Какие изменения претерпевает бактериальная клетка превратившись в спору кратко
Обновлено: 06.07.2024
Что происходит с бактериями при наступлении неблагоприятных условий?
Решение
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. Такую бактериальную клетку называют спорой. Споры некоторых бактерий сохраняются в неблагоприятных условиях. Они выдерживают высушивание, жару и мороз, не сразу погибают в кипящей воде.
Нашли ошибку?
Если Вы нашли ошибку, неточность или просто не согласны с ответом, пожалуйста сообщите нам об этом
Спора бактериальная – тип покоящихся форм прокариот, особое состояние покоящихся репродуктивных клеток, характеризующееся резким снижением уровня метаболизма и высокой резистентностью [1] [5] .
В отличии от грибов и низших растений, у которых споры являются репродуктивными органами размножения, бактериальная спора – это бактериальная клетка в состоянии анабиоза. Споруляцию бактерий провоцируют неблагоприятные условия внешней среды [3] [4] .
Эндоспоры в клетках бактерий рода Bacillus
Форма и расположение [2]
Свойства спор
Бактериальная спора содержит небольшое количество воды и характеризуется наличием более плотной, чем у вегетативной бактериальной клетки, стенкой. Появляется новое вещество – дипиколинат кальция. Оно образует комплексы с биополимерами клетки, устойчивые к действию температуры и ультрафиолета [3] .
В окружающей среде споры бактерий могут сохраняться годами. При попадании в благоприятные условия бактериальные споры впитывают влагу, комплексы распадаются, дипиколинат разрушается. В результате спора превращается в вегетативную бактериальную клетку [3] .
Споры рассматриваются не как способ размножения, а как форма существования бактериальной клетки в условиях неблагоприятных для ее роста и развития. При этом преобразования идут по схеме: 1 бактериальная клетка – 1 бактериальная спора – 1 бактериальная клетка. Увеличения количества бактериальных клеток не происходит [3] .
При использовании окраски по Граму споры красители не воспринимают и остаются бесцветными на окрашенном фоне. Споры могут быть окрашены с помощью специальных методов [3] .
Типы спор и покоящихся форм прокариот
Активно метаболизирующие и размножающиеся бактерии – это вегетативные формы. Некоторые бактерии наряду с вегетативными формами образуют покоящиеся формы [2] .
К покоящимся формам прокариот относятся споры бактерий:
- эндоспоры – формируются внутри клетки;
- экзоспоры – формируются путем почкования материнской клетки [2][5] .
К другим покоящимся формам бактерий относят:
- цисты – шарообразные или овальные толстостенные клетки, покрытые толстым слоем уплотненной слизи;
- миксоспоры – образуются путем превращения всей клетки;
- акиенты – покоящиеся клетки нитчатых цианобактерий [2][5] .
Для всех покоящихся форм характерен предельно низкий уровень метаболических процессов. Основное механизмы, обеспечивающие устойчивое пребывание бактериальных клеток в состоянии покоя:
- наличие в них специальных репрессоров – ингибиторов ферментативной активности;
- крайне низкое содержание воды в цитоплазме (спороплазме);
- изменение ферментов, вызванное обезвоживанием [5] .
В отличие от исходных вегетативных бактериальных клеток, все покоящиеся формы характеризуются повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды, что обеспечивает надежное сохранение вида в природе [5] .
Наибольшей устойчивостью к действию температуры, кислотности, недостатку влаги, литическим ферментам характеризуются эндоспоры [5] .
Эндоспоры некоторых бактерий отмирают на 90% только в результате нагревания при 100°C в течение 10–15 мин. Цисты азотобактера полностью гибнут уже после прогревании при +60°C в течение 15–20 мин. Акинеты цианобактерий отмирают на 95% после прогревания при +40°C в течение 10 мин [5] .
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Царство Бактерии (теория и практика к экзамену по биологии)
Бактерии – самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Размеры бактерий достаточно малы 0,15-10 мкм.
Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук – голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп.
Микробиология – наука, изучающая бактерии.
Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство – Бактерии.
Бактерии – многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.
Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков (скрученные винтообразные нити), которые состоят из особого белка флагеллина. Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других – на двух или по всей поверхности.
Место обитания
В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде
Строение бактерий
Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой – клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Клеточная стенка бактерии состоит из муреина. Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи – капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Она предохраняет бактерию от высыхания. В зависимости от строения клеточной стенки бактерии делятся на 2 группы: грамположительные (окрашиваются по Грамму при приготовлении препаратов для микроскопирования) и грамотрицательные (не окрашиваются этим способом).
На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.
Между клеточной стенкой и цитоплазмой располагается плазматическая мембрана. Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы или во включениях. Клетки бактерий не имеют ядра, поэтому называются ПРОКАРИОТЫ . Наследственная информация представлена 1 кольцевой молекулой ДНК, которая образует нуклеоид, и находится непосредственно в цитоплазме.
Мембранные органоиды отсутствуют (ЭПС, аппарат Гольджи, митохондрии, хлоропласты и др.), их функции выполняют впячивания плазматической мембраны – мезосомы. Имеется большое количество рибосом, но они мелкие в отличие от эукариотической (ядерной) клетки.
Способы питания
У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы – организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания. В зависимости от того, откуда они берут для этого энергию, они делятся на фототрофов и хемотрофов.
Фототрофы – используют солнечный свет.
Хемотрофы– используют энергию химических связей.
Гетеротрофы – организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.
Бактерии-сапрофиты- извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающего органического материала или выделений живых. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты.
Бактерии-паразиты- живут внутри другого организма или на нём, укрываются и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания – бактериозы (тиф, столбняк, туберкулез, дизентерия, дифтерия, коклюш и др.)
Бактерии-симбионты- живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу (Симбиоз – взаимовыгодное сожительство организмов). Например, бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений – клубеньковые бактерии.
Растения нуждаются в азоте, но сами усваивать азот из воздуха не могут. Некоторые бактерии (клубеньковые) соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений.
Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых и некоторых других растений.
Растения дают бактериям углеводы (органические вещества), а бактерии корням – такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Их сожительство взаимовыгодно.
К бактериям-симбионтам относят и бактерии желудочно-кишечного тракта животных и человека. Они помогают организмам переваривать пищу и вырабатывать некоторые витамины.
Обмен веществ
Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идёт при участии кислорода (аэробы), у других – без его участия (анаэробы).
Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зелёные, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.
Спорообразование
При неблагоприятных условиях бактерии могут покрываться плотной оболочкой и образовывать спору. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др. неблагоприятным условиям.
Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.
Размножение
Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.
При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.
Роль бактерий в природе и жизни человека
Круговорот
Бактерии – важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы. Питаясь этими органическими веществами, сапрофитные бактерии гниения превращают их в перегной. Это своеобразные санитары нашей планеты. Таким образом, бактерии активно участвуют в круговороте веществ в природе.
Почвообразование
Осенью опадают листья деревьев и кустарников, отмирают надземные побеги трав, опадают старые ветки, время от времени падают стволы старых деревьев. Всё это постепенно превращается в перегной. В 1 см 3 . поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов сапрофитных почвенных бактерий нескольких видов. Эти бактерии превращают перегной в различные минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.
Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.
Силосование – заготовка сочного корма для животных путем консервирования зеленой массы растений. Силосование происходит в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий. В результате молочнокислого брожения выделяется молочная кислота, выступающая в качестве консерванта.
Сходство жизнедеятельности цианобактерий и цветковых растений проявляется в способности к
1) образованию семян
2) автотрофному питанию
3) двойному оплодотворению
4) гетеротрофному питанию
Некоторые бактерии выживают в условиях вечной мерзлоты в виде
2) вегетативных клеток
3) симбиоза с грибами
4) множественных колоний
Чем спора отличается от свободной бактерии?
1) Спора — многоклеточное образование, а свободная бактерия — одноклеточное.
2) Спора менее долговечна, чем свободная бактерия.
3) Спора питается автотрофно, а свободная бактерия — гетеротрофно.
4) Спора имеет более плотную оболочку, чем свободная бактерия.
Возбудители дифтерии являются
Какой из приёмов борьбы с болезнетворными бактериями наиболее эффективен в операционном блоке?
2) регулярное проветривание
3) облучение ультрафиолетовыми лучами
4) мытье полов горячей водой
Укажите случай симбиоза бактерии с другим организмом.
1) бацилла сибирской язвы и овца
2) вибрион холеры и человека
3) кишечная палочка и человек
4) сальмонелла и курица
По способу питания молочнокислые бактерии относят к
3) фотосинтезирующим бактериям
4) автотрофным бактериям
По способу питания цианобактерии (синезелёные) относят к
1) гетеротрофным бактериям
2) автотрофным бактериям
Бактерии, вызывающие ангину, относят к группе
1) автотрофных бактерий
3) бактерий гниения
У бактериальной клетки отсутствует(-ют)
1) нуклеиновые кислоты
2) клеточная оболочка
3) клеточное ядро
К какому царству относится организм, схема строения клетки которого изображена на рисунке?
Бактерии, наиболее полезные для человека, — это
3) туберкулёзные палочки
Представителей царства Бактерии относят к прокариотам, так как в их клетках отсутствует(-ют)
1) оформленное ядро
Какие заболевания человека вызываются бактериями? Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.
Что из перечисленного входит в состав клеток прокариот? Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
3) эндоплазматическая сеть
4) плазматическая мембрана
A) отсутствует оформленное ядро
Б) хромосомы расположены в ядре
В) имеется аппарат Гольджи
Г) в клетке одна кольцевая хромосома
Д) АТФ образуется в митохондриях
ТИПЫ КЛЕТОК
Первыми на пути исторического развития появились организмы, имеющие мелкие клетки с простой организацией, — _________(А). Эти доядерные клетки не имеют оформленного_________(Б). В них выделяется лишь ядерная зона, содержащая_________(В) ДНК. Такие клетки есть у современных_________(Г) и синезелёных.
4) кольцевая молекула
6) одноклеточное животное
Классификация бактерий – очень сложная задача, поскольку существует очень мало морфологических признаков, по которым бактерии можно различать. Ниже приведены некоторые из них.
А. Форма клеток:
Б. Окраска по Граму:
1. грамположительные (краситель проникает в цитоплазму всех клеток)
2. грамотрицательные (краситель проникает в цитоплазму только мёртвых клеток)
В. По связи клеток друг с другом:
Г. По наличию жгутиков:
2. с одним жгутиком
3. с двумя и более жгутиками
Читайте также: