Бактерии – это древнейшая группа микроорганизмов, которая существует в настоящий момент. Первые подобные организмы появились еще около 3,5 млрд. лет назад. Примерно в течение 1 млрд. лет они царствовали на Земле безраздельно. Клеточное строение древних бактерий было предельно простым и примитивным, но со временем оно стало гораздо более сложным. Однако и сегодня бактерии являются самыми простыми по строению среди одноклеточных. В особенности это касается тех их видов, которые обитают в донной части водоемов, в их бескислородных илах и в горячих источниках с серой.
Общая информация
Бактериями являются мельчайшие одноклеточные организмы, в большинстве своем по строению напоминающие палочки. Их длина равна около 3 мкм, а толщина – до 1 мкм. Среди них бывают и настоящие гиганты по 30-100 мкм длиной. Но в большинстве своем бактерии имеют небольшой размер, благодаря которому они беспрепятственно проникают повсюду. Они обладают высокой выносливостью, что позволяет им приспособиться к различным условиям.
Бактерии вездесущи – их можно обнаружить где угодно:
- в чистейшей воде родников,
- в земле,
- в воздухе,
- в горах,
- в снегах полярного круга,
- в пустыне,
- на океанском дне,
- в нефти, поднятой с глубин,
- в воде горячих источников,
- на всевозможных растениях,
- на теле живых организмов,
- внутри организма и на поверхности тела человека.
Бактериям, которые называют аэробами, для осуществления жизнедеятельности нужен кислород. Название «аэробы» произошло от двух слов, в переводе с греческого означающих «воздух» и «жизнь». Но есть такие виды, которые не нуждаются в кислороде. Более того, для некоторых бактерий кислород может представлять смертельную угрозу – они называются анаэробами. Бактерии способны вынести стойкий мороз, отсутствие влаги, нагрев до 90°С, причем их жизнедеятельность не снижается. Споры – защитная форма бактерий – не погибают даже при кипячении или замораживании.
Бактерии размножаются делением. Клетки, которые при этом образуются, быстро вырастают и затем также делятся. Бактерии различают в зависимости от формы и типа объединения клеток.
Врачи отмечают, что клеточное строение бактерий существенно отличается от вирусов и растений. Бактерии являются прокариотами, что означает отсутствие оформленного ядра и мембранных органелл. Их генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК, свободно расположенной в цитоплазме. В отличие от этого, вирусы не имеют клеточной структуры и состоят только из генетического материала, окруженного белковой оболочкой. Они не способны к самостоятельному размножению и требуют клетки-хозяина для репликации. Растения, будучи эукариотами, имеют сложную клеточную организацию с ядром и хлоропластами, что позволяет им осуществлять фотосинтез. Таким образом, различия в клеточном строении бактерий, вирусов и растений определяют их функции и способы взаимодействия с окружающей средой.
Строение
Снаружи клетку покрывает специальная плотная оболочка – клеточная стенка, которая защищает и поддерживает ее в неизменной форме. Клеточное строение стенки бактериальной клетки такое же, как и оболочки клетки растения. Она обладает высокой пропускной способностью. Питательные вещества легко проникают внутрь, а продукты клеточного обмена уходят в окружающий мир. Зачастую сверху клеточные стенки покрыты слизистым слоем, образующим капсулу, имеющую дополнительные защитные свойства. Иногда толщина стенки капсулы превышает размер самой клетки в несколько раз, а иногда она намного тоньше. Капсула защищает свое содержимое от высыхания и истребления прочими организмами.
Стенка клетки не только позволяет ей удерживать определенную форму, но и защищает ее от неблагоприятных факторов внешней среды. Основным составляющим клеточной стенки является специфическое вещество под названием муреин. Оно представляет собой соединение полисахарида с некоторыми аминокислотами.
Некоторые бактерии имеют 1-50 длинных жгутиков либо тонкие коротенькие ворсинки. Жгутики, которые еще называют органоидами движения, могут быть во много раз длиннее тела самого микроорганизма. Ворсинки и жгутики помогают этим мельчайшим организмам передвигаться. Они могут располагаться как с одной стороны, так и по всей поверхности их тела. При попытке классификации бактерий место расположения жгутиков обязательно учитывается.
Бактериальная клетка в своем строении наполнена цитоплазмой, густой по консистенции и неподвижной. Благодаря слоистому строению и отсутствию вакуолей всевозможные ферменты и дополнительные питательные вещества находятся непосредственно в цитоплазме. В центре располагается ядерное вещество (не сформированное в ядро), то есть ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. В ДНК зашифрована вся наследственная информация. Клетки называются безъядерными и поэтому относятся к прокариотам.
Отличия от растений
Клеточное строение бактерии сходно с растительной клеткой ведь и обе они имеют жесткую стенку. Так как многие бактерии участвуют в фотосинтезе, то длительное время их считали растениями и изучали в составе науки ботаники.
На самом деле различий оказалось очень много:
- Клетки растений более сложные и крупные.
- Цитоплазма растительных клеток подвижна и насыщена большим количеством органоидов, бактериальная, напротив, неподвижна, а органоидов там мало.
- Каждый из органоидов клетки растения имеет свою мембрану.
- Клетки растений имеют ядро.
- У растений хромосомы имеют линейную форму, и их количество может быть различным, в зависимости от вида растения. Клеточное строение бактерии предполагает наличие одной-единственной хромосомы в виде кольца. Рибосомы у растений намного больше по размеру и занимают меньший процент от массы клетки, чем у прокариотов.
Клеточное строение бактерий представляет собой уникальную комбинацию простоты и эффективности. В отличие от вирусов, которые не имеют клеточной структуры и могут размножаться только внутри живых клеток, бактерии являются одноклеточными организмами с полноценной клеточной стенкой и мембраной. Это позволяет им вести самостоятельную жизнь, получать энергию и размножаться. Бактерии также отличаются от растений отсутствием ядра и органелл, таких как хлоропласты, что делает их прокариотами. В то время как растения осуществляют фотосинтез, бактерии могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами, что позволяет им адаптироваться к различным условиям. Эти отличия подчеркивают разнообразие жизни на Земле и важность бактерий в экосистемах, где они играют ключевую роль в разложении органических веществ и поддержании баланса.
Отличия от вируса
Многие путают бактерии и вирусы, особенно что касается клеточного строения. Вирус – это вообще не клеточный организм.
Между бактерией и вирусом есть множество существенных различий:
- Бактерия – это вполне самостоятельный организм, который имеет все для производства энергии, выработки питательных веществ, жизнедеятельности и размножения. Вторые – намного примитивнее.
- Вирусы по определению микробиологии балансируют между живой и неживой природой. Их строение сводится к генетическому материалу, спрятанному в оболочке из белка – капсиде.
- Вирусы не имеют клеточного строения.
До сих пор точно не известно, как появились вирусы. Предполагается, что они были частью генетического материала клеточных организмов, но потом отделились и стали паразитировать на других организмах. Вирусы не могут размножаться сами по себе без помощи клетки «хозяйского» организма. Также вирусы не могут питаться самостоятельно, ведь у них отсутствует метаболизм.
Прокариоты – бактерии обладают собственным метаболизмом и также самостоятельно делятся. «Хозяин» нужен им только как среда питания, жизнедеятельности и размножения. Хотя есть бактерии, которые не являются паразитами. Они способствуют разложению органических веществ, что помогает формировать плодородную почву для роста растений.
Геном вирусов представлен короткой молекулой нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Если частица вируса не имеет другой оболочки, кроме капсида, то это простой вирус. Если же снаружи имеется другая оболочка (суперкапсид), то вирусы являются сложными.
Таким образом, между бактериями, вирусами и растительными клетками существует действительно много отличий не только в клеточном строении, но и в жизнедеятельности и функциях.
Вопрос-ответ
Чем бактерия отличается от растительной клетки?
Некоторые отличия строения растительных и бактериальных клеток: растительная клетка — эукариотическая, имеет хорошо оформленное ядро. Бактериальная — прокариотическая, не имеет ядра, а его функцию выполняет нуклеоид — циркулярно замкнутая и сильно скрученная молекула ДНК.
В чём принципиальное отличие строения клетки бактерии от строения клеток растений, животных и грибов?
Бактерии отличаются от всех клеточных организмов тем, что в их клетках нет оформленного ядра: ядерное вещество (хромосома) располагается в цитоплазме и не отделено от неё оболочкой.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные характеристики клеточного строения бактерий, такие как наличие клеточной стенки, цитоплазмы и рибосом. Это поможет вам лучше понять, как они отличаются от вирусов, которые не имеют клеточной структуры.
Читайте также:
СОВЕТ №2
Обратите внимание на функции, которые выполняют бактерии в экосистеме, такие как разложение органических веществ и участие в азотном цикле. Это поможет вам осознать их важность для окружающей среды и жизни на Земле.
СОВЕТ №3
Сравните бактерии с растениями, изучив их способы получения энергии. Например, растения используют фотосинтез, в то время как многие бактерии могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами. Это даст вам более полное представление о разнообразии жизни.
СОВЕТ №4
Не забывайте о роли бактерий в медицине и биотехнологии. Изучите, как они используются для производства антибиотиков, вакцин и других лекарств, что подчеркивает их значимость для здоровья человека.
