11. Бактерии

Определения и обозначения

Бактерии — микроскопические организмы, обычно состоящие из одной клетки. Они встречаются в воде, почве, воздухе и внутри организмов. В отличие от растений, у них нет клеток с оформленным ядром, а строение обычно проще. Знание этого помогает не путать бактерии с другими группами живых организмов.

Бактериальная клетка — клетка, у которой нет оформленного ядра. Снаружи её защищает оболочка, а внутри находится содержимое клетки, в том числе наследственное вещество — информация о признаках организма. Оно не исчезает из-за отсутствия ядра. Это понятие помогает понять, как бактерия устроена и чем отличается от клетки растения или животного.

Форма бактерий — внешний вид бактериальной клетки. Основные формы — шаровидная, палочковидная и изогнутая. По форме можно описать клетку и сравнить её с другими бактериями. Это удобный признак для распознавания, хотя одной формы недостаточно, чтобы узнать все особенности организма.

Спора бактерии — состояние, которое помогает некоторым бактериям пережить неблагоприятные условия. В такой форме бактерия может сохраняться, пока условия не станут лучше. Спора не служит способом размножения: число клеток от её образования не увеличивается. Это различие помогает не путать защиту с созданием новых бактерий.

Как это устроено

Бактерии можно найти почти повсюду, потому что вода, почва, воздух и живые организмы дают им разные места для существования. Разные бактерии приспособлены к разным условиям, поэтому жизнь не ограничена одной средой. Некоторые обитают на поверхности или внутри растений, животных и человека. Такое распространение объясняет, почему бактерии встречаются и в природе, и рядом с нами.

Бактериальная клетка устроена проще клеток растений и животных прежде всего потому, что у неё нет оформленного ядра. При этом внутри клетки есть наследственное вещество, а оболочка отделяет её содержимое от окружающей среды. Клетка остаётся самостоятельной живой единицей: она может жить и делиться. Поэтому отсутствие ядра не означает, что бактерия неживая или лишена наследственных признаков.

Формы бактерий различаются: одни клетки округлые, другие вытянутые, третьи изогнутые. Такой внешний вид помогает описать бактерию и сравнить её с другими, не смешивая разные клетки в одну группу. Например, если клетка похожа на короткую палочку, её относят к палочковидной форме. Название формы сообщает именно о внешнем виде, а не о том, где живёт бактерия или полезна ли она.

Обычный способ размножения бактерий — деление клетки на две. Перед делением клетка подготавливается к разделению, а затем возникают две новые клетки. Если питание и другие условия благоприятны, каждая из них может поделиться снова. Поэтому количество бактерий быстро возрастает: за несколько последовательных делений одна клетка даёт целую группу.

Когда условия становятся неблагоприятными, некоторые бактерии образуют споры. Это помогает им пережить период, в который обычная жизнедеятельность затруднена, и дождаться улучшения условий. При этом одна клетка не превращается в несколько новых клеток: спора нужна для сохранения, а не для увеличения численности. Размножением считают деление, при котором появляются две клетки.

Основные формы бактерий

Сначала рассмотри общий контур клетки, а затем выбери подходящее название формы. Округлую клетку относи к шаровидной, вытянутую — к палочковидной, изогнутую — к изогнутой. Таблица помогает сравнить формы, но сама по себе не объясняет образ жизни бактерии.

Разбор задач

Задача 1. На рисунках показаны три бактериальные клетки: округлая, вытянутая и изогнутая. Определи форму каждой. Нужно сопоставить внешний вид с названиями, а не угадывать по другим признакам. Для этого сравним очертания по очереди.

1. Клетка с округлым контуром похожа на шарик, значит, её форма шаровидная.
2. Вытянутая клетка напоминает палочку, поэтому её относят к палочковидной форме.
3. Клетка с изгибом соответствует изогнутой форме.

Ответ: округлая — шаровидная, вытянутая — палочковидная, изогнутая — изогнутая. Такой способ решения подходит, когда нужно определить форму по внешнему виду клетки. Не следует делать вывод о пользе бактерии только по её форме.

Задача 2. В благоприятной среде бактерия делится на две клетки, затем каждая из них делится снова. Сколько клеток получится после трёх делений всей группы? При каждом делении одна клетка превращается в две, поэтому число клеток каждый раз удваивается. Посчитаем последовательно, чтобы не перепутать число делений с числом клеток.

1. Сначала была одна клетка; после первого деления получится 2.
2. После второго деления обе клетки разделятся: 2 × 2 = 4.
3. После третьего деления каждая из четырёх разделится: 4 × 2 = 8.

Ответ: после трёх делений получится 8 клеток. Проверить результат можно, записав последовательность: 1, 2, 4, 8. Удваивается число клеток, а не прибавляется каждый раз только одна клетка.

Задача 3. Бактерии оказались в условиях, неблагоприятных для жизни, и образовали споры. Зачем они это сделали и почему образование спор нельзя считать размножением? Разберём отдельно назначение спор и изменение числа клеток. Это позволит отличить способ пережить трудный период от способа размножиться.

1. Неблагоприятные условия мешают обычной жизни бактерии.
2. Образование споры помогает некоторым бактериям пережить такой период.
3. При образовании споры не появляются две или несколько новых клеток, поэтому численность не увеличивается.

Ответ: споры нужны для переживания неблагоприятных условий, а не для размножения. Число бактерий увеличивается при делении клетки. Если в задаче спрашивают о размножении, ищи появление новых клеток, а не переход в защищённое состояние.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все бактерии вредны. Так думают, потому что некоторые бактерии вызывают болезни и часто привлекают внимание. Но многие участвуют в разложении органических остатков и приносят пользу человеку. Проверяй себя: утверждение «все» требует учесть и вредные, и полезные бактерии.

Ошибка: называть бактерии многоклеточными организмами. Это может происходить из-за того, что бактерий иногда рассматривают как скопления. Большинство бактерий состоит из одной клетки, даже если рядом находится много таких клеток. Чтобы проверить ответ, спроси себя, состоит ли отдельная бактерия из одной клетки или из множества.

Ошибка: считать, что у бактерии есть оформленное ядро. Наследственное вещество действительно находится в клетке, и это можно ошибочно принять за ядро. Но оно не заключено в отдельную оболочку, поэтому оформленного ядра у бактерии нет. Проверяй формулировку: наследственное вещество есть, отдельного ядра — нет.

Ошибка: считать образование спор размножением. Спора связана с появлением бактерии в особом состоянии, поэтому эти явления легко перепутать. Однако спора помогает пережить неблагоприятные условия, а число клеток увеличивается при делении. Проверь, появились ли новые клетки: если нет, размножения не произошло.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение бактерий, полезно знать, что клетка — основная единица строения живых организмов. Сравнение с растениями, грибами и животными помогает увидеть разнообразие живого и особенности разных групп. Позже сведения о бактериях пригодятся при изучении их роли в природе и здоровья человека. Они также связаны с гигиеной: некоторые бактерии могут вызывать болезни, поэтому важно соблюдать правила, защищающие здоровье.

Что запомнить

• Бактерии — микроскопические организмы, обычно состоящие из одной клетки.
• У бактериальной клетки нет оформленного ядра.
• Бактерии различаются по форме.
• Бактерии размножаются делением клетки.
• Некоторые бактерии образуют споры, чтобы пережить неблагоприятные условия.
• Бактерии встречаются в разных средах и могут приносить как пользу, так и вред.