofil bo'lib, bakteriyalarning fagotsitozini oldini oladi. Kapsül antijenikdir: kapsulaga qarshi antikorlar uning kattalashishiga sabab bo'ladi (kapsulaning shishishi reaktsiyasi).
Ko'pgina bakteriyalar mikrokapsula hosil qiladi - qalinligi 0,2 mikrondan kam bo'lgan shilliq shakllanish, faqat elektron mikroskopda aniqlanadi. Kapsuladan aniq chegaralarga ega bo'lmagan mukoid ekzopolisaxaridlarni ajratib ko'rsatish kerak. Mukus suvda eriydi.
Bakterial ekzopolisaxaridlar yopishishda ishtirok etadilar (substratlarga yopishib qolishlari ular glikokaliks deb ham ataladi); Sintezdan tashqari
bakteriyalar tomonidan ekzopolisaxaridlar, ularning hosil bo'lishining yana bir mexanizmi mavjud: bakteriyalarning hujayradan tashqari fermentlarining disaxaridlarga ta'siri orqali. Natijada dekstran va levanlar hosil bo'ladi.

Flagella

Bakterial flagella bakteriya hujayrasining harakatchanligini aniqlaydi. Flagella nozik iplar sitoplazmatik membranadan kelib chiqqan, hujayraning o'zidan uzunroqdir. Flagella qalinligi 12-20 nm, uzunligi 3-15 mkm. Ular 3 qismdan iborat: spiral filament, ilgak va maxsus disklari bo'lgan tayoqchani o'z ichiga olgan bazal tanasi (gram-musbat bakteriyalarda 1 juft disk va gramm-manfiy bakteriyalarda 2 juft disk). Flagella sitoplazmatik membrana va hujayra devoriga disklar orqali biriktirilgan. Bu flagellumni aylantiruvchi vosita tayog'i bilan elektr motorining ta'sirini yaratadi. Flagella oqsildan iborat - flagellin (flgellumdan - flagellum); H antijenidir. Flagellin bo'linmalari spiral shaklida o'ralgan.
Bakteriyalardagi flagellalar soni har xil turlari Ichak tayoqchasi, Protey va boshqalarda bakteriya perimetri boʻylab choʻzilgan oʻnlab va yuzlab bayroqchalar (monotrich) Vibrio cholerae da oʻzgaradi. Lofotrixlarda hujayraning bir uchida flagellalar toʻplami bor. Amfitrixiya hujayraning qarama-qarshi uchlarida bitta flagellum yoki bir to'plam flagellaga ega.

Ichgan

Pili (fimbriae, villi) ipsimon shakllanishlar bo'lib, flagellaga qaraganda ingichka va qisqaroq (3-10 nm x 0,3-10 mkm). Pili hujayra yuzasidan tarqalib, antigen faollikka ega pilin oqsilidan iborat. Birikish uchun, ya'ni zararlangan hujayraga bakteriyalarni biriktirish uchun mas'ul pillar, shuningdek ovqatlanish, suv-tuz almashinuvi va jinsiy (F-pili) yoki konjugatsiya pili uchun mas'ul pillar mavjud. Pili ko'p - har bir hujayrada bir necha yuz. Biroq, odatda, har bir hujayrada 1-3 jinsiy pili mavjud: ular transmissiv plazmidlarni (F-, R-, Kol-plazmidlar) o'z ichiga olgan "erkak" donor hujayralar tomonidan hosil bo'ladi. O'ziga xos xususiyat genital pili - bu jinsiy a'zolarda intensiv ravishda adsorbsiyalangan maxsus "erkak" sferik bakteriofaglar bilan o'zaro ta'sir.

Munozara

Sporlar - dam oluvchi qattiq bakteriyalarning o'ziga xos shakli, ya'ni. bakteriyalar
hujayra devori tuzilishining gramm-musbat turi bilan. Nizolar qachon shakllanadi qulay sharoitlar bakteriyalarning mavjudligi (quritish, ozuqa moddalarining etishmasligi va boshqalar. Bir spora (endospor) bakterial hujayra ichida hosil bo'ladi. Sporalarning shakllanishi turning saqlanishiga hissa qo'shadi va zamburug'lar kabi ko'payish usuli emas. Spora hosil qiluvchi bakteriyalar. Bacillus jinsining sporalari hujayraning diametridan oshmaydigan bakteriyalarga ega bo'lib, ularda sporalarning kattaligi hujayraning diametridan oshib ketadi, ular klostridiya deb ataladi, masalan, Clostridium jinsi bakteriyalari (lat. Clostridium - shpindel). ) Sporlar kislotaga chidamli, shuning uchun ular Aujeski usuli yoki Ziel-Nilsen usuli bilan qizil rangga bo'yalgan va vegetativ hujayra ko'k rangga bo'yalgan.

Sporalarning shakli oval, sharsimon bo'lishi mumkin; hujayradagi joy terminal, ya'ni. tayoq uchida (tetanoz qo'zg'atuvchisida), subterminal - tayoqning oxiriga yaqinroq (botulinum, gazli gangrena qo'zg'atuvchilarida) va markaziy (sibir yarasi tayoqchasida). Spora ko'p qatlamli qobiq, kaltsiy dipikolinat, past suv miqdori va metabolik jarayonlarning sustligi tufayli uzoq vaqt saqlanadi. Qulay sharoitlarda sporlar unib chiqadi, uchta ketma-ket bosqichdan o'tadi: faollashtirish, boshlash, unib chiqish.

Bakteriyalar juda kichik, nihoyatda qadimiy va ma'lum darajada oddiy mikroorganizmlardir. Zamonaviy tasnifga ko'ra, ular organizmlarning alohida sohasi sifatida tasniflanadi, bu bakteriyalar va hayotning boshqa shakllari o'rtasidagi sezilarli farqni ko'rsatadi.

Bakteriyalar eng keng tarqalgan va shunga mos ravishda eng ko'p sonli tirik organizmlardir, ular hech qanday mubolag'asiz, har qanday muhitda: suvda, havoda, erda, shuningdek, boshqa organizmlarning ichida mavjud bo'lib ko'payadi; Shunday qilib, bir tomchi suvda ularning soni bir necha millionga yetishi mumkin va inson tanasida ular bizning barcha hujayralarimizdan o'nga yaqin ko'proq.

Bakteriyalar nima?

Bu mikroskopik, asosan bir hujayrali organizmlar bo'lib, ularning asosiy farqi hujayra yadrosining yo'qligi. Hujayraning asosi bo'lgan sitoplazmada ribosomalar va bakteriyalarning genetik materiali bo'lib xizmat qiluvchi nukleoid mavjud. Bularning barchasi tashqi dunyodan sitoplazmatik membrana yoki plazmalemma bilan ajralib turadi, u o'z navbatida hujayra devori va zichroq kapsula bilan qoplangan. Ba'zi turdagi bakteriyalarning tashqi flagellalari bor, ularning soni va hajmi juda farq qilishi mumkin, ammo ularning maqsadi har doim bir xil - ular bakteriyalarning harakatlanishiga yordam beradi.

Bakteriya hujayrasining tuzilishi va tarkibi

Bakteriyalar nima?

Shakllar va o'lchamlar

Har xil turdagi bakteriyalarning shakllari juda xilma-xil: ular yumaloq, novdasimon, burmalangan, yulduzsimon, tetraedral, kubsimon, C yoki O shaklidagi yoki tartibsiz bo'lishi mumkin.

Bakteriyalar hajmi jihatidan ham farq qiladi. Shunday qilib, Mycoplasma mycoides - butun qirollikdagi eng kichik tur - uzunligi 0,1 - 0,25 mikrometrga etadi va eng katta bakteriya Thiomargarita namibiensis 0,75 mm ga etadi - uni yalang'och ko'z bilan ham ko'rish mumkin. O'rtacha o'lchamlar 0,5 dan 5 mikrongacha.

Metabolizm yoki metabolizm

Energiya va ozuqa moddalarini olish haqida gap ketganda, bakteriyalar o'ta xilma-xillikni namoyish etadi. Ammo shu bilan birga, ularni bir necha guruhlarga bo'lish orqali umumlashtirish juda oson.

Oziq moddalarni (uglerodlarni) olish usuliga ko'ra, bakteriyalar quyidagilarga bo'linadi:

• avtotroflar- hayot uchun zarur bo'lgan barcha organik moddalarni mustaqil ravishda sintez qilish qobiliyatiga ega bo'lgan organizmlar;
• geterotroflar- faqat tayyor organik birikmalarni o'zgartirishga qodir bo'lgan va shuning uchun ular uchun bu moddalarni ishlab chiqarish uchun boshqa organizmlarning yordamiga muhtoj bo'lgan organizmlar.

Energiya olish usuliga ko'ra:

• fototroflar- fotosintez natijasida zarur energiya ishlab chiqaradigan organizmlar
• kimyotroflar- turli kimyoviy reaksiyalarni amalga oshirib energiya ishlab chiqaruvchi organizmlar.

Bakteriyalar qanday ko'payadi?

Bakteriyalarning o'sishi va ko'payishi bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Muayyan o'lchamga etib, ular ko'paya boshlaydi. Ko'pgina bakteriyalar turlarida bu jarayon juda tez sodir bo'lishi mumkin. Hujayra bo'linishi, masalan, 10 daqiqadan kamroq vaqt ichida sodir bo'lishi mumkin va har bir yangi organizm ikkiga bo'linganda yangi bakteriyalar soni eksponent ravishda o'sib boradi.

Ko'payishning 3 xil turi mavjud:

• bo'linish- bitta bakteriya genetik jihatdan mutlaqo bir xil bo'lgan ikkitaga bo'linadi.
• tomurcuklanma- ona bakteriyaning qutblarida bir yoki bir nechta kurtaklar (4 tagacha) hosil bo'ladi, ona hujayra qariydi va o'ladi.
• ibtidoiy jinsiy jarayon- ota-ona hujayralar DNKsining bir qismi qiz hujayralarga o'tadi va tubdan yangi genlar to'plamiga ega bakteriya paydo bo'ladi.

Birinchi tur eng keng tarqalgan va eng tezkor, ikkinchisi nafaqat bakteriyalar uchun, balki umuman butun hayot uchun juda muhimdir.

Odamlar o'zlarini zararli ta'sirlardan himoya qilishning yangi usullarini topishga harakat qilmoqdalar. Ammo foydali mikroorganizmlar ham bor: ular qaymoqning pishishiga, o'simliklar uchun nitratlar hosil bo'lishiga yordam beradi, o'lik to'qimalarni parchalaydi va hokazo Mikroorganizmlar suvda, tuproqda, havoda, tirik organizmlar tanasida va ularning ichida yashaydi.

Bakteriyalarning shakllari

Bakteriyalarning 4 ta asosiy shakli mavjud, xususan:

1. Mikrokokklar - alohida yoki tartibsiz guruhlarda joylashgan. Ular odatda harakatsiz.
2. Diplokokklar juft-juft bo'lib, tanada kapsula bilan o'ralgan bo'lishi mumkin.
3. Streptokokklar zanjir shaklida bo'ladi.
4. Sarsinlar paketlarga o'xshash hujayralar klasterlarini hosil qiladi.
5. Stafilokokklar. Bo'linish jarayoni natijasida ular bir-biridan ajralib chiqmaydi, balki klasterlar (klasterlar) hosil qiladi.

Rod shaklidagi turlari (batsillalar) hajmi bilan ajralib turadi, nisbiy pozitsiya va shakl:

Bakteriya murakkab tuzilishga ega:

• Devor hujayralar bir hujayrali organizmni tashqi ta'sirlardan himoya qiladi, unga ma'lum bir shakl beradi, oziqlanishni ta'minlaydi va uning ichki tarkibini saqlaydi.
• Sitoplazmatik membrana fermentlarni o'z ichiga oladi, komponentlarning ko'payishi va biosintezi jarayonida ishtirok etadi.
• Sitoplazma hayotiyligini bajarishga xizmat qiladi muhim funktsiyalar. Ko'pgina turlarda sitoplazmada DNK, ribosomalar, turli granulalar va kolloid faza mavjud.
• Nukleoid DNK joylashgan tartibsiz shakldagi yadro hududidir.
• Kapsula qobiqni yanada mustahkam qiladigan va shikastlanish va quritishdan himoya qiluvchi sirt tuzilishi. Ushbu shilliq strukturaning qalinligi 0,2 mikrondan ortiq. Kichikroq qalinligi bilan u deyiladi mikrokapsula. Ba'zan qobiq atrofida mavjud shilimshiq, aniq chegaralari yo'q va suvda eriydi.
• flagella hujayralarni suyuq muhitda yoki qattiq sirtda harakatlantirishga xizmat qiluvchi sirt tuzilmalari deyiladi.
• Ichgan- ipga o'xshash shakllanishlar, ancha nozik va kamroq flagella. Ular har xil turdagi, maqsadi va tuzilishi bilan farqlanadi. Pili organizmni zararlangan hujayraga biriktirish uchun kerak.
• Munozara. Sporulyatsiya noqulay sharoitlar yuzaga kelganda sodir bo'ladi va turni moslashtirish yoki uni saqlab qolish uchun xizmat qiladi.

Bakteriyalar turlari

Biz bakteriyalarning asosiy turlarini ko'rib chiqishni taklif qilamiz:

Hayotiy faoliyat

Oziq moddalar hujayraga uning butun yuzasi orqali kiradi. Mikroorganizmlar oziqlanishning har xil turlari mavjudligi sababli keng tarqaldi. Yashash uchun ular turli xil elementlarga muhtoj: uglerod, fosfor, azot va boshqalar. Oziq moddalar bilan ta'minlash membrana yordamida tartibga solinadi.

Oziqlanish turi uglerod va azotning qanday so'rilishi va energiya manbai turiga qarab belgilanadi. Ulardan ba'zilari ushbu elementlarni havodan olishlari, ishlatishlari mumkin quyosh energiyasi, boshqalari esa organik kelib chiqadigan moddalar mavjudligini talab qiladi. Ularning barchasi vitaminlar va aminokislotalarga muhtoj, ular organizmida sodir bo'ladigan reaktsiyalar uchun katalizator bo'lib xizmat qiladi. Hujayradan moddalarni olib tashlash diffuziya jarayoni orqali sodir bo'ladi.

Ko'p turdagi mikroorganizmlarda kislorod metabolizm va nafas olishda muhim rol o'ynaydi. Nafas olish natijasida hosil bo'lish uchun ishlatiladigan energiya chiqariladi organik birikmalar. Ammo kislorod halokatli bo'lgan bakteriyalar mavjud.

Ko'payish hujayrani ikki qismga bo'lish orqali sodir bo'ladi. Muayyan o'lchamga erishgandan so'ng, ajratish jarayoni boshlanadi. Hujayra uzayadi va unda ko'ndalang septum hosil bo'ladi. Olingan qismlar tarqaladi, lekin ba'zi turlar bir-biriga bog'lanib qoladi va klasterlar hosil qiladi. Yangi hosil bo'lgan qismlarning har biri mustaqil organizm sifatida oziqlanadi va o'sadi. Qulay muhitga joylashtirilganda, ko'payish jarayoni yuqori tezlikda sodir bo'ladi.

Mikroorganizmlar murakkab moddalarni oddiy moddalarga parchalashga qodir, keyin ularni o'simliklar qayta ishlatishi mumkin. Shuning uchun bakteriyalar moddalarning aylanishida ajralmasdir, ularsiz ko'p narsa mumkin emas; muhim jarayonlar yerda.

Bilasizmi?

Xulosa: Ko'chaga chiqqandan keyin har safar uyga kelganingizda qo'lingizni yuvishni unutmang. Tualetga borganingizda, qo'lingizni sovun bilan yuving. Oddiy qoida, lekin juda muhim! Uni toza tuting va bakteriyalar sizni bezovta qilmaydi!

Materialni mustahkamlash uchun sizni qiziqarli topshiriqlarimizni bajarishga taklif qilamiz. Omad!

Vazifa № 1

Rasmga diqqat bilan qarang va ayting-chi, bu hujayralarning qaysi biri bakterialdir? Maslahatlarga qaramasdan qolgan hujayralarni nomlashga harakat qiling:

"Bakteriyalar" qirolligi bakteriyalar va ko'k-yashil suvo'tlardan iborat bo'lib, ularning umumiy xarakteristikasi ularning kichik o'lchamlari va sitoplazmadan membrana bilan ajratilgan yadroning yo'qligi.

Bakteriyalar kimlar

Yunon tilidan tarjima qilingan "bakterion" tayoq degan ma'noni anglatadi. Ko'pincha mikroblar yalang'och ko'zga ko'rinmaydigan, bo'linish yo'li bilan ko'payadigan bir hujayrali organizmlardir.

Ularni kim kashf etgan

17-asrda yashagan golland tadqiqotchisi Entoni Van Levenguk birinchi marta uy qurilishi mikroskopida eng kichik bir hujayrali organizmlarni ko'rishga muvaffaq bo'ldi. U galanteriya do‘konida ishlagan chog‘ida lupa orqali atrofdagi dunyoni o‘rgana boshlagan.

Entoni Van Levenguk (1632-1723)

Keyinchalik Leeuvenguek 300 martagacha kattalashtirishga qodir bo'lgan linzalarni yaratishga e'tibor qaratdi. Ularda u eng kichik mikroorganizmlarni tekshirdi, olingan ma'lumotlarni tasvirlab, ko'rganlarini qog'ozga o'tkazdi.

1676 yilda Levenguk mikroskopik mavjudotlar haqida ma'lumot topdi va taqdim etdi va ularga "hayvonlar" nomini berdi.

Ular nima yeydi?

Eng kichik mikroorganizmlar Yerda odamlar paydo bo'lishidan ancha oldin mavjud bo'lgan. Ular hamma joyda tarqalgan, organik oziq-ovqat va noorganik moddalar bilan oziqlanadi.

Oziq moddalarni assimilyatsiya qilish usullariga ko'ra, bakteriyalar odatda avtotrof va geterotroflarga bo'linadi. Geterotroflar mavjudligi va rivojlanishi uchun tirik organizmlarning organik parchalanishidan hosil bo'lgan chiqindilardan foydalanadilar.

Bakteriyalar vakillari

Biologlar turli bakteriyalarning 2500 ga yaqin guruhini aniqladilar.

Shakllariga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi:

• sharsimon konturlarga ega kokklar;
• tayoqcha shaklidagi tayoqchalar;
• egri chiziqlarga ega vibrionlar;
• spirilla - spiral shakli;
• zanjirlardan tashkil topgan streptokokklar;
• uzumga o'xshash klasterlarni hosil qiluvchi stafilokokklar.

Inson tanasiga ta'sir qilish darajasiga ko'ra prokaryotlarni quyidagilarga bo'lish mumkin:

• foydali;
• zararli.

Odamlar uchun xavfli mikroblarga yiringli kasalliklarni keltirib chiqaradigan stafilokokklar va streptokokklar kiradi.

Bifido va atsidofil bakteriyalari immunitet tizimini rag'batlantirish va oshqozon-ichak traktini himoya qilish uchun foydali deb hisoblanadi.

Haqiqiy bakteriyalar qanday ko'payadi?

Barcha turdagi prokariotlarning ko'payishi, asosan, bo'linish yo'li bilan sodir bo'ladi, so'ngra asl hajmiga o'sadi. Muayyan o'lchamga erishgandan so'ng, kattalar mikroorganizmi ikki qismga bo'linadi.

Kamroq, shunga o'xshash bir hujayrali organizmlarning ko'payishi tomurcuklanma va konjugatsiya orqali amalga oshiriladi. Ona mikroorganizmida tomurcuklanma paytida to'rttagacha yangi hujayralar o'sadi, keyin esa kattalar qismi o'ladi.

Konjugatsiya bir hujayrali organizmlarda eng oddiy jinsiy jarayon hisoblanadi. Ko'pincha hayvon organizmlarida yashovchi bakteriyalar shu tarzda ko'payadi.

Bakteriyalarning simbionlari

Inson ichaklarida ovqat hazm qilishda ishtirok etuvchi mikroorganizmlar simbiont bakteriyalarning yorqin namunasidir. Simbiozni birinchi marta golland mikrobiologi Martin Villem Beyjerink kashf etgan. 1888 yilda u bir hujayrali va dukkakli o'simliklarning o'zaro manfaatli yaqin yashashini isbotladi.

Ildiz tizimida yashash, simbiontlar, uglevodlar bilan oziqlanish, o'simlikni atmosfera azot bilan ta'minlaydi. Shunday qilib, dukkaklilar tuproqni kamaytirmasdan unumdorlikni oshiradi.

Bakteriyalarni o'z ichiga olgan ko'plab muvaffaqiyatli simbiotik misollar mavjud va:

• shaxs;
• suv o'tlari;
• artropodlar;
• dengiz hayvonlari.

Mikroskopik bir hujayrali organizmlar tizimlarga yordam beradi inson tanasi, oqava suvlarni tozalashga hissa qo'shish, elementlarning aylanishida ishtirok etish va umumiy maqsadlarga erishish yo'lida ishlash.

Nima uchun bakteriyalar maxsus qirollikka ajratilgan?

Bu organizmlar kichik o'lchamlari, shakllangan yadro yo'qligi va istisno tuzilishi bilan ajralib turadi. Shuning uchun, tashqi o'xshashligiga qaramay, ularni sitoplazmadan membrana bilan chegaralangan shakllangan hujayra yadrosiga ega bo'lgan eukariotlar deb tasniflash mumkin emas.

Ularning barcha xususiyatlari tufayli 20-asrda olimlar ularni alohida qirollik sifatida aniqladilar.

Eng qadimgi bakteriyalar

Eng kichik bir hujayrali organizmlar Yerda paydo bo'lgan birinchi hayot hisoblanadi. Tadqiqotchilar 2016 yilda Grenlandiyada taxminan 3,7 milliard yil bo'lgan ko'milgan siyanobakteriyalarni topdilar.

Kanadada taxminan 4 milliard yil avval okeanda yashagan mikroorganizmlarning izlari topildi.

Bakteriyalarning funktsiyalari

Biologiyada tirik organizmlar va ularning muhiti o'rtasida bakteriyalar quyidagi funktsiyalarni bajaradi:

• organik moddalarni minerallarga qayta ishlash;
• azot fiksatsiyasi.

Inson hayotida bir hujayrali mikroorganizmlar tug'ilishning birinchi daqiqalaridan boshlab muhim rol o'ynaydi. Ular muvozanatli ichak mikroflorasini ta'minlaydi, immunitet tizimiga ta'sir qiladi va suv-tuz muvozanatini saqlaydi.

Bakterial zahiraviy modda

Zaxira buyumlar ozuqa moddalari prokariotlarda ular sitoplazmada to'planadi. Ular qulay sharoitlarda to'planadi va ro'za tutish davrida iste'mol qilinadi.

Bakterial zahiraviy moddalarga quyidagilar kiradi:

• polisakkaridlar;
• lipidlar;
• polipeptidlar;
• polifosfatlar;
• oltingugurt konlari.

Bakteriyalarning asosiy belgisi

Prokariotlarda yadro vazifasini nukleoid bajaradi.

Shuning uchun bakteriyalarning asosiy xarakteristikasi bitta xromosomada irsiy materialning kontsentratsiyasidir.

Nima uchun bakteriyalar qirolligi vakillari prokariotlar deb tasniflanadi?

Shakllangan yadroning yo'qligi bakteriyalarni prokaryotik organizmlar deb tasniflash uchun sabab bo'ldi.

Noqulay sharoitlarda bakteriyalar qanday omon qoladi

Mikroskopik prokaryotlar sporalarga aylanib, uzoq vaqt davomida noqulay sharoitlarga dosh berishga qodir. Hujayradan suv yo'qotilishi, hajmning sezilarli darajada pasayishi va shakli o'zgarishi mavjud.

Sporlar mexanik, harorat va kimyoviy ta'sirlarga befarq bo'lib qoladi. Shunday qilib, yashovchanlik xususiyati saqlanib qoladi va samarali ko'chirish amalga oshiriladi.

Xulosa

Bakteriyalar Yerdagi hayotning eng qadimgi shakli bo'lib, odamlar paydo bo'lishidan ancha oldin ma'lum bo'lgan. Ular hamma joyda mavjud: atrofdagi havoda, suvda va er qobig'ining sirt qatlamida. Yashash joylariga o'simliklar, hayvonlar va odamlar kiradi.

Bir hujayrali organizmlarni faol o'rganish 19-asrda boshlangan va hozirgi kungacha davom etmoqda. Bu organizmlar asosiy qismdir Kundalik hayot odamlar va inson mavjudligiga bevosita ta'sir qiladi.

Maqolaning mazmuni

membrana bilan o'ralgan hujayra yadrosining yo'qligi bilan tavsiflangan bir hujayrali mikroorganizmlarning katta guruhi. Shu bilan birga, bakteriyaning genetik materiali (dezoksiribonuklein kislotasi yoki DNK) hujayrada juda o'ziga xos joy - nukleoid deb ataladigan zonani egallaydi. Bunday hujayra tuzilishiga ega bo'lgan organizmlar prokaryotlar ("yadrodan oldingi") deb ataladi, boshqalardan farqli o'laroq - eukaryotlar ("haqiqiy yadro"), ularning DNKsi qobiq bilan o'ralgan yadroda joylashgan.

Ilgari mikroskopik o'simliklar hisoblangan bakteriyalar endi Monera mustaqil qirolligiga tasniflanadi - o'simliklar, hayvonlar, zamburug'lar va protistlar bilan birga joriy tasniflash tizimidagi beshtadan biri.

Qazilma dalillari.

Bakteriyalar, ehtimol, ma'lum bo'lgan organizmlarning eng qadimgi guruhidir. Qatlamli tosh konstruktsiyalar - stromatolitlar - ba'zi hollarda arxeozoy (arxey) davrining boshlariga to'g'ri keladi, ya'ni. 3,5 milliard yil oldin paydo bo'lgan, odatda fotosintez qiluvchi bakteriyalarning hayotiy faoliyati natijasidir. ko'k-yashil suvo'tlar. Shunga o'xshash tuzilmalar (karbonatlar bilan singdirilgan bakterial plyonkalar) bugungi kunda ham, asosan Avstraliya, Bagama, Kaliforniya va qirg'oqlarida shakllanmoqda. Fors ko'rfazi, ammo ular nisbatan kam uchraydi va katta o'lchamlarga etib bormaydi, chunki gastropodlar kabi o'txo'r organizmlar ular bilan oziqlanadi. Hozirgi vaqtda stromatolitlar, asosan, suvning yuqori sho'rligi yoki boshqa sabablarga ko'ra bu hayvonlar yo'q bo'lgan joylarda o'sadi, ammo evolyutsiya jarayonida o'txo'r shakllar paydo bo'lishidan oldin, ular hozirgi zamon bilan taqqoslanadigan okean sayoz suvining muhim elementini tashkil etuvchi ulkan o'lchamlarga etishi mumkin edi. marjon riflari. Qadimgi ba'zilarida toshlar mayda kuygan sharchalar topilgan, ular ham bakteriyalar qoldiqlari ekanligiga ishoniladi. Birinchi yadroviylar, ya'ni. eukaryotik hujayralar bakteriyalardan taxminan 1,4 milliard yil oldin paydo bo'lgan.

Ekologiya.

Bakteriyalar tuproqda, ko'llar va okeanlar tubida - organik moddalar to'plangan har qanday joyda ko'p. Ular sovuqda, termometr faqat noldan yuqori bo'lganda va 90 ° C dan yuqori haroratli issiq kislotali buloqlarda yashaydilar. Ba'zi bakteriyalar juda yuqori sho'rlanishga toqat qiladilar; xususan, ular O'lik dengizda topilgan yagona organizmlardir. Atmosferada ular suv tomchilarida mavjud bo'lib, ularning ko'pligi odatda havoning changliligi bilan bog'liq. Shunday qilib, shaharlarda yomg'ir suvi qishloq joylariga qaraganda ancha ko'p bakteriyalarni o'z ichiga oladi. Baland tog'lar va qutbli hududlarning sovuq havosida ularning soni kam, ammo ular hatto stratosferaning pastki qatlamida 8 km balandlikda joylashgan.

Hayvonlarning ovqat hazm qilish trakti bakteriyalar bilan zich joylashgan (odatda zararsiz). Tajribalar shuni ko'rsatdiki, ular ko'pchilik turlarning hayoti uchun zarur emas, garchi ular ba'zi vitaminlarni sintez qila oladilar. Biroq, kavsh qaytaruvchi hayvonlar (sigir, antilopa, qo'y) va ko'plab termitlarda ular o'simlik ozuqasini hazm qilishda ishtirok etadilar. Bundan tashqari, steril sharoitda o'stirilgan hayvonning immun tizimi bakterial stimulyatsiya etishmasligi tufayli normal rivojlanmaydi. Ichaklarning normal bakterial "florasi" u erga kiradigan zararli mikroorganizmlarni bostirish uchun ham muhimdir.

BAKTERİYALARNING TUZILISHI VA HAYOT FAOLIYATI

Bakteriyalar ko'p hujayrali o'simliklar va hayvonlar hujayralaridan ancha kichikdir. Ularning qalinligi odatda 0,5-2,0 mkm, uzunligi esa 1,0-8,0 mkm. Ba'zi shakllar standart yorug'lik mikroskoplari (taxminan 0,3 mikron) ruxsatida deyarli ko'rinmaydi, ammo turlari 10 mikrondan ortiq uzunlik va kengligi bilan ham ma'lum bo'lib, ular belgilangan chegaralardan ham oshib ketadi va bir qator juda nozik bakteriyalar mavjud. uzunligi 50 mikrondan oshadi. Qalam bilan belgilangan nuqtaga mos keladigan sirtda bu qirollikning chorak million o'rta bo'yli vakillari mos keladi.

Tuzilishi.

Morfologik xususiyatlariga ko'ra ular ajralib turadi quyidagi guruhlar bakteriyalar: kokklar (ko'p yoki kamroq sharsimon), tayoqchalar (uchlari yumaloq bo'lgan novdalar yoki silindrlar), spirillalar (qattiq spirallar) va spiroketalar (nozik va moslashuvchan sochga o'xshash shakllar). Ba'zi mualliflar oxirgi ikki guruhni bitta - spirillaga birlashtirishga moyildirlar.

Prokariotlar eukariotlardan asosan hosil bo'lgan yadroning yo'qligi va faqat bitta xromosomaning tipik mavjudligi - hujayra membranasiga bir nuqtada biriktirilgan juda uzun dumaloq DNK molekulasi bilan farq qiladi. Prokariotlarda mitoxondriya va xloroplastlar deb ataladigan membrana bilan o'ralgan hujayra ichidagi organellalar ham mavjud emas. Eukariotlarda mitoxondriyalar nafas olish jarayonida energiya ishlab chiqaradi va xloroplastlarda fotosintez sodir bo'ladi. Prokariotlarda butun hujayra (birinchi navbatda hujayra membranasi) mitoxondriya, fotosintetik shakllarda esa xloroplast vazifasini ham bajaradi. Eukariotlar singari, bakteriyalar ichida kichik nukleoprotein tuzilmalari - oqsil sintezi uchun zarur bo'lgan ribosomalar mavjud, ammo ular hech qanday membranalar bilan bog'liq emas. Juda kam istisnolardan tashqari, bakteriyalar eukaryotik hujayra membranalarining muhim tarkibiy qismlari bo'lgan sterollarni sintez qila olmaydi.

Tashqaridan hujayra membranasi ko'pchilik bakteriyalarda tsellyuloza devorini eslatuvchi hujayra devori mavjud o'simlik hujayralari, lekin boshqa polimerlardan iborat (ular nafaqat uglevodlarni, balki aminokislotalar va bakteriyalarga xos moddalarni ham o'z ichiga oladi). Bu membrana bakteriya hujayrasiga osmos orqali suv kirganda uning yorilishining oldini oladi. Hujayra devorining tepasida ko'pincha himoya shilliq kapsula mavjud. Ko'pgina bakteriyalar flagella bilan jihozlangan, ular bilan faol suzadilar. Bakterial flagellalar eukaryotlarning o'xshash tuzilmalariga qaraganda oddiyroq va biroz boshqacha tuzilgan.

Sensor funktsiyalari va xatti-harakatlari.

Ko'pgina bakteriyalar atrof-muhitning kislotaliligidagi o'zgarishlarni va shakar, aminokislotalar, kislorod va karbonat angidrid kabi turli moddalar kontsentratsiyasini aniqlaydigan kimyoviy retseptorlarga ega. Har bir moddada bunday "ta'm" retseptorlarining o'ziga xos turi mavjud va mutatsiya natijasida ulardan birining yo'qolishi qisman "ta'm ko'rligi" ga olib keladi. Ko'pgina harakatlanuvchi bakteriyalar haroratning o'zgarishiga ham javob beradi va fotosintez turlari yorug'lik intensivligining o'zgarishiga javob beradi. Ba'zi bakteriyalar yo'nalishni sezadi elektr uzatish liniyalari magnit maydon, shu jumladan Yerning magnit maydoni, ularning hujayralarida mavjud bo'lgan magnetit zarralari yordamida ( magnit temir rudasi– Fe 3 O 4). Suvda bakteriyalar qulay muhitni izlash uchun kuch chizig'i bo'ylab suzish qobiliyatidan foydalanadilar.

METABOLIZMA

Qisman bakteriyalarning kichikligi tufayli ularning metabolizm tezligi eukariotlarga qaraganda ancha yuqori. Eng qulay sharoitlarda ba'zi bakteriyalar umumiy massasini ikki baravar oshirishi va taxminan har 20 daqiqada sonini oshirishi mumkin. Bu ularning bir qator eng muhim ferment tizimlarining juda yuqori tezlikda ishlashi bilan izohlanadi. Shunday qilib, quyonga oqsil molekulasini sintez qilish uchun bir necha daqiqa kerak bo'ladi, bakteriyalar esa soniyalarni oladi. Biroq, tabiiy muhitda, masalan, tuproqda, ko'pchilik bakteriyalar "ochlik dietasida" bo'ladi, shuning uchun ularning hujayralari bo'linib ketsa, bu har 20 daqiqada emas, balki bir necha kunda bir marta bo'ladi.

Oziqlanish.

Bakteriyalar avtotroflar va geterotroflardir. Avtotroflar ("o'z-o'zini oziqlantirish") boshqa organizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan moddalarga muhtoj emas. Ular uglerodning asosiy yoki yagona manbai sifatida karbonat angidriddan (CO 2) foydalanadilar. CO 2 va boshqa noorganik moddalarni, xususan, ammiak (NH 3), nitratlar (NO - 3) va turli oltingugurt birikmalarini murakkab kimyoviy reaktsiyalarga qo'shib, ular o'zlariga kerak bo'lgan barcha biokimyoviy mahsulotlarni sintez qiladilar.

Geterotroflar ("boshqalar bilan oziqlanadigan") uglerodning asosiy manbai sifatida boshqa organizmlar tomonidan sintez qilingan organik (uglerod o'z ichiga olgan) moddalardan, xususan, shakarlardan foydalanadilar (ba'zi turlar ham CO 2 ga muhtoj). Oksidlanganda bu birikmalar hujayra o'sishi va faoliyati uchun zarur bo'lgan energiya va molekulalarni beradi. Shu ma'noda, prokariotlarning katta qismini o'z ichiga olgan geterotrof bakteriyalar odamlarga o'xshaydi.

Asosiy energiya manbalari.

Hujayra komponentlarini hosil qilish (sintez) uchun asosan yorug'lik energiyasi (fotonlar) ishlatilsa, bu jarayon fotosintez, unga qodir turlar esa fototroflar deyiladi. Fototrof bakteriyalar qaysi birikmalar - organik yoki noorganik - uglerodning asosiy manbai bo'lib xizmat qilishiga qarab fotogeterotroflar va fotoavtotroflarga bo'linadi.

Fotoavtotrof siyanobakteriyalar (ko'k-yashil suv o'tlari), yashil o'simliklar kabi, yorug'lik energiyasidan foydalangan holda suv molekulalarini (H 2 O) parchalaydi. Bu erkin kislorodni (1/2 O 2) chiqaradi va vodorod (2H +) hosil qiladi, bu karbonat angidridni (CO 2) uglevodlarga aylantiradi, deyish mumkin. Yashil va binafsha oltingugurt bakteriyalari yorug'lik energiyasidan suv emas, balki vodorod sulfidi (H2S) kabi boshqa noorganik molekulalarni parchalash uchun foydalanadi. Natijada, shuningdek, karbonat angidridni kamaytiradigan vodorod hosil bo'ladi, ammo kislorod chiqarilmaydi. Ushbu turdagi fotosintez anoksigen deb ataladi.

Binafsharang oltingugurtsiz bakteriyalar kabi fotoheterotrof bakteriyalar organik moddalardan, xususan izopropanoldan vodorod ishlab chiqarish uchun yorug'lik energiyasidan foydalanadi, ammo ularning manbai H2 gazi ham bo'lishi mumkin.

Agar hujayradagi asosiy energiya manbai oksidlanish bo'lsa kimyoviy moddalar, molekulalar uglerod - organik yoki noorganikning asosiy manbai bo'lib xizmat qiladimi-yo'qligiga qarab bakteriyalar kimoheterotroflar yoki kimyoavtotroflar deb ataladi. Birinchisi uchun organik moddalar energiya va uglerodni ham ta'minlaydi. Xemoavtotroflar energiyani vodorod (suvga: 2H 4 + O 2 ® 2H 2 O), temir (Fe 2+ ® Fe 3+) yoki oltingugurt (2S + 3O 2 + 2H 2 O ®) kabi noorganik moddalarning oksidlanishidan oladi. 2SO 4 2 – + 4H +), uglerod esa CO 2 dan iborat. Bu organizmlar xemolitotroflar deb ham ataladi va shu bilan ular toshlar bilan "oziqlanadi".

Nafas olish.

Hujayra nafas olish - bu "oziq-ovqat" molekulalarida saqlanadigan kimyoviy energiyani undan keyingi hayotiy reaktsiyalarda foydalanish uchun chiqarish jarayoni. Nafas olish aerob va anaerob bo'lishi mumkin. Birinchi holda, u kislorod talab qiladi. Bu atalmishning ishi uchun kerak. elektron tashish tizimi: elektronlar bir molekuladan ikkinchisiga o'tadi (energiya chiqariladi) va oxir-oqibat vodorod ionlari bilan birga kislorodga qo'shiladi - suv hosil bo'ladi.

Anaerob organizmlar kislorodga muhtoj emas va bu guruhning ba'zi turlari uchun u hatto zaharli hisoblanadi. Nafas olish paytida chiqarilgan elektronlar nitrat, sulfat yoki karbonat kabi boshqa noorganik qabul qiluvchilarga yoki (bunday nafas olishning bir shaklida - fermentatsiya) ma'lum bir organik molekulaga, xususan, glyukozaga biriktiriladi.

TASNIFI

Aksariyat organizmlarda tur reproduktiv jihatdan ajratilgan individlar guruhi hisoblanadi. Keng ma'noda, bu ma'lum bir tur vakillarining boshqa turlarning individlari bilan emas, balki faqat o'z turi bilan juftlashish orqali unumdor nasl berishini anglatadi. Shunday qilib, ma'lum bir turning genlari, qoida tariqasida, uning chegaralaridan tashqariga chiqmaydi. Biroq, bakteriyalarda gen almashinuvi nafaqat shaxslar o'rtasida sodir bo'lishi mumkin turli xil turlari, balki turli avlodlarga ham tegishli, shuning uchun bu erda evolyutsion kelib chiqishi va qarindoshlik haqidagi odatiy tushunchalarni qo'llash qonuniymi yoki yo'qmi, to'liq aniq emas. Shu va boshqa qiyinchiliklar tufayli bakteriyalarning umumiy qabul qilingan tasnifi hali mavjud emas. Quyida keng qo'llaniladigan variantlardan biri keltirilgan.

MONERA SHOHLIGI

I turi. Gracilicutes (ingichka devorli gram-manfiy bakteriyalar)

1-sinf. Skotobakteriyalar (fotosintetik bo'lmagan shakllar, masalan, miksobakteriyalar)

Sinf 2. Anoksifotobakteriyalar (kislorod hosil qilmaydigan fotosintetik shakllar, masalan, binafsha oltingugurt bakteriyalari)

3-sinf. Oksifotobakteriyalar (kislorod hosil qiluvchi fotosintetik shakllar, masalan, siyanobakteriyalar)

II tur. Firmicutes (qalin devorli gramm-musbat bakteriyalar)

1-sinf. Firmibakteriyalar (qattiq hujayrali shakllar, masalan, klostridiyalar)

Sinf 2. Tallobakteriyalar (tarmoqlangan shakllar, masalan, aktinomitsetlar)

III tur. Tenericutes (hujayra devori bo'lmagan gramm-manfiy bakteriyalar)

1-sinf. Mollikutlar (yumshoq hujayra shakllari, masalan, mikoplazmalar)

IV turi. Mendosikutlar (hujayra devorlari nuqsonli bakteriyalar)

1-sinf. Arxebakteriyalar (qadimgi shakllar, masalan, metan hosil qiluvchi)

Domenlar.

Yaqinda o'tkazilgan biokimyoviy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, barcha prokaryotlar aniq ikki toifaga bo'lingan: arxebakteriyalarning kichik guruhi (Archaebacteria - "qadimgi bakteriyalar") va qolganlari eubakteriyalar (Eubacteria - "haqiqiy bakteriyalar"). Arxebakteriyalar eubakteriyalarga nisbatan ancha ibtidoiy va prokaryotlar va eukariotlarning umumiy ajdodiga yaqinroq ekanligiga ishoniladi. Ular boshqa bakteriyalardan bir qancha muhim xususiyatlari bilan farqlanadi, jumladan, oqsil sintezida ishtirok etuvchi ribosoma RNK (rRNK) molekulalarining tarkibi, lipidlarning kimyoviy tuzilishi (yog‘ga o‘xshash moddalar) va hujayra devorida o‘rniga ba’zi boshqa moddalar mavjudligi. oqsil-uglevod polimer murein.

Yuqoridagi tasnif tizimida arxebakteriyalar barcha eubakteriyalarni birlashtirgan bir xil qirollik turlaridan faqat bittasi hisoblanadi. Biroq, ba'zi biologlarning fikriga ko'ra, arxebakteriyalar va eubakteriyalar o'rtasidagi farqlar shunchalik chuqurki, Monera tarkibidagi arxebakteriyalarni maxsus podshohlik sifatida ko'rib chiqish to'g'riroqdir. Yaqinda yanada radikal taklif paydo bo'ldi. Molekulyar tahlil prokariotlarning ushbu ikki guruhi o'rtasida genlar tuzilishidagi shu qadar jiddiy farqlarni aniqladiki, ba'zilari ularning bir xil organizmlar shohligida mavjudligini mantiqsiz deb hisoblashadi. Shu munosabat bilan undan ham yuqori darajadagi taksonomik toifani (takson) yaratish, uni domen deb atash va barcha tirik mavjudotlarni uchta domenga bo'lish taklif etiladi - Evkariya (eukariotlar), Arxeyalar (arxebakteriyalar) va Bakteriyalar (hozirgi eubakteriyalar) .

EKOLOGIYA

Ikki eng muhim atrof-muhit funktsiyalari bakteriyalar - azot fiksatsiyasi va organik qoldiqlarning mineralizatsiyasi.

Azot fiksatsiyasi.

Molekulyar azotning (N 2) ammiak (NH 3) hosil bo'lishi bilan bog'lanishi azot fiksatsiyasi, ikkinchisining nitrit (NO - 2) va nitrat (NO - 3) ga oksidlanishi nitrifikatsiya deb ataladi. Bu biosfera uchun muhim jarayonlardir, chunki o'simliklar azotga muhtoj, lekin ular faqat uning bog'langan shakllarini o'zlashtira oladi. Hozirgi vaqtda bunday "qattiq" azotning yillik miqdorining taxminan 90% (taxminan 90 million tonna) bakteriyalar tomonidan ta'minlanadi. Qolganlari kimyoviy zavodlar tomonidan ishlab chiqariladi yoki chaqmoq urishi paytida sodir bo'ladi. Havodagi azot, bu taxminan. Atmosferaning 80% asosan gram-manfiy Rhizobium jinsi bilan bog'langan. Rizobium) va siyanobakteriyalar. Rhizobium turlari dukkakli o'simliklarning 14000 ga yaqin turlari (Leguminosae oilasi) bilan simbiozga kiradi, ular orasida, masalan, yonca, beda, soya va no'xat kiradi. Bu bakteriyalar deb atalmish yashaydi. nodullar - ularning mavjudligida ildizlarda hosil bo'ladigan shishlar. Bakteriyalar o'simlikdan organik moddalarni (oziqlanish) oladi va buning evaziga xostni qattiq azot bilan ta'minlaydi. Yil davomida har gektarga 225 kilogrammgacha azot shu tarzda fiksatsiya qilinadi. Alder kabi dukkakli bo'lmagan o'simliklar ham boshqa azot biriktiruvchi bakteriyalar bilan simbiozga kiradi.

Siyanobakteriyalar yashil o'simliklar kabi fotosintez qilib, kislorodni chiqaradi. Ularning ko'pchiligi atmosfera azotini o'rnatishga qodir, keyinchalik uni o'simliklar va oxir-oqibat hayvonlar iste'mol qiladi. Bu prokaryotlar tuproqda, xususan, Sharqdagi sholizorlarda qattiq azotning muhim manbai, shuningdek, okean ekotizimlari uchun asosiy yetkazib beruvchi bo'lib xizmat qiladi.

Mineralizatsiya.

Bu organik qoldiqlarning karbonat angidrid (CO 2), suv (H 2 O) va mineral tuzlarga parchalanishiga berilgan nom. Kimyoviy nuqtai nazardan, bu jarayon yonish bilan tengdir, shuning uchun u katta miqdorda kislorod talab qiladi. Tuproqning yuqori qatlami 1 g ga 100 000 dan 1 milliardgacha bakteriyalarni o'z ichiga oladi, ya'ni. gektariga taxminan 2 tonna. Odatda, barcha organik qoldiqlar, erga bir marta, bakteriyalar va zamburug'lar tomonidan tezda oksidlanadi. Parchalanishga ko'proq chidamli bo'lib, asosan yog'och tarkibidagi lignindan hosil bo'lgan humik kislota deb ataladigan jigarrang organik moddadir. U tuproqda to'planib, uning xususiyatlarini yaxshilaydi.

BAKTERİYALAR VA SANOAT

Bakteriyalar katalizlaydigan kimyoviy reaktsiyalarning xilma-xilligini hisobga olsak, ular ishlab chiqarishda, ba'zi hollarda qadim zamonlardan beri keng qo'llanilganligi ajablanarli emas. Prokaryotlar bunday mikroskopik inson yordamchilarining shon-sharafini qo'ziqorinlar, birinchi navbatda, spirtli fermentatsiya jarayonlarining ko'pini, masalan, sharob va pivo ishlab chiqarishni ta'minlaydigan xamirturush bilan bo'lishadi. Endi bakteriyalarga foydali genlarni kiritish, ularda insulin kabi qimmatli moddalarni sintez qilish mumkin bo'lganligi sababli, ushbu tirik laboratoriyalarning sanoatda qo'llanilishi yangi kuchli rag'batga ega bo'ldi.

Oziq-ovqat sanoati.

Hozirgi vaqtda bakteriyalar ushbu sanoat tomonidan asosan pishloqlar, boshqa fermentlangan sut mahsulotlari va sirka ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu erda asosiy kimyoviy reaktsiyalar kislotalarning hosil bo'lishidir. Shunday qilib, sirka tayyorlashda, jinsning bakteriyalari Asetobakter sidr yoki boshqa suyuqliklar tarkibidagi etil spirtini sirka kislotasiga oksidlang. Tuzlangan karam tuzlangan karam bo'lganda ham shunga o'xshash jarayonlar sodir bo'ladi: anaerob bakteriyalar bu o'simlikning barglari tarkibidagi shakarlarni sut kislotasiga, shuningdek, sirka kislotasiga va turli xil spirtlarga achitish.

Rudalarni yuvish.

Bakteriyalar past navli rudalarni yuvish uchun ishlatiladi, ya'ni. ularni qimmatbaho metallar, birinchi navbatda mis (Cu) va uran (U) tuzlari eritmasiga aylantirish. Masalan, xalkopirit yoki mis piritni (CuFeS 2) qayta ishlash. Ushbu rudaning uyumlari vaqti-vaqti bilan suv bilan sug'oriladi, unda jinsning kimolitotrof bakteriyalari mavjud. Thiobacillus. Hayotiy faoliyati davomida ular oltingugurtni (S) oksidlaydi, eruvchan mis va temir sulfatlarini hosil qiladi: CuFeS 2 + 4O 2 ® CuSO 4 + FeSO 4. Bunday texnologiyalar rudalardan qimmatbaho metallarni ajratib olishni ancha soddalashtiradi; printsipial jihatdan ular tog' jinslarining parchalanishi paytida tabiatda sodir bo'ladigan jarayonlarga tengdir.

Qayta ishlash.

Bakteriyalar, shuningdek, kanalizatsiya kabi chiqindilarni kamroq xavfli yoki hattoki aylantirishga xizmat qiladi sog'lom ovqatlar. Chiqindi suvlari- eng dolzarb muammolardan biri zamonaviy insoniyat. Ularning to'liq mineralizatsiyasi juda katta miqdordagi kislorodni talab qiladi va bu chiqindilarni to'kish odatiy hol bo'lgan oddiy suv omborlarida endi uni "neytrallashtirish" uchun kislorod etarli emas. Yechim maxsus hovuzlarda (aeratsiya tanklarida) oqava suvlarni qo'shimcha shamollatishdan iborat: natijada mineralizatsiya qiluvchi bakteriyalar organik moddalarni to'liq parchalash uchun etarli kislorodga ega va eng qulay holatlarda jarayonning yakuniy mahsulotlaridan biri bo'ladi. ichimlik suvi. Yo'lda qolgan erimaydigan cho'kindi anaerob fermentatsiyaga duchor bo'lishi mumkin. Bunday suv tozalash inshootlari imkon qadar kamroq joy va pul egallashini ta'minlash uchun bakteriologiyani yaxshi bilish kerak.

Boshqa foydalanish.

Boshqa muhim sohalarga sanoat ilovalari bakteriyalar, masalan, zig'ir lobini o'z ichiga oladi, ya'ni. uning yigiruv tolalarini o'simlikning boshqa qismlaridan ajratish, shuningdek antibiotiklar, xususan, streptomitsin (turdagi bakteriyalar) ishlab chiqarish. Streptomitslar).

SANOATDA BAKTERİYALARGA QARShI KURSH

Bakteriyalar nafaqat foydali; Ularning ommaviy ko'payishiga qarshi kurash, masalan, oziq-ovqat mahsulotlarida yoki sellyuloza va qog'oz fabrikalarining suv tizimlarida, butun faoliyat sohasiga aylandi.

Oziq-ovqat, agar issiqlik yoki boshqa vositalar bilan faollashtirilmasa, bakteriyalar, zamburug'lar va o'zining avtolitik ("o'z-o'zidan hazm bo'ladigan") fermentlari ta'sirida buziladi. Chunki asosiy sabab buzilish hali ham bakteriyalar, tizimlarning rivojlanishi samarali saqlash oziq-ovqat ushbu mikroorganizmlarning chidamlilik chegaralarini bilishni talab qiladi.

Eng keng tarqalgan texnologiyalardan biri sutni pasterizatsiya qilish bo'lib, u, masalan, sil va brutsellyozni keltirib chiqaradigan bakteriyalarni o'ldiradi. Sut 61-63 ° S haroratda 30 daqiqa yoki 72-73 ° S da faqat 15 soniya davomida saqlanadi. Bu mahsulotning ta'mini buzmaydi, lekin patogen bakteriyalarni faolsizlantiradi. Sharob, pivo va meva sharbatlari ham pasterizatsiya qilinishi mumkin.

Saqlashning afzalliklari uzoq vaqtdan beri ma'lum oziq-ovqat mahsulotlari sovuqda. Past haroratlar bakteriyalarni o'ldirmaydi, lekin ularning ko'payishi va ko'payishiga to'sqinlik qiladi. To'g'ri, muzlatilganida, masalan, -25 ° C gacha, bakteriyalar soni bir necha oydan keyin kamayadi, ammo bu mikroorganizmlarning katta qismi hali ham omon qoladi. Noldan bir oz past haroratlarda bakteriyalar ko'payishda davom etadi, lekin juda sekin. Ularning yashovchan madaniyati liyofilizatsiyadan so'ng (muzlatib quritish) oqsil o'z ichiga olgan muhitda, masalan, qon zardobida deyarli cheksiz saqlanishi mumkin.

Oziq-ovqat mahsulotlarini saqlashning boshqa ma'lum usullariga quritish (quritish va chekish), qo'shimchalar kiradi katta miqdorda fiziologik jihatdan suvsizlanishga teng bo'lgan tuz yoki shakar va tuzlash, ya'ni. konsentrlangan kislota eritmasiga joylashtirish. Atrof muhitning kislotaligi pH 4 va undan past bo'lsa, bakteriyalarning hayotiy faoliyati odatda katta darajada inhibe qilinadi yoki to'xtatiladi.

BAKTERİYALAR VA KASALLIKLAR

Bakteriyalar 17-asrning oxirida A. Leuvenguk tomonidan kashf etilgan va uzoq vaqt davomida ular chirigan qoldiqlarda o'z-o'zidan paydo bo'lishga qodir deb hisoblangan. Bu prokaryotlar va kasalliklarning paydo bo'lishi va tarqalishi o'rtasidagi bog'liqlikni tushunishga to'sqinlik qildi, shu bilan birga tegishli terapevtik va profilaktika choralarini ishlab chiqishga to'sqinlik qildi. L.Paster birinchi bo'lib bakteriyalar faqat boshqa tirik bakteriyalardan kelib chiqishi va ma'lum kasalliklarni keltirib chiqarishi mumkinligini aniqladi. 19-asr oxirida. R. Koch va boshqa olimlar bu patogenlarni aniqlash usullarini sezilarli darajada takomillashtirdilar va ularning ko'pgina turlarini tavsifladilar. Kuzatilgan kasallik juda o'ziga xos bakteriya tomonidan qo'zg'atilganligini aniqlash uchun ular hali ham (kichik o'zgartirishlar bilan) "Koch postulatlari" dan foydalanadilar: 1) bu patogen barcha bemorlarda bo'lishi kerak; 2) uning sof madaniyatini olish mumkin; 3) emlanganda sog'lom odamda bir xil kasallikni keltirib chiqarishi kerak; 4) yangi kasallangan odamda aniqlanishi mumkin. Bu sohadagi keyingi taraqqiyot immunologiyaning rivojlanishi bilan bogʻliq boʻlib, uning asoslarini Paster qoʻygan (dastavval bu yerda fransuz olimlari koʻp ish qilganlar), 1928 yilda A.Fleming tomonidan penitsillin kashf etilgan.

Gram bo'yash.

Patogen bakteriyalarni aniqlash uchun 1884 yilda daniyalik bakteriolog X. Gram tomonidan ishlab chiqilgan bo'yash preparatlari usuli juda foydali bo'lib chiqdi. Bu bakterial hujayra devorining maxsus bo'yoqlar bilan ishlov berishdan keyin rang o'zgarishiga chidamliligiga asoslangan. Agar u rangsizlanmasa, bakteriya gramm-musbat, aks holda gramm-manfiy deb ataladi. Bu farq hujayra devorining strukturaviy xususiyatlari va mikroorganizmlarning ba'zi metabolik xususiyatlari bilan bog'liq. Ushbu ikki guruhdan biriga patogen bakteriyani belgilash shifokorlarga to'g'ri antibiotik yoki boshqa dori-darmonlarni buyurishga yordam beradi. Shunday qilib, furunkulni keltirib chiqaradigan bakteriyalar har doim gramm-musbat, bakterial dizenteriya qo'zg'atuvchisi esa gramm-manfiydir.

Patogenlarning turlari.

Bakteriyalar buzilmagan teri tomonidan yaratilgan to'siqni bartaraf eta olmaydi; ular og'iz bo'shlig'i, ovqat hazm qilish yo'llari, nafas olish va siydik-jinsiy yo'llarning ichki qismini qoplagan yaralar va ingichka shilliq pardalar orqali tanaga kiradi. Shuning uchun ular ifloslangan oziq-ovqat yoki odamdan odamga uzatiladi ichimlik suvi(tif, brutsellyoz, vabo, dizenteriya), bemor aksirganda, yo'talganda yoki oddiygina gapirganda havoga chiqariladigan namlik tomchilari (difteriya, pnevmonik o'lat, sil, streptokokk infektsiyalari, pnevmoniya) yoki shilliq pardalar bilan bevosita aloqa qilish orqali. ikki kishi (gonoreya, sifiliz, brutsellyoz). Shilliq qavatga tushganda, patogenlar faqat unga ta'sir qilishi mumkin (masalan, nafas olish yo'llarida difteriya qo'zg'atuvchilari) yoki chuqurroq kirib borishi mumkin, masalan, sifilisdagi treponema.

Bakterial infektsiyaning belgilari ko'pincha ushbu mikroorganizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan toksik moddalarga bog'liq. Odatda ular ikki guruhga bo'linadi. Ekzotoksinlar bakterial hujayradan chiqariladi, masalan, difteriya, qoqshol, skarlatina (qizil toshma sababi). Qizig'i shundaki, ko'p hollarda ekzotoksinlar faqat tegishli genlarni o'z ichiga olgan viruslar bilan kasallangan bakteriyalar tomonidan ishlab chiqariladi. Endotoksinlar bakteriya hujayra devorining bir qismi bo'lib, patogenning o'limi va yo'q qilinishidan keyingina chiqariladi.

Ovqatdan zaharlanish.

Anaerob bakteriya Clostridium botulinum, odatda tuproq va loyda yashash, botulizm sababidir. Oziq-ovqatlarni pasterizatsiya qilish va chekishdan keyin unib chiqishi mumkin bo'lgan yuqori issiqlikka chidamli sporlar hosil qiladi. Bakteriya o'z hayoti davomida tuzilishi jihatidan o'xshash va ma'lum bo'lgan eng kuchli zaharlardan biri bo'lgan bir nechta toksinlarni ishlab chiqaradi. Bunday moddaning 1/10 000 mg dan kamrog'i odamni o'ldirishi mumkin. Ushbu bakteriya vaqti-vaqti bilan zavod konservalarini va biroz tez-tez - uy qurilishi mahsulotlarini yuqtiradi. Sabzavot yoki go'sht mahsulotlarida uning mavjudligini ko'z bilan aniqlash odatda mumkin emas. Qo'shma Shtatlarda har yili bir necha o'nlab botulizm holatlari qayd etiladi, o'lim darajasi 30-40% ni tashkil qiladi. Yaxshiyamki, botulinum toksini oqsildir, shuning uchun uni qisqa qaynatish orqali faolsizlantirish mumkin.

Ko'proq tarqalgan oziq-ovqat zaharlanishi Staphylococcus aureusning ma'lum shtammlari tomonidan ishlab chiqarilgan toksin tufayli yuzaga keladi ( Staphylococcus aureus). Alomatlar: diareya va kuchni yo'qotish; o'lim holatlari kam uchraydi. Bu toksin ham oqsildir, lekin, afsuski, u juda issiqqa chidamli, shuning uchun uni ovqatni qaynatish orqali faolsizlantirish qiyin. Agar mahsulotlar u bilan jiddiy zaharlanmagan bo'lsa, unda stafilokokkning ko'payishini oldini olish uchun ularni 4 ° C dan past yoki 60 ° C dan yuqori haroratda iste'mol qilgunga qadar saqlash tavsiya etiladi.

Bakteriyalar jinsi Salmonellalar Shuningdek, ular oziq-ovqat mahsulotlarini ifloslantirish orqali sog'likka zarar etkazishga qodir. To'g'ri aytganda, bu oziq-ovqat zaharlanishi emas, balki ichak infektsiyasi (salmonellyoz), uning belgilari odatda patogen organizmga kirgandan keyin 12-24 soat o'tgach paydo bo'ladi. Undan o'lim darajasi ancha yuqori.

Stafilokokk bilan zaharlanish va salmonellyoz asosan xona haroratida qolgan oziq-ovqat iste'moli bilan bog'liq. go'sht mahsulotlari va salatlar, ayniqsa pikniklar va bayram ziyofatlarida.

Tananing tabiiy himoyasi.

Hayvon tanasida patogen mikroorganizmlarga qarshi bir nechta "himoya chiziqlari" mavjud. Ulardan biri fagotsitozga uchragan oq qon hujayralari tomonidan hosil bo'ladi, ya'ni. bakteriyalarni va umuman begona zarralarni so'rish, ikkinchisi immunitet tizimi. Ularning ikkalasi ham o'zaro bog'liq holda harakat qiladi.

Immun tizimi juda murakkab va faqat umurtqali hayvonlarda mavjud. Agar begona oqsil yoki yuqori molekulyar uglevod hayvonning qoniga kirsa, bu erda antijen bo'ladi, ya'ni. tananing "antagonizatsiya qiluvchi" moddani ishlab chiqarishni rag'batlantiradigan modda - antikor. Antikor - bu bog'laydigan oqsil, ya'ni. unga xos bo'lgan antigenni faolsizlantiradi, ko'pincha uning cho'kishi (cho'kishi) va qon oqimidan olib tashlanishi. Har bir antijen qat'iy belgilangan antikorga mos keladi.

Bakteriyalar, qoida tariqasida, antikorlarning shakllanishiga ham sabab bo'ladi, bu esa lizizni rag'batlantiradi, ya'ni. ularning hujayralarini yo'q qiladi va ularni fagotsitozga qulayroq qiladi. Ko'pincha odamni bakterial infektsiyaga qarshi tabiiy qarshilikni oshirib, oldindan immunizatsiya qilish mumkin.

Qonda aylanib yuruvchi antikorlar tomonidan ta'minlangan "gumoral immunitet" ga qo'shimcha ravishda, maxsus oq qon hujayralari bilan bog'liq "hujayraviy" immunitet mavjud. To'g'ridan-to'g'ri aloqa va toksik moddalar yordamida bakteriyalarni o'ldiradigan T hujayralari. T xujayralari makrofaglarni faollashtirish uchun ham kerak bo'ladi, bu oq qon hujayralarining yana bir turi bakteriyalarni ham yo'q qiladi.

Kimyoterapiya va antibiotiklar.

Dastlab, bakteriyalarga qarshi kurashish uchun juda kam dorilar (kimyoterapevtik preparatlar) ishlatilgan. Qiyinchilik shundaki, bu dorilar mikroblarni osongina o'ldiradigan bo'lsa-da, bunday davolash ko'pincha bemorning o'zi uchun zararli. Yaxshiyamki, odamlar va mikroblar o'rtasidagi biokimyoviy o'xshashlik, hozir ma'lum bo'lganidek, hali ham to'liq emas. Masalan, ma'lum zamburug'lar tomonidan sintez qilingan va ular tomonidan raqobatdosh bakteriyalarga qarshi kurashda ishlatiladigan penitsillin guruhining antibiotiklari bakteriya hujayra devorining shakllanishini buzadi. Inson hujayralarida bunday devor yo'qligi sababli, bu moddalar faqat bakteriyalar uchun zararli, garchi ba'zida ular bizga sabab bo'ladi allergik reaktsiya. Bundan tashqari, prokaryotik ribosomalar biznikidan biroz farq qiladi (eukaryotiklar), streptomitsin va xloromitsetin kabi antibiotiklar tomonidan maxsus inaktivlanadi. Bundan tashqari, ba'zi bakteriyalar o'zlarini vitaminlardan biri - foliy kislotasi bilan ta'minlashi kerak va ularning hujayralarida sintezi sintetik sulfa preparatlari tomonidan bostiriladi. Biz o'zimiz bu vitaminni oziq-ovqatdan olamiz, shuning uchun biz bu davolanishdan azob chekmaymiz. Tabiiy yoki sintetik preparatlar hozir deyarli barcha bakterial patogenlarga qarshi mavjud.

Sog'liqni saqlash.

Bemorning individual darajasida patogenlar bilan kurashish tibbiy bakteriologiyani qo'llashning faqat bir tomonidir. Bemorning tanasidan tashqarida bakterial populyatsiyalarning rivojlanishini, ularning ekologiyasini, biologiyasini va epidemiologiyasini o'rganish muhim emas, ya'ni. taqsimoti va aholi dinamikasi. Ma'lumki, masalan, vabo qo'zg'atuvchisi Yersinia pestis kemiruvchilar tanasida yashaydi, bu infektsiyaning "tabiiy rezervuari" bo'lib xizmat qiladi va burgalar hayvonlar orasida uning tashuvchisi bo'lib, agar kanalizatsiya suv havzasiga oqib chiqsa, bir qator ichak infektsiyalarining qo'zg'atuvchisi u erda bir muddat yashash qobiliyatini saqlab qoladi. har xil sharoitlarga qarab ma'lum vaqt oralig'i. Shunday qilib, Hindistonning gidroksidi suv omborlari, bu erda atrof-muhitning pH darajasi yil vaqtiga qarab o'zgarib turadi, vibrio vabolarining omon qolishi uchun juda qulay muhitdir ( Vibrion vabosi) ().

Ushbu turdagi ma'lumotlar kasallikning tarqalishini aniqlash, kasallikning tarqalishini to'xtatish, immunizatsiya dasturlarini amalga oshirish va boshqa profilaktika choralarini ko'rish bilan shug'ullanadigan tibbiyot xodimlari uchun juda muhimdir.

BAKTERİYALARNI O'RGANISH

Ko'pgina bakteriyalar so'zda o'sishi oson. o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan madaniy muhit go'shtli bulon, qisman hazm qilingan oqsil, tuzlar, dekstroz, butun qon, uning sarum va boshqa komponentlari. Bunday sharoitda bakteriyalar kontsentratsiyasi odatda kub santimetr uchun milliardga etadi, bu esa atrof-muhitning bulutli bo'lishiga olib keladi.

Bakteriyalarni o'rganish uchun ularning sof kulturalarini yoki bitta hujayraning avlodi bo'lgan klonlarini olish imkoniyatiga ega bo'lish kerak. Bu, masalan, bemorga qaysi turdagi bakteriyalarni yuqtirganligini va bu turdagi antibiotikga sezgirligini aniqlash uchun kerak. Mikrobiologik namunalar, masalan, tomoq yoki yara tamponlari, qon namunalari, suv namunalari yoki boshqa materiallar yuqori darajada suyultiriladi va yarim qattiq muhit yuzasiga surtiladi: uning ustida alohida hujayralardan dumaloq koloniyalar rivojlanadi. Madaniyat muhiti uchun qattiqlashtiruvchi vosita odatda agar, ma'lum biridan olingan polisakkariddir dengiz o'tlari va deyarli har qanday turdagi bakteriyalar tomonidan hazm bo'lmaydi. Agar muhiti "shoals" shaklida qo'llaniladi, ya'ni. erigan madaniyat muhiti qotib qolganda katta burchak ostida turgan probirkalarda yoki shisha Petri idishlarida yupqa qatlamlar shaklida hosil bo'lgan qiya yuzalar - bir xil shakldagi qopqoq bilan yopilgan, lekin diametri biroz kattaroq bo'lgan tekis dumaloq idishlar. Odatda, bir kun ichida bakterial hujayra shunchalik ko'payadiki, u oddiy ko'z bilan ko'rinadigan koloniya hosil qiladi. Keyinchalik o'rganish uchun uni boshqa muhitga o'tkazish mumkin. Bakteriyalarni o'stirishni boshlashdan oldin barcha madaniy muhitlar steril bo'lishi kerak va kelajakda ularga kiruvchi mikroorganizmlarning joylashishini oldini olish uchun choralar ko'rish kerak.

Shu tarzda o'sgan bakteriyalarni tekshirish uchun ingichka simli halqani olovda qizdiring, uni avval koloniyaga yoki surtmaga, so'ngra shisha slaydga surtilgan bir tomchi suvga tegizing. Olingan materialni bu suvda bir tekis taqsimlagandan so'ng, stakan quritiladi va tezda ikki yoki uch marta o'choq olovidan o'tkaziladi (bakteriyalar joylashgan tomoni yuqoriga qaragan bo'lishi kerak): natijada mikroorganizmlar zarar ko'rmasdan mustahkamlanadi. substratga biriktirilgan. Preparatning yuzasiga bo'yoq tomiziladi, keyin stakan suvda yuviladi va yana quritiladi. Endi siz namunani mikroskop ostida tekshirishingiz mumkin.

Bakteriyalarning sof madaniyati asosan biokimyoviy xususiyatlari bilan aniqlanadi, ya'ni. ular ma'lum qandlardan gaz yoki kislota hosil qiladimi yoki yo'qmi, oqsilni hazm qila oladimi (jelatinni suyultiradimi), o'sish uchun kislorod kerakmi va hokazo. Shuningdek, ular o'ziga xos bo'yoqlar bilan bo'yalganligini tekshiradilar. Ba'zi dorilarga, masalan, antibiotiklarga nisbatan sezgirlikni bakteriyalar bilan zararlangan yuzaga bu moddalarga namlangan filtr qog'ozining kichik disklarini qo'yish orqali aniqlash mumkin. Agar mavjud bo'lsa kimyoviy birikma bakteriyalarni o'ldiradi, tegishli disk atrofida ulardan ozod zona hosil bo'ladi.