Імперія клітинні. Надцарство прокаріоти царство дроб’янки Відділ Бактерії

Бактерії – прокаріотичні (без’ядерні) одноклітинні організми.

Є найдревнішою групою живих організмів – з’явились близько 3,5 млрд. років тому.

Живуть у найрізноманітніших середовищах, зустрічаються на відстані до 3 км у літосфері і до 20 км в атмосфері.

В 1 г ґрунту чи в 1 см³ молока може бути кілька мільярдів бактеріальних клітин.

Розміри: довжина – 0,1-10 мкм, діаметр – 1 мкм.

Форми бактеріальних клітин:

• коки – кулясті:

  • монококи – одиночні (наприклад, qonococcus (гонокок) – збудник гонореї);

  • диплококи – з’єднані попарно (наприклад, diplococcus pneumoniae (пневмокок) – збудник пневмонії);

  • тетракоки – з’єднані по чотири;

  • стрептококи – з’єднані у ланцюжок (наприклад, streptococcus pyoqenes – збудник ангіни, скарлатини);

  • стафілококи – з’єднані у групу, схожу на виноградне гроно (наприклад, staphylococcus aureus (золотистий стафілокок) – спричиняє інфекцію різних органів);

• бацили – паличкоподібні:

  • монобацили – одиночні бацили (наприклад, bacillus diphtheriae (дифтерійна паличка) – збудник дифтерії);

  • стрептобацили – з’єднані у ланцюжок (наприклад, bacillus anthracis – збудник сибірської язви);

• вібріони – паличкоподібні, у вигляді коми із джгутиком (наприклад, vibrio cholerae (холерний вібріон) – збудник холери);

• спірили – паличкоподібні, у вигляді спіралі, що має 2-3 оберти, із джгутиком;

• спірохети – паличкоподібні, у вигляді спіралі, що має більше, ніж 3 оберти, із джгутиком (наприклад, treponema pallidum (бліда спірохета) – збудник сифілісу).

Структурні компоненти бактеріальної клітини:

• плазматична мембрана;

• цитоплазма;

• нуклеоїд (кільцева молекула ДНК, довжиною близько 1 мм);

• плазміди (невеликі фрагменти ДНК, які не зв’язані з нуклеоїдом);

• мезосоми (внутрішні вирости плазматичної мембрани, які служать для дихання);

• фотосинтетичні мембрани (внутрішні вирости плазматичної мембрани, які служать для фотосинтезу; є тільки у фотосинтезуючих бактерій);

• 70S-рибосоми (дрібні щільні тільця, які служать для біосинтезу білків);

• клітинні включення (запасні поживні речовини, нерозчинні продукти обміну);

• клітинна стінка (утворена полісахаридом муреїном; у грампозитивних (забарвлюються по Граму) бактерій містить ще вуглеводи і білки, у грамнегативних (не забарвлюються по Граму) – вуглеводи і ліпіди);

• джгутик (простої будови, служить для руху; клітина може мати один або кілька джгутиків);

• пілі або фімбрії (вирости клітинної стінки, які служать для «злипання» клітин);

• капсула або слизовий шар (зовнішнє утворення, яке служить для додаткового захисту або для прилипання до різних поверхонь).

Для перенесення несприятливих умов бактерії можуть утворювати:

• ендоспори – товстостінні довгоживучі утворення всередині бактеріальної клітини;

• цисти – товстостінні довгоживучі утворення із цілої бактеріальної клітини (капсульовані клітини).

Групи бактерій за способом живлення:

• фотоавтотрофи – зелені і пурпурні сіркобактерії (джерело енергії – світло; джерело карбону – СО₂);

• хемоавтотрофи – нітрифікуючі бактерії (джерело енергії – окиснення неорганічних речовин; джерело карбону – СО₂);

• фотогетеротрофи – пурпурні несірчані бактерії (джерело енергії – світло; джерело карбону – органічні речовини);

• хемогетеротрофи – більшість бактерій (джерело енергії – окиснення органічних речовин; джерело карбону – органічні речовини):

  • сапрофіти – живляться органічними речовинами відмерлих організмів, або продуктами життєдіяльності (гнильні, молочнокислі бактерії);

  • паразити – живляться органічними речовинами живих організмів, використовуючи їх як середовище існування (всі хвороботворні бактерії);

  • симбіонти (мутуалісти) – живляться у взаємовигідному співжитті з іншими організмами (бульбочкові азотфіксуючі бактерії, кишкова паличка).

Групи бактерій за способом дихання:

• аероби – отримують енергію в процесі кисневого розщеплення органічних речовин;

• анаероби – отримують енергію в процесі безкисневого розщеплення органічних речовин.

Розмноження бактерій:

• нестатеве – бінарний поділ (материнська клітина ділиться на дві дочірні); деякі бактерії діляться через кожні 20-30 хв.;

• статеве (генетична рекомбінація) – відбувається без утворення гамет:

  • кон’югація – між бактеріальними клітинами виникають місточки (участь в їх утворенні беруть пілі), через які відбувається обмін плазмідами (цей процес протікає повільно, тому клітини встигають кілька разів поділитись; таким чином у популяції одночасно зберігаються копії материнських організмів і з’являються генетично видозмінені клітини);

  • трансдукція – фрагменти ДНК переносяться з клітини в клітину бактеріофагами;

  • трансформація – фрагменти ДНК потрапляють у бактеріальну клітину із навколишнього середовища (вивільняються з клітини, що загинула).

Значення бактерій

1. Виконують роль редуцентів у біосфері (мінералізують органічні речовини).

2. Забезпечують колообіг багатьох біогенних хімічних елементів (С, О, Н, N, Р, S, Са).

3. Беруть участь у ґрунтоутворенні (утворенні гумусу).

4. Беруть участь в утворенні нафти, сірководню.

5. Бульбочкові бактерії фіксують атмосферний азот і переводять нітроген у доступну для рослин форму.

6. Бактерії в кишечнику травоїдних тварин забезпечують травлення клітковини.

7. Кишкова паличка в кишечнику людини синтезує вітаміни групи В, вітамін К.

8. Беруть участь в очищенні стічних вод.

9. Використовуються людиною у промислових процесах бродіння (завдяки молочнокислому бродінню із молока отримують молочнокислі продукти, сквашують овочі, заготовляють силос; завдяки оцтовокислому бродінню зі спирту отримують оцет).

10. Використовуються людиною для синтезу важливих органічних речовин (ферментів, гормонів, вітамінів, антибіотиків, кормових та харчових білків).

11. Використовуються людиною для біологічної боротьби із шкідниками рослин.

12. Кишкова паличка (esherihia coli) є важливим об’єктом наукових досліджень.

13. Сапрофіти псують продукти харчування.

14. Паразити є збудниками захворювань рослин, тварин, людини.

Бактеріальні захворювання людини

Назва хвороби	Спосіб поширення інфекції	Частини тіла, які уражаються
Дифтерія	повітряно-крапельний шлях	верхні дихальні шляхи (токсин розноситься кров’ю до всіх органів, згубно діє на серце)
Туберкульоз	повітряно-крапельний шлях	найчастіше легені, але можуть бути й інші органи (кістки, нирки, шкіра)
Бактеріальна пневмонія	повітряно-крапельний шлях	легені
Кашлюк (коклюш)	повітряно-крапельний шлях	верхні дихальні шляхи
Ангіна	повітряно-крапельний шлях	носоглотка, шийні і підщелепні лімфатичні вузли
Скарлатина	повітряно-крапельний шлях	носоглотка, шийні і підщелепні лімфатичні вузли, шкіра
Гонорея (трипер)	фізичний контакт (незахищений статевий акт)	слизові оболонки статевих органів
Сифіліс	фізичний контакт (незахищений статевий акт)	статеві органи, кістки, суглоби, серце, очі, ЦНС, шкіра
Правець	забруднення ран	кров (токсин діє на рухові нейрони спинного мозку і м’язи)
Сибірська язва	зоонозна інфекція (людина заражається від с/г тварин) повітряно-крапельний шлях, фізичний контакт (через виразки на шкірі)	шкіра, легені, травний тракт
Бруцельоз	зоонозна інфекція через їжу (м’ясомолочні продукти, що походять від заражених тварин)	суглоби, м’язи, ПНС, лімфовузли, печінка, селезінка
Висипний тиф	через переносники (людські воші, щурячі блохи)	кров, серце, судини, печінка, селезінка, ЦНС, шкіра
Стрептодермія	забруднення ран	шкіра
Ботулізм	через їжу (найчастіше через м’ясні, рибні консерви)	ЦНС, серце, судини
Холера	фекальні забруднення	травний тракт (тонкий кишечник)
Бактеріальна дизентерія	фекальні забруднення	травний тракт (тонкий і товстий кишечник)
Черевний тиф	фекальні забруднення	травний тракт, лімфа, кров, легені, кістковий мозок, селезінка
Сальмонельоз	через їжу (найчастіше через м’ясо, молоко, яйця)	травний тракт (тонкий і товстий кишечник)