§ 9. Бактерии: строение и жизнедеятельность

Определения и обозначения

Бактерии — микроскопические организмы, обычно состоящие из одной клетки. Они живут в почве, воде, воздухе и внутри других организмов, поэтому встречаются почти повсюду. Бактерии разнообразны: они различаются формой, образом жизни и способом питания. Эти особенности помогают им занимать разные места в природе.

Бактериальная клетка — клетка, у которой нет оформленного ядра, то есть отдельной части, окружённой оболочкой и содержащей наследственное вещество. Её основные части — клеточная оболочка, мембрана и цитоплазма. Это определение помогает отличать бактерий от многих других организмов и понимать, как устроена их клетка.

Спора бактерии — особое состояние, в которое некоторые бактерии переходят, когда условия становятся неблагоприятными. Спора помогает пережить, например, высыхание или сильный холод. Она нужна не для увеличения числа бактерий, а для сохранения жизни до улучшения условий.

Колония бактерий — скопление бактерий, возникшее при размножении одной или нескольких клеток. Когда клетки многократно делятся и остаются рядом, их становится видно как группу. Понятие колонии помогает объяснить, почему бактерии могут образовывать скопления на питательной среде.

Как это устроено

Бактерии относят к живым организмам, потому что они состоят из клеток, получают вещества из окружающей среды и размножаются. Некоторые способны двигаться или изменять свою жизнедеятельность при перемене условий. Их клетка отличается от клеток растений и животных отсутствием оформленного ядра. Наследственное вещество у бактерии есть, но оно не отделено от остального содержимого клетки оболочкой ядра.

Клеточная оболочка окружает бактерию и защищает её от воздействий среды, а также помогает сохранять форму. Под ней находится мембрана — тонкая граница, которая отделяет содержимое клетки от внешнего мира и помогает регулировать обмен веществами. Внутри расположена цитоплазма, где находятся вещества, необходимые клетке для жизни. Все эти части работают вместе: защита и обмен со средой нужны, чтобы клетка могла существовать.

Бактерии бывают разной формы, и это связано с тем, что они приспособлены к различным условиям жизни. Особенности строения помогают им сохраняться и получать необходимые вещества в тех местах, где они обитают. Некоторые бактерии имеют жгутики — тонкие выросты, с помощью которых могут передвигаться. Но жгутики есть не у всех, поэтому нельзя считать, что каждая бактерия способна активно двигаться.

Для жизни бактериям нужны питательные вещества, но получают они их неодинаково. Одни используют готовые органические вещества, например те, что находятся в остатках организмов или в теле хозяина. Другие способны самостоятельно образовывать органические вещества из более простых веществ. Разные способы питания позволяют бактериям жить в разных условиях и занимать разные места в природе.

Обычно бактерии размножаются делением: одна клетка разделяется и образует две новые. Если условия подходят, каждая из них тоже может разделиться, поэтому количество бактерий увеличивается. Когда условия становятся неблагоприятными, некоторые бактерии образуют споры. Спора помогает переждать трудное время, а не служит способом размножения: при улучшении условий бактерия снова начинает жить и развиваться.

Строение и жизнедеятельность бактерий

Сначала прочитай признак в первом столбце, затем найди соответствующую характеристику во втором. Так можно быстро повторить, чем бактерии отличаются и что общего в их жизнедеятельности. Обрати внимание на слова «обычно», «некоторые» и «не все»: они показывают, что признаки могут относиться не к каждой бактерии.

Разбор задач

Задача 1

На рисунке показана клетка без оформленного ядра. Определите, может ли это быть бактериальная клетка, и назовите признак, на который вы опирались. Чтобы ответить, нужно сравнить указанный признак с особенностями бактерий. Не следует делать вывод только по размеру или форме клетки.

1. Находим важную для задачи особенность: у клетки нет оформленного ядра.
2. Вспоминаем, что бактериальная клетка тоже не имеет оформленного ядра.
3. Сопоставляем признаки: они совпадают, значит, клетка может быть бактериальной.

Ответ: да, это может быть бактериальная клетка; основание — отсутствие оформленного ядра. Этот признак позволяет предположить, что перед нами бактерия. Однако только по нему нельзя определить, к какому виду она относится.

Задача 2

В пробирке бактерии разделились на две клетки, затем каждая из новых клеток снова разделилась. Объясните, как увеличилось их число и какой способ размножения описан. Удобно проследить события по очереди, начиная с одной исходной клетки. Важно не перепутать деление с образованием спор.

1. Одна исходная клетка разделилась на две.
2. Затем каждая из двух клеток разделилась ещё на две: получилось четыре клетки.
3. Такой способ увеличения числа бактерий называется размножением делением клетки.

Ответ: число бактерий стало равным четырём, если изначально была одна клетка и каждая разделилась один раз. Каждое деление удваивает число клеток. Описан обычный способ размножения бактерий — деление клетки.

Задача 3

После высыхания среды большинство бактерий погибло, но некоторые сохранились и начали размножаться, когда условия улучшились. Объясните, как это возможно. В условии указано, что бактерии пережили неблагоприятный период, а затем снова стали активными. Нужно связать эти события с особым состоянием некоторых бактерий.

1. Высыхание — неблагоприятное условие, при котором бактерии могут погибнуть.
2. Некоторые бактерии образуют споры, помогающие пережить такие условия.
3. Когда среда снова становится подходящей, бактерии выходят из этого состояния и могут размножаться.

Ответ: часть бактерий пережила высыхание благодаря образованию спор. После улучшения условий они снова стали активными и начали делиться. Спора в этой ситуации помогла сохраниться, а не увеличила число бактерий.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у бактерии есть оформленное ядро. Так думают, потому что наследственное вещество есть у всех клеток и его можно ошибочно назвать ядром. Но у бактерии оно не заключено в отдельную оболочку, поэтому оформленного ядра нет. Проверь себя вопросом: отделено ли наследственное вещество от цитоплазмы оболочкой ядра?

Ошибка: называть спору способом размножения. Путаница возникает потому, что спора связана с появлением бактерии после улучшения условий. Однако её основная роль в этой теме — помочь некоторым бактериям пережить неблагоприятное время. Чтобы проверить ответ, спроси себя: образовалось ли сразу больше клеток или бактерия лишь сохранилась?

Ошибка: думать, что все бактерии передвигаются. Некоторые бактерии имеют жгутики, и по этому примеру легко решить, что так устроены все. На самом деле жгутики есть не у каждой бактерии, поэтому часть бактерий не передвигается активно. Проверяй формулировку: вернее сказать «некоторые бактерии двигаются с помощью жгутиков».

Ошибка: считать, что все бактерии питаются одинаково. Иногда запоминают только один пример и переносят его на все бактерии. Одни используют готовые органические вещества, а другие могут образовывать их самостоятельно. Проверь себя, назвав оба способа питания, а не один общий для всех.

Связь с другими темами

Для изучения бактерий нужно знать, что клетка — основная единица строения живых организмов. Также важно помнить, что живым организмам необходимы питательные вещества: они нужны для жизнедеятельности. Эти знания помогают понять, почему бактериям нужны вещества из среды и как устроена их клетка.

Тема пригодится при изучении разнообразия живых организмов и микроорганизмов — очень маленьких организмов. Знания о бактериях помогают разбираться в их роли в природе и жизни человека. Позже особенности строения и питания бактерий можно будет сравнивать с особенностями других организмов.

Что запомнить

• Бактерии — преимущественно одноклеточные организмы.
• В бактериальной клетке нет оформленного ядра.
• Клетка бактерии имеет оболочку, мембрану и цитоплазму.
• Некоторые бактерии передвигаются с помощью жгутиков.
• Бактерии могут различаться способами питания.
• Бактерии размножаются делением клетки.
• Некоторые бактерии образуют споры, чтобы пережить неблагоприятные условия.