§ 62. Малые, да удалые

Определения и обозначения

Бактерии — самостоятельная группа живых организмов, большинство представителей которой состоит из одной клетки без оформленного ядра. Их относят к отдельной группе не только из-за питания, но и из-за особого клеточного строения. Это помогает не путать бактерий с растениями и животными.

Бактериальная клетка — клетка с оболочкой, внутренним содержимым и наследственным веществом, которое не заключено в ядро. В ней нет многих сложных частей, характерных для растительной или животной клетки, однако она может выполнять необходимые для жизни процессы. Поэтому клетка бактерии остаётся самостоятельным организмом.

Спора бактерий — устойчивое состояние, в которое некоторые бактерии переходят при неблагоприятных условиях. Внутри защитной оболочки клетка переживает, например, недостаток воды или неподходящую температуру. Спора нужна для выживания бактерии, а не для увеличения числа особей.

Цианобактерии — бактерии, способные к фотосинтезу, то есть созданию органических веществ с использованием энергии света. При этом их клетки, как и клетки других бактерий, не имеют оформленного ядра. Их способность использовать свет делает цианобактерии важными участниками жизни водоёмов и других природных сообществ.

Как это устроено

Бактерии настолько малы, что их обычно нельзя разглядеть без увеличительных приборов. Их клетка устроена проще, чем клетки растений и животных, потому что в ней нет оформленного ядра и ряда сложных клеточных структур. Но простота не означает беспомощность: небольшая клетка содержит всё необходимое для обмена веществ, роста и размножения. Благодаря этому бактерии могут осваивать почву, воду, поверхности и тела других организмов.

Наследственное вещество бактерии находится прямо внутри клетки и не отделено от её остального содержимого ядерной оболочкой. По нему клетка сохраняет и передаёт сведения о своих свойствах. Оболочка защищает клетку и помогает ей сохранять форму, а внутреннее содержимое — место, где происходят процессы жизнедеятельности. Такое устройство позволяет клетке работать без оформленного ядра, хотя её строение и отличается от устройства клеток растений и животных.

Большинство бактерий размножается делением клетки на две. Перед делением наследственное вещество копируется, чтобы обе дочерние клетки получили нужную информацию, а затем исходная клетка разделяется. Если пищи достаточно и условия подходят, новые клетки тоже начинают делиться. Поэтому даже небольшое число бактерий может быстро увеличиться — именно по этой причине продукты важно хранить правильно.

По способу питания бактерии неодинаковы. Одни поглощают готовые органические вещества, например содержащиеся в остатках организмов, и используют их для жизни. Другие способны создавать органические вещества из неорганических; цианобактерии делают это при фотосинтезе, используя свет. Различие в питании не меняет того, что все они относятся к бактериям: группу определяют по совокупности признаков, в том числе по строению клетки.

Разрушая остатки растений и животных, бактерии превращают сложные органические вещества в более простые. Эти вещества снова становятся доступными другим организмам, поэтому деятельность бактерий поддерживает круговорот веществ и способствует образованию почвы. Бактерии также живут рядом с другими организмами: некоторые приносят пользу, а некоторые вызывают болезни или портят пищу. Значит, их влияние зависит от вида и условий, а называть вредными всех бактерий неверно.

Бактерии и цианобактерии

Таблица помогает сопоставить общие признаки бактерий и особенности цианобактерий. Помните, что цианобактерии тоже относятся к бактериям, поэтому некоторые признаки у них совпадают. Сравнивая их, отдельно смотрите на способ питания и роль фотосинтеза.

Разбор задач

Задача 1

Ученик рассматривает клетку бактерии и не находит в ней оформленного ядра. Нужно назвать группу организмов и указать, где расположено её наследственное вещество. Чтобы ответить, достаточно связать увиденный признак с устройством клеток бактерий. Затем следует уточнить, что отсутствие ядра не означает отсутствия наследственной информации.

1. Находим ключевой признак: у клетки нет оформленного ядра.
2. Сопоставляем его с определением: бактерии — одноклеточные организмы без оформленного ядра.
3. Указываем расположение наследственного вещества: оно находится внутри клетки, но не заключено в ядро.

Ответ: это бактериальная клетка; наследственное вещество находится внутри клетки вне оформленного ядра. Именно отсутствие ядерной оболочки отличает её от клеток растений и животных с ядром.

Задача 2

В пищевом продукте бактерии при подходящих условиях быстро размножились. Нужно объяснить, какой способ размножения увеличил их численность. Для этого важно отличить появление новых клеток от образования спор. Спора помогает пережить плохие условия, а увеличение численности обычно происходит благодаря делению.

1. Определяем, о чём спрашивают: речь идёт о быстром росте числа бактерий.
2. Вспоминаем основной способ размножения: бактериальная клетка делится на две дочерние клетки.
3. Связываем деление с условиями: при наличии пищи и подходящей среде новые клетки тоже делятся, поэтому число бактерий быстро растёт.

Ответ: численность увеличилась благодаря делению клеток. Образование спор не объясняет рост числа бактерий: споры помогают пережить неблагоприятный период.

Задача 3

На участке почвы растительные остатки разлагаются медленно. Нужно объяснить возможную роль бактерий и связать её с круговоротом веществ. Важно не утверждать, что скорость разложения зависит только от бактерий: на неё влияют также условия среды. Но бактерии-разрушители участвуют в превращении органических остатков.

1. Определяем, что именно разлагается: остатки растений содержат органические вещества.
2. Вспоминаем роль бактерий-разрушителей: они используют такие остатки и превращают сложные вещества в более простые.
3. Связываем процесс с круговоротом: простые вещества возвращаются в окружающую среду и могут снова использоваться организмами.

Ответ: бактерии могут разлагать растительные остатки и возвращать вещества в круговорот. Медленное разложение может быть связано с недостаточной активностью бактерий или неблагоприятными условиями для их жизни.

Типичные ошибки

Считать бактерии растениями из-за того, что некоторые создают органические вещества, — ошибка: питание не единственный признак, по которому определяют группу организмов. Такое предположение возникает, если обращать внимание только на сходство способов питания. Проверь себя: посмотри на строение клетки и наличие оформленного ядра, а не только на то, откуда организм получает пищу.

Называть спору способом размножения неверно: обычно она помогает бактерии пережить неблагоприятные условия. Путаница возникает потому, что после улучшения условий бактерия может снова стать активной. Проверь себя: спроси, увеличивает ли образование споры число организмов или помогает сохранить существующую бактерию.

Утверждение, что все бактерии вредны, не учитывает их разные роли. Его часто делают из-за знакомых примеров болезней и испорченных продуктов. Проверь себя: вспомни, что многие бактерии разлагают остатки и возвращают вещества в круговорот.

Считать, что бактерии размножаются только образованием спор, — значит путать выживание с размножением. Споры помогают пережить плохие условия, тогда как новые бактерии обычно появляются при делении клетки. Проверь себя: если в задаче говорится об увеличении численности, ищи объяснение через деление.

Связь с другими темами

Чтобы понять тему, нужно знать, что такое клетка и чем различаются клетки растений, животных и бактерий. Эти знания помогают объяснить, почему бактерии образуют самостоятельную группу, хотя некоторые из них способны самостоятельно создавать органические вещества. Роль бактерий-разрушителей связана с круговоротом веществ, почвой и взаимодействиями организмов в экосистемах. Практическая сторона темы касается гигиены, хранения продуктов и использования бактерий человеком.

Что запомнить

• Бактерии — одноклеточные организмы без оформленного ядра.
• Бактериальная клетка имеет простое строение, но выполняет все необходимые жизненные функции.
• Большинство бактерий размножается делением клетки.
• Спора помогает бактерии пережить неблагоприятные условия.
• Бактерии могут питаться готовыми органическими веществами или создавать их самостоятельно.
• Бактерии важны для разложения органических остатков и круговорота веществ.
• Цианобактерии способны к фотосинтезу.