ЦАРСТВО БАКТЕРИИ

Определения и обозначения

Бактерии — одноклеточные организмы, относящиеся к отдельному царству живой природы. Каждая бактерия состоит из одной клетки, которая самостоятельно выполняет необходимые для жизни процессы. Отдельное царство выделяют потому, что бактерии отличаются строением клетки и особенностями жизнедеятельности от растений, животных и грибов. Это помогает не смешивать их с другими организмами.

Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. У таких клеток наследственный материал есть, но он не заключён в оболочку ядра. Поэтому слово «прокариот» описывает особенность устройства клетки, а не отсутствие у организма признаков жизни. Бактерии относятся именно к прокариотам.

Бактериальная клетка — клетка без ядра и большинства органоидов, характерных для клеток растений и животных. Оболочка защищает клетку, мембрана отделяет её содержимое от внешней среды, а цитоплазма служит внутренней средой для процессов жизнедеятельности. Понятие помогает сравнивать клетки разных организмов и понимать, чем бактерии отличаются от эукариот — организмов с оформленным ядром.

Спора бактерии — устойчивое состояние, помогающее некоторым бактериям пережить неблагоприятные условия. Внутри защитной оболочки бактерия может сохраняться, когда вокруг мало воды или пищи. Спора не является способом размножения: она помогает переждать трудный период, а число клеток увеличивается при делении. Это различие важно, чтобы правильно объяснять выживание бактерий.

Как это устроено

Бактерии относят к отдельному царству, потому что они устроены не так, как растения, животные и грибы. Их клетки не имеют оформленного ядра и многих органоидов, которые есть у клеток этих организмов. Однако бактерии питаются, растут и размножаются, то есть обладают признаками живого. Выделение их в самостоятельное царство позволяет учитывать одновременно и сходство с другими организмами, и существенные различия.

Внутри бактериальной клетки находится цитоплазма, а в ней — наследственный материал, который содержит информацию о признаках и работе клетки. Он не окружён ядерной оболочкой, поэтому оформленного ядра у бактерии нет. Снаружи клетку защищает оболочка, а мембрана отделяет её внутреннее содержимое от окружающей среды и помогает регулировать обмен веществ. Цитоплазма нужна для протекания жизненных процессов, поэтому даже простая по строению клетка может жить самостоятельно.

Форма бактерии зависит от строения её клетки и оболочки: встречаются шаровидные, палочковидные и изогнутые бактерии. Такие формы помогают различать группы бактерий, но сами по себе не показывают, опасна ли бактерия и чем она питается. После деления клетки могут оставаться вместе, поэтому бактерии располагаются поодиночке или образуют группы. Наблюдая форму и расположение, можно описать внешний вид бактерии, но для определения её образа жизни нужны и другие признаки.

Бактериям нужны питательные вещества и энергия, но получают они их по-разному. Одни способны создавать органические вещества из неорганических, используя энергию света или химических реакций; их называют автотрофами. Другие получают готовые органические вещества: одни разлагают остатки организмов, а другие живут за счёт организма-хозяина. Способ питания связан с образом жизни, потому что он определяет, где бактерия может находить необходимые вещества.

Обычно бактерия размножается делением: одна клетка разделяется на две дочерние. Если пищи, влаги и подходящей температуры достаточно, дочерние клетки тоже могут делиться, поэтому численность быстро увеличивается. При неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют споры, устойчивые к воздействию среды. Когда условия становятся подходящими, бактерия возвращается к активной жизни; образование споры помогает выжить, а не создать новые клетки.

Основные признаки бактерий

Сначала выбери в таблице признак, о котором спрашивают, затем сопоставь его особенности с примерами. Если нужно объяснить роль бактерии, учитывай и возможную пользу, и возможный вред: нельзя судить обо всём царстве по отдельному виду. Таблица помогает быстро связать строение клетки с образом жизни и значением бактерий.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке изображена клетка без оформленного ядра. К какой группе организмов её можно отнести? Чтобы ответить, нужно определить не форму клетки, а признак, связанный с наличием ядра. Важно не перепутать отсутствие ядра с отсутствием наследственного материала: это разные утверждения.

1. Установим, что у клетки нет оформленного ядра.
2. Вспомним: организмы с клетками без оформленного ядра называют прокариотами.
3. Бактерии относятся к прокариотам, поэтому такая клетка может быть бактериальной.

Ответ: клетку можно отнести к прокариотической, то есть к группе прокариот; вероятно, это бактериальная клетка. Для точного определения вида одного признака недостаточно.

Задача 2. Бактерии на питательной среде увеличили свою численность в несколько раз. Объясните, каким способом происходит размножение и почему численность быстро растёт. Питательная среда даёт бактериям вещества, необходимые для жизнедеятельности, а подходящие условия позволяют клеткам делиться. Увеличение числа клеток объясняется не ростом одной клетки, а появлением новых.

1. Определим способ размножения: одна бактериальная клетка делится на две дочерние.
2. Если обе дочерние клетки выживают, каждая может снова разделиться.
3. Повторение делений приводит к быстрому увеличению общего количества клеток при наличии подходящих условий.

Ответ: бактерии размножаются делением клетки надвое. Численность быстро растёт, потому что каждая новая клетка тоже способна делиться.

Задача 3. После высыхания почвы часть бактерий сохранилась, а затем возобновила жизнедеятельность при появлении влаги. Объясните, как это возможно и чем такое состояние отличается от размножения. В условии описаны два этапа: переживание неблагоприятного периода и возвращение к активной жизни. Нужно понять, увеличилось ли число клеток во время первого этапа.

1. Высыхание — неблагоприятное условие, при котором некоторые бактерии образуют устойчивые споры.
2. Спора помогает клетке пережить недостаток влаги, сохраняя возможность возобновить жизнедеятельность.
3. При появлении воды бактерия возвращается к активной жизни; увеличение числа клеток происходит при последующем делении, а не при образовании споры.

Ответ: часть бактерий пережила высыхание в виде спор. Спора обеспечивает сохранение бактерии, а размножением называют увеличение числа клеток при делении.

Типичные ошибки

Называть бактерии растениями только потому, что они питаются и растут, — ошибка: эти признаки есть у разных живых организмов. Её допускают, когда судят о царстве по отдельным общим свойствам, не учитывая строение клетки. Бактерии относятся к отдельному царству. Проверь себя: вспомни, есть ли у бактерии оформленное ядро и к какой группе её относят.

Неверно считать, что у бактерий совсем нет наследственного материала. Иногда отсутствие ядра ошибочно принимают за отсутствие информации о признаках организма. Наследственный материал у бактерий есть, но он не заключён в оформленное ядро и находится в цитоплазме. Проверка простая: различай «нет ядра» и «нет наследственного материала».

Спору можно ошибочно принять за способ размножения, потому что она появляется при неблагоприятных условиях и выглядит как отдельное состояние бактерии. Но её образование не увеличивает число клеток: спора помогает пережить трудный период. Численность возрастает при делении клетки. Проверь себя вопросом: появилось ли из одной клетки две дочерние?

Считать все бактерии вредными — значит переносить свойства отдельных болезнетворных видов на всё царство. Такое мнение возникает потому, что о бактериях часто вспоминают в связи с инфекциями. Многие бактерии разлагают остатки организмов и участвуют в круговороте веществ, а некоторые используются человеком. Чтобы проверить вывод, учитывай разные виды и их роль, а не только возможный вред.

Связь с другими темами

Для понимания бактерий пригодятся знания о клетке: её оболочке, мембране, цитоплазме и наследственном материале. Если различать эти части и их роли, легче понять, как клетка может жить без оформленного ядра. Эти понятия помогают сравнивать строение бактерий с клетками других организмов.

Тема связана с изучением микроорганизмов, экосистем и круговорота веществ. Бактерии участвуют в разложении веществ, а некоторые вызывают заболевания, поэтому сведения о них нужны и при изучении профилактики инфекций. Так знания о строении помогают объяснять значение бактерий в природе и жизни человека.

Сравнение бактерий с клетками растений и животных подводит к различию прокариот и эукариот. У прокариот нет оформленного ядра, а у эукариот оно есть. Это различие помогает систематизировать организмы и понимать, почему похожие по размеру клетки могут быть устроены по-разному.

Что запомнить

• Бактерии — одноклеточные организмы отдельного царства.
• Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра.
• Наследственный материал бактерии находится в цитоплазме.
• Бактерии различаются формой и способом питания.
• Обычно бактерии размножаются делением клетки.
• Некоторые бактерии образуют споры при неблагоприятных условиях.
• Бактерии могут быть как полезными, так и вредными для человека.