§ 17. Строение и жизнедеятельность бактерий

Определения и обозначения

Бактерии — одноклеточные организмы, у которых нет оформленного ядра. Их можно встретить в почве, воде, воздухе и внутри других организмов. Бактерии считают живыми, потому что они питаются, растут и размножаются. Эти признаки отличают их от неживых частиц.

Бактериальная клетка — клетка бактерии, в которой есть цитоплазма, мембрана, наследственное вещество и обычно клеточная стенка. Наследственное вещество хранит сведения о том, как устроен организм и как он развивается. Мембрана отделяет содержимое клетки от внешней среды, а стенка защищает его. Эти части помогают клетке жить и выполнять необходимые процессы.

Жгутик — тонкий нитевидный вырост, который у некоторых бактерий помогает передвигаться. С его помощью бактерия может перемещаться в окружающей среде. Это может помочь ей найти подходящие условия или питательные вещества. Жгутик есть не у каждой бактерии.

Спора — устойчивая форма, в которую некоторые бактерии переходят при неблагоприятных условиях. Она помогает пережить, например, недостаток воды или сильное нагревание. Образование споры не увеличивает число бактерий. Когда условия улучшаются, бактерия снова становится активной.

Как это устроено

Бактерия состоит из одной клетки, поэтому все необходимые для жизни процессы происходят именно в ней. Как и клетки растений и животных, бактериальная клетка содержит цитоплазму и наследственное вещество. Главное отличие — у бактерии нет оформленного ядра, то есть наследственное вещество не окружено отдельной оболочкой. Поэтому оно расположено в клетке иначе, чем в клетках растений и животных.

Снаружи бактериальную клетку обычно окружает клеточная стенка, а под ней находится мембрана. Стенка помогает сохранять форму и защищает клетку от воздействий окружающей среды. Мембрана отделяет внутреннее содержимое от внешней среды и контролирует обмен веществами. Без такой границы клетке было бы труднее сохранять подходящие условия для работы.

Чтобы жить, бактериям нужны питательные вещества. Одни получают готовые органические вещества из окружающей среды или других организмов. Другие способны самостоятельно создавать органические вещества из более простых веществ. Различия в способах питания позволяют бактериям жить в разных местах и использовать разные источники веществ.

Обычно бактерия размножается делением клетки надвое: одна клетка разделяется и образует две. Если пищи достаточно и условия подходят, каждая из новых клеток может снова разделиться. Поэтому число бактерий за короткое время способно сильно увеличиться. Так происходит не всегда: скорость размножения зависит от условий жизни.

Если условия становятся неблагоприятными, некоторые бактерии образуют устойчивые споры. В таком состоянии они переживают период, когда активная жизнь затруднена. Спора — не новая бактерия и не способ увеличить их число: это способ сохраниться. Когда условия снова становятся подходящими, бактерия возвращается к активной жизни.

Части бактериальной клетки и их значение

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите нужную часть клетки, а затем прочитайте, как она устроена и что делает. Последний столбец помогает отличить общие части бактериальной клетки от структур, которые есть только у некоторых бактерий. Обратите внимание: спору образуют не все бактерии.

Разбор задач

Какая структура отделяет клетку от внешней среды?

На схеме обозначены клеточная стенка, мембрана и цитоплазма. Нужно определить, какая из этих частей служит границей между содержимым клетки и окружающей средой. Для этого сопоставим названия частей с их функциями.

1. Клеточная стенка расположена снаружи и защищает клетку, а также помогает ей сохранять форму.
2. Цитоплазма находится внутри клетки, поэтому она не отделяет её от окружающей среды.
3. Мембрана образует границу между содержимым клетки и внешней средой.

Ответ: клеточное содержимое от внешней среды отделяет мембрана.

Какое преимущество даёт бактерии жгутик?

У бактерии обнаружен жгутик — тонкий вырост. В задаче нужно объяснить, чем он может быть полезен организму. Для этого связываем строение этой части с её функцией.

1. Сначала определяем, что жгутик помогает бактерии передвигаться.
2. Затем делаем вывод: движение может помочь бактерии переместиться в подходящее место.
3. Например, бактерия может оказаться там, где условия для жизни или доступ к питательным веществам лучше.

Ответ: жгутик даёт бактерии возможность передвигаться и искать более подходящие условия. Он не означает, что жгутики есть у всех бактерий.

Сколько бактерий будет через три часа?

Сначала есть одна бактерия, и каждый час каждая клетка делится надвое. Условия всё время благоприятны, значит, после каждого часа количество клеток удваивается. Посчитаем число бактерий последовательно, не пропуская деления.

1. Через первый час одна бактерия образует две: 1 × 2 = 2.
2. Через второй час обе клетки делятся, поэтому получается 2 × 2 = 4.
3. Через третий час четыре клетки снова делятся: 4 × 2 = 8.

Ответ: через три часа будет 8 бактерий. Проверка: число удваивалось три раза — 1, 2, 4, 8.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у бактерии есть ядро. Так думают, потому что наследственное вещество есть у всех клеток и его иногда ошибочно принимают за ядро. Но у бактерии оно не заключено в оформленное ядро. Проверьте себя: спросите, отделено ли наследственное вещество особой оболочкой; у бактерии такой оболочки нет.

Ошибка: считать, что жгутик есть у каждой бактерии. Его легко принять за обязательную часть клетки, потому что он заметен на изображениях бактерий. На самом деле жгутик имеется только у некоторых. Проверяйте формулировку: правильнее говорить «некоторые бактерии передвигаются с помощью жгутика».

Ошибка: путать спору с размножением. Спора связана с появлением устойчивой формы, поэтому можно ошибочно решить, что бактерий становится больше. Но спора помогает пережить неблагоприятные условия, а не увеличить число клеток. Чтобы проверить себя, спросите, возникла ли при этом новая бактерия путём деления.

Ошибка: полагать, что все бактерии питаются одинаково. Такое впечатление может возникнуть, если запомнить только один способ получения пищи. Одни бактерии используют готовые органические вещества, другие способны создавать их самостоятельно. Проверьте себя: в ответе должны быть названы оба варианта питания.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение бактерии, нужно знать, что клетка — основная единица строения живых организмов. У разных клеток есть части, выполняющие разные функции, хотя устройство клетки может различаться. Это помогает сравнивать бактерии с клетками растений и животных.

Знание о бактериях пригодится при изучении разнообразия живых организмов и микроорганизмов. Бактерии встречаются в природе и связаны с жизнью человека, поэтому важно понимать, где они обитают и как устроены. Их разнообразие связано, в частности, с различными способами питания.

Размножение и устойчивость бактерий помогают понять, как могут распространяться некоторые болезни. Это объясняет, почему важны правила гигиены и осторожность при контакте с возможными источниками инфекции. Знание о спорах также показывает, почему некоторые бактерии способны переживать неблагоприятные условия.

Что запомнить

• Бактерии — одноклеточные организмы.
• У бактерий нет оформленного ядра.
• Клеточная стенка защищает бактериальную клетку и поддерживает её форму.
• Некоторые бактерии передвигаются с помощью жгутика.
• Бактерии размножаются делением клетки надвое.
• Некоторые бактерии образуют споры, чтобы пережить неблагоприятные условия.