§ 31. Царство Бактерии

Определения и обозначения

Бактерии — микроскопические организмы, относящиеся к отдельному царству живой природы. Их нельзя увидеть невооружённым глазом, поэтому для изучения обычно используют микроскоп. Бактерии встречаются повсюду и могут жить самостоятельно или рядом с другими организмами. Это определение помогает не путать бактерии с крошечными частями растений или животных.

Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Ядро — часть клетки, отделённая оболочкой; у бактерий такой части нет. При этом наследственный материал в клетке присутствует и содержит сведения о её работе и признаках. Понятие «прокариоты» помогает отличать бактерий от организмов с клетками, имеющими ядро.

Бактериальная клетка — клетка, из которой состоит бактерия. В ней есть оболочка, цитоплазма — внутреннее содержимое клетки — и наследственный материал, но нет оформленного ядра. В отличие от клеток растений, у неё нет хлоропластов, а по сравнению с клетками растений и животных её строение проще. Эти особенности позволяют распознавать бактерий по устройству клетки.

Спора бактерии — особая форма, которую некоторые бактерии образуют, чтобы пережить неблагоприятные условия. Внутри споры бактерия как бы переходит в состояние покоя и становится устойчивее к трудностям. Когда условия улучшаются, бактерия может снова стать активной. Понимание роли споры помогает не путать её с обычным размножением.

Как это устроено

Снаружи бактериальную клетку окружает оболочка: она отделяет клетку от среды и защищает её. Внутри находится цитоплазма, где расположены вещества, необходимые для жизненных процессов. Наследственный материал хранит информацию, нужную клетке, хотя он не собран внутри оформленного ядра. Именно отсутствие такого ядра — главная причина, по которой бактерий называют прокариотами.

По внешнему виду бактерии бывают разными: шаровидными, палочковидными, изогнутыми или спиральными. Форму удобно определять по очертанию отдельной клетки, а не по тому, где она живёт. Некоторые клетки могут располагаться поодиночке, другие — группами или цепочками. Различия формы помогают описывать бактерии, но сами по себе не говорят, опасна ли бактерия.

Бактерии обитают в почве, воде, воздухе и на или внутри организмов. Некоторые встречаются даже там, где условия кажутся человеку непривычными, поэтому нельзя ограничивать их среду обитания только знакомыми местами. Питательные вещества бактерии получают разными способами: одни используют готовые вещества из окружающей среды или организмов, а другие способны создавать питательные вещества самостоятельно. Такой выбор связан с тем, какие ресурсы доступны в месте обитания.

Обычно бактерия размножается делением клетки на две дочерние клетки. Перед делением клетка подготавливается к разделению, а её содержимое распределяется между новыми клетками. Если есть подходящие условия и достаточно питательных веществ, деления могут происходить одно за другим. Поэтому число бактерий способно быстро увеличиваться, хотя скорость роста зависит от условий.

Когда условия становятся неблагоприятными, некоторые бактерии образуют споры. Это помогает им пережить трудный период, а не увеличить число организмов: спора не является способом размножения. В природе бактерии разлагают остатки организмов и участвуют в круговороте веществ. Для человека одни бактерии полезны или безвредны, а другие могут вызывать болезни, поэтому их роль зависит от особенностей и образа жизни конкретной бактерии.

Основные особенности бактерий

Таблица помогает сопоставить признаки бактерий и понять, что каждый из них показывает. Сначала найдите признак, затем прочитайте его характеристику и объяснение в третьем столбце. Так легче увидеть, что бактерии различаются не только строением, но и образом жизни.

Разбор задач

Задача 1. Ученик рассматривает изображение клетки без оформленного ядра. Определите, можно ли отнести её к бактериям, и назовите признак, который помог сделать вывод. Нужно опираться на строение клетки, а не на её размер или форму. Решение будет предварительным, если известен только один признак.

1. Сначала проверяем, есть ли у клетки оформленное ядро. По условию его нет, а это характерный признак прокариот.
2. Вспоминаем, что бактерии относятся к прокариотам. Значит, отсутствие ядра согласуется с тем, что клетка может быть бактериальной.
3. Учитываем, что по одному признаку нельзя исключить все остальные варианты организмов. Для уверенного определения полезно изучить и другие особенности клетки.

Ответ. Клетку можно отнести к бактериям, поскольку у неё нет оформленного ядра. Этот признак указывает на прокариотическое строение. Вывод сделан по главной особенности бактерий, названной в условии.

Задача 2. Сравните две ситуации: бактерии делятся при благоприятных условиях, а некоторые из них образуют споры при неблагоприятных. Объясните, чем различаются эти процессы. Важно понять, меняется ли число бактерий и какую задачу решает каждый процесс. Для этого разберём действие и его результат.

1. При делении одна клетка разделяется на две дочерние. Это размножение, потому что в результате появляется больше клеток.
2. При образовании споры бактерия не создаёт новую клетку для увеличения численности. Она переходит в защищённую форму, которая помогает переждать неблагоприятные условия.
3. Сравниваем назначение процессов: деление увеличивает число бактерий, а спора помогает некоторым из них выжить. Поэтому эти понятия нельзя подменять друг другом.

Ответ. Деление — способ размножения, при котором число клеток увеличивается. Спора помогает пережить неблагоприятные условия и не служит размножению. Различие видно по результату каждого процесса.

Задача 3. В почве обнаружены бактерии, участвующие в разложении остатков организмов; другие бактерии вызывают заболевание. Объясните, почему влияние бактерий на человека и природу может быть разным. Нужно связать их роль с тем, как они живут и получают питательные вещества. Оценивать все бактерии одинаково нельзя.

1. Разложение остатков показывает, что бактерии используют вещества погибших организмов. Благодаря этому вещества возвращаются в окружающую среду и могут снова участвовать в природных процессах.
2. Бактерии, вызывающие заболевание, взаимодействуют с организмом иначе и могут ему вредить. Их действие зависит от особенностей бактерии и её образа жизни.
3. Сопоставляем примеры: одни бактерии участвуют в важных природных процессах, другие вызывают болезни. Значит, полезность или вред нельзя определять только по принадлежности к царству.

Ответ. Влияние бактерий зависит от их питания и образа жизни. Разлагающие остатки бактерии участвуют в природных процессах, а некоторые другие способны вызывать заболевания. Поэтому бактерии могут быть полезными, безвредными или болезнетворными.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у бактерий вообще нет наследственного материала. Такое представление возникает, если отсутствие ядра ошибочно принять за отсутствие всей информации клетки. На самом деле наследственный материал есть, но он не заключён в оформленное ядро. Проверьте себя вопросом: «Нет ядра» означает ли «нет материала внутри клетки»? Ответ — нет.

Ошибка: называть спору способом размножения. Спутать процессы легко, потому что и деление, и образование споры связаны с изменениями бактериальной клетки. Но при делении появляются две клетки, а спора прежде всего помогает пережить неблагоприятные условия. Проверьте, увеличилось ли число клеток: если нет, это не размножение.

Ошибка: думать, что все бактерии вызывают болезни. Болезнетворные бактерии заметны, потому что их действие может навредить человеку, но это не описывает всё царство. Многие бактерии не опасны, а часть участвует в важных природных процессах. Чтобы проверить себя, вспомните пример разложения остатков организмов.

Ошибка: полагать, что бактерии живут только в привычных местах. Такое мнение появляется, если судить лишь по средам, которые легко увидеть вокруг себя. Бактерии обитают в почве, воде, воздухе, внутри организмов и в других условиях. Проверка простая: если место кажется необычным, это ещё не значит, что там не может быть бактерий.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение бактерий, пригодятся знания об основных признаках живых организмов и общем строении клетки. Например, представление о клеточной оболочке и внутреннем содержимом помогает разобраться, из каких частей состоит бактериальная клетка. А сравнение клеток позволяет заметить, что отсутствие оформленного ядра отличает бактерий от многих других организмов.

Знания о бактериях понадобятся при изучении разнообразия живых организмов и экосистем. Бактерии участвуют в круговороте веществ, разлагая остатки организмов, поэтому связаны с работой природных сообществ. Их влияние на человека также важно для понимания роли микроорганизмов в жизни людей.

Что запомнить

• Бактерии — микроскопические организмы.
• Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра.
• Бактерии различаются по форме и образу жизни.
• Бактерии встречаются в самых разных местообитаниях.
• Размножаются бактерии делением клетки.
• Некоторые бактерии образуют споры, чтобы пережить неблагоприятные условия.
• Бактерии могут быть полезными, нейтральными или болезнетворными.