مورفولوجيا الكائنات الحية الدقيقة. تركيب الخلية البكتيرية وطرق بحثها. ما هي خصائص الخلية البكتيرية؟ ملامح وهيكل ووظائف الخلية البكتيرية هيكل الخلية البكتيرية مع التوقيعات

الأحجام - من 1 إلى 15 ميكرون. الأشكال الأساسية: 1) cocci (كروية) ، 2) عصيات (على شكل قضيب) ، 3) ضمات (منحنية على شكل فاصلة) ، 4) spirilla and spirochetes (لولبية ملتوية).

أشكال البكتيريا:
1 - الكوتشي 2 - عصيات. 3 - الاهتزازات ؛ 4-7 - spirilla و spirochetes.

هيكل الخلية البكتيرية:
1 - الغشاء السيتوبلازمي. 2 - جدار الخلية 3 - كبسولة مخاطية. 4 - السيتوبلازم. 5 - الحمض النووي الكروموسومي ؛ 6 - الريبوسومات. 7 - ميزوسوم. 8 - أغشية التمثيل الضوئي. 9 - الادراج 10 - سوط ؛ 11- الشرب.

الخلية البكتيرية محاطة بغشاء. يتم تمثيل الطبقة الداخلية من الغشاء بغشاء هيولي (1) ، يوجد فوقه جدار خلوي (2) ؛ يوجد فوق جدار الخلية في العديد من البكتيريا كبسولة مخاطية (3). لا تختلف بنية ووظائف الغشاء السيتوبلازمي للخلايا حقيقية النواة وخلايا بدائية النواة. قد يشكل الغشاء طيات تسمى الميزوزومات(7). يمكن أن يكون لها شكل مختلف (على شكل كيس ، أنبوبي ، رقائقي ، إلخ).

توجد الإنزيمات على سطح الميزوزومات. جدار الخلية سميك وكثيف وصلب ويتكون من مورينا(المكون الرئيسي) والمواد العضوية الأخرى. مورين عبارة عن شبكة منتظمة من سلاسل عديد السكاريد المتوازية المرتبطة ببعضها البعض بواسطة سلاسل بروتينية قصيرة. تصنف البكتيريا حسب بنية جدارها الخلوي. غرام إيجابي(ملطخة بالجرام) و غرام سلبي(غير مصبوغ). في البكتيريا سالبة الجرام ، يكون الجدار أرق وأكثر تعقيدًا ، وهناك طبقة من الدهون فوق طبقة المورين من الخارج. المساحة الداخلية مليئة بالسيتوبلازم (4).

يتم تمثيل المادة الجينية بجزيئات DNA الدائرية. يمكن تقسيم هذه الحمض النووي بشكل مشروط إلى "كروموسومات" و بلازميد. الحمض النووي "الكروموسومي" (5) هو واحد ، مرتبط بالغشاء ، ويحتوي على عدة آلاف من الجينات ، على عكس الحمض النووي الصبغي حقيقيات النواة ، فهو ليس خطيًا ، ولا يرتبط بالبروتينات. المنطقة التي يقع فيها هذا الحمض النووي تسمى نووي. البلازميدات- العناصر الوراثية خارج الصبغية. وهي عبارة عن دنا دائري صغير ، غير مرتبط بالبروتينات ، وغير متصل بالغشاء ، ويحتوي على عدد صغير من الجينات. يمكن أن يكون عدد البلازميدات مختلفًا. أكثر البلازميدات التي تمت دراستها هي تلك التي تحمل معلومات حول مقاومة الأدوية (عامل R) وتشارك في العملية الجنسية (عامل F). يسمى البلازميد الذي يمكن أن يتحد مع الكروموسوم الخلاصة.

في الخلية البكتيرية ، لا توجد جميع عضيات الغشاء المميزة للخلية حقيقية النواة (الميتوكوندريا ، البلاستيدات ، ER ، جهاز جولجي ، الجسيمات الحالة).

يوجد في سيتوبلازم البكتيريا ريبوسوم من النوع 70S (6) وشوائب (9). عادة ، يتم تجميع الريبوسومات في polysomes. يتكون كل ريبوسوم من وحدة صغيرة (30S) ووحدة فرعية كبيرة (50S). تتمثل وظيفة الريبوسومات في تجميع سلسلة بولي ببتيد. يمكن تمثيل الادراج بواسطة كتل من النشا ، الجليكوجين ، الفولوتين ، قطرات الدهون.

العديد من البكتيريا لديها الأسواط(10) و بيلي (فيمبريا)(أحد عشر). لا يقتصر فلاجيلا على غشاء ، وله شكل متموج ويتكون من وحدات فرعية بروتين فلاجيلين كروي. يتم ترتيب هذه الوحدات الفرعية في شكل حلزوني وتشكل أسطوانة مجوفة قطرها 10-20 نانومتر. يشبه السوط بدائية النواة في بنيته أحد الأنابيب الدقيقة في سوط حقيقيات النواة. قد يختلف عدد وترتيب الأسواط. بيلي هي هياكل خيطية مستقيمة على سطح البكتيريا. هم أرق وأقصر من السوط. وهي عبارة عن أسطوانات مجوفة قصيرة من بروتين البلين. يعمل بيلي على ربط البكتيريا بالركيزة وبعضها البعض. أثناء الاقتران ، يتم تشكيل F-pili خاص ، يتم من خلاله نقل المادة الوراثية من خلية بكتيرية إلى أخرى.

Yandex.DirectAll الإعلانات

التجرثمالبكتيريا لديها طريقة لتجربة الظروف المعاكسة. تتشكل الأبواغ عادة واحدة تلو الأخرى داخل "الخلية الأم" وتسمى الأبواغ الداخلية. تتميز الأبواغ بمقاومة عالية للإشعاع ودرجات الحرارة القصوى والجفاف والعوامل الأخرى التي تسبب موت الخلايا الخضري.

التكاثر.تتكاثر البكتيريا لاجنسيًا عن طريق تقسيم "الخلية الأم" إلى قسمين. قبل الانقسام ، يحدث تكرار الحمض النووي.

نادرًا ما يكون للبكتيريا عملية جنسية يحدث فيها إعادة تركيب المادة الجينية. يجب التأكيد على أن البكتيريا لا تشكل أبدًا الأمشاج ، ولا تدمج محتويات الخلايا ، ولكن يتم نقل الحمض النووي من الخلية المانحة إلى الخلية المتلقية. هناك ثلاث طرق لنقل الحمض النووي: الاقتران ، والتحول ، والتنبيغ.

اقتران- النقل أحادي الاتجاه للبلازميد F من الخلية المانحة إلى الخلية المتلقية على اتصال مع بعضها البعض. في هذه الحالة ، ترتبط البكتيريا ببعضها البعض بواسطة F-pilae خاص (F-fimbria) ، من خلال القنوات التي يتم نقل أجزاء الحمض النووي منها. يمكن تقسيم الاقتران إلى الخطوات التالية: 1) فك البلازميد F ، 2) تغلغل إحدى سلاسل البلازميد F في الخلية المتلقية من خلال الحبة F ، 3) توليف سلسلة تكميلية على قالب DNA أحادي الجديلة (يحدث في كل من الخلية المانحة (F +) وفي الخلية المتلقية (F -)).

تحويل- نقل أحادي الاتجاه لشظايا الحمض النووي من الخلية المانحة إلى الخلية المتلقية ، وليس على اتصال مع بعضها البعض. في هذه الحالة ، تقوم الخلية المانحة إما "بزرع" جزء صغير من الحمض النووي من نفسها ، أو يدخل الحمض النووي البيئة بعد موت هذه الخلية. على أي حال ، تمتص الخلية المتلقية الحمض النووي بشكل نشط ودمجها في "الكروموسوم" الخاص بها.

التوضيح- نقل جزء من الحمض النووي من خلية مانحة إلى خلية متلقية باستخدام العاثيات.

الفيروسات

تتكون الفيروسات من الحمض النووي (DNA أو RNA) والبروتينات التي تشكل غلافًا حول هذا الحمض النووي ، أي هي مركب بروتين نووي. تحتوي بعض الفيروسات على دهون وكربوهيدرات. تحتوي الفيروسات دائمًا على نوع واحد من الحمض النووي - إما DNA أو RNA. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون كل من الأحماض النووية أحادية السلسلة ومزدوجة السلسلة ، خطية ودائرية.

أحجام الفيروسات 10-300 نانومتر. شكل الفيروس:كروي ، على شكل قضيب ، خيطي ، أسطواني ، إلخ.

قفيصة- قشرة الفيروس ، المكونة من وحدات بروتينية فرعية ، مكدسة بطريقة معينة. يحمي الكابسيد الحمض النووي للفيروس من التأثيرات المختلفة ، ويضمن ترسب الفيروس على سطح الخلية المضيفة. سوبركابسيدمن خصائص الفيروسات المعقدة (فيروس نقص المناعة البشرية ، فيروسات الأنفلونزا ، الهربس). يحدث أثناء خروج الفيروس من الخلية المضيفة وهو جزء معدل من الغشاء السيتوبلازمي النووي أو الخارجي للخلية المضيفة.

إذا كان الفيروس داخل الخلية المضيفة ، فهو موجود في شكل حمض نووي. إذا كان الفيروس خارج الخلية المضيفة ، فهو مركب بروتين نووي ، ويسمى هذا الشكل الحر للوجود فيريون. الفيروسات شديدة التحديد ؛ يمكنهم استخدام دائرة محددة بدقة من المضيفين لنشاط حياتهم.

وقت القراءة: 6 دقائق

لقد أحرز العلم الحديث تقدمًا رائعًا في القرون الأخيرة. ومع ذلك ، لا تزال بعض الألغاز تثير أذهان العلماء البارزين.

اليوم ، لم يتم العثور على إجابة على السؤال الملح - كم عدد أنواع البكتيريا الموجودة على كوكبنا الواسع؟

البكتيريا- كائن حي له تنظيم داخلي فريد يتميز بجميع العمليات المميزة للكائنات الحية. تتميز الخلية البكتيرية بالعديد من الميزات المدهشة ، من بينها تنوع الأشكال.

يمكن أن تكون الخلية البكتيرية كروية أو على شكل قضيب أو مكعب أو نجمة. بالإضافة إلى ذلك ، تكون البكتيريا منحنية قليلاً أو تشكل مجموعة متنوعة من الضفائر.

يلعب شكل الخلية دورًا مهمًا في الأداء السليم للكائن الدقيق ، حيث يمكن أن يؤثر على قدرة البكتيريا على الالتصاق بالأسطح الأخرى ، والحصول على المواد اللازمة والتحرك.

عادة ما يكون الحد الأدنى لحجم الخلية 0.5 ميكرومتر ، ومع ذلك ، في حالات استثنائية ، يمكن أن يصل حجم البكتيريا إلى 5.0 ميكرومتر.

يتم ترتيب بنية خلية أي بكتيريا بدقة. يختلف هيكلها اختلافًا كبيرًا عن بنية الخلايا الأخرى ، مثل النباتات والحيوانات. لا تحتوي خلايا جميع أنواع البكتيريا على عناصر مثل: نواة متمايزة ، أغشية داخل الخلايا ، ميتوكوندريا ، ليسوسومات.

تحتوي البكتيريا على مكونات هيكلية محددة - دائمة وغير دائمة.

تشمل المكونات الدائمة: الغشاء السيتوبلازمي (البلازما) ، وجدار الخلية ، والنيوكليويد ، والسيتوبلازم. الهياكل غير الدائمة هي: الكبسولة ، السوط ، البلازميدات ، الشعيرات ، الزغب ، الخمل ، الجراثيم.

تذكر الذكريات

يتم تغليف أي بكتيريا بغشاء سيتوبلازمي (plasmolemma) ، والذي يحتوي على 3 طبقات. يحتوي الغشاء على الجلوبيولين المسؤول عن النقل الانتقائي للمواد المختلفة إلى الخلية.

يؤدي غشاء البلازما أيضًا الوظائف المهمة التالية:

• ميكانيكي- يضمن الأداء المستقل للبكتيريا وجميع العناصر الهيكلية ؛
• مستقبل- تعمل البروتينات الموجودة في البلازما كمستقبلات ، أي أنها تساعد الخلية على إدراك الإشارات المختلفة ؛
• طاقةبعض البروتينات مسؤولة عن وظيفة نقل الطاقة.

يؤدي انتهاك غشاء البلازما إلى حقيقة أن البكتيريا تنهار وتموت.

جدار الخلية

المكون الهيكلي المتأصل فقط في الخلايا البكتيرية هو جدار الخلية. هذا غشاء صلب قابل للنفاذ ، يعمل كمكوِّن مهم للهيكل العظمي الهيكلي للخلية. يقع على السطح الخارجي للغشاء السيتوبلازمي.

يؤدي جدار الخلية وظيفة الحماية ، بالإضافة إلى أنه يعطي الخلية شكلًا دائمًا. سطحه مغطى بالعديد من الجراثيم التي تسمح بدخول المواد الضرورية وتزيل منتجات التسوس من الكائنات الحية الدقيقة.

حماية المكونات الداخلية من التأثيرات التناضحية والميكانيكية هي وظيفة أخرى للجدار. يلعب دورًا لا غنى عنه في التحكم في انقسام الخلايا وتوزيع السمات الوراثية فيه. يحتوي على الببتيدوغليكان ، الذي يعطي الخلية خصائص بيولوجية مناعية قيمة.

يتراوح سمك جدار الخلية من 0.01 إلى 0.04 ميكرومتر. مع تقدم العمر ، تنمو البكتيريا وتزداد كمية المواد التي تُبنى منها وفقًا لذلك.

نوكليويد

نوكليويدهي بدائيات النوى ، والتي تخزن جميع المعلومات الوراثية للخلية البكتيرية. يقع النواة في الجزء المركزي من البكتيريا. خصائصه تعادل النواة.

النوكليويد هو جزيء DNA واحد مغلق في حلقة. يبلغ طول الجزيء 1 مم ، وكمية المعلومات حوالي 1000 ميزة.

النواة هي الحامل الرئيسي للمادة المتعلقة بخصائص البكتيريا والعامل الرئيسي في انتقال هذه الخصائص إلى النسل. لا يحتوي النواة في الخلايا البكتيرية على نواة أو غشاء أو بروتينات أساسية.

السيتوبلازم

السيتوبلازم- محلول مائي يحتوي على المكونات التالية: المركبات المعدنية والمغذيات والبروتينات والكربوهيدرات والدهون. تعتمد نسبة هذه المواد على عمر ونوع البكتيريا.

يحتوي السيتوبلازم على مكونات هيكلية مختلفة: الريبوسومات والحبيبات والميزوزومات.

• الريبوسومات مسؤولة عن تخليق البروتين. يتضمن تركيبها الكيميائي جزيئات الحمض النووي الريبي والبروتين.
• تشارك الميزوسومات في تكوين البوغ وتكاثر الخلايا. قد يكون على شكل فقاعة ، حلقة ، أنبوب صغير.
• تعمل الحبيبات كمصدر طاقة إضافي للخلايا البكتيرية. تأتي هذه العناصر في أشكال متنوعة. تحتوي على السكريات والنشا وقطرات الدهون.

كبسولة

كبسولةإنه هيكل مخاطي مرتبط بإحكام بجدار الخلية. عند فحصها تحت المجهر الضوئي ، يمكن للمرء أن يرى أن الكبسولة تغلف الخلية وأن حدودها الخارجية لها محيط محدد بوضوح. في الخلية البكتيرية ، تعمل الكبسولة كحاجز وقائي ضد العاثيات (الفيروسات).

تشكل البكتيريا كبسولة عندما تصبح الظروف البيئية عدوانية. تشتمل الكبسولة في تركيبتها بشكل أساسي على عديد السكاريد ، وفي بعض الحالات قد تحتوي على ألياف وبروتينات سكرية وعديد ببتيدات.

الوظائف الرئيسية للكبسولة:

• • التصاق مع الخلايا في جسم الإنسان. على سبيل المثال ، تلتصق العقديات مع مينا الأسنان ، وبالتحالف مع الميكروبات الأخرى ، تثير تسوس الأسنان ؛
  • الحماية من الظروف البيئية السلبية: المواد السامة ، والأضرار الميكانيكية ، ومستويات الأكسجين المرتفعة ؛
  • المشاركة في استقلاب الماء (حماية الخلايا من الجفاف) ؛
  • إنشاء حاجز تناضحي إضافي.

تتكون الكبسولة من طبقتين:

• داخلي - جزء من طبقة السيتوبلازم ؛
• خارجي - نتيجة الوظيفة الإخراجية للبكتيريا.

اعتمد التصنيف على السمات الهيكلية للكبسولات. هم:

• طبيعي؛
• كبسولات معقدة
• مع ألياف مخططة.
• كبسولات متقطعة.

تشكل بعض البكتيريا أيضًا كبسولة دقيقة ، وهي عبارة عن تكوين مخاطي. لا يمكن اكتشاف الكبسولة الدقيقة إلا تحت المجهر الإلكتروني ، لأن سمك هذا العنصر لا يتجاوز 0.2 ميكرون أو حتى أقل.

الأسواط

تمتلك معظم البكتيريا هياكل سطحية للخلية توفر لها القدرة على الحركة والحركة - الأسواط. هذه عمليات طويلة في شكل لولب أعسر ، مبني من فلاجيلين (بروتين مقلص).

تتمثل الوظيفة الرئيسية للأسواط في أنها تسمح للبكتيريا بالتحرك في بيئة سائلة بحثًا عن ظروف أكثر ملاءمة. يمكن أن يختلف عدد الأسواط في خلية واحدة: من واحد إلى عدة أسواط ، أو سوط على كامل سطح الخلية أو على أحد أقطابها فقط.

هناك عدة أنواع من البكتيريا ، اعتمادًا على عدد الأسواط الموجودة فيها:

• رتيب- لديهم سوط واحد فقط.
• لوفوتريشوس- لديها عدد معين من الأسواط في أحد طرفي البكتيريا.
• أمفيتريتش- تتميز بوجود سوط في القطبين المعاكسين.
• بيريتشي- توجد الأسواط على سطح البكتيريا بالكامل ، وتتميز بحركة بطيئة وسلسة.
• أتريشي- السوط غائب.

تقوم فلاجيلا بنشاط حركي ، مما يؤدي إلى حركات دورانية. إذا لم يكن للبكتيريا أسواط ، فإنها لا تزال قادرة على الحركة ، أو بالأحرى تنزلق بمساعدة المخاط على سطح الخلية.

البلازميدات

البلازميدات عبارة عن جزيئات DNA متنقلة صغيرة منفصلة عن عوامل الوراثة الكروموسومية. تحتوي هذه المكونات عادة على مادة وراثية تجعل البكتيريا أكثر مقاومة للمضادات الحيوية.

يمكنهم نقل خصائصهم من كائن حي دقيق إلى آخر. على الرغم من كل ميزاتها ، لا تعمل البلازميدات كعناصر مهمة لحياة الخلية البكتيرية.

بيلي ، الزغب ، الخمل

هذه الهياكل مترجمة على أسطح البكتيريا. يحسبون من وحدتين إلى عدة آلاف لكل خلية. تحتوي كل من الخلية البكتيرية المتنقلة والخلية الثابتة على هذه العناصر الهيكلية ، حيث ليس لها أي تأثير على القدرة على الحركة.

من الناحية الكمية ، تصل الشعرة إلى عدة مئات لكل بكتيريا. هناك pili المسؤولة عن التغذية ، واستقلاب الماء والملح ، وكذلك الاقتران (الجنس) الشعير.

تتميز الزغابات بشكل أسطواني مجوف. من خلال هذه الهياكل تدخل الفيروسات إلى البكتيريا.

الزغابات لا تعتبر مكونات أساسية للبكتيريا ، لأنه حتى بدونها يمكن أن تكتمل عملية الانقسام والنمو بنجاح.

توجد Fimbria ، كقاعدة عامة ، في أحد طرفي الخلية. تسمح هذه الهياكل للكائن الحي أن يثبت في أنسجة الجسم. تحتوي بعض fimbriae على بروتينات خاصة على اتصال بنهايات مستقبلات الخلايا.

تختلف Fimbria عن الأسواط من حيث أنها أكثر سمكًا وأقصر ، كما أنها لا تدرك وظيفة الحركة.

الجدل

تتشكل الجراثيم في حالة التلاعب الفيزيائي أو الكيميائي السلبي للبكتيريا (نتيجة التجفيف أو نقص المغذيات). وهي متنوعة في حجم البوغ ، لأنها يمكن أن تكون مختلفة تمامًا في الخلايا المختلفة. يختلف شكل الجراثيم أيضًا - فهي بيضاوية أو كروية.

حسب الموقع في الخلية ، تنقسم الجراثيم إلى:

• مركزي - موقعهم في المركز ، على سبيل المثال ، في الجمرة الخبيثة ؛
• تحت الأرض - يقع في نهاية العصا ، ويعطي شكل هراوة (في العامل المسبب للغرغرينا الغازية).

في بيئة مواتية ، تتضمن دورة حياة البوغ المراحل التالية:

• المرحلة التحضيرية
• مرحلة التنشيط
• مرحلة البدء
• مرحلة الإنبات.

تتميز الأبواغ بحيويتها الخاصة ، والتي تتحقق بسبب قوقعتها. إنه متعدد الطبقات ويتكون أساسًا من البروتين. يتم ضمان المقاومة المتزايدة للجراثيم للظروف السلبية والتأثيرات الخارجية على وجه التحديد بسبب البروتينات.

البكتيريا هي أقدم كائن حي على وجه الأرض ، وكذلك أبسطها في بنيتها. يتكون من خلية واحدة فقط ، والتي لا يمكن رؤيتها ودراستها إلا تحت المجهر. السمة المميزة للبكتيريا هي عدم وجود نواة ، وهذا هو سبب تصنيف البكتيريا على أنها بدائيات النوى.

تشكل بعض الأنواع مجموعات صغيرة من الخلايا ؛ قد تكون هذه المجموعات محاطة بكبسولة (غمد). يعتمد حجم البكتيريا وشكلها ولونها بشكل كبير على البيئة.

من حيث الشكل ، تنقسم البكتيريا إلى: على شكل قضيب (عصيات) ، كروية (cocci) وملفوفة (spirilla). هناك أيضًا تعديلات معدلة - مكعب ، على شكل C ، على شكل نجمة. تتراوح أحجامها من 1 إلى 10 ميكرون. يمكن أن تتحرك أنواع معينة من البكتيريا بنشاط بمساعدة الأسواط. هذا الأخير يتجاوز في بعض الأحيان حجم البكتيريا نفسها مرتين.

أنواع البكتيريا

للحركة ، تستخدم البكتيريا سوطًا ، يختلف عددها - واحد ، زوج ، حزمة من الأسواط. يختلف موقع السوط أيضًا - على جانب واحد من الخلية أو على الجانبين أو موزع بالتساوي على المستوى بأكمله. أيضًا ، تعتبر إحدى طرق الحركة أنها تنزلق بسبب المخاط الذي تمت تغطيته بدائيات النوى. يحتوي معظمها على فجوات داخل السيتوبلازم. يساعد ضبط سعة الغاز في الفجوات على التحرك لأعلى أو لأسفل في السائل ، وكذلك التحرك عبر القنوات الهوائية للتربة.

اكتشف العلماء أكثر من 10 آلاف نوع من البكتيريا ، لكن وفقًا لافتراضات الباحثين العلميين ، هناك أكثر من مليون نوع منها في العالم. تجعل الخصائص العامة للبكتيريا من الممكن تحديد دورها في المحيط الحيوي ، وكذلك دراسة بنية وأنواع وتصنيف المملكة البكتيرية.

بيئات

ساعدت بساطة الهيكل وسرعة التكيف مع الظروف البيئية البكتيريا على الانتشار على نطاق واسع من كوكبنا. إنها موجودة في كل مكان: الماء والتربة والهواء والكائنات الحية - كل هذا هو الموطن الأكثر قبولًا بدائيات النوى.

تم العثور على البكتيريا في القطب الجنوبي وفي السخانات. هم في قاع المحيط ، وكذلك في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض. تعيش البكتيريا في كل مكان ، لكن عددها يعتمد على الظروف المواتية. على سبيل المثال ، يعيش عدد كبير من الأنواع البكتيرية في المسطحات المائية المفتوحة ، وكذلك في التربة.

السمات الهيكلية

تتميز الخلية البكتيرية ليس فقط بحقيقة أنها لا تحتوي على نواة ، ولكن أيضًا بغياب الميتوكوندريا والبلاستيدات. يقع الحمض النووي لهذا بدائية النواة في منطقة نووية خاصة وله شكل نوكليويد مغلق في حلقة. في البكتيريا ، تتكون بنية الخلية من جدار خلوي ، وكبسولة ، وغشاء يشبه الكبسولة ، وسوط ، وشعيرة ، وغشاء سيتوبلازمي. يتكون الهيكل الداخلي من السيتوبلازم ، الحبيبات ، الميزوسومات ، الريبوسومات ، البلازميدات ، الشوائب والنيوكليويد.

يؤدي جدار الخلية البكتيرية وظيفة الدفاع والدعم. يمكن للمواد أن تتدفق من خلاله بحرية بسبب النفاذية. تحتوي هذه القشرة على البكتين والهيميسليلوز. تفرز بعض البكتيريا مخاطًا خاصًا يمكن أن يساعد في الحماية من الجفاف. يشكل المخاط كبسولة - عديد السكاريد في التركيب الكيميائي. في هذا الشكل ، تكون البكتيريا قادرة على تحمل درجات حرارة عالية جدًا. كما أنه يؤدي وظائف أخرى ، على سبيل المثال ، الالتصاق بأي أسطح.

على سطح الخلية البكتيرية توجد زغابات بروتينية رقيقة - بيلي. قد يكون هناك عدد كبير منهم. يساعد بيلي الخلية على نقل المادة الوراثية ، وكذلك توفير الالتصاق بالخلايا الأخرى.

يوجد تحت مستوى الجدار غشاء سيتوبلازمي من ثلاث طبقات. يضمن نقل المواد ، ويلعب أيضًا دورًا مهمًا في تكوين الجراثيم.

يتكون السيتوبلازم من البكتيريا 75 في المائة من الماء. تكوين السيتوبلازم:

• فيشسموم.
• الميزوزومات.
• أحماض أمينية؛
• الإنزيمات.
• أصباغ.
• سكر؛
• حبيبات وشوائب.
• نووي.

التمثيل الغذائي في بدائيات النوى ممكن ، سواء بمشاركة الأكسجين أو بدونه. يتغذى معظمهم على العناصر الغذائية الجاهزة ذات الأصل العضوي. عدد قليل جدًا من الأنواع قادر على تصنيع المواد العضوية من المواد غير العضوية نفسها. هذه هي البكتيريا الزرقاء والخضراء والبكتيريا الزرقاء ، والتي لعبت دورًا مهمًا في تشكيل الغلاف الجوي وتشبعه بالأكسجين.

التكاثر

في الظروف المواتية للتكاثر ، يتم إجراؤه عن طريق التبرعم أو نباتيًا. يحدث التكاثر اللاجنسي بالتسلسل التالي:

1. تصل الخلية البكتيرية إلى أقصى حجم لها وتحتوي على الإمدادات اللازمة من العناصر الغذائية.
2. تطول الخلية ، يظهر قسم في المنتصف.
3. داخل الخلية ، يحدث انقسام للنيوكليوتيدات.
4. يتباعد الحمض النووي الرئيسي والمنفصل.
5. الخلية مقسمة إلى نصفين.
6. التكوين المتبقي للخلايا الوليدة.

مع طريقة التكاثر هذه ، لا يوجد تبادل للمعلومات الجينية ، لذلك ستكون جميع الخلايا الوليدة نسخة طبق الأصل من الأم.

تعتبر عملية تكاثر البكتيريا في الظروف المعاكسة أكثر إثارة للاهتمام. تعرف العلماء على قدرة البكتيريا على التكاثر جنسيًا مؤخرًا نسبيًا - في عام 1946. ليس للبكتيريا انقسام إلى أنثوي وخلايا جرثومية. لكن لديهم حمض نووي مختلف. تشكل خليتان من هذه الخلايا ، عند الاقتراب من بعضهما البعض ، قناة لنقل الحمض النووي ، ويحدث تبادل للمواقع - إعادة التركيب. العملية طويلة جدًا ، ونتجت عنهما شخصان جديدان تمامًا.

من الصعب جدًا رؤية معظم البكتيريا تحت المجهر لأنها لا تمتلك لونًا خاصًا بها. قليل من الأصناف أرجوانية أو خضراء بسبب محتواها من جرثومة الكلوروفيل والبكتيريا. على الرغم من أننا إذا أخذنا في الاعتبار بعض مستعمرات البكتيريا ، يتضح أنها تطلق مواد ملونة في البيئة وتكتسب لونًا ساطعًا. من أجل دراسة بدائيات النوى بمزيد من التفصيل ، فهي ملطخة.

تصنيف

يمكن أن يعتمد تصنيف البكتيريا على مؤشرات مثل:

• استمارة
• وسيلة للسفر؛
• طريقة للحصول على الطاقة
• النفايات؛
• درجة الخطر.

المتعايشين البكتيرياتعيش في شراكة مع الكائنات الحية الأخرى.

البكتريا الرميةتعيش على الكائنات الحية والمنتجات والنفايات العضوية الميتة بالفعل. أنها تساهم في عمليات الاضمحلال والتخمير.

ينظف التسوس طبيعة الجثث والنفايات الأخرى ذات الأصل العضوي. بدون عملية الاضمحلال ، لن تكون هناك دورة للمواد في الطبيعة. إذن ما هو دور البكتيريا في تدوير المادة؟

تعد بكتيريا التسوس من العناصر المساعدة في عملية تكسير مركبات البروتين ، وكذلك الدهون والمركبات الأخرى التي تحتوي على النيتروجين. بعد إجراء تفاعل كيميائي معقد ، يقومون بتفكيك الروابط بين جزيئات الكائنات العضوية والتقاط جزيئات البروتين والأحماض الأمينية. عند الانقسام ، تطلق الجزيئات الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين ومواد ضارة أخرى. إنها سامة ويمكن أن تسبب التسمم للإنسان والحيوان.

تتكاثر بكتيريا التسوس بسرعة في ظروف مواتية لها. نظرًا لأن هذه ليست فقط بكتيريا مفيدة ، ولكنها أيضًا بكتيريا ضارة ، من أجل منع التسوس المبكر في المنتجات ، فقد تعلم الناس معالجتها: جاف ، مخلل ، ملح ، دخان. كل هذه العلاجات تقتل البكتيريا وتمنعها من التكاثر.

بكتيريا التخمير بمساعدة الإنزيمات قادرة على تكسير الكربوهيدرات. لاحظ الناس هذه القدرة في العصور القديمة واستخدموا هذه البكتيريا لصنع منتجات حمض اللاكتيك والخل ومنتجات غذائية أخرى حتى يومنا هذا.

تعمل البكتيريا جنبًا إلى جنب مع الكائنات الحية الأخرى ، وتقوم بعمل كيميائي مهم للغاية. من المهم جدًا معرفة أنواع البكتيريا وما هي الفوائد أو الأضرار التي تسببها للطبيعة.

أهمية في الطبيعة وللإنسان

تمت الإشارة إلى الأهمية الكبيرة للعديد من أنواع البكتيريا (في عمليات التعفن وأنواع مختلفة من التخمير) أعلاه ؛ أداء دور صحي على الأرض.

تلعب البكتيريا أيضًا دورًا كبيرًا في دورة الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت والكالسيوم وعناصر أخرى. تساهم أنواع عديدة من البكتيريا في التثبيت النشط للنيتروجين الجوي وتحويله إلى شكل عضوي ، مما يساهم في زيادة خصوبة التربة. تكتسب تلك البكتيريا التي تحلل السليلوز أهمية خاصة ، والتي تعد المصدر الرئيسي للكربون للنشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة في التربة.

تشارك البكتيريا التي تحد من الكبريتات في تكوين الزيت وكبريتيد الهيدروجين في الطين العلاجي والتربة والبحار. وبالتالي ، فإن طبقة الماء المشبعة بكبريتيد الهيدروجين في البحر الأسود هي نتيجة النشاط الحيوي للبكتيريا التي تقلل الكبريتات. يؤدي نشاط هذه البكتيريا في التربة إلى تكوين تملح التربة بالصودا والصودا. تقوم البكتيريا التي تحد من الكبريتات بتحويل العناصر الغذائية في تربة مزارع الأرز إلى شكل يصبح متاحًا لجذور المحصول. يمكن أن تسبب هذه البكتيريا تآكل الهياكل المعدنية تحت الأرض وتحت الماء.

بفضل النشاط الحيوي للبكتيريا ، تتحرر التربة من العديد من المنتجات والكائنات الضارة وتشبع بالمغذيات القيمة. تستخدم مستحضرات مبيد الجراثيم بنجاح لمكافحة العديد من أنواع الآفات الحشرية (حفار الذرة ، إلخ).

تستخدم أنواع عديدة من البكتيريا في صناعات مختلفة لإنتاج الأسيتون ، وكحول الإيثيل والبوتيل ، وحمض الخليك ، والإنزيمات ، والهرمونات ، والفيتامينات ، والمضادات الحيوية ، ومستحضرات البروتين والفيتامينات ، إلخ.

بدون البكتيريا ، تكون العمليات مستحيلة في دباغة الجلود ، وتجفيف أوراق التبغ ، وصنع الحرير ، والمطاط ، ومعالجة الكاكاو ، والقهوة ، وتبول القنب ، والكتان ، ومصانع الألياف اللحاء الأخرى ، ومخلل الملفوف ، ومعالجة مياه الصرف الصحي ، وترشيح المعادن ، وما إلى ذلك.

البكتيريا (الحبوب)

شكل وهيكل الخلايا البكتيرية

البكتيريا هي أقدم مجموعة من الكائنات الحية ، ولها أبعاد لا تتجاوز في الغالب 0.5 ميكرون. لا يمكن رؤية هيكلها إلا تحت المجهر الإلكتروني (الشكل 2.1). لا تحتوي البكتيريا على الميتوكوندريا ، الجسيمات الحالة ، مجمع جولجي ، الشبكة الإندوبلازمية. ليس لديهم بلاستيدات ، ولا نواة رسمية ، ويتم تمثيل المادة النووية (DNA) بواسطة كروموسوم واحد على شكل حلقة (نيوكليويد) ، يقع مباشرة في السيتوبلازم ، ولكنه متصل بالغشاء السيتوبلازمي عند نقطة واحدة. هناك العديد من الريبوسومات في السيتوبلازم ، حيث يستمر تكوين البروتين بشكل مكثف. معظم البكتيريا عديمة اللون ، لكن بعضها أخضر أو ​​أرجواني. البكتيريا هي أكثر الكائنات الحية شيوعًا في الطبيعة ، وهي مصنفة على أنها بدائيات النوى ، أي الكائنات قبل النووية.

أرز. 2.1. البكتيريا

شكل البكتيريا متنوع. بعضها يشبه الكرات المفردة - cocci ، والتي يمكن أن تتزاوج - مضاعفة ، أربعة - تتراكوشي ، سلاسل الشكل - العقديات. تراكمات الكوتشي لها شكل عبوات - سرخس أو عنقود عنب - المكورات العنقودية. يتم استطالة بعض البكتيريا في شكل قضبان - عصيات ، والبعض الآخر عازمة على شكل فاصلة - اهتزازات ، أو عدة مرات على طول كامل - spirilla (الشكل 2.2).

أرز. 2.2. أشكال خلايا البكتيريا:

1 - الكوتشي 2 ، 3 - المكورات الثنائية ؛ 4 - العقديات. 5 - التتراكوشي. 6 - المكورات العنقودية. 7 - السرخس 8 ، 9 - عصيات. 10 - سلاسل العصيات. 11 - اهتزازات ؛ 12 - سبيريلا ؛ 13 - جلد ، 14 - مهدب

العديد من البكتيريا لديها عضيات الحركة- سوط واحد أو أكثر. البكتيريا التي لا تحتوي على سوط ، ولكنها مغطاة بالمخاط من الخارج ، قادرة أيضًا على الانزلاق في الحركة. يمكن لبعض بكتيريا الماء والتربة ، ولا سيما البكتيريا الزرقاء ، أن ترتفع وتنخفض عن طريق تنظيم كمية الغاز في فجوات الغاز الموجودة في السيتوبلازم.

الخلية البكتيرية مغطاة بغشاء تذكر الذكرياتو جدار الخلية(الشكل 2.3). يتكون الغشاء من البروتينات والدهون. إنه شبه منفذ ويضمن الدخول الانتقائي للمواد في الخلية وإطلاق منتجات الاضمحلال في البيئة. على سطح غزوات الغشاء السيتوبلازمي داخل البكتيريا ، تسمى الميزوزومات ، توجد إنزيمات مؤكسدة تشارك في عملية التنفس. تلعب مثل هذه الانغالات في الغشاء دور الميتوكوندريا وبعض العضيات الأخرى الغائبة في الخلية البكتيرية. في البكتيريا القادرة على التمثيل الضوئي (البكتيريا الزرقاء والبكتيريا الخضراء وما إلى ذلك) ، يتم توطين أصباغ التمثيل الضوئي في الميزوزومات.

أرز. 2.3 مخطط بنية الخلية البكتيرية:

1 - الريبوسومات. 2 - غشاء الخلية 3 - كبسولة مخاطية. 4 - نوكليويد. 5 - جدار الخلية 6 - السوط. 7 - ميزوسوم

جدار الخلية هو أيضا منفذ للمغذيات وفضلات المنتجات. يحتوي على شبكة قوية من mureins (peptidoglycans) ، ويمنح البكتيريا شكلاً معينًا ويحميها من التأثيرات البيئية. في بعض البكتيريا ، يشارك الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية في تكوين طبقة خارجية أخرى من الغشاء - كبسولات. الكبسولة عبارة عن كتلة مخاطية شبه سائلة تغطي السطح الخارجي لجدار الخلية. يؤدي وظيفة الحماية.

لا يمكننا حتى تخيل عدد الكائنات الحية الدقيقة التي تحيط بنا باستمرار. من خلال إمساك الدرابزين في الحافلة ، تكون قد زرعت بالفعل حوالي مائة ألف بكتيريا على يدك ، من خلال الذهاب إلى مرحاض عام ، ومرة ​​أخرى ، كافأت نفسك بهذه الكائنات الدقيقة. ترافق البكتيريا الإنسان دائمًا وفي كل مكان. ولكن لا داعي للتفاعل بشكل سلبي مع هذه الكلمة ، لأن البكتيريا ليست فقط مسببة للأمراض ولكنها مفيدة للجسم أيضًا.

فوجئ العلماء بشدة عندما أدركوا أن بعض البكتيريا قد احتفظت بمظهرها لنحو مليار سنة. تمت مقارنة هذه الكائنات الحية الدقيقة حتى بسيارة فولكس فاجن - لم يتغير مظهر أحد طرازاتها منذ 40 عامًا ، حيث كان لها شكل مثالي.

ظهرت البكتيريا على الأرض من بين الأوائل ، لذلك يمكن تسميتها بجدارة المعمرين. المثير للاهتمام هو حقيقة أن هذه الخلايا لا تحتوي على نواة مشكلة ، وبالتالي فهي تجذب الكثير من الانتباه إلى بنيتها حتى يومنا هذا.

ما هي البكتيريا؟

البكتيريا هي كائنات مجهرية من أصل نباتي. يعتمد هيكل الخلية البكتيرية (الجدول ، الرسوم البيانية لفهم واضح لأنواع هذه الخلايا) على الغرض منها.

هذه الخلايا موجودة في كل مكان لأنها يمكن أن تتكاثر بسرعة. هناك دليل علمي على أنه في غضون ست ساعات فقط يمكن لخلية واحدة أن تنتج نسلًا من 250.000 بكتيريا. هذه الكائنات وحيدة الخلية لها العديد من الأصناف التي تختلف في الشكل.

البكتيريا كائنات عنيدة للغاية ، يمكن أن تحتفظ جراثيمها بالقدرة على العيش لمدة 30-40 عامًا. تُحمل هذه الجراثيم برائحة الريح وتيار الماء وبطرق أخرى. يتم الحفاظ على الجدوى حتى درجة حرارة تصل إلى 100 درجة مع صقيع طفيف. ومع ذلك ، ما هو هيكل الخلية البكتيرية؟ يصف الجدول المكونات الرئيسية للبكتيريا ، ويتم توضيح وظائف العضيات الأخرى أدناه.

البكتيريا الكروية (cocci)

هم من مسببات الأمراض في الطبيعة. تنقسم Cocci إلى مجموعات حسب موقعها لبعضها البعض:

• ميكروكسي (صغير). يحدث الانقسام في مستوى واحد. الترتيب بترتيب فوضوي واحد. تتغذى على المركبات العضوية الجاهزة ، ولكنها لا تعتمد على الكائنات الحية الأخرى (النباتات الرخامية).
• مضاعفات المكورات المزدوجة (مزدوج). ينقسمون في نفس المستوى مثل micrococci ، لكنهم يشكلون خلايا مقترنة. ظاهريا ، تشبه الفاصوليا أو لانسيليت.
• العقدية (على شكل سلسلة). التقسيم هو نفسه ، لكن الخلايا مترابطة وتبدو مثل الخرز.
• المكورات العنقودية (عنقود العنب). ينقسم هذا النوع في عدة مستويات ، ويشكل مجموعة من الخلايا تشبه العنب.
• تتراكوتشي (أربعة). تنقسم الخلايا إلى مستويين متعامدين ، وتشكل رباعيات.
• سارسين (رباط). تنقسم هذه الخلايا إلى ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل مع بعضها البعض. في الوقت نفسه ، تبدو ظاهريًا مثل حزم أو بالات ، تتكون من العديد من الأفراد من عدد زوجي.

البكتيريا الأسطوانية (قضبان)

تنقسم العصي التي تشكل الأبواغ إلى كلوستريديا وعصيات. في الحجم ، هذه البكتيريا قصيرة وقصيرة جدًا. يتم تقريب الأجزاء الطرفية من العصي وتثخينها أو قطعها. اعتمادًا على موقع البكتيريا ، يتم تمييز عدة مجموعات: بكتيريا أحادية وثنائية وعقدية.

البكتيريا الحلزونية (الملفوفة)

هذه الخلايا المجهرية من نوعين:

• Vibrio (منحني فردي أو مستقيم بشكل عام).
• Spirilla (كبيرة الحجم ، لكن القليل من الفلاتر).

البكتيريا الخيطية. هناك مجموعتان من هذه الأشكال:

• خيوط مؤقتة.
• خيوط دائمة.

تكمن السمات الهيكلية للخلية البكتيرية في حقيقة أنها قادرة خلال فترة وجودها على تغيير الأشكال ، لكن تعدد الأشكال لا يتم توريثه. تعمل عوامل مختلفة على الخلية في عملية التمثيل الغذائي في الجسم ، ونتيجة لذلك يتم ملاحظة التغيرات الكمية في مظهرها. ولكن بمجرد توقف الإجراء من الخارج ، ستأخذ الخلية صورتها السابقة. يمكن الكشف عن السمات الهيكلية للخلية البكتيرية عند فحصها بالمجهر.

هيكل الخلية البكتيرية ، قذيفة

يعطي الغلاف ويحافظ على شكل الخلية ، ويحمي المكونات الداخلية من التلف. بسبب النفاذية غير الكاملة ، لا يمكن لجميع المواد دخول الخلية ، مما يساهم في تبادل الهياكل الجزيئية المنخفضة والعالية بين البيئة الخارجية والخلية نفسها. تحدث تفاعلات كيميائية مختلفة أيضًا في الجدار. بمساعدة المجهر الإلكتروني ، ليس من الصعب دراسة البنية التفصيلية للخلية البكتيرية.

تحتوي قاعدة الغلاف على البوليمر مورين. البكتيريا موجبة الجرام لها هيكل عظمي ذو طبقة واحدة يتكون من مورين. فيما يلي مجمعات عديد السكاريد والبروتينات الدهنية والفوسفات. في الخلايا سالبة الجرام ، يتكون الهيكل العظمي للمورين من طبقات عديدة. الطبقة الخارجية المجاورة لجدار الخلية هي الغشاء السيتوبلازمي. كما أن لديها طبقات معينة تحتوي على بروتينات مع دهون. تتمثل الوظيفة الرئيسية للغشاء السيتوبلازمي في التحكم في تغلغل المواد في الخلية وإزالتها (الحاجز التناضحي). هذه وظيفة مهمة جدًا للخلايا ، حيث يتم استخدامها لحماية الخلايا.

تكوين السيتوبلازم

المادة الحية شبه السائلة التي تملأ تجويف الخلية تسمى السيتوبلازم. تحتوي كمية كبيرة من البروتين ، وهو مصدر للمواد الغذائية (الدهون والمواد الشبيهة بالدهون) على خلية بكتيرية. تظهر الصورة التي تم التقاطها أثناء دراسة تحت المجهر جيدًا الأجزاء المكونة داخل السيتوبلازم. يشمل التكوين الرئيسي الريبوسومات الموجودة بطريقة فوضوية وبأعداد كبيرة. يوجد أيضًا في التركيبة ميزوسومات تحتوي على إنزيمات ذات طبيعة الأكسدة والاختزال. بسببهم ، تستمد الخلية الطاقة. يتم تقديم النواة على شكل مادة نووية موجودة في أجسام الكروماتين.

وظائف الريبوسومات في الخلايا

تتكون الريبوسومات من وحدات فرعية (2) وهي بروتينات نووية. بالتواصل مع بعضها البعض ، تشكل هذه العناصر المكونة polysomes أو polyribosomes. المهمة الرئيسية لهذه الادراج هي تخليق البروتين ، والذي يحدث على أساس المعلومات الجينية. معدل الترسيب 70S.

ملامح النواة البكتيرية

تقع المادة الوراثية (DNA) في النواة غير المشوهة (نوكليويد). تقع هذه النواة في عدة أماكن في السيتوبلازم ، لكونها غشاء رخو. تسمى البكتيريا التي تحتوي على مثل هذه النواة بدائيات النوى. يخلو الجهاز النووي من غشاء ونواة ومجموعة من الكروموسومات. ويقع حمض deoxyribonucleic فيه في حزم ليفية. يوضح مخطط بنية الخلية البكتيرية بالتفصيل بنية الجهاز النووي.

في ظل ظروف معينة ، يمكن للبكتيريا تطوير الأغشية المخاطية. نتيجة لذلك ، يحدث تكوين كبسولة. إذا كان المخاط قويًا جدًا ، فإن البكتيريا تتحول إلى zooglea (الكتلة المخاطية الكلية).

كبسولة الخلية البكتيرية

تتميز بنية الخلية البكتيرية بميزة - إنها وجود كبسولة واقية تتكون من السكريات أو البروتينات السكرية. تتكون هذه الكبسولات أحيانًا من عديد ببتيدات أو ألياف. يقع أعلى غشاء الخلية. يمكن أن يكون سمك الكبسولة سميكًا أو رفيعًا. يحدث تكوينه بسبب الظروف التي تدخل فيها الخلية. الخاصية الرئيسية للكبسولة هي حماية البكتيريا من الجفاف.

بالإضافة إلى الكبسولة الواقية ، يوفر هيكل الخلية البكتيرية قدرتها الحركية.

فلاجيلا على الخلايا البكتيرية

الأسواط هي عناصر إضافية تقوم بحركة الخلية. يتم تقديمها في شكل خيوط ذات أطوال مختلفة ، والتي تتكون من فلاجيلين. إنه بروتين لديه القدرة على الانقباض.

يتكون السوط من ثلاثة مكونات (خيط ، خطاف ، جسم قاعدي). اعتمادًا على الارتباط والموقع ، تم تحديد عدة مجموعات من البكتيريا المتحركة:

• أحادية الشعر (تحتوي هذه الخلايا على سوط واحد يقع بشكل قطبي).
• Lophotrichous (سوط على شكل حزمة في أحد طرفي الخلية).
• برمائي (عوارض في كلا الطرفين).

هناك العديد من الحقائق المثيرة للاهتمام حول البكتيريا. لذلك ، فقد ثبت منذ فترة طويلة أن الهاتف المحمول يحتوي على كمية هائلة من هذه الخلايا ، حتى في مقعد المرحاض يوجد عدد أقل منها. تسمح لنا بكتيريا أخرى أن نعيش نوعيًا - أن نأكل ، ونؤدي أنشطة معينة ، ونحرر أجسامنا من منتجات تسوس العناصر الغذائية دون أي مشاكل. تتنوع البكتيريا حقًا ، ووظائفها متعددة الأوجه ، لكن يجب ألا ننسى تأثيرها المرضي على الجسم ، لذلك من المهم مراقبة نظافتنا ونظافتنا من حولنا.