Версия 21:38, 7 ноября 2010

Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 7 клас. Повні уроки >> Біологія: Загальна характеристика бактерій. Повні уроки

Мета: дати загальну характеристику прокаріот, пояснити, чим вони відрізняються від еукаріотичних організмів.

Хід роботи:

1 Розказати про основні ознаки прокаріотичних організмів.

2 Охарактеризувати будову прокаріотичної клітини.

3 Зазначити важливість клітинної стінки для класифікації  бактерій.               

4 Розповісти про ендоспори, як стан спокою бактеріальної клітини.

Згідно сучасним принципам класифікації всі мікроорганізми в залежності від будови клітини діляться на еукаріотичні та прокаріотичні. До прокаріотичних мікроорганізмів відносяться бактерії. 

Основні ознаки прокаріотичних мікроорганізмів:

Прокаріоти морфологічно досить слабо розвинені. Тому виділяють лише три основні їх форми – кокки, прямі та звивисті палички.

Багато груп прокаріотів здатні існувати лише в анаеробному середовищі (без молекулярного кисню).

Значна кількість бактерій може отримувати живлення шляхом окислення неорганічних сполук.

Багато бактерій можуть використовувати енергію сонячного світла для побудови органічних сполук.

Серед бактерій різних таксонів розповсюджена здатність до фіксації молекулярного азоту.

У більшості бактерій розмноження відбувається шляхом поперекового ділення, яке призводить до утворення двох однакових клітин.

Анатомія прокаріотичної клітини.

Клітинна стінка – це обов’язковий структурний елемент бактеріальної клітини. На її долю випадає від 5 до 50% сухих речовин клітини. Основним компонентом клітинної стінки більшості бактерій являється муреїн. Муреїновий каркас виконує опорну функцію. Клітинна стінка бактерій – їх слабке місце. Лікарі у боротьбі з хвороботворними бактеріями використовують лікарські засоби, що мають вплив (руйнують) саме клітинну стінку, а на клітини рослин, тварин та людини не діють. Хімічний склад та будова клітинної стінки постійні для певного виду бактерій та являються важливим діагностичною ознакою для ідентифікації бактерій. В залежності від її будови бактерії діляться на дві великі групи: грампозитивні та грамнегативні. Це розподілення засноване на принципі методу забарвлення бактерій, який запропонував датський вчений Х. Грам у 1884 році. Цей метод заснований на різній здатності бактерій утримувати в клітині специфічні барвники. Це залежить від хімічного складу клітинної стінки.

Клітинна стінка грампозитивних бактерій під електроним мікроскопом виглядає як щільний гомогенний шар. Муреїн в ній складає 50 – 90%.

Клітинна стінка грамнегативних бактерій багатошарова. Внутрішній шар містить 1- 10% муреїну. Зовнішій шар має типову організацію, характерну для елементарних мембран. 

Клітинна стінка бактерій виконує наступні функції:

Механічний захист від оточуючого середовища

Підтримка форми бактеріальної клітини

Транспорт речовин

Перешкода на шляху токсичних речовин

Імунітет (у склад клітинної стінки входять антигени)

Клітинна стінка не являється життєво необхідною структурою прокаріот. Вона може бути видалена і бактерії при цьому будуть існувати у формі протопластів (грам позитивні) та сферопластів (грам негативні).

Цитоплазматична мембрана бактерій по хімічному складу,  в цілому, подібна до мембран еукаріотичних клітин, але багатша білками, має специфічні жирні кислоти.  Цитоплазматична мембрана напівпроникна для речовин із зовнішнього середовища. Вона проникна для води та низькомолекулярних речовин та непроникна для іонізованих сполук. У бактерій цитоплазматична мембрана може вп’ячуватись в цитоплазму та утворювати мезосоми. Мезосоми добре розвинені у грам позитивних бактерій та набагато рідше зустрічаються у грам негативних. Мезосоми посилюють функціональну діяльність цитоплазматичної мембрани, приймають участь у діленні клітини. Цитоплазматична мембрана підтримує сталість внутрішнього середовища бактерій, забезпечує транспорт речовин, пов’язана з синтезом клітинною стінки та капсули, являється місцем кріплення джгутиків. 

Цитоплазма – це вміст клітини, оточений цитоплазматичною мембраною. Цитоплазма, що має гомогенну консистенцію та вміщає набір розчинних РНК, ферментів та білків, продуктів метаболічних реакцій – цитозоль. Друга частина цитоплазми представлена структурними елементами: рибосомами, внутрішньо цитоплазматичними включеннями, нуклеоїдом, мембранними структурами. 

Рибосоми прокаріот подібні до рибосом мітохондрій та хлоропластів. Слугують для синтезу білків. Полірибосоми – це агрегат, що утворюється з рибосом, РНК інформаційної (іРНК) та РНК транспортної (тРНК). Полірибосоми, або полісоми, можуть бути зв’язані з мембранними структурами, або знаходитись вільно у цитоплазмі. 

Внутрішньоцитоплазматичні включення підрозділяються на активно функціонуючі структури та продукти клітинного метаболізму, що запасаються в середині клітини. До першої групи відносять газові вакуолі (аеросоми), що були знайдені у бактерій, які живуть у воді. Аеросоми являють собою накопичення газових пухирців (везикул), що мають веретеноподібну форму, а їх оболонка складається лише з білків, тобто побудована не так, як звичайна мембрана. Білкові молекули орієнтовані таким чином, щоб внутрішня сторона була гідрофобною (фізична ознака молекули, яка «намагається» уникнути контакту з водою), а зовнішня – гідрофільною (характеристика інтенсивності взаємодії молекули з водою).  Аеросоми підтримують клітину бактерії у зваженому стані у воді. Також до першої групи відносять хлоросоми зелених бактерій (виконують функцію фотосинтезу),  фікобілісоми цианобактерій (фіксування азоту), магнітосоми (орієнтування та переміщення у напрямку ліній магнітного поля).

Нуклеоїд – генетичний матеріал бактерій, що складений у компактну структуру, локалізований в обмеженій ділянці цитоплазми, та на відміну від еукаріотів, не має мембранної оболонки.

Більшість бактерій переміщується за допомогою джгутиків.

По кількості та числу джгутиків на поверхні клітини бактерії підрозділяються на:

Монотрихи – мають один джгутик

Лофотрихи – мають мають на одному або обох полюсах пучок джгутиків.

Амфітрихи – мають по одному джгутику на обох полюсах.

Перетрихи – велика кількість джгутиків по всій поверхні клітини.

Джгутики бактерій за характером роботи подібні до корабельного гвинта. 

Для бактерій характерні таксиси: хемотаксис, фототаксис, магнітотаксис, віскозитаксис (реагування на зміну в’язкості розчину). 

Багато бактерій продукують на поверхні клітини слизисту речовину. Мікрокапсулу (тонкий шар слизу), макрокапсулу (товстий шар слизу) бактерії в результаті мутацій можуть втрачати, але це ніяк не впливає на їх життєдіяльність

Ендоспори бактерій – особливий тип клітин, що перебувають у стані спокою. Ендоспори формуються ендогенно, тобто в середині материнської клітини, яка називається спорангієм. Бактеріальна ендоспора відрізняється від вегетативної клітини тим, що вона характеризується підвищеною стійкістю до нагрівання, ультрафіолетових променів, антибіотиків та інших несприятливих умов. До спороутворюючих бактерій відносяться в основному грампозитивні. Оскільки одна клітина утворює одну ендоспору та збільшення кількості бактерій при її проростанні не відбувається, ендоспори не розглядаються як спосіб розмноження.  

Контролюючий блок:

1 Прокаріоти – це…?

2 Що таке грампозитивні та грамнегативні бактерії?

3 Як можуть розташовуватись джгутики на поверхні бактеріальної клітини?

4 Що таке ендоспора?