Синтетические процессы.
Автотрофные бактерии используют неорганические соединения углерода для синтеза собственных органических веществ. В качестве источника энергии может использоваться свет (фотоавтотрофы, цианобактерии, пурпурные бактерии, зеленые бактерии), или химическую энергию окисления неорганических веществ (хемоавтотрофы: серобактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии, водородные бактерии).
К фотоавтотрофам принадлежат бактерии, имеющие зеленые пигменты бактериофиллы. Фотосинтез протекает в анаэробных условиях без выделения кислорода (аноксигенный фотосинтез). Для цианобактерий (сине-зеленых водорослей) фотосинтез протекает с выделением кислорода – оксигенный фотосинтез.
В группу хемоавтотрофов входят нитрифицирующие бактерии, способные окислять аммоний до нитратов. Азотфиксирующие бактерии переводят молекулярный азот в нитраты. Серные бактерии окисляют сероводород до молекулярной серы, при нехватке сероводорода переводят серу в сернистую и серную кислоты. Железобактерии окисляют двухвалентное железо в трехвалентное – образование залежей железных руд в протерозойской эре (тиобациллус ферроксиданс).
По типу дыхания бактерии бывают анаэробами (столбнячная палочка) и аэробами (туберкулезная палочка) и промежуточными (факультативными) формами. Аэробы обязательно нуждаются в кислороде, анаэробы гибнут в присутствии кислорода. Промежуточные формы способны существовать в двух средах
Размножаются бактерии вегетативно, бинарным делением. Для них характерен половой процесс, или генетическая рекомбинация.
Конъюгация – прямая передача участка ДНК от одной клетки другой через анастомозы, которые образуются F- пилями. Фрагмент ДНК передается однонаправленно от донора к реципиенту.
Трансдукция – перенос фрагмента ДНК от одной бактерии к другой при помощи посредника – вируса (бактериофага). В одной из клеток в генóм вируса встраивается фрагмент ДНК бактерии, после чего вирусы, проникая в другую клетку, встраивают в ее геном уже гибридную ДНК.
Трансформация – передача генетической информации без непосредственного контакта бактерий. Участок ДНК одной бактерии выделяется в среду (например, после гибели клетки), откуда он поглощается другой бактерией, которая встраивает его в свой геном.
способы передачи наследственного материала, трансформация и трансдукция, расцениваются как геномные мутации у бактерий.
Подцарство оксифотобактерии. Отдел цианобактерии (Сине – зеленые водоросли). Представители носток, анабена, осциллатория.
Древние организмы. Время возникновения – свыше 3 млрд. лет назад. Форма клеток округлая, эллиптическая, цилиндрическая, бочонковидная. Морфологические формы – одиночные клетки, колонии или многоклеточные нити. Часто выделяют слизь в виде толстого чехла, окруженного у некоторых видов дополнительной плотной оболочкой.
Клеточная стенка содержит некоторое количество целлюлозы, муреин, но преобладают другие полисахариды и пектиновые вещества. Настоящие вакуоли с клеточным соком редки, но в цитоплазме многих представителей этого отдела находятся вакуоли, наполненные азотом. Их возможная роль - регулируют плавучесть клетки, позволяя ей парить в толще воды.
Имеющиеся пигменты: хлорофилл А, несколько каротинов и ксантофиллов, фикобилины, модифицируют их окраску от сине – зеленой, фиолетовой и красноватой до почти черной.
Фотосинтезирующий аппарат имеет фотосистемы 1 и 2, поэтому способен к аэробному синтезу с выделением кислорода. Продукты фотосинтеза – гликопротеид, похожий по химическому составу на гликоген. Большинство цианобактерий – фотоавтотрофы. Однако способны и к смешанному типу питания. Для них характерна способность фиксировать атмосферный азот.
Так, представитель нитчатых форм – осциллятория - помимо обычных клеток имеет более крупные клетки с утолщенными стенками – гетероцисты. Гетероцисты способны фиксировать азот, что позволяет снабжать азотистыми веществами прочие клетки. Жгутиков нет, Размножаются бинарным делением, или участками – гормогониями. Половой процесс не отмечен.
Место обитания сине-зеленых водорослей – вода и суша. Вызывают цветение воды, их гетеротрофное питание отрицательно сказывается на жизни обитателей водоема. Массовое размножение цианобактерий приводит к замору рыбы, гибели высших водных растений. Некоторые цианобактерии токсичны для человека и животных. Размножению их способствует человек, загрязняя водоемы органическими отбросами.
На суше образуют налеты на камнях и коре деревьев.