ГЛАВА 4. Царство бактерии

§17. Строение и жизнедеятельность бактерий

Вопросы перед параграфом

1. На какие царства принято разделять живые организмы?

Ответ:

Царства живых организмов:
1. Бактерии
2. Грибы
3. Растения
4. Животные
5. Вирусы

2. Какое строение имеет растительная клетка?

Ответ:

Строение растительной клетки:
• Ядро — самая важная составная часть клетки. Ядро отвечает за все процессы, происходящие в клетке. Ядро содержит наследственную информацию о том, какой будет новая клетка, которая образуется в результате процесса деления.
• Цитоплазма — бесцветное, вязкое вещество, наполняющее клетку. В цитоплазме находятся все остальные части клетки.
• Мембрана — тонкая полупроницаемая плёнка, которая окружает цитоплазму и отвечает за поступление в клетку и вывод из неё различных веществ. Она находится под клеточной стенкой.
• Клеточная стенка защищает клетку и придаёт ей определённую форму. В состав клеточной стенки входит целлюлоза, придающая прочность.
• Пластиды — маленькие составные части клетки. Пластиды могут быть бесцветными и цветными. Зелёные пластиды называют хлоропластами, в них происходит процесс фотосинтеза.
• Вакуоль — полость, заполненная клеточным соком и образованными клеткой веществами. Чем старше клетка, тем больше её вакуоль.
• Оболочка − это двойная поверхность клетки, состоящая из липидов и имеющая чаще всего форму шара.
• Ядрышко — мелкое шаровидное тельце внутри ядер клеток, представляющее собой плотное образование, преломляющее свет более интенсивно, чем остальная кариоплазма.
• Поры — это мельчайшие отверстия на поверхности кожи человека или животного, служащих для вывода потовых желез.
• Хлоропласты (от греч. chlorós — зеленоватый и plastós — вылепленный) — специализированные органоиды растительной клетки, зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез.

Вопросы

1. Какое строение имеет бактериальная клетка?

Ответ:

Строение клетки бактерии.

1. Оболочка
2. Наследственный материал
3. Включения (запасные вещества)
4. Жгутики
5. Цитоплазма
Бактериальные клетки окружены плотной оболочкой, благодаря которой сохраняют постоянную форму. По составу и строению клеточные оболочки бактерий существенно отличаются от оболочек растений. Оформленного ядра, отделённого от цитоплазмы ядерной оболочкой, в клетке нет. Наследственный материал у большинства бактерий распределён в цитоплазме.

2. Чем отличается бактериальная клетка от растительной?

Ответ:

Бактериальная клетка отличается от растительной по составу и строению клеточной оболочки.
• В бактериальной клетке нет ядра, отделенного от цитоплазмы оболочкой. В растительной клетке ядро есть.
• Для растительной клетки характерны пластиды, в бактериальной они отсутствуют, хотя некоторые из них имеют пигменты.

3. Какие бактерии называют сапротрофами, а какие — паразитами?

Ответ:

Сапротрофы (от греческих слов «сапрос» − гнилой и «трофей» − питание, пища) − бактерии, получающие органические вещества из отмерших организмов или выделений живых организмов.
Паразиты (от греческого слова «паразитос» − нахлебник) − бактерии, питающиеся органическими веществами живых организмов.

4. Как бактерии размножаются?

Ответ:

Бактерии, как правило, размножаются делением клетки, т.е. бесполым путём.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий может происходить через каждые 20—30 мин. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно было бы заполнить все моря и океаны. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибает под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65—100 °С, под действием дезинфицирующих веществ, в результате борьбы между видами и т.д.

Половой процесс известен лишь для некоторых видов бактерий. У бактерий не происходит образования гамет и слияния клеток, как у растений и животных. Между клетками бактерий происходит обмен наследственным материалом, а это важнейшее событие полового процесса, в результате которого появляются новые признаки, передающиеся в дальнейшем в результате деления клеток.

5. Что происходит с бактериями при наступлении неблагоприятных условий?

Ответ:

В неблагоприятных условиях (при недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) цитоплазма бактериальной клетки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки, округляется и образует внутри её на своей поверхности новую, более плотную оболочку.
Образование спор

Такую бактериальную клетку называют спорой. Споры некоторых бактерий сохраняются очень долго в самых неблагоприятных условиях. Они выдерживают высушивание, жару и мороз, не сразу погибают даже в кипящей воде. Споры легко разносятся ветром, водой и т.д. Их много в воздухе и почве. В благоприятных условиях спора прорастает и становится жизнедеятельной бактерией.
Споры у бактерий, в отличие от растений, служат не для размножения, а являются приспособлением к выживанию в неблагоприятных условиях.

Подумайте

1. Чем можно объяснить широкое распространение бактерий на нашей планете?

Ответ:

Широкое распространение бактерий на нашей планете связано в первую очередь с их широкими рамками адаптационных возможностей. То есть, бактерии способны выживать в самых жестких условиях среды. Эта способность определена их длительной историей существования и быстрой способностью приспосабливаться к изменяемым условиям среды.

Как известно, бактерии одни из самых древних существ на планете, а значит, им приходилось выживать при высокой и низкой температуре, при наличии и отсутствии питательных веществ и т.д.

Быстрая смена поколений позволяет им быстро изменять генетический материал, варьировать его, что также способствует отбору особей с необходимыми свойствами. Таким образом, вышеописанные свойства бактерий позволили им расселиться по всей планете, в самых разнообразных нишах.

Задания

1. Вымойте клубень картофеля, не очищая его от кожуры, нарежьте ломтиками. Натрите ломтики мелом и поместите в чашку Петри. Чашку поставьте в тёплое место с температурой 25—30°С. Через 2—3 суток на поверхности ломтиков образуется плотная морщинистая плёнка. Маленький кусочек плёнки разотрите в капле воды и рассмотрите под микроскопом бактерии картофельной палочки. Они подвижны, обладают жгутиками и могут образовывать споры.

Ответ:

Картофельная палочка (Bacillus mesentericus) — спороносная бактерия.
Имеет вид тонкой палочки размером 0,5−0,6 х 3−10 мк, часто образующей длинные нити.

2. Для получения культуры сенной палочки положите в колбу с водой немного сена, горлышко колбы закройте ватой и кипятите содержимое в течение 15 мин, чтобы уничтожить другие бактерии, которые могут оказаться в колбе. Сенная палочка при кипячении не погибает. Полученный настой сена отфильтруйте и на несколько дней поставьте в помещение с температурой 20—25 °С. Сенная палочка будет размножаться, и вскоре поверхность настоя покроется плёнкой из бактерий. Стеклянной палочкой перенесите частичку плёнки на предметное стекло, накройте покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом. Добавьте под покровное стекло каплю метиленовой синьки или чернил, разбавленных водой. На голубом фоне бактерии видны гораздо лучше. Некоторые из них подвижны, а у неподвижных внутри видны блестящие овальные образования. Это споры. Большинство бактерий гибнет при температуре +65—100 °С, но споры некоторых из них переносят нагревание до +140 °С и охлаждение до –253°С.

Ответ:

Сенная палочка (Bacillus subtilis) имеет вид бесцветной прямой палочки, размером примерно 0,7 мкм в толщину и 2—8 мкм в длину.
Сенная палочка может размножаться делением и спорами.
Бактерии сенной палочки погибают при кипячении, но споры бактерии выживают. Когда сенной отвар остывает, микроорганизмы выходят из спор и начинают делиться.