Строение бактерий Клетки многих бактерий имеют нехромосомные генетические элементы плазмиды. Они представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, способные реплицироваться независимо от хромосомной ДНК. Среди них различают F-фактор плазмиду, контролирующую половой процесс. Жгутики. Среди бактерий имеется много подвижных форм. Основную роль в передвижении играют жгутики. Жгутики бактерий только внешне похожи на жгутики эукариот, строение же их иное. Они имеют меньший диаметр и не окружены цитоплазматической мембраной. Нить жгутика состоит из 3-11 винтообразно скрученных фибрилл, образованных белком флагеллином.

Строение бактерий

При наступлении неблагоприятных условий, у некоторых бактерий происходит образование эндоспор. При этом клетка обезвоживается, нуклеоид сосредотачивается в спорогенной зоне. Образуются защитные оболочки, предохраняющие споры бактерий от действия неблагоприятных условий (споры многих бактерий выдерживают нагревание до 130˚С, сохраняют жизнеспособность десятки лет). При наступлении благоприятных условий спора прорастает, и образуется вегетативная клетка.

Другая группа, автотрофы, способна синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают: фотоавтотрофов, синтезирующих органические вещества за счет энергии света, и хемоавтотрофов, синтезирующих органические вещества за счет химической энергии окисления неорганических веществ: серы, сероводорода, аммиака и т.д. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, водородные бактерии и т.д. Фотоавтотрофы: Фотосинтезирующие серобактерии (зеленые и пурпурные) Имеют фотосистему-1 и при фотосинтезе не выделяют кислород, донор водорода – Н 2 S: 6СО Н 2 S С 6 Н 12 О S + 6Н 2 О У цианобактерий (синезеленых) появилась фотосистема-2 и при фотосинтезе кислород выделяется, донором водорода для синтеза органики является Н 2 О: 6СО Н 2 О С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 6Н 2 О Физиология бактерий. Питание

Физиология бактерий Хемоавтотрофы: Хемосинтетики окисляют аммиак (нитрифицирующие бактерии) сероводород, серу, водород и соединения железа. Источником водорода для восстановления углекислого газа является вода. Открыт в 1887 году С.Н.Виноградским. Важнейшая группа хемосинтетиков – нитрифицирующие бактерии, способные окислять аммиак, образующийся при гниении органических остатков, сначала до азотистой, а затем до азотной кислоты: 2NH 3 + 3O 2 = 2HNO 2 + 2H 2 O кДж 2НNО 2 + O 2 = 2HNO кДж Азотная кислота, реагируя с минеральными соединениями почвы, образует нитраты, которые хорошо усваиваются растениями.

Физиология бактерий Хемоавтотрофы: Бесцветные серобактерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу: 2Н 2 S + О 2 = 2Н 2 О + 2S кДж При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее окисление серы до серной кислоты: 2S + 3О 2 + 2Н 2 О = 2Н 2 SО кДж Железобактерии окисляют двувалентное железо до трехвалентного: 4FeCO 3 + O 2 + H 2 O = 4Fe(OH) 3 + 4CO кДж Водородные бактерии используют энергию, выделяющуюся при окислении молекулярного водорода: 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О кДж

Значение бактерий Бактерии играют огромное значение и в биосфере, и в жизни человека. Бактерии принимают участие во многих биологических процессах, особенно в круговороте веществ в природе. Значение для биосферы: Гнилостные бактерии разрушают азотсодержащие органические соединения неживых организмов, превращая их в перегной. Минерализующие бактерии разлагают сложные органические соединения перегноя до простых неорганических веществ, делая их доступными для растений. Многие бактерии могут фиксировать атмосферный азот. Причем, азотобактер, свободноживущий в почве, фиксирует азот независимо от растений, а клубеньковые бактерии проявляют свою активность только в симбиозе с корнями высших растений (преимущественно бобовых), благодаря этим бактериям почва обогащается азотом и повышается урожайность растений.

Значение бактерий Симбиотические бактерии кишечника животных (прежде всего, травоядных) и человека обеспечивают усвоение клетчатки, образуют витамины (В 12, К). Существенную роль играют бактерии и в процессах почвообразования (разрушение минералов почвообразующих пород, образование гумуса).

Значение бактерий Значение для человека: 1.Получение молочнокислых продуктов, для квашения капусты, силосования кормов; 2.Для получения органических кислот, спиртов, ацетона, ферментативных препаратов;

Значение бактерий 3.Активно используются в качестве продуцентов многих биологически активных веществ (антибиотиков, аминокислот, витаминов и др.), используемых в медицине, ветеринарии и животноводстве; 4.Благодаря методам генетической инженерии, с помощью бактерий получают такие необходимые вещества, как человеческий инсулин и интерферон;

Значение бактерий 5.Человек использует бактерии и для очистки сточных вод. 6.Отрицательную роль играют патогенные бактерии, вызывающие заболевания растений, животных и человека. 7.Многие бактерии вызывают порчу продуктов, выделяя при этом токсичные вещества.