Бактерии чем питаются

Как и чем питаются бактерии-сапрофиты, паразиты, грибы, живущие на земле

Бактерии чем питаются

Бактерии, как и все организмы, живущие на Земле, должны получать питательные вещества для своего роста, развития и размножения. Некоторые виды никакой органики не употребляют, а энергию получают путем сложных процессов окисления неорганических веществ.

Их называют хемотрофы, а для гетеротрофных организмов (животные, грибы и большая часть простейших) поддержание жизнедеятельности возможно только за счет готовых органических соединений.

В зависимости от того, как и чем питаются гетеротрофные бактерии, их можно поделить на четыре группы.

Классификация прокариотов по способу питания

Бактерии, которые питаются органическими веществами, то есть гетеротрофы, имеют несколько четко разделимых линий поведения и вкусовых предпочтений. Так, выделяются:

  • хищники;
  • сапрофиты (встречается также название сапротрофы);
  • симбионты;
  • и паразиты.

Хищников среди бактерий немного, но, как и положено представителям данного вида, они убивают свою жертву, а затем съедают ее. Именно такого поведения придерживается бделловибрион бактериовирус, обитающий в водной среде.

Симбионты питаются питательными веществами других организмов, только взамен обеспечивают им, например, соли и воду. Одними из самых известных симбиотических простейших являются клубеньковые бактерии.

Сапрофиты забирают нужные им вещества у отмерших организмов. К числу падальщиков относят гнилостные бактерии, плесневые грибы.

Паразиты – это низшие животные или растительные организмы, питающиеся за счет своего хозяина. По сути, они поедают своих, пока еще живых жертв.

Болезнетворные бактерии, вирусы и грибы могут селиться как внутри, так и снаружи организмов.

Паразиты живут и питаются не только на теле человека или животных, есть виды, которые пользуются готовыми питательными веществами растений, бактерий и других простейших микроорганизмов.

К вопросу о питании

Вопрос со способами добычи средств к существованию понятен, но как именно питаются бактерии? Главной особенностью бактериальной клетки при рассмотрении процесса потребления питательных веществ можно назвать то, что субстраты попадают внутрь через всю ее поверхность. Процессы метаболизма проходят с высокой скоростью, и так же быстро микроорганизм отреагирует на изменения в окружающей среде.

Бактерии-сапрофиты (а таковых в природе большинство) питаются мертвыми и уже начавшими разлагаться органическими материалами. Чтобы переварить пищу, они выделяют ферменты и потом поглощают результат такого внеклеточного способа переваривания. Похожим образом поступают дрожжи и грибы, которым разветвленная сеть мицелия обеспечивает возможность забирать питательные вещества с большой площади.

Несмотря на то что процесс усваивания пищи у сапротрофов проходит по одинаковому сценарию, требования к субстрату у них различаются. Одни выбирают среди отмерших организмов:

  • среду с достаточно сложным содержанием элементов (остатки растений, трупы животных, молоко);
  • субстраты с резко ограниченными готовыми соединениями (то есть только с теми, которые они сами не смогут воспроизвести);
  • материю с единственным источником углерода (сахар, кислота, спирт или другое соединение).

Пеницилл, аспергилл и мукор – ярчайшие представители сапрофитов

Грибы на Земле появились одними из первых организмов. Такой представитель, как мукор, встречается в верхних почвенных слоях, но на продуктах тоже питается органическими соединениями.

У животных и человека небольшое его количество может вызвать заболевания, но высокая ферментативная активность у некоторых мукоровых грибов делает их нужными для производства антибиотиков или закваски.

Последняя более известна как китайские дрожжи.

https://www.youtube.com/watch?v=ZnlAYnECs00

Аспергиллы – плесневые грибы, образующие пушистые колонии, изначально имеющие белый цвет. Оттенок позднее может меняться. Питаются они на различных субстратах, ареал их обитания простирается в нескольких климатических поясах. Эти грибы опасны для крахмалосодержащих продуктов питания. Иногда они произрастают внутри деревьев и растений.

Пеницилл, как и вышеописанные грибы, появляется на еде и делает ее непригодной для употребления. Но он известен гораздо больше своих собратьев благодаря тому, что его полезные свойства перекрывают все возможные негативные последствия. Первый антибиотик так и называется – «Пенициллин».

Но все-таки грибы – это, прежде всего, санитары леса. Опавшая листва, ветки, поваленные стволы, пух и перья птиц так и скапливались бы слоями, приводя к загрязнению экосистемы.

Бактерии-«падальщики» и их значение для природы

Разнообразные способы, которыми питаются бактерии, являются одной из причин того, что они получили столь широкое распространение на нашей планете.

Сапрофиты, удовлетворяя собственные потребности, принимают активное участие в круговороте веществ.

Некоторые соединения, образовавшиеся в процессе их питания, ими не усваиваются, а поступают в окружающую среду, остаются в земле, где активно потребляются растениями.

Так как любой организм рано или поздно погибнет, сапрофиты никогда не останутся без поля для деятельности.

Они одновременно и дворники, и повара: когда питаются, то разлагают органические ткани на составные элементы, которые потребляют другие организмы.

Еще в их обязанности входит участие в минерализации и круговороте химических элементов в земле, да и процессы брожения (в том числе и молочнокислого) проходят с обязательным участием сапрофитов.

Грибы-сапрофиты питаются на различных субстратах, но поселившись на продуктах, которые употребляет человек, не всегда дают положительный результат.

Чайный или индийский морской гриб используют для приготовления вкусных и полезных настоев, а грибковое брожение требуется при производстве алкоголя.

Но забродившие соки и варенья, плесень на хлебобулочных изделиях, гниль на яблоках – это результат присутствия все тех же сапрофитов.

Гнилостные бактерии могут вызывать порчу продуктов, даже прошедших заморозку или засолку продуктов питания. Но в некоторых процессах человек применяет препараты с содержанием ферментов, полученных из культур таких бактерий (химчистка одежды, выделка шкур, кожевенное производство).

Убивать, чтобы жить

Бактерии-паразиты – это в подавляющем большинстве болезнетворные микроорганизмы. Тела или клетки живых существ являются естественной средой их обитания, где они питаются, растут и размножаются. А в результате пораженные ими ткани или органы получают серьезные повреждения.

Болезнетворные бактерии не просто питаются в теле хозяина, их токсичные выделения разносятся кровью по всему организму, вызывая серьезнейшие осложнения. Паразиты-прокариоты становятся возбудителями опасных заболеваний.

  • холера;
  • чума;
  • ботулизм;
  • дизентерия;
  • сальмонеллез;
  • пневмонии в различных формах;
  • туберкулез, и этот список можно продолжать еще очень долго.

Болезнетворные простейшие очень хорошо приспосабливаются к жизни в организме, да и способы проникнуть внутрь у них достаточно разнообразны. Продукты питания, вода, личные контакты с зараженным человеком, предметы быта и воздушно-капельный путь передачи используются возбудителями болезней в полной мере.

Способы борьбы с бактериями тоже имеют разностороннюю направленность, но сражаясь за собственную жизнь, простейшие становятся с каждым разом все изобретательнее, вырабатывая иммунитет к лекарствам. Пока в битве «болезнетворные микробы VS человек» наблюдается ничья.

Несмотря на то что с некоторыми сапрофитами человеку лучше было бы не встречаться, знание о том, чем они питаются, помогает изобретать новое оружие против них. Либо в силах ученых создавать идеальные условия для культивирования тех видов, которые нам необходимы.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/vital-functions/kak-i-chem-pitayutsya-bakterii.html

Бактерии

Бактерии чем питаются

Люди – редкое исключение в мире бактерий.

Бактерии (греч. bakterion – палочка) – простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам. В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.

Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность связана с их быстрым размножением – при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).

Строение бактерий

Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот, доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили – поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.

Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus – ядро + греч. eidos вид) – одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.

Долгое время выделяли “особый органоид” бактерий – мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.

Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).

При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку – спору. При образовании споры клетка частично теряет воду,уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!

В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.

Энергетический обмен бактерий

Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.

К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные бактерии составляют микрофлору нашего кишечника – бескислородную среду обитания.

Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.

Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.

Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 🙂

Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений – сапротрофы (редуценты), либо же они питаются органами и тканями животных и растений – паразиты.

Биотехнология

Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии – генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).

В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон – инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.

Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.

Классификация бактерий по форме

При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.

По форме бактериальные клетки подразделяются на:

  • Стафилококки – их скопления похожи на виноградные грозди
  • Диплококки – округлой формы, расположенные попарно
  • Стрептококки – объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
  • Палочки
  • Вибрионы – изогнутые в виде запятой
  • Спириллы – спирально извитые палочки
  • Спирохеты – сильно извитые (до 10-15 витков) палочки

Размножение бактерий

Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза – наличие ядра. Бактерии делятся бинарным делением клетки.

В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.

При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии – видимые невооруженным глазом скопления клеток, образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.

Бактериальные инфекции

Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.

От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.

К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.

Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание. Кварцевание – процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для микроорганизмов.

При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует одевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.

Источник: https://studarium.ru/article/140

Как бактерии питаются? Строение и жизнедеятельность бактерий

Бактерии чем питаются

Бактерии – это простейшие микроорганизмы. Наиболее часто они имеют всего лишь одну клетку. В природе встречаются как полезные, так и вредные для человека и окружающего мира микроорганизмы. Так или иначе, всех их объединяет примитивное строение и небольшой размер. Прочитав статью, вы можете выяснить, как бактерии питаются, размножаются и дышат.

Общая информация о бактериях

Бактерии – надцарство прокариотных микроорганизмов. Сегодня известно свыше пяти тысяч его представителей. Ученые утверждают, что на самом деле микроскопических существ гораздо больше. Бактериология – раздел науки, который изучает простейшие микроорганизмы.

Их размер в среднем составляет 0,5-5 мкм. Все они делятся на две подгруппы – одноклеточные и многоклеточные. Первые осуществляют абсолютно все процессы, которые присущи живому организму. Стоит отметить, что большинство бактерий подвижны.

Термин “бактерия” как самостоятельная единица возник в конце 70-х годов прошлого века. Ранее он являлся синонимом прокариотов. В результате исследований в 1977 году было установлено, что они разделяются на две подгруппы. К одной из них и применяется понятие “бактерия”.

Для воспроизведения процесса дыхания многим микроорганизмам, так же как и людям, необходим кислород. Такие представители называются аэробами. Однако есть и те бактерии простейшие, которые не нуждаются в воздухе. Кислород для таких микроскопических существ – это своеобразный яд. Их научное название – анаэробы.

Они проживают в верхних, а также рыхлых слоях грунта, в пищевых продуктах и воде. Совершают свою жизнедеятельность на большой глубине в почве, водоемах, а также непосредственно в иле. Стоит отметить, что дыхание бактерий аэробных невозможно там, где обитают анаэробы.

Не секрет, что жизнедеятельность микроорганизмов может стать причиной брожения. Дыхание бактерий является своеобразным провокатором данного процесса. Самый яркий пример – это дрожжи. Как результат их брожения образуется углекислый газ и вода.

Питание простейших микроорганизмов. Паразитизм

Как бактерии питаются и что такое паразитизм? Данные вопросы нередко интересуют не только биологов, но и просто любознательных людей. Ответы на них вы можете найти в нашей статье.

Микроорганизмы, которые питаются органическими веществами, делятся на две группы – сапротрофы и паразиты. Первые употребляют гнилые остатки пищи, а вторые живут за счет других животных.

Сегодня паразитизм – это достаточно распространенное явление. Он встречается как у самих микроорганизмов, так и у людей, а также у животных.

Нередко именно паразитизм может стать причиной серьезного заболевания.

Известно, что у микроорганизмов существует два способа питания. Гетеротрофные организмы – это микроскопические существа, которые используют для своего развития готовые органические вещества.

Ко второй группе относятся автотрофы – микроорганизмы, которые сами обеспечивают себя питанием. Это цианобактерии, железобактерии, а также серобактерии. Первые играют важную роль в процессе фотосинтеза.

Именно цианобактерии создают из неорганических веществ органические.

Гетеротрофные организмы можно разделить на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты. Как правило, паразитические бактерии осуществляют свою жизнедеятельность в теле животных, птиц, рыб или людей. Они могут также проживать на поверхности кожных покровов.

Бактерии нередко могут паразитировать и на растениях. Стоит отметить, что гетеротрофные бактерии не могут осуществлять свою жизнедеятельность на здоровом представителе флоры. Это может произойти только в том случае, если на его поверхности есть свежие раны.

Нередко зараженными становятся семена и луковицы. В таком случае инфекция передается вегетативным способом. Причиной бактериального заболевания может стать дождь или искусственный полив. Наиболее часто инфекцию распространяют насекомые, клещи и птицы.

В организме человека паразитизм может стать причиной туберкулеза, гриппа, диареи, холеры и чумы.

Сапрофиты и симбионты

Сапрофиты – это бактерии, питающиеся мертвыми органическими веществами. Они извлекают питательные микроэлементы из неживого материала, а затем оставляют там свои ферменты. Они усваивают растворенные вещества.

Симбионты – это бактерии, которые не только проживают совместно с другими организмами, но и приносят им неоценимую пользу. Например, такие микроскопические существа живут в клубнях бобовых.

Они усваивают азот, который является удобрением для растения. В организме человека и животного также присутствуют симбионты.

Они позволяют максимально качественно переработать полученную пищу, а также выделяют неоценимо важные для здоровья витамины.

Полезные свойства бактерий

Удивительно, но общий вес микроорганизмов, которые заполняют наш организм, составляет около двух килограммов. Полезные бактерии, которые населяют тело того или иного живого существа, называются микробиотой. В каждом организме их больше миллиона. Микробиота отвечает за крепкое здоровье. Полезные бактерии защищают организм от болезнетворных микроорганизмов.

Самая главная зона распределения микробиоты – это кишечник. Полезные бактерии создают там кислую среду, которую не переносят болезнетворные организмы.

Естественная защита

В свойства бактерий, которые находятся в дыхательных путях человека и на поверхности его кожи, входит защита своей среды обитания. Наиболее опасными болезнетворными микроорганизмами, которые атакуют данные зоны, являются стрептококк, стафилококк и микрококк.

За последние несколько веков естественная защита кожи человека претерпела много значительных изменений. Это связано с тем, что общество перешло от тесной взаимосвязи с природой к постоянному контакту с химическими веществами. Ученые доказали, что набор микробиоты, который находится на поверхности кожи сегодня, существенно отличается от того, который существовал ранее.

Восстановление микромира

Известно, что микробиота того или иного организма достаточно быстро обновляется. Питание бактерий напрямую зависит от рациона их носителя.

Наиболее опасны для микроорганизмов продукты, которые содержат антибиотики, консерванты и искусственные красители. Эти вещества уничтожают естественный микромир человека.

С этим в дальнейшем могут быть связаны самые разнообразные проблемы со здоровьем.

Достаточно важно понимать, что микромир требует тщательного внимания. Настоятельно рекомендуем периодически восстанавливать микробиоту для предотвращения целого ряда заболеваний. Для этого необходимо использовать курс пробиотиков. Для поддержания собственного микромира потребуется употреблять больше овощей, делать разгрузочные дни и завтракать натуральной кашей.

Многих интересует вопрос о том, как питаются бактерии, которые находятся в нашем организме. Мы выяснили, что полезные микроорганизмы употребляют то же самое, что и их носитель. Именно по этой причине для поддержания крепкого иммунитета в первую очередь необходимо пересмотреть свой рацион.

Ферменты для улучшения общего состояния

Пожалуй, каждый из нас знаком с ситуацией, когда после переедания заметно ухудшается общее состояние здоровья. В таком случае незаменимыми окажутся ферменты бактерий. Где их можно найти и как именно они действуют на организм человека?

Многие отмечают, что после праздничных излишеств они чувствуют себя плохо на протяжении нескольких дней. Они жалуются на дисбактериоз, слабость и отсутствие аппетита. Все эти симптомы свидетельствуют о том, что вредоносные бактерии пытаются вытеснить здоровых.

Чтобы справиться с таким процессом и восстановить хорошее самочувствие, необходимо включить в рацион продукты, которые имеют в своем составе ферменты бактерий. К ним относится творог, твердый сыр, кефир, мацони, ряженка и другое кисломолочное продовольствие. Специалисты также рекомендуют принимать препараты, которые содержат пробиотики.

Перед тем как начать лечение, настоятельно рекомендуем проконсультироваться со своим лечащим врачом.

Строение и жизнедеятельность бактерий вызывает интерес у биологов со всего мира. Они считают, что микроорганизмы не так примитивны, как кажется. Это подтверждает и открытие, сделанное группой китайских биохимиков и микробиологов. Два года назад они обнаружили бактерии, которые питаются пластиком. По мнению ученых, это позволит спасти планету от экологической катастрофы.

Открытие было сделано совершенно случайно. Руководитель группы отмечает, что у него дома всегда царит легкий беспорядок. Однажды он заметил, что в полиэтиленовом пакете с остатками крупы присутствует огромное количество мелких личинок, которые поедают одноразовую упаковку. Этот случай натолкнул исследователя на мысль, что это может помочь спасти планету от глобального загрязнения.

Проведя целый ряд экспериментов, руководитель группы узнал, что личинки не только едят пластик и полиэтилен, но и переваривают его. Выяснилось, что это происходит благодаря тому, что в кишечнике гусеницы находится целый ряд бактерий.

Именно они и переваривают токсические вещества. Группа ученых расположила подопытных личинок на поверхности полиэтилена. Удивительно, но уже через месяц они рассматривали пакет под микроскопом.

Питание бактерий позволяет не отправлять пластик на переработку, а уничтожать его в кратчайшие сроки.

Среда обитания вредоносных бактерий

Существуют как полезные, так и паразитические бактерии. Вторые могут стать причиной целого ряда проблем со здоровьем. Чтобы максимально оградить свой организм от вредоносных бактерий, необходимо знать, где именно они обитают.

  • Самый грязный предмет в доме, на котором любят находиться опасные бактерии, – это губка для посуды. Уже спустя неделю использования ее в срочном порядке необходимо заменить. Влажная губка, на которой остались частички пищи, – это благоприятная среда для развития паразитических микроорганизмов.
  • Еще один предмет, который так любят микроскопические существа, – это зубная щетка. Редкая замена такого аксессуара может привести к развитию разнообразных инфекционных заболеваний, таких как ОРВИ.
  • Мало кто задумывается, но пульт от телевизора – это предмет, на котором проживает огромное количество опасных для жизни человека бактерий. Чтобы защитить себя от их воздействия, необходимо как минимум раз в неделю обрабатывать предмет дезинфицирующим средством. В случае если в семье кто-то переносит инфекционное заболевание, делать это необходимо ежедневно.

Чтобы уберечь себя от целого ряда вредоносных бактерий, необходимо как можно чаще мыть руки. Для большего эффекта всегда используйте дезинфектор.

Размножение микроорганизмов

Для тех, кто желает узнать больше о простых микроорганизмах, важно не только то, как бактерии питаются, но и то, как они размножаются. Данная информация интересует многих начинающих микробиологов.

Большая часть бактерий размножается путем деления клетки на две части. В случае если микроорганизм имеет овальную форму, то он может разделится только поперек. Существуют также виды, которые размножаются почкованием.

Половой процесс встречается крайне редко и, как правило, только у кишечной палочки.

Процесс размножения у бактерий происходит достаточно быстро. Тем не менее деление может проходить только при определенных обстоятельствах.

При неблагоприятных условиях, некоторые подвиды бактерий могут образовывать споры. Удивительно, но с одной клетки может появиться несколько миллиардов особей.

Большая часть молодого потомства погибает в результате воздействия неблагоприятных условий окружающей среды.

Подводим итоги

Бактерии – это простейшие организмы, которые окружают нас повсюду. Они могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

Многие микробиологи считают, что бактерии не так просты, как кажется. Уже сегодня известны микроорганизмы, которые могут помочь справиться с экологической катастрофой во всем мире.

В нашей статье вы можете выяснить не только как бактерии питаются, но и узнать, как они размножаются и дышат.

Источник: https://FB.ru/article/255006/kak-bakterii-pitayutsya-stroenie-i-jiznedeyatelnost-bakteriy

Строение бактериальной клетки

У клеток многих бактерий имеется слизистая капсула. Она выполняет защитную функцию. В частности, защищает клетку от высыхания.

Как и у клеток растений, у бактериальных клеток есть клеточная стенка. Однако, в отличие от растений, ее строение и химический состав несколько иной. Клеточная стенка состоит из слоев сложного углевода. Ее строение таково, что позволяет проникать различным веществам внутрь клетки.

Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана.

Бактерии относятся к прокариотам, так как в их клетках нет оформленного ядра. Они не имеют и хромосом, характерных для клеток эукариот. В состав хромосомы входит не только ДНК, но и белок.

У бактерий же их хромосома состоит только из ДНК и представляет собой кольцевую молекулу. Такой генетический аппарат бактерий называется нуклеоид.

Нуклеоид находится прямо в цитоплазме, обычно в центре клетки.

У бактерий нет настоящих митохондрий и ряда других клеточных органелл (комплекса Гольджи, эндоплазматической сети). Их функции выполняют впячивания клеточной цитоплазматической мембраны. Такие впячивания называются мезосомами.

В цитоплазме есть рибосомы, а также различные органические включения: белки, углеводы (гликоген), жиры. Также клетки бактерий могут содержать различные пигменты. В зависимости от наличия тех или иных пигментов или их отсутствия, бактерии могут быть бесцветными, зелеными, пурпурными.

Бактерии возникли на заре формирования жизни на Земле. Именно они «открыли» различные способы питания. Лишь потом, с усложнением организмов, четко выделились два крупных царства: Растения и Животные. Они отличаются между собой в первую очередь по способу питания. Растения являются автотрофами, а животные — гетеротрофами. У бактерий же встречаются оба типа питания.

Питание — это способ получения клеткой или организмом необходимых органических веществ. Их можно получить из вне или синтезировать самостоятельно из неорганических веществ.

Автотрофные бактерии

Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. Процесс синтеза требует энергии. В зависимости от того, откуда автотрофные бактерии получают эту энергию их делят на фотосинтезирующие и хемосинтезирующие.

Фотосинтезирующие бактерии используют энергию Солнца, улавливая его излучение. В этом они сходны с растениями. Однако, если у растений в процессе фотосинтеза выделяется кислород, то у большинства фотосинтезирующих бактерий он не выделяется.

То есть бактериальный фотосинтез анаэробен. Также зеленый пигмент бактерий отличается от аналогичного пигмента растений и называется бактериохлорофиллом. У бактерий нет хлоропластов. В основном фотосинтезирующие бактерии обитают в водоемах (пресных и соленых).

Хемосинтезирующие бактерии для синтеза органических веществ из неорганических используют энергию различных химических реакций. Энергия выделяется не во всех реакциях, а только в экзотермических.

Некоторые такие реакции протекают в бактериальных клетках. Так в нитрифицирующих бактериях протекает реакция окисления аммиака в нитриты и нитраты. Железобактерии окисляют закисное железо в окисное.

Водородные бактерии окисляют молекулы водорода.

Гетеротрофные бактерии

Гетеротрофные бактерии не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Поэтому вынуждены получать их из окружающей среды.

Бактерии, питающиеся органическими остатками других организмов (в том числе мертвыми телами), называются бактериями-сапрофитами. По-другому их называют бактериями гниения.

Таких бактерий много в почве, где они разлагают перегной до неорганических веществ, которые впоследствии используются растениями. Молочнокислые бактерии питаются сахарами, превращая их в молочную кислоту.

Маслянокислые бактерии разлагают органические кислоты, углеводы, спирты до масляной кислоты.

Клубеньковые бактерии живут в корнях растений и питаются за счет органических веществ живого растения. Однако они связывают азот из воздуха и обеспечивают им растение. То есть в данном случае имеет место симбиоз. Другие гетеротрофные бактерии-симбионты обитают в пищеварительном аппарате животных, помогая переваривать пищу.

Существует много бактерий-паразитов. Такие бактерии живут в других живых организмах, питаются за их счет и наносят вред организму-хозяину.

Дыхание бактерий

В процессе дыхания происходит разрушение органических веществ с высвобождением энергии. Эта энергия в последствии тратится на различные процессы жизнедеятельности (например, на движение).

Эффективным способом получения энергии является кислородное дыхание. Однако некоторые бактерии могут получать энергию без кислорода. Таким образом, существуют аэробные и анаэробные бактерии.

Аэробным бактериям необходим кислород, поэтому они обитают в местах, где он есть. Кислород участвует в реакции окисления органических веществ до углекислого газа и воды. В процессе такого дыхания бактерии получают относительно большое количество энергии. Такой способ дыхания характерен для подавляющего числа организмов.

Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде для дыхания, поэтому могут обитать в бескислородной среде. Энергию они получают за счет реакции брожения. Данный способ окисления малоэффективен.

Споры бактерий

Подавляющее большинство бактерий в неблагоприятных условиях образуют споры. Споры бактерий — это в основном способ переживания неблагоприятных условий и способ расселения, а не способ размножения.

При образовании споры цитоплазма бактериальной клетки сжимается, а сама клетка покрывается плотной толстой защитной оболочкой.

Споры бактерий сохраняют жизнеспособность в течении длительного времени и способны переживать очень неблагоприятные условия (крайне высокие и низкие температуры, высыхание).

Когда спора попадает в благоприятные условия, то происходит ее набухание. После этого защитная оболочка сбрасывается, и появляется обычная бактериальная клетка. Бывает, что при этом происходит деление клетки, и образуется несколько бактерий. То есть спорообразование сочетается с размножением.

Значение бактерий

Огромна роль бактерий в круговороте веществ в природе. В первую очередь это относится к бактериям гниения (сапрофитам). Их называют санитарами природы. Разлагая остатки растений и животных, бактерии превращают сложные органические вещества в простые неорганические (углекислый газ, воду, аммиак, сероводород).

Бактерии повышают плодородие почвы, обогащая ее азотом. В нитрифицирующих бактериях протекают реакции, в процессе которых из аммиака образуются нитриты, а из нитритов — нитраты. Клубеньковые бактерии способны усваивать атмосферный азот, синтезируя азотистые соединения.

Они живут в корнях растений, образуя клубеньки. Благодаря этим бактериям, растения получают необходимые им азотистые соединения. В основном в симбиоз с клубеньковыми бактериями вступают бобовые растения. После их отмирания почва обогащается азотом.

Это нередко используется в сельском хозяйстве.

В желудке жвачных животных бактерии разлагают целлюлозу, что способствует более эффективному пищеварению.

Велика положительная роль бактерий в пищевой промышленности. Многие виды бактерий используются для получения молочнокислых продуктов, сливочного масла и сыра, квашения овощей, а также в виноделии.

В химической промышленности бактерии используются при получении спиртов, ацетона, уксусной кислоты.

В медицине с помощью бактерий получают ряд антибиотиков, ферментов, гормонов и витаминов.

Однако бактерии могут приносить и вред. Они не просто портят продукты питания, но своими выделениями делают их ядовитыми.

Существуют бактерии-паразиты. Бактериальными болезнями являются тиф, чума, ангина, туберкулез, столбняк и многие другие. Люди заражают друг друга не только при контакте, но и через воду, окружающие предметы. Споры болезнетворных бактерий могут долго сохранять жизнеспособность, переживать весьма неблагоприятные условия.

Поэтому проводятся различные мероприятия, направленные на уничтожение болезнетворных бактерий и их спор: химическая и ультрафиолетовая обработка помещений, проветривание, пастеризация, кипячение, стерилизация. От многих бактериальных болезней уже изобретены предохранительные прививки.

Однако главной защитой является личная гигиена.

plustilino © 2019. All Rights Reserved

Источник: https://biology.su/bacteria

Питание бактерий

Бактерии чем питаются

Особенности питания бактериальной клетки состоят в поступлении питательных субстратов внутрь через всю ее поверхность, а также в высокой скорости процессов метаболизма и адаптации к меняющимся условиям окружающей среды.

Типы питания. Широкому распространению бактерий способствует разнообразие типов питания. Микроорганизмы нуждаются в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы (от греч.

autos – сам, trophe – пища), использующие для построения своих клеток диоксид углерода СО2 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы (от греч. heteros – другой, trophe – пища), питающиеся за счет готовых органических соединений.

Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобактерии, живущие в воде с закисным железом, и др.

Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или животных, относят к патогенным и условно-патогенным.

Среди патогенных микроорганизмов встречаются облигатные и факультативные паразиты (от греч. parasites – нахлебник).

Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos – камень), а микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, – органотрофами.

Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые водоросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуждающиеся в химических источниках энергии.

Факторы роста. Микроорганизмам для роста на питательных средах необходимы определенные дополнительные компоненты, которые получили название факторов роста.

Факторы роста – необходимые для микроорганизмов соединения, которые они сами синтезировать не могут, поэтому их необходимо добавлят в питательные среды.

Среди факторов роста различают: аминокислоты, необходимые для построения белков; пурины и пиримидины, которые требуются для образования нуклеиновых кис лот; витамины, входящие в состав некоторых ферментов.

Для обозначения отношения микроорганизмов к факторам роста используют термины «ауксотрофы» и «прототрофы». Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста, прототрофы могут сами синтезировать необходимые для роста соединения. Они способны синтезировать компоненты из глюкозы и солей аммония.

Механизмы питания. Поступление различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая макромолекулы массой более 600 Д.

Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана. Условно можно выделить четыре механизма проникновения питательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп.

Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку – простая диффузия, при которой перемещение веществ происходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны.

Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молекулы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.

Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны.

Однако этот процесс осуществляется с помощью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматической мембране и обладающих специфичностью.

Каждый переносчик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембраны – собственно переносчику.

Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых – цитоплазматическая мембрана. Облегченная диффузия протекает без затраты энергии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.

Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сторону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный процесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно-восстановительных реакций в клетке.

Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видоизменяется в процессе переноса, например фосфорилируется. Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем-ферменты бактерий.

Ферменты распознают соответствующие им метаболиты (субстраты), вступают с ними во взаимодействие и ускоряют химические реакции. Ферменты являются белками, участвуют в процессах анаболизма (синтеза) и катаболизма (распада), т.е. метаболизма. Многие ферменты взаимосвязаны со структурами микробной клетки.

Например, в цитоплазматической мембране имеются окислительно-восстановительные ферменты, участвующие в дыхании и делении клетки; ферменты, обеспечивающие питание клетки, и др. Окислительно-восстановительные ферменты цитоплазматической мембраны и ее производных обеспечивают энергией интенсивные процессы биосинтеза различных структур, в том числе клеточной стенки.

Ферменты, связанные с делением и аутолизом клетки, обнаруживаются в клеточной стенке. Так называемые эндоферменты катализируют метаболизм, проходящий внутри клетки.

Экзоферменты выделяются клеткой в окружающую среду, расщепляя макромолекулы питательных субстратов до простых соединений, усваиваемых клеткой в качестве источников энергии, углерода и др. Некоторые экзоферменты (пенициллиназа и др.) инактивируют антибиотики, выполняя защитную функцию.

Различают конститутивные и индуцибельные ферменты. К конститутивным ферментам относят ферменты, которые синтезируются клеткой непрерывно, вне зависимости от наличия субстратов в питательной среде.

Индуцибельные (адаптивные) ферменты синтезируются бактериальной клеткой только при наличии в среде субстрата данного фермента.

Например, р-галактозидаза кишечной палочкой на среде с глюкозой практически не образуется, но её синтез резко увеличивается при выращивании на среде с лактозой или другим р-галактозидозом.

Некоторые ферменты (так называемые ферменты агрессии) разрушают ткань и клетки, обусловливая широкое распространение в инфицированной ткани микроорганизмов и их токсинов.

К таким ферментам относят гиалуронидазу, коллаге-назу, дезоксирибонуклеазу, нейраминидазу, лецитовителлазу и др.

Так, гиалуронидаза стрептококков, расщепляя гиалуроновую кислоту соединительной ткани, способствует распространению стрептококков и их токсинов.

Известно более 2000 ферментов. Они объединены в шесть классов: оксидоредуктазы – окислительно-восстановительные ферменты (к ним относят дегидрогеназы, оксидазы и др.); трансферазы, переносящие отдельные радикалы и атомы от одних соединений к другим; гидролазы, ускоряющие реакции гидролиза, т.е.

расщепления веществ на более простые с присоединением молекул воды (эстеразы, фосфатазы, глкжозидазы и др.); лиазы, отщепляющие от субстратов химические группы негидролитическим путем (карбоксилазы и др.); изомеразы, превращающие органические соединения в их изомеры (фосфогексои-зомераза и др.

); лигазы, или синтетазы, ускоряющие синтез сложных соединений из более простых (аспарагинсинтетаза, глю-таминсинтетаза и др.).

Различия в ферментном составе используются для идентификации микроорганизмов, так как они определяют их различные биохимические свойства: сахаролитические (расщепление сахаров), протеолитические (разложение белков) и другие, выявляемые по конечным продуктам расщепления (образование щелочей, кислот, сероводорода, аммиака и др.).

Ферменты микроорганизмов используют в генетической инженерии (рестриктазы, лигазы и др.) для получения биологически активных соединений, уксусной, молочной, лимонной и других кислот, молочнокислых продуктов, в виноделии и других отраслях. Ферменты применяют в качестве биодобавок в стиральные порошки («Ока» и др.) для уничтожения загрязнений белковой природы.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/10_129795_pitanie-bakteriy.html

Твой Доктор
Добавить комментарий