11. Бактерии

Определения и обозначения

Бактерии — преимущественно одноклеточные микроскопические организмы, которые встречаются почти повсюду. Их невозможно рассмотреть без увеличения, но они есть в почве, воде, воздухе и организмах. Это определение помогает отличать бактерий от крупных организмов, которые можно увидеть без микроскопа.

Бактериальная клетка — клетка бактерии, в которой нет оформленного ядра, отделённого оболочкой. Внутри клетки находится наследственная информация, но устроена она иначе, чем ядро растений и животных. Это различие — один из главных признаков, по которым бактерий выделяют в особую группу организмов.

Спора бактерий — особое устойчивое состояние, которое помогает некоторым бактериям пережить неблагоприятные условия. Когда становится слишком холодно, сухо или не хватает пищи, такая бактерия может образовать спору. Это важно для выживания, но спора не является способом размножения.

Болезнетворные бактерии — бактерии, способные вызывать заболевания у людей, животных или растений. Они могут попадать в организм и нарушать его нормальную работу. Знание этого понятия помогает понять, зачем нужны гигиена, безопасное хранение еды и профилактика инфекций.

Как это устроено

Тело бактерии обычно состоит из одной клетки, поэтому её относят к одноклеточным организмам. Эта клетка не просто часть большого тела: она сама получает вещества из окружающей среды, использует энергию и избавляется от ненужных веществ. В ней также хранится наследственная информация, необходимая для работы и деления. Так одна клетка выполняет задачи, которые у многоклеточных организмов распределены между разными клетками и органами.

Снаружи бактериальную клетку защищает оболочка, под ней находится мембрана, а внутри — цитоплазма, то есть полужидкое содержимое клетки. В цитоплазме расположена наследственная информация. У бактерий она не окружена отдельной оболочкой и потому не образует оформленного ядра. Это важное отличие: у растительных и животных клеток ядро отделено от остальной части клетки.

Бактерии имеют разные формы: среди них встречаются шаровидные, палочковидные и изогнутые клетки. Форма зависит от особенностей вида и помогает описывать бактерии, но сама по себе не говорит, полезна ли бактерия или опасна. После деления клетки некоторых видов остаются соединёнными. Поэтому бактерии можно увидеть цепочками, группами или скоплениями, хотя каждая клетка в таком объединении остаётся отдельной.

Для жизни бактериям нужны питательные вещества и энергия. Многие получают готовые органические вещества — например, из остатков растений и животных; другие способны образовывать такие вещества самостоятельно. Разлагая остатки организмов, бактерии превращают сложные вещества в более простые. Благодаря этому вещества возвращаются в окружающую среду и снова могут использоваться живыми организмами.

Чаще всего бактерия размножается делением: одна клетка разделяется на две дочерние. Если условия подходят и пищи достаточно, деления могут происходить быстро, поэтому количество бактерий растёт. При холоде, сухости или нехватке пищи некоторые бактерии образуют устойчивые споры. Спора помогает пережить неблагоприятный период, но для размножения клетке нужно разделиться, а не образовать спору.

Основные признаки бактерий

Таблица помогает собрать основные признаки в одном месте и сравнить их между собой. Пользуясь ею, отличайте признаки строения клетки от способов жизни и значения бактерий. Помните, что не каждый признак одинаков у всех видов: например, споры образуют лишь некоторые бактерии.

Разбор задач

Задача 1. Нужно назвать признаки, по которым изображённый организм можно отнести к бактериям. По одному внешнему признаку, например форме, вывод делать ненадёжно: похожие формы могут встречаться у разных бактерий. Проверьте сразу несколько признаков: размер, число клеток и устройство клетки. Решение:

1. Установите, что организм микроскопический: его можно рассмотреть только при увеличении.
2. Определите, что он состоит из одной клетки, а не из множества клеток.
3. Проверьте строение: у клетки нет оформленного ядра, окружённого оболочкой.

Ответ: сочетание микроскопического размера, одноклеточности и отсутствия оформленного ядра позволяет отнести организм к бактериям. Если на изображении нельзя увидеть строение клетки, одного внешнего вида недостаточно для полной проверки. Нужно опираться на известные особенности организма, а не угадывать по форме.

Задача 2. Почему продукты быстрее портятся в тёплом месте и как этому препятствуют охлаждение, кипячение или сушка? Порча часто связана с жизнедеятельностью микроорганизмов, включая бактерии. Чтобы объяснить результат, сравните условия, в которых они могут активно жить и размножаться. Решение:

1. В тепле многие бактерии активнее питаются и размножаются, поэтому их количество в продукте может быстрее увеличиваться.
2. Охлаждение замедляет жизнедеятельность многих бактерий, хотя не обязательно уничтожает их.
3. Кипячение убивает многие бактерии, а сушка затрудняет их жизнь, потому что для жизнедеятельности нужна вода.

Ответ: тёплое место часто ускоряет размножение бактерий и порчу еды. Охлаждение, кипячение и сушка действуют по-разному, но помогают замедлить порчу или уменьшить число бактерий. Обрабатывать и хранить продукты следует подходящим для них способом.

Задача 3. Сравните роль бактерий в разложении органических остатков, получении продуктов и возникновении заболеваний. Здесь важно не назвать все бактерии только полезными или только вредными: значение зависит от вида и его деятельности. Разложение относится к природным процессам, производство продуктов — к использованию бактерий человеком, а заболевание — к вредному воздействию. Решение:

1. Бактерии-разрушители разлагают остатки организмов и возвращают вещества в окружающую среду.
2. Некоторые полезные бактерии человек использует при изготовлении продуктов, например кисломолочных.
3. Болезнетворные бактерии способны вызывать заболевания людей, животных или растений.

Ответ: разложение остатков — важная природная роль бактерий; получение продуктов — пример их практического применения; болезни — вредное воздействие некоторых видов. Такое разделение показывает, почему нельзя считать вредными всех бактерий. Оценивайте конкретную роль и вид бактерии.

Типичные ошибки

Ошибка: считать вредными все бактерии. Так думают, потому что хорошо известны инфекции, которые вызывают отдельные виды. Но многие бактерии помогают разлагать остатки или используются при получении пищи. Проверьте себя: можете ли вы привести и полезный, и вредный пример?

Ошибка: называть бактерию многоклеточным организмом. Её могут принять за множество клеток, если клетки соединены в цепочку или скопление. Однако каждая бактерия обычно состоит из одной клетки, даже если рядом находятся другие. Проверьте себя, спросив, образуют ли клетки единое тело с разными частями или каждая живёт как отдельная клетка.

Ошибка: утверждать, что у бактерии есть такое же оформленное ядро, как у растений и животных. Путаница возникает, потому что наследственная информация есть у всех клеток. У бактерий она не заключена в отделённое оболочкой ядро. Проверьте себя: наличие наследственной информации не означает наличия оформленного ядра.

Ошибка: путать деление и образование спор. Спору ошибочно принимают за способ размножения, потому что после её образования бактерия может пережить трудный период. Но число клеток увеличивается при делении, а спора помогает сохранить бактерию при неблагоприятных условиях. Проверьте себя вопросом: происходит ли увеличение числа клеток или организм только пережидает плохие условия?

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в бактериях, пригодятся знания о признаках живых организмов и клеточном строении. Сравнение бактериальной клетки с растительной и животной помогает заметить отсутствие оформленного ядра. Позже эти знания пригодятся при изучении царств живой природы и организмов-разрушителей. Разложение остатков бактериями связано с круговоротом веществ: вещества из организмов возвращаются в природу. Тема также помогает объяснить правила гигиены, хранения продуктов, профилактики инфекций и применения полезных бактерий.

Что запомнить

• Бактерии — преимущественно одноклеточные микроскопические организмы.
• Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра.
• Бактерии обитают практически повсюду.
• Бактерии размножаются главным образом делением клетки.
• Некоторые бактерии образуют споры при неблагоприятных условиях.
• Бактерии могут быть полезными, нейтральными или болезнетворными.
• Бактерии участвуют в разложении органических веществ и круговороте веществ в природе.