К прокариотическим организмам относится кишечная палочка

Все существующие клеточные формы жизни делятся на два домена — прокариоты и эукариоты.

К доядерным организмам — прокариотам — относят одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра. В основном это бактерии, но также к прокариотическим организмам относятся археи, с некоторых пор отделенные от царства Бактерий.

…

Почему же бактерии относят к прокариотам? Отличительный признак этой группы организмов, как уже было упомянуто, — отсутствие оформленного ядра. Наследственная информация (ДНК) у них находится в цитоплазме в виде кольцевой молекулы — нуклеоида — и не отделена от окружающей клетки мембраной. В свою очередь, у эукариотов ДНК находится в ядре, заключенном в мембрану.

Это интересно: основным свойством плазматической мембраны является… что?

Строение

В среднем, размер прокариотической клетки составляет 0,5−5 мкм. Первые бактерии были открыты голландским учёным Антони ван Левенгуком, который увидел их в примитивный микроскоп.

1. Обыкновенно у клетки-прокариота есть клеточная стенка, как и у клеток растений. Но в отличие от последних, она состоит не из целлюлозы, а из муреина. У некоторых бактерий оболочки отсутствуют.
2. Многие бактерии обладают белковыми жгутиками из флаггелина. Их число может доходить до нескольких десятков. Они довольно-таки жесткие и располагаются по спирали, образуя пустой внутри цилиндр. Приходят в движение эти образования следующим образом: основание жгутиков начинает вращаться подобно винту, и посредством этого клетка продвигается вперед. Другая интересная особенность жгутиков заключается в том, что в некоторых случаях флагеллин, из которого они состоят, может самостоятельно собираться в спиральные нити, находясь в растворе. Подвижные микроорганизмы могут реагировать на внешние раздражители, передвигаясь с помощью жгутиков. Обычно для того, чтобы увидеть жгутиковые образования, применяют электронный микроскоп.
3. У некоторых грамотрицателных микроорганизмов на оболочке есть палочковидные выросты, называемые пили или фимбрии. Эти белковые выступы тоньше, чем жгутики. Они предназначены для прикрепления клетки к поверхности или же к другой клетке.
4. Протоплазма прокариотов, как и всех клеток в целом, заключена в частично непроницаемую мембрану. У некоторых она втягивается в клетку, образуя мембранные органоиды — мезосомы или же фотосинтетические мембраны (у цианобактерий). Мезосомы — образованные мембраной складки, на которых находятся ферменты, необходимые для дыхания клетки. Это примитивные клеточные органеллы.
5. ДНК прокариотов, как уже было сказано, заключена в кольцевую молекулу — нуклеоид, величина которого приблизительно 1 мм. Каждый нуклеоид образован 5−10 парами нуклеотидов. В общей сложности в прокариотической клетке заключено гораздо меньше генетической информации, чем в эукариотической: в среднем в ДНК бактерии содержится несколько тысяч генов.

Это интересно: почему некоторые органоиды клетки называют немембранными?

Чаще всего встречаются следующие формы бактерий:

• кокки (шарообразные);
• диплококки (сдвоенные шары);
• стрептококки (образуют цепочки);
• стафилококки (образуют грозди);
• сарцины (объединенные по 4);
• бациллы (палочкообразные);
• вибрионы (изогнутые палочки);
• спириллы, спирохеты (спиралевидные).

то интересно: чем живая природа отличается от неживой?

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.

Кто относится к прокариотам

К этому домену относят бактерии, археи и сине-зеленые водоросли, в сущности тоже являющиеся бактериями. Рассмотрим их разновидности подробнее.

Фототрофные бактерии

Для питания, а, следовательно, и получения энергии они используют свет. Фототрофные бактерии имеют красную, оранжевую или сине-зеленую окраску. Это происходит оттого, что для фотосинтеза необходим имеющий цвет пигмент — каротиноиды и хлорофиллы у бактерий.

Фотосинез у них бескислородный; иначе его называют аноксигенным.

Хемоавтотрофные организмы

Это организмы, получающие энергию за счет использования неорганических веществ, например, аммиака, нитритов, серы, железа и других металлов. Кстати, эти самые бактерии живут в аквариумах и поддерживают там биологический баланс (нитрифицирующие бактерии). Большинство архей также относится к хемоафотрофным организмам.

Часто хемоавтотрофы живут в горячих источниках, где есть сера. Другие их разновидности являются создателями качественных железных руд, которые получаются в результате окисления бактериями двухвалентного железа.

Гетеротрофные организмы

Прокариотические организмы, потребляющие органические вещества, перерабатывают органику в неорганические соединения. Именно гетеротрофы создают в природе удобрения, которые потребляют растения. Эти бактериям не под силу перерабатывать пластик и некоторые другие химические вещества, поэтому «химия» считается столь опасной для экологии.

Гетеротрофные микроорганизмы человек научился использовать в своих целях. Например, молочнокислые и квашеные продукты — результат деятельности таких бактерий. Другие при брожении выделяют кислоты, которые использует химическая промышленность (муравьиная, уксусная, янтарная и другие). Есть и полезные гетеротрофы, живущие в симбиозе с многоклеточными организмами: микрофлора человеческого кишечника состоит как раз из таких бактерий.

Паразитические прокариоты

В основном паразитами являются бактерии. Из архей только один известный вид считается таковым.

Микроорганизмы-паразиты всем известны, ведь именно они вызывают большую часть инфекционных болезней животных и человека, начиная от банальной ангины и заканчивая смертельно опасными ботулизмом, дизентерией и туберкулёзом.

Сине-зелёные водоросли

Так ошибочно стали называть цианобактерии. Произошло это, вероятно, из-за их места обитания (обычно это водные организмы, наземные встречаются редко) и внешнего вида (часто образуют колонии или нити зеленых цветов).

Относятся к автотрофам, так как получают энергию в процессе фотосинтеза. Клеточное строение похоже на клетки прочих прокариотов. У большей части видов сине-зелёных водорослей есть вакуоли с азотом, позволяющие клетке плавать. Могут образовывать споры; размножаются делением клетки или же распадом колонии. В окультуренных водоёмах и аквариумах эти микроорганизмы причиняют немало неприятностей, однако для биосферы Земли они полезны, так как выделяют кислород в атмосферу. Также некоторые из них могут минерализовывать продукты гниения, тем самым очищая водную среду. Это не позволяет полностью отнести цианобактерии к фотоавтотрофам.

Б Бактерии относятся к группе прокариотичсских, или доядерных, организмов. Клетки Бактерий не имеют оформленного ядра и мембранных органоидов.

Общая характеристика бактерии

Функции ядра у бактерий выполняет нуклеоид, а органоидов — мезосомы. Цитоплазма содержит немембранный органоид — рибосомы. Изучением бактерий занимается наука микробиология. Размеры бактериальных клеток составляют от нескольких десятых до 10 — 13 мкм, иногда до 30 — 100 мкм. Клетки бактерий могут быть подвижны. Органоидами движения являются жгутики, расположенные на одном конце тела или по всей поверхности клетки.

Форма бактерий разнообразна и является систематическим признаком:

1,2,3 — бациллы; 4 — кокки; 5 — вибрионы; 6 — спирилла.

• Палочковидные (бациллы) могут быть одиночными (кишечная палочка) или соединенными в цепочки (азотобактер).
• Сферические (шаровидные): одиночные -кокки, соединенные в цепочку — стрептококки, в виде грозди винограда стафилококки.
• Спирально извитые палочки со жгутиками – спириллы.
• В форме запятой – вибрионы.

Клетка бактерии покрыта плазматической мембраной (наподобие мембраны эукариот), за которой следуют клеточная стенка (один или несколько слоев сложного углевода муреина) и у большинства бактерий слизистая капсула (белковой или полисахаридной природы). Капсула защищает клетку от высыхания и содержит токсины.

Генетический аппарат бактерий –нуклеоид – кольцевая молекула ДНК, не связанная с белками. Она содержит примерно 5 млн пар нуклеотидов. В цитоплазме бактериальных клеток отсутствуют мембранные органоиды -митохондрии, пластиды, центросома, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть. Их функции выполняют мезосомы — впячивания плазматической мембраны. Цитоплазма содержит рибосомы и различные включения (гликоген, крахмал, жиры).

Схема строения бактериальной клетки: 1 — нуклеоид; 2 — клеточная стенка; 3 — мезосомы; 4 — ризосомы; 5 — вакуоли; 6 — жгутики.

Некоторые бактерии содержат зеленые (бактериохлорофилл), или пурпурные (бактериопурпурин) пигменты.

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.

Классификация бактерий по типу диссимиляции

• аэробные – для жизнедеятельности нуждаются в свободном кислороде;
• анаэробные – используют энергию, выделяемую в реакциях брожения.

Размножаются бактерии путем деления клетки надвое после удвоения кольцевидной молекулы ДНК. У бактерий может иметь место половой процесс (конъюгация), протекающий по типу генетической рекомбинации, — часть молекулы ДНК переносится из клетки-донора в клетку-реципиент. Для переживания неблагоприятных условий бактерии образуют споры (путем формирования плотной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы), которые длительное время сохраняют жизнеспособность и способствуют распространению бактерий. Бактерии широко распространены в окружающей среде — воздухе, воде, почве, в жилых и служебных помещениях, на ледниках, в горячих источниках (при температуре +600 °С). Они могут быть паразитами человека, животных и растений.

Роль бактерий в природе

Бактерии играют большую роль во всех аспектах жизнедеятельности.

Бактерии которые приносят вред человеку

Человеку приносят вред:

1. сапрофиты, поселяющиеся на продуктах питания и приводящие их в негодность;
2. бактерия, повреждающая рыболовные сети, рукописи и книги в библиотеках;
3. 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.

Меры предотвращения попадания бактерий в организм человека

Для борьбы с болезнетворными бактериями проводится ряд обеззараживающих мероприятий:

1. дезинфекция — обработка химическими веществами (спирт, формалин, карболовая кислота) помещений, предметов домашнего обихода, одежды больных;
2. стерилизация — обработка инструментов и перевязочного материала в лечебных учреждениях (нагревание до +120 °С под давлением в течение 30 мин);
3. пастеризация -обеззараживание в промышленных условиях пищевых продуктов (нагревание до +60 — 70 °С в течение 20-30 мин).

Ряд мероприятий разработан для защиты организма человека от проникновения в него бактерий:

1. строгий централизованный контроль за чистотой питьевой воды и продуктов питания;
2. соблюдение человеком гигиенических норм (чистота рук, тела, одежды);
3. с целью предупреждения заболеваний в ряде случаев делают прививки.