§ 49. Бактерии - живые организмы

Определения и обозначения

Бактерии — микроскопические живые организмы, обычно состоящие из одной клетки. Их размер не мешает им выполнять жизненные процессы: получать вещества, расти и размножаться. Это определение помогает отличать бактерии от неживых частиц, которые тоже могут быть очень маленькими.

Бактериальная клетка — клетка без оформленного ядра, с мембраной и клеточной стенкой снаружи. Наследственный материал у неё находится в цитоплазме, а не внутри отдельного ядра. По такому устройству можно понять, почему строение бактерии проще, чем строение клеток растений и животных.

Нуклеоид — участок цитоплазмы, где расположена основная часть наследственного материала бактерии. Он не окружён собственной оболочкой и поэтому не является ядром. Этот термин нужен, чтобы точно назвать место, где хранится информация о признаках и работе клетки.

Бактериальная спора — особое состояние некоторых бактерий, которое помогает им пережить неблагоприятные условия. В таком состоянии бактерия сохраняет жизнеспособность, пока условия не станут лучше. Спора нужна для выживания, а не для увеличения числа бактерий.

Как это устроено

Бактерии относят к живым организмам, потому что они выполняют основные жизненные процессы. Питание даёт клетке вещества для роста и обновления, а дыхание помогает получать энергию. Бактерии способны расти и размножаться, а также реагировать на изменения среды, например на условия, подходящие или неподходящие для жизни. Если бы клетка не совершала таких процессов, одного лишь малого размера было бы недостаточно, чтобы назвать её живой.

Клеточная стенка снаружи поддерживает форму бактерии и защищает её от воздействий среды. Под стенкой расположена мембрана: она отделяет содержимое клетки от внешней среды и участвует в обмене веществ. Внутри находится цитоплазма — полужидкая среда, где происходят процессы жизнедеятельности; в ней расположен наследственный материал. У некоторых бактерий есть жгутики, длинные выросты, которые помогают передвигаться. Такой набор частей позволяет клетке сохранять целостность и выполнять необходимые функции.

У бактерии нет оформленного ядра, поэтому её наследственный материал не заключён в отдельную оболочку. У растительных и животных клеток ядро есть, а также имеются внутренние структуры, выполняющие разные задачи. Бактериальная клетка устроена проще, но это не делает её неживой или неспособной к самостоятельным жизненным процессам. При сравнении клеток обращай внимание не только на наличие стенки, но и на то, отделено ли ядро оболочкой.

Бактерии получают вещества и энергию разными способами, потому что живут в разных условиях. Одни используют готовые органические вещества, другие способны получать необходимые вещества иначе; способы питания зависят от вида бактерии. Различается и дыхание: одним бактериям для него нужен кислород, другие могут жить без него. Поэтому свойства конкретной бактерии связаны с тем, какие условия и ресурсы есть в месте её обитания.

Обычно бактерия размножается делением клетки: одна клетка разделяется на две дочерние. Если питательных веществ достаточно и условия подходят, дочерние клетки тоже могут делиться, поэтому численность быстро увеличивается. Спора возникает у некоторых бактерий, когда условия становятся неблагоприятными. Она помогает пережить такой период, но из одной бактерии не образуются две новые, поэтому спорообразование не считают размножением.

Части бактериальной клетки и их значение

В таблице собраны части клетки, их расположение и основные функции. Сначала найди название части, затем сопоставь её место в клетке с ролью и особенностями. Помни, что жгутик встречается не у всех бактерий.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке показана клетка без оформленного ядра. Определите, может ли она быть бактериальной, и назовите признак, на который вы опирались.

1. Установим, что именно известно: у клетки нет оформленного ядра.
2. Сравним этот признак с особенностью бактерий: их наследственный материал не заключён в ядро с оболочкой.
3. Сделаем осторожный вывод: такой признак подходит бактерии, но сам по себе ещё не доказывает, что перед нами именно она.

Ответ. Клетка может быть бактериальной, потому что у бактерий нет оформленного ядра. Для уверенного распознавания нужно учитывать и другие признаки строения.

Задача 2. У бактерии обнаружены клеточная стенка, мембрана и участок с наследственным материалом в цитоплазме. Объясните роль каждой из этих частей.

1. Клеточная стенка расположена снаружи и помогает сохранять форму клетки, а также защищает её.
2. Мембрана находится под стенкой; она отделяет внутреннее содержимое клетки и участвует в обмене веществ с окружающей средой.
3. Участок с наследственным материалом — нуклеоид. Он содержит основную часть наследственной информации и не отделён оболочкой от цитоплазмы.

Ответ. Стенка поддерживает форму и защищает, мембрана отделяет клетку от среды и участвует в обмене веществ, а нуклеоид хранит наследственную информацию.

Задача 3. Сравните две ситуации: бактерия делится на две клетки, а другая образует спору при ухудшении условий. Укажите, где происходит размножение, а где — переживание неблагоприятного периода.

1. В первой ситуации одна клетка разделяется и образуются две клетки.
2. Появление новых клеток означает увеличение их числа, следовательно, происходит размножение.
3. Во второй ситуации бактерия образует спору при ухудшении условий; это помогает сохранить жизнеспособность, но не увеличивает число бактерий.

Ответ. Деление — размножение, а образование споры — способ пережить неблагоприятный период.

Типичные ошибки

• Ошибка: считать бактерии неживыми из-за микроскопического размера. Так думают, потому что бактерию трудно увидеть без специальных приборов. Но размер не отменяет признаков живого: проверь, выполняет ли организм жизненные процессы.
• Ошибка: утверждать, что у бактерий нет наследственного материала. Эту ошибку допускают, путая отсутствие ядра с отсутствием наследственной информации. Проверь себя вопросом: где находится нуклеоид? Он расположен в цитоплазме.
• Ошибка: считать, что жгутики есть у всех бактерий. Жгутик часто запоминают как часть схемы клетки, хотя он бывает не у каждого вида. Проверяй формулировку: у некоторых бактерий жгутик помогает передвигаться.
• Ошибка: называть спору способом размножения. Путаница возникает потому, что образование споры заметно меняет состояние бактерии. Спроси себя, увеличилось ли число клеток: при спорообразовании спора помогает пережить неблагоприятные условия, а размножением служит деление.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно знать основные признаки живого и представлять, из каких частей состоит клетка. Эти знания помогают отличать бактериальную клетку от клеток растений и животных и понимать, почему бактерий считают живыми организмами. Позже особенности их строения пригодятся при изучении разнообразия организмов и микроорганизмов. Знание о бактериях также помогает объяснять их роль в природе и жизни человека.

Что запомнить

• Бактерии — живые организмы, обычно одноклеточные.
• У бактерий нет оформленного ядра.
• Наследственный материал бактерии находится в цитоплазме.
• Клеточная стенка и мембрана окружают бактериальную клетку.
• Бактерии размножаются делением клетки.
• Споры образуются у некоторых бактерий для переживания неблагоприятных условий.