Бактерии которые приносят вред человеку
Человеку приносят вред:
- сапрофиты, поселяющиеся на продуктах питания и приводящие их в негодность;
- бактерия, повреждающая рыболовные сети, рукописи и книги в библиотеках;
- бактерии-паразиты растений, животных и человека; как правило, это болезнетворные бактерии.
Болезни, вызываемые бактериями, называются бактериозами.
Бактериозы растений: бактериальный ожог яблонь и груш, Корончатые галлы плодовых растений, мокрая гниль, пятнистость на стеблях, листьях, цветах и плодах, парша картофеля, рак томатов.
У животных бактерии вызывают сальмонеллез, туберкулез, бруцеллез.
Бактериальные болезни человека: дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, столбняк, тиф, холера, чума, скарлатина, дизентерия. Пути заражения: вода, недоброкачественные продукты питания и продукты животного происхождения, контакты с больными, предметы домашнего обихода, хирургические инструменты и перевязочный материал.
Читайте: Пиранья обыкновенная как хищная рыба водоемов Южной Америки.
Прокариотические организмы
Безъядерными клетками являются прокариотические организмы. Прокариоты – древнейшие существа, состоящие из одной клетки или колонии клеток, к ним относятся бактерии и археи. Их клетки называют доядерными.
Главной особенностью биологии клеток прокариотов является, как уже было упомянуто, отсутствие ядра. По этой причине их наследственная информация хранится оригинальным способом – вместо эукариотических хромосом ДНК прокариота «упакована» в нуклеоид – кольцевую область в цитоплазме. Наряду с отсутствием оформленного ядра нет мембранных органоидов – митохондрий, аппарата Гольджи, пластид, эндоплазматической сети. Вместо них необходимые функции выполняются мезосомами. Рибосомы прокариотов гораздо меньше эукариотических по размеру, а их количество меньше.
Протохлорофиты (дохлорофильные дробянки)
Прохлорофи́ты (лат. Prochlorales — «дохлорофильные дробянки») — порядок прокариот,
обычно относимый к царству бактерий, отличительной особенностью представителей которого
является способность к оксигенному фотосинтезу, сходному с таковым у цианобактерий
при отличном от цианобактерий составе фотосинтезирующих пигментов.
Возможно, вместе с цианобактериями участвовали в строительстве строматолитов.
В силу своей редкости прохлорофиты не имеют какого-либо существенного практического значения,
однако представляют немалый научный интерес как возможные «предки» хлоропластов эукариот.
Предполагается, что симбиоз каких-то других прокариот с прохлорофитами дал начало
зеленым водорослям — предкам
многоклеточных растений.
Сходства и различия в молекулярных процессах, протекающих в клетках прокариот и эукариот
Различия в организации генетического материала для этих групп не ограничиваются лишь его расположением и тем, замкнута ли ДНК в кольцо. Процессы транскрипции и трансляции у каждой группы имеют свои особенности. Например, для поддержания структуры ДНК и регуляции экспрессии генов в клетках эукариот и архей есть специальные белки – гистоны, которых нет у бактерий.
Гены бактерий собраны в опероны. Это означает, что несколько генов находятся друг за другом и имеют общий промотор (место старта трансляции), таким образом мРНК получается полицистронная, то есть кодирующая несколько белков. Эта особенность характерна и для архей. У эукариот, наоборот, для каждого гена есть свой промотор. В то же время, общим для эукариот и бактерий является наличие в генах некодирующих участков – интронов, которых нет у бактерий. Причем структура РНК-полимеразы, компонентов транскрипционного комплекса, а также все дальнейшие процессы транскрипции и дальнейшей обработки (процессинга) мРНК у эукариот и архей очень схожи, в то время, как у бактерий существенно отличаются. Например, транскрипция и трансляция, на матрице синтезируемой мРНК, у бактерий идут одновременно и для старта синтеза белка не требуется не требуется процессинга мРНК. Причем, трансляция бактерий начинается не с метионина, как у эукариот (и архей), а с формилметионина.
Помимо особенностей, связанных с транскрипцией и трансляцией, для прокариот, в отличие от эукариот, характерно большое разнообразие метаболических особенностей, таких как способность к метаногенезу архей, хемолитоавтотрофность, способность к фиксации азота и способность к аноксигенному фотосинтезу.
Исходя из этого, становится видно, что все три выделенные на настоящий момент домена – бактерии, археи и эукариоты существенно отличаются друг от друга. Причем археи, хоть и являются прокариотами и несут в своем строении типичные прокариотические черты – отсутствие ядра и мембранных органоидов в цитоплазме, кольцевая ДНК, кольцевая хромосома и многое другое, тем не менее в некоторых чертах похожи на эукариот. Говоря о родстве между этими тремя группами, стоит отметить, что согласно доминирующей в настоящее время гипотезе, считается, что не смотря на то, что и бактерии, и археи относятся к прокариотам, последние все же более близки к эукариотам. Таким образом, в ходе эволюции сперва произошло разделение на группу бактерий и некого общего предка, от которого в дальнейшем произошли археи и эукариоты
В современной науке принято использовать термин «микробиота»
S – константа седиментации. Скорость осаждения частицы при ультрацентрифугировании. В данном контексте ее используют, чтобы охарактеризовать размер частицы.
# Микробиология
# 11 класс
Особенности размножения
Размножение прокариотов обычно происходит с помощью простого деления клетки. Изредка встречается метод почкования, отделяющаяся при этом дочерняя клетка гораздо меньше родительской. Поделившиеся клетки зачастую остаются рядом, образуя нитевидную или иную структуру.
При благоприятных внешних условиях размножение прокариотов беспрерывно, их число растет в геометрической прогрессии. Увеличение популяции длится, пока не кончатся ресурсы для жизнедеятельности.
При неблагоприятных для жизни условиях некоторые прокариотические организмы могут образовывать споры. Спора у прокариотов — стадия покоя, в которой клетка покрывается плотной оболочкой, защищающей её от внешних воздействий. Некоторые организмы в стадии споры могут переносить температуру выше 100 градусов Цельсия. В обычном состоянии большинство прокариотов погибает при температуре кипения воды. Это не относится к термофилам — бактериям, живущим в горячих источниках.
Питание клеток прокариот
Питание — это процесс необходимый любому живому организму для получения энергии и веществ. Чтобы синтезировать органические соединения, живые организмы используют либо энергию света, либо энергию химических связей.
Организмы, способные к фотосинтезу, используют световую энергию. Они называются фототрофами. Для этого у них есть специфические особенности и способности.
Организмы, использующие только химическую энергию, называются хемотрофами.
Большая часть организмов относится к гетеротрофам, т.е. к организмам, которые используют готовые органические вещества.
Прокариоты, по способу питания делятся на две группы:
• Автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических):
o фотосинтезирующие сине-зеленые или цианобактерии. За счет способности к фотосинтезу, они выделяют кислород. Некоторые из них могут связывать газообразный азот воздуха, и переводить его в состав азотсодержащих органических веществ;
o хемосинтезирующие (железобактерии и нитрифицирующие бактерии) получают энергию в процессе окисление неорганических веществ таких как аммиак и нитраты.
• Гетеротрофы (используют готовые органические вещества):
o сапротрофы – питаются мертвыми органическими веществами. Бактерии выделяют на мертвую органику ферменты, и переваривание пищи у них происходит вне организма. Уже растворимые продукты поступают в тело сапротрофа (бактерии гниения и брожения);
o симбионты (явление мутуализма) – организмы, живущие в симбиозе с другими организмами и получающие органические вещества от них (клубеньковые бактерии, бактерии кишечника человека, которая обеспечивает человеческий организм витаминами групп В и К);
o паразиты питаются органическими веществами живых организмов (хозяев), внутри которых они обитают (болезнетворные бактерии или микробы). Бактерии, вызывающие болезни называются патогенами. Паразиты, которые могут жить только в живых клетках, называются облигатными. Но есть бактерии, которые сначала заражают «хозяина» и вызывают его гибель, а потом живут как сапротрофы.
Аэробы – используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения); анаэробы живут в отсутствии кислорода (бактерии ботулизма).
Группы эукариот
В настоящее время микроорганизмы разделяют на две большие группы, принципиально отличающиеся строением клетки – эукариоты и прокариоты (рис. 1). Группа эукариот включает в себя микроскопические водоросли, простейших и микроскопические грибы, такие как дрожжи и плесневые грибы. К прокариотам до 80-х годов относили исключительно бактерий, однако группой исследователей под руководством Карла Вёзе в ходе анализа последовательностей 16S рРНК, было обнаружено, что архебактерии (археи) по своему происхождению являются самостоятельной группой, что подтверждается рядом отличий в их строении и метаболизме: одни черты роднят их с бактериями, другие – с эукариотами, а некоторые являются совершенно уникальными. В частности, первые открытые археи отличаются своей удивительной способностью обитать в экстремальных местах обитания: при высоких температурах, давлении, сильнокислых или сильнощелочшых условиях среды. Например, большинство гипертермофильных архей растут при температуре 80 ℃, а Methanopyrus kandleri – при 122 ℃. Другой пример: рекордсмен среди устойчивых к кислой среде архей растет в условиях, эквивалентных 1,2 М серной кислоте. Для сравнения – содержание соляной кислоты в желудочном соке в норме составляет 0,14 – 0,16 М.
Рисунок 1. Группы микроорганизмов
Строение прокариотической клетки
Прокариоты устроены довольно просто. Размеры их очень малы — от 1 до 15 мкм. Следует отметить, что 1 мкм равен 0,001 мм. Отсюда становится понятным, насколько малы прокариоты.
Бактерии имеют разную форму:
-
кокки – шаровидные клетки;
-
бациллы – вытянутые палочки;
-
спириллы – извитые;
-
вибрионы – изогнутые.
В зависимости от того, к какой группе относятся бактерии, они могут существовать по отдельности, или образовывать скопления. Например, стрептококки образуют цепь из нескольких кокков. Стафилококки образуют скопление, которое напоминает гроздь винограда.
Характерная особенность прокариот – отсутствие оформленного ядра. Также отсутствуют мембранные органоиды.
Генетический материал находится в одной хромосоме. В её состав входит одна ДНК, которая не соединяется с белками. Кольцевая ДНК размещена прямо в цитоплазме.
Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. Все немногочисленные органоиды находятся в ней.
Ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность, распределены во внутреннем пространстве, или находятся на внутренней стенке мембраны.
Внутри клетки откладываются запасные вещества: жиры, полисахариды, полифосфаты. Они могут расходоваться клеткой по мере необходимости.
Снаружи бактерия покрыта цитоплазматической мембраной. Сверху расположена клеточная стенка, состоящая из муреина. Это смесь полисахаридов и белковых молекул. Клеточная стенка прикрыта слизистой капсулой.
Цитоплазматическая мембрана образует впячивания – мезосомы. Они выполняют функции недостающих органоидов.
Бактерия может иметь жгутики и пили – органоиды движения в жидкой среде.
Прокариоты. Теория
Строение прокариотной клетки
Муреин (пептидогликан)
Муреин является гликопротеидом. Его основу образуют волокна полисахарида, подобного целлюлозе, но несколько отличающегося по составу. Между параллельно расположенными волокнами находятся короткие цепи пептидов, которые соединены с полисахаридными волокнами и как бы сшивают их в поперечном направлении. Образуется до вольно жёсткий и плотный сетевидный мешок, окружающий прокариотную клетку. Снаружи муреиновая оболочка может быть покрыта слоем липидов, который выполняет защитную функцию и придаёт оболочке устойчивость к воздействию различных веществ, например пенициллина.
Кроме того, клетка может иметь дополнительные слизистые слои и капсулу, которые выполняют защитную функцию, предотвращая её пересыхание и предохраняя от воздействия посторонних веществ.
Строение бактериальной клетки
У прокариот мембрана образует впячивания внутрь протоплазмы — мембранные складки, на поверхности которых находятся дыхательные ферменты. У фотосинтезирующих бактерий на впячиваниях плазматической мембраны находятся фотосинтетические пигменты. Это фотосинтетические мембраны.
Генетический аппарат прокариотной клетки представлен одиночной кольцевой молекулой ДНК — нуклеоидом. Она ничем не защищена от внутреннего содержимого клетки.
Геном бактериальной клетки во много раз меньше генома эукариотной клетки, а следовательно, и меньше объём её генетической информации.
В клетке имеются рибосомы, которые обеспечивают процесс биосинтеза белка, но они мельче, чем эукариотные. Это 70S-рибосомы.
Многие прокариотные организмы подвижны и имеют один или несколько жгутиков, которые у бактерий устроены гораздо проще, чем у эукариот. Жгутики не окружены плазматической мембраной и не являются выростами цитоплазмы. По своей структуре они напоминают одну микротрубочку эукариотического жгутика, но вместо тубулина здесь присутствует белок флагеллин. Его молекулы также расположены по спирали и образуют полый цилиндр. Механизм движения жгутика уникален. Его основание вращается по кругу, в результате чего жгутик как бы ввинчивается в среду, обеспечивая прокариотной клетке поступательные движения.
На клеточной стенке у некоторых бактерий имеются тонкие выросты — пили. Они короче жгутиков и имеют другое строение. Пили служат для при крепления прокариотных клеток друг к другу.
Кто лучше приспособлен к жизни
Считается, что прокариоты – самые низкоорганизованные живые существа. Они появились на земле первыми и были самыми простыми. От них впоследствии произошли эукариоты – более приспособленные, более развитые.
Но возникает вопрос. Если эволюция действительно есть, то эукариоты должны были вытеснить прокариотов. Бактерии в принципе должны были перестать существовать. Однако сегодня суммарная масса всех бактерий превышает массу растений и животных взятых вместе.
Вам это не кажется странным?
Споры бактерий ученые обнаруживают в воздухе на высоте 15 километров. Их достают из вечной мерзлоты, которой больше 3 миллионов лет, помещают в питательную среду и бактбакерии (которые 3 миллиона лет пролежали подо льдом!) оживают.
У меня складывается впечатление, что бактерии – самые приспособленные к жизни существа. И если произойдет атомный взрыв или если Солнце погаснет и Земля превратится в ледяной шарик, первыми умрут все эукариоты. А последними будут умирать именно прокариоты. Если они вообще будут умирать.
Такие выводы заставляют меня задумываться еще кое о чем. Была ли вообще эволюция? Правдивы ли гипотезы о том, что из одноклеточных прокариотов появились эукариоты, которые потом стали многоклеточными и развивались, развивались, развивались так, что доразвились в итоге до человека?
Сходства и различия прокариот и эукариот
Сравнительная таблица «Характеристика надцарств» показывает признаки, по которым нетрудно выявить основные отличия.
| Признаки | Надцарство Прокариоты | Надцарство Эукариоты |
| Размер | D = 0,5 – 5 мкм | D = 40 мкм |
| Наследственность | ДНК в цитоплазме | ДНК в ядре |
| Структура | Мало образований, мембран практически нет. | Есть внешние и внутренние мембраны, различные структуры, позволяющие проводить реакции пищеварения, дыхания и размножения. |
| Оболочка | В состав входят полисахариды, аминокислоты и муреин. | Основой оболочки растений является целлюлоза, а у грибов – хитин. |
| Фотосинтез | Нет хлоропластов, но он протекает в мембранах. | Протекает в специальных образованиях – пластидах. |
| Обмен азота | У некоторых он есть. | Он не происходит. |
Одноклеточные и многоклеточные организмы[]
Кле́тка — основная единица жизни, реальный носитель её свойств, элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая всей совокупностью свойств живого, собственным механизмом обмена веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию. Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. В последнее время принято также говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.
Строение типичной клетки прокариот:
капсула, клеточная стенка,плазмалемма, цитоплазма, рибосомы, плазмида, пили, жгутик,нуклеоид
Одноклеточный организм
Одноклеточные организмы — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из одной (в отличие от многоклеточных) клетки (одноклеточность). К ней могут относиться как прокариоты, так и эукариоты. Считается, что одноклеточными были первые живые организмы Земли. Наиболее древними из них считаются бактерии и археи. Термин «одноклеточные» также иногда используется как синоним протист
Многоклеточный организм
Основная статья: Многоклеточный организм
Многоклеточный организм — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из многих клеток, большая часть которых (кроме стволовых, например, клеток камбия у растений) дифференцированы, то есть различаются по строению и выполняемым функциям. Следует отличать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов отсутствуют настоящие дифференцированные клетки, а следовательно, и разделение тела на ткани. Граница между многоклеточностью и колониальностью нечёткая.
Царство грибов
Грибы в систематике живой природы стоят особняком. Долгое время считалось, что грибы относятся к растениям, не содержащим хлорофилл. Однако современная наука выделяет грибы в отдельное царство, сочетающее признаки растений и животных. Исследования показали, что грибы подразделяются на несколько больших групп, некоторые из них даже не являются родственными.
Отсутствие хлорофилла роднит грибы с животными, так как они используют гетеротрофный способ питания. То есть грибы поглощают готовые органические соединения, растворенные в окружающей среде, и выделяют мочевину, как животные. В этом их отличие от растений, которые вырабатывают пищу с помощью процесса фотосинтеза.
В то же время грибы имеют клеточные стенки, возможность неограниченного роста и не способны передвигаться, как и растения.
Точное определение царства грибов отсутствует, но их изучение необходимо для понимания эволюции жизни на Земле.
Как разделяются бактерии по типу ассимиляции
По типу ассимиляции бактерии подразделяются на:
- Автотрофные: фотосинтезирующие — содержащие пигменты, для синтеза органических веществ используют энергию Солнца; хемосинтезирующие — нитрифицирующие, железобактерии. Для синтеза органических веществ используют энергию экзотермических химических реакций.
- Гетеротрофные: симбионты — кишечная палочка,синтезирует витамины группы В и К. Сапрофиты — используют разлагающиеся мертвые тела или выделения живых организмов. Паразиты — используют органические вещества тела хозяина.
Фотосинтез у бактерий протекает в анаэробных условиях и без выделения кислорода.
Читайте: Багульник болотный как вечнозелёный кустарник.
Общее о строении клеток прокариот и эукариот
Прокариоты и эукариоты — что это?
Замечание 1
Организмы одноклеточных и многоклеточных делятся на две категории — эукариоты и прокариоты.
Клетки животных, а также почти все растения и грибы обладают интерфазным ядром. Кроме того, прокариотические и эукариотические клетки (прокариоты и эукариоты) имеют стандартные для всех клеток органоиды. Такие организмы называются ядерными или эукариотами.
Прокариоты или доядерные — это не такая большая категория организмов, как эукариоты, но более древняя по своему происхождению. К ним относятся бактерии сине-зеленые водоросли (цианобактерии). У них нет настоящего ядра и большинства органоидов, присущих цитоплазме.
Но у эукариот и прокариот есть свои особенности. Обратимся к сравнению клеток прокариот и эукариот, в частности, рассмотрим строение прокариотической и эукариотической клеток, а также обозначим различия прокариот и эукариот.
В чем отличие прокариотов от эукариотов
Рассматриваемые организмы имеют достаточно много отличий. Они затрагивают время появления, структуру, строение ДНК и другие аспекты.
Время возникновения
Первыми появились прокариоты. Это произошло около 3,5 миллиарда лет назад. Спустя 2,4 миллиарда лет они положили начало появлению эукариотов.
ДНК
Для прокариотов характерна кольцевая структура ДНК, которая находится в нуклеоиде. Этот клеточный участок отделяется от остальной цитоплазмы мембраной. ДНК никоим образом не связана с РНК и белками. В ней нет хромосом. Эукариоты обладают линейной ДНК. Она находится в ядре, в котором присутствуют хромосомы.
Строение
Эукариоты отличаются от прокариотов наличием ядра. Однако это не единственная разница в структуре. У прокариотов вообще нет мембранных органоидов. За редким исключением, они лишены хлоропластов, митохондрий, лизосом. Их роль играют выросты клеточной мембраны. На них находятся ферменты и пигменты, которые отвечают за процессы жизнедеятельности.
Хромосомы эукариот располагаются в ядре. У прокариотов нуклеоид локализуется в цитоплазме. Как правило, в одном месте он фиксируется на клеточной мембране. Помимо нуклеоида, в клетках прокариотов присутствует разное количество плазмид. Они представляют собой нуклеоиды значительно меньших размеров по сравнению с основным.
Деление
Прокариоты преимущественно размножаются обычным делением пополам. При этом эукариоты используют более сложные способы деления клеток – мейоз, митоз или их сочетание.
Органеллы
Для эукариотических клеток характерно наличие органелл, которые отличаются своим собственным генетическим аппаратом. Он включает пластиды и митохондрии. Эти элементы окружает мембрана. К тому же они отличаются способностью к размножению путем деления.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
В прокариотических клетках тоже возможно наличие органелл. Однако их количество значительно ниже. К тому же эти элементы не ограничиваются мембраной.
Фагоцитоз
Для эукариотов характерна способность переваривать твердые частицы путем заключения их в мембранный пузырек. Считается, что это свойство появилось как реакция на необходимость полноценного обеспечения крупных клеток питанием. Наличие фагоцитоза спровоцировало появление первых хищников.
Жизненный цикл
Эукариотические клетки делятся путем митоза, мейоза или сочетания этих процессов. Жизненный цикл таких организмов включает 2 ядерные фазы. Первый этап называется гаплофазой и характеризуется одинарным набором хромосом. Вторая стадия – диплофаза – отличается слиянием двух гаплоидных клеток. В результате формируется диплоидная клетка, содержащая двойной комплект хромосом. Спустя несколько делений клетка снова превращается в гаплоидную.
Передвижение
Для эукариотов характерны довольно сложные жгутики. Они представлены в виде тонких клеточных выростов, которые окружает 3 слоя мембраны. Они включают 9 пар микротрубочек на периферии и 2 в центральной части. Толщина составляет до 0,1 миллиметра. Отличительной особенностью считается способность изгибаться по длине. Помимо жгутиков, эукариоты имеют реснички. Они отличаются такой же структурой. Единственная разница заключается в размерах.
Отдельные прокариоты тоже обладают жгутиками, однако они являются очень тонкими и не превышают в диаметре 20 нанометров. Эти элементы представлены в виде полых белковых нитей, которые пассивно вращаются.
Роль
Эукариоты и прокариоты очень важны для нормального существования экосистемы. Каждый живой организм выполняет определенные биологические функции. Они отличаются в зависимости от его разновидности.