Прокариоты Flashcards
(10 cards)
Прокариоты - это?
Прокариоты - это первые клеточные организмы, к которым относят бактерии и цианобактерии
Строение прокариот
Клетка прокариота окружены мембраной (плазмалеммой), которая образует множество впячиваний, что значительно увеличивает площадь поверхности, поэтому здесь может находиться больше ферментных комплексов, рецепторов, переносчиков, ферментов и т.д.
Внутри находится гиалоплазма, а в ней находятся рибосомы прокариотного типа 70s. В гиалоплазме находится двухцепочечная кольцевая ДНК, вокруг ДНК гиалоплазма уплотнена, поэтому образуется специфический ядерный аппарат - нуклеотид
Вокруг мембраны находится клеточная стенка, которая содержит большое количество углеводов, в том числе муреин.
Если муреина много, то клетка плохо прокрашивается специальными красителями - она грамм -. Если муреина мало, то бактерия хорошо прокрашивается, образуя грамм +.
Также клеточная стенка содержит глюкополисахариды, которые могут ослизняться и образовать слизистую капсулу, которая защищает бактерию от высыхания и способствует образованию колоний.
У бактерий может быть жгутик, который содержит двигательные белки, но при этом они не имеют такую правильную структуру, как жгутик или ресничка эукариот
Что происходит с бактериями при неблагоприятных условиях?
В неблагоприятных условиях около бактерий выделяется споровая оболочка, которая предохраняет бактерию от разнообразных внешних воздействий и бактерии уходят в состояние анабиоза.
Споры у бактерий - это не вариант размножения, а вариант переживания неблагоприятных условий, когда условия восстанавливаются, бактерии выходят из-под оболочки споры
Группы бактерий с точки зрения энергообмена
- анаэробы - для них единственным вариантом энергообмена является гликолиз
- аэробы - ферменты кислородной цепи располагаются на наружной мембране и вырабатывается больше АТФ за счёт кислородного энергообмена
Автотрофные бактерии
Автотрофные бактерии сами могут создавать органику за счёт различных источников энергии
- фотосинтетики - к ним относятся цианобактерии, на наружной мембране которых зафиксирован хлорофилл
- хемосинтетики - очень древняя группа, которая является боковой ветвью эволюции и для которой характерен хемосинтез
Хемосинтез - особый вид пластического обмена, характерный только для бактерий, в ходе которого органические соединения образуются за счёт энергии превращений неорганических соединений. Процесс хемосинтеза основан на реакциях элементов с переменной валентностью. Поэтому к хемосинтетикам относят железобактерии, серобактерии, азотфиксирующие бактерии, водородные бактерии, нитрифицирующие бактерии.
Хемосинтез открыл Виноградский
Азотфиксирующие бактерии могут выступать в роли симбионтов, когда они поселяются в клубеньках на корнях бобовых растений. Растение снабжает их органикой, а они снабжают растение азотом. Бобовые растения часто используют в севооборотах, чтобы насытить почву азотом
Гетеротрофные бактерии
Гетеротрофы используют уже готовую органику
1. сапротрофы - свободно живущие бактерии, которые способны расщеплять мертвую органику, например, на дне водоёма или в лесной подстилке. Такие бактерии являются редуцентами.
Помимо бактерий эту функцию выполняют грибы.
Редуценты обеспечивают круговорот элементов в природе
2. симбионты - обитают в других организмах, причём это взаимовыгодное сотрудничество. Например, кишечная палочка или лактобактерии обитают на слизистой кишки о обеспечивают организм дополнительной глюкозой, расщепляют целлюлозу, обеспечивая организм витаминами (B12, K), препятствуют прорастанию грибов и бактерий, занимая слизистую, постоянно стимулируют иммунную систему, синтезируют различные спирты и кислоты, препятствуя процессам гниения
3. паразиты - встречаются как среди архебактерий, так и среди эубактерий
Группы эубактерий
- кокки (стрептококки, диплококки, стафилококки).
Ангина, скарлатина, фурункулёз - спириллы - например, бледная трепонема (сифилис)
Вшивый и клещевой возвратный тиф и болезнь Лайма - бациллы (палочки)
Брюшной тиф, столбняк, ботулизм - вибрионы
Холера, светящиеся вибрионы глубоководных рыб
Размножение бактерий
Размножение бактерий происходит только бесполым путём за счёт простого бинарного деления. У бактерий нуклеотид представлен кольцевой ДНК и в ходе фазы метаболической активности (s-фазы) происходит репликация ДНК, увеличивается объём клетки, начинается вставочный рост мембраны, который способствует расхождению ДНК к разным полюсам клетки. На экваторе клетки образуются впячивания, которые растут навстречу друг другу и происходит деление цитоплазмы
Половые процессы бактерий
Для бактерий не характерно половое размножение, но характерен половой процесс, т.е. увеличение количества особей не происходит, но происходит обмен генетической информацией.
Половой процесс у бактерий проходит в 3 вариантах:
- Конъюгация - в ходе конъюгации между 2 бактериями образуется цитоплазматический мостик, причём конъюгируют + и - клетки, которые содержат дополнительную ДНК или половую плазмиду (+)
В бактериальных клетках существует фактор резистентности, который при конъюгации может передаваться от клетки к клетке
Например, кишечная палочка имеет фактор резистентности, а бактерия брюшного тифа - нет, при конъюгации фактор резистентности передаётся - Трансформация - очень редкий вариант обмена информацией, который характерен только для пневмококков. Все пневмококки патогенны, но бывают вирулентные и невирулентные штаммы. Вирулентность определяется дополнительной плазмидой, если в лёгкие попадает вирулентный штамм, то все пневмококки становятся вирулентными
- Трансдукция - ситуация, когда вирусы встраиваются в ДНК бактерий, а на выходе из клетки захватывают гены хозяина и переносят в другую клетку
Значение бактерий
- Бактерии являются редуцентами, обеспечивают круговорот элементов в природе. Также редуцентами являются грибы
- Бактерии могут быть продуцентами, например, цианобактерии и хемосинтетики
- Бактерии являются возбудителями серьёзных заболеваний человека и животных
- Бактерии в промышленности используются для обеспечения брожения, в частности молочно кислого брожения, за счёт которого происходит квашение капусты, силосование травы
- В медицине используются для создания вакцин, сывороток, незаменимых АК, витаминов, гормонов
- В сельскохозяйственной промышленности используются для силосования травы, насыщения почвы азотом с помощью азотфиксирующих бактерий в ходе севооборота
- Бактерии используют как маркеры в биометрике окружающие среды
- Бактерии образуют различные отложения и полезные ископаемые. Например, железобактерии накапливают железо и, отмирая, образуют железную руду. Образование кристаллической серы происходит за счёт серобактерий
- Расщепление органики, что важно для очистки сточных вод
- Переработка нефти и нефтепродуктов, но для этого нужна высокая температура окружающей среды
- Объект исследования молекулярной биологии
