Допуск к микробиологии
К бактериям относятся микроскопические растительные организмы. Большинство их — одноклеточные организмы, не содержащие хлорофилла и размножающиеся делением.
По форме бактерии бывают шаровидными, палочковидными и извитыми. Шаровидные бактерии называют кокками. Они могут быть одиночными (кокки, микрококки), соединенными попарно (диплококки), группами по четыре (тетракокки), связанными в цепочку (стрептококки), пакетиками (сарцины) и иметь вид бесформенных скоплений шариков (стафилококки). Диаметр шаровидных бактерий колеблется от 0,5 до 1 мкм.
Палочковидные бактерии бывают двух видов: бактерии и бациллы. Основным признаком, отличающим эти формы, является способность к спорообразованию. Бациллы образуют споры, в то время как бактерии не обладают этой способностью. Палочковидные бактерии также могут быть соединены попарно или в цепочку. Толщина этих бактерий 0,2-2,0, длина – 1-7 мкм.
Извитые бактерии имеют изогнутую форму и по числу завитков делятся на вибрионы, имеющие форму запятой (возбудитель холеры), спириллы с двумя — тремя завитками и спирохеты с многочисленными завитками. Размеры этих бактерий те же, что и палочковидных.
|
|
|
Бактериальная клетка (рис.13) состоит из клеточной оболочки и содержимого – цитоплазмы (протоплазмы).
Схема строения бактериальной клетки
Рис.13. Схема строения бактериальной клетки:
1 – клеточная оболочка . 2 – цитоплазма . 3 – цитоплазматическая мембрана . 4 – ядерное вещество . 5 – рибосомы . 6 – жировые капельки . 7 – мезосома . 8 – капсула . 9 – гранулы полисахарида . 10 – жгутики.
Клеточная оболочка определяет форму клетки и предохраняет ее от внешних воздействии. Она обладает полупроницаемостью, т. е. сквозь нее проходят одни вещества (низкомолекулярные) и не проходят другие (высокомолекулярные соединения). Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и окружающей средой. По новейшим данным, в ней происходит множество химических реакций, вплоть до синтеза полисахаридов и, возможно, белков.
На различии в составе клеточной оболочки основывается их отношение к окраске по Граму — важный отличительный признак. У грамположительных бактерий муреиновый скелет однослойный, содержит липопротеиды, полисахариды и фосфаты. Грамотрицательные бактерии имеют многослойный муреиновый скелет, содержат мало белка, а полисахариды или отсутствуют, или их мало.
Наружный слой цитоплазмы, прилегающий к клеточной оболочке, называется цитоплазматической мембраной. Она трехслойная, содержит липиды и белки, а также большое количество различных ферментов, участвующих в обмене веществ.
|
|
|
Цитоплазматическая мембрана выполняет роль осмотического барьера. Она контролирует поступление веществ в клетку и выведение их наружу. Предполагают, что белковые мостики в липидном слое служат порами для движения тока веществ.
Цитоплазма, заполняющая всю полость клетки, — живое вещество в полужидком состоянии. Ее главная составная часть — белок. В ней находятся также запасные питательные вещества в виде жиров и жироподобных веществ. В цитоплазме находятся рибосомы и мезосомы. В рибосомах происходит синтез белков. В одной клетке содержится 5-50 тыс. рибосом. В них сосредоточено 80-85 % всей РНК клетки. В мезосомах сконцентрированы окислительно-восстановительные ферменты. Тут происходят окислительно-восстановительные процессы, в результате которых клетка получает необходимую энергию.
У бактерий отсутствует оформленное ядро. Ядерное вещество, состоящее из ДНК и РНК, локализовано в хроматиновых тельцах.
У некоторых бактерий клеточная оболочка способна ослизняться, в результате чего клетка покрывается слизистой капсулой. При сильном ослизнении клетки склеиваются в сплошную слизистую массу зооглея.
Вследствие малых размеров бактерии подвержены броуновскому движению. Собственное движение бактерий осуществляется при помощи жгутиков, состоящих из нескольких волокон, закругленных спирально вокруг осевой нити и прикрепляющихся при помощи особых дисков под цитоплазматической мембраной. Жгутики очень тонкие, так что не видны в оптический микроскоп без специальной окраски, но по длине во много раз превышают длину клетки.
По числу и расположению жгутиков бактерии делятся на монотрихи (с одним жгутиком), лофотрихи (с пучком жгутиков на конце) и перитрихи (жгутики покрывают всю поверхность клетки).
Скорость движения бактерий зависит от возраста и условий. Молодые клетки более подвижны, чем старые. При благоприятных условиях клетка проходит за 1 с расстояние, равное ее длине.
Бактерии размножаются делением клетки пополам. Шаровидные бактерии делятся по диаметру, палочковидные и извитые — поперек, а спирохеты — вдоль клетки. Скорость размножения зависит от условий — состава питательной среды, температуры и др. При благоприятных условиях бактерии размножаются через 20-30 мин.
При неблагоприятных условиях бациллы образуют споры. При этом протоплазма клетки теряет воду (от 85 до 40%), собирается в центре или у конца клетки и покрывается двухслойной оболочкой, пропитанной смолистыми и жировыми веществами, придающими им особую стойкость к действию температур, ядовитых веществ и т. д. В состоянии споры бактерия не нуждается ни в воде, ни в пище. Жизненные функции сведены к минимуму. В этом состоянии бактерии погибают только при температуре 120°С после 20 мин нагревания, а в высушенном состоянии — при 150-170°С в течение 1-2 ч. Споры сохраняют жизнеспособность сотни лет. При наступлении благоприятных условий они прорастают, причем из каждой споры образуется одна клетка.
