Каковы особенности строения бактериальной клетки

Характеристика периплазматического пространства

Между бактериальной стенкой и мембраной цитоплазмы находится периплазматическое пространство, которое состоит из ферментов. Этот компонент является обязательной структурой, он составляет 10-12% сухой массы бактерии. Если мембрана по какой-то причине разрушается, клетка гибнет. Генетическая информация располагается непосредственно в цитоплазме, не отделяется от неё ядерной оболочкой.

Независимо от того, является микроб грамположительным или грамотрицательным, это осмотический барьер микроорганизма, транспортер органических и неорганических молекул вглубь клетки. Доказана и определенная роль периплазмы в росте микроорганизма.

Врачи отмечают, что бактериальная клетка имеет уникальные особенности, отличающие её от клеток высших организмов. Основной структурной единицей является клеточная стенка, которая придаёт клетке форму и защищает её от внешних воздействий. В отличие от растительных клеток, стенка бактерий может состоять из пептидогликана, что делает её более устойчивой к антибиотикам. Внутри клетки находится цитоплазма, где расположены рибосомы и ДНК, которая представлена в виде кольцевой молекулы. Врачи подчеркивают, что отсутствие мембранных органелл делает бактерии более простыми, но в то же время позволяет им быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды. Эти особенности играют ключевую роль в понимании патогенеза инфекционных заболеваний и разработке новых методов лечения.

https://youtube.com/watch?v=KKK-ueKi_M0

Использование человеком особенностей строения бактерий

Первыми микроорганизмами, которые были использованы человеком для своих нужд, были молочнокислые и бактерии спиртового брожения. Именно они готовили для нас и готовят до сих пор сыр, хлеб и вино. Причем пользоваться продуктом их работы люди начали задолго до открытия бактерий и начала изучения строения и состава продуктов их жизнедеятельности.

В настоящее время биологические методы очистки сточных и фекальных вод стали доступны не только муниципальным предприятиям, но и частным домовладельцам. Спящие культуры входят в состав современных препаратов для выгребных ям и локальных канализаций. Фермерские хозяйства часто используют кислотоустойчивые штаммы бактерий для скоростной переработки компоста и животноводческих отходов на удобрения и для многих других целей.

Также многие генетически модифицированные бактерии участвуют в процессах производства лекарственных препаратов, синтеза новых видов полимеров и других материалов с уникальными химическими свойствами и сложным строением.

Функции клеточной стенки

Основные функции клеточной стенки заключаются в том, чтобы сформировать каркас для клетки и предотвратить ее расширение. Целлюлозное волокно, структурные белки и другие полисахариды придают клеткам форму и обеспечивают поддержку. К дополнительным функциям клеточной стенки относятся:

• Поддержка — обеспечение механической прочности и структуры, а также контроль направления роста клеток.
• Выдерживает тургорное давление — сила воздействия содержимого клетки (протопласта) на ее стенки. Это давление помогает растению оставаться жестким и прямостоящим, но может также вызвать разрушение клетки.
• Регулировка роста — посылает сигналы клеткам для входа в клеточный цикл, чтобы делится и расти.
• Регулировка диффузии — пористая структура клеточной стенки позволяет некоторым необходимым веществам, включая белки, попадать внутрь клетки, препятствуя проникновению других.
• Связь — клетки взаимодействуют между собой через плазмодесмы (поры или каналы между стенками растительных клеток, которые позволяют молекулам и сигналам связи проходить между отдельными клетками растения).
• Защита — осуществляет защиту клеток от вирусов и остальных опасных веществ или микроорганизмов, а также помогает предотвратить потерю воды.
• Хранение — хранит углеводы, которые используются для роста растений, особенно в семенах.

Бактериальная клетка — это удивительный микроскопический организм, обладающий уникальными особенностями. Многие исследователи отмечают, что основным элементом её строения является клеточная стенка, которая обеспечивает защиту и форму. В отличие от клеток растений и животных, у бактерий стенка состоит из пептидогликана, что делает её прочной и устойчивой к внешним воздействиям.

Внутри клетки находится цитоплазма, где расположены рибосомы, отвечающие за синтез белков. Генетический материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК, что отличает бактерии от более сложных организмов. Некоторые бактерии имеют жгутики, которые помогают им передвигаться.

Кроме того, бактерии могут образовывать споры, что позволяет им выживать в неблагоприятных условиях. Эти особенности делают бактериальные клетки невероятно адаптивными и разнообразными, что вызывает интерес у ученых и исследователей по всему миру.

Строение БАКТЕРИАЛЬНОЙ клетки просто | Строение БАКТЕРИИ | Строение ПРОКАРИОТ | ЕГЭ биология

Царство бактерий

Это безъядерные, чаще всего одноклеточные микроорганизмы. Их открытие в 1676 году – заслуга голландского ученого А. Левенгука, который впервые разглядел крошечные бактерии под лупой микроскопа. А вот изучать их природу, физиологию и роль в жизни человека впервые начал французский химик и микробиолог Луи Пастер в 1850-х годах. Строение бактерии стало активно исследоваться с появлением электронных микроскопов. Ее клетка состоит из цитоплазматической мембраны, рибосомы и нуклеотида. ДНК бактерии сосредоточена в одном месте (нуклеоплазме) и представляет собой клубок из тонких нитей. Цитоплазма отделена от клеточной стенки цитоплазматической мембраной, в ней находятся нуклеотид, различные мембранные системы, клеточные включения. Рибосома бактерии состоит на 60% из РНК, остальное – белок. На фото ниже изображено строение сальмонеллы.

Структура клеточной стенки растений

Клеточная стенка растений многослойная и включает три секции: внешний слой или средняя пластинка, первичная и вторичная клеточные стенки. Хотя все растительные клетки имеют среднюю пластинку и первичную клеточную стенку, не у всех есть вторичная клеточная стенка.

Средняя пластинка — внешней слой клеточной стенки, который содержит полисахариды, называемые пектинами. Пектины помогают в адгезии клеток, связывая стенки соседних клеток друг с другом.

Первичная клеточная стенка — слой, образованный между средней пластинкой и плазматической мембраной в растущих клетках растений. Он состоит в основном из целлюлозных микрофибрилл, содержащихся в гелеобразной матрице из гемицеллюлозных волокон и пектиновых полисахаридов. Первичная клеточная стенка обеспечивает прочность и гибкость, необходимые для роста клеток.

Вторичная клеточная стенка — слой, образованный между первичной стенкой клетки и плазматической мембраной в некоторых растительных клетках. Когда первичная клеточная стенка перестает делиться и расти, она может сгущаться, образуя вторичную клеточную стенку. Этот прочный слой укрепляет и поддерживает клетку. Кроме целлюлозы и гемицеллюлозы, некоторые вторичные клеточные стенки включают лигнин, который усиливает их и обеспечивает водопроводимость клеток сосудистой ткани растений.

Особенности структуры и функции клеток бактерий, грибов. 10 класс.

Спиралевидные (извитые) бактерии

Эти микроскопические клетки бывают двух видов:

• Вибрионы (с одиночным изгибом или вообще прямые).
• Спириллы (большие по размеру, но завитков мало).

Нитевидные бактерии. Существует две группы таких форм:

• Временные нити.
• Постоянные нити.

Особенности строения бактериальной клетки заключаются в том, что в процессе своего существования она способна изменять формы, но при этом полиморфизм не передается по наследству. Разные факторы действуют на клетку в процессе метаболизма в организме, вследствие этого наблюдаются количественные изменения в ее внешнем виде. Но как только действие извне прекратится, клетка примет прежний образ. Каковы особенности строения бактериальной клетки, можно выявить при ее рассмотрении с помощью микроскопа.

Особенности клеточной оболочки грамположительных бактерий

Суть проведения теста (предложен Г.К.Грамом в 1884 году) состоит в процедуре обработки образца бактериальной культуры анилиновым красителем (кристаллвиолет, кристаллический фиолетовый). При последующей промывке спиртом, Грам (+) виды микроорганизмов сохраняют синюю окраску, другие же обесцвечиваются. Способность клеточной оболочки фиксировать краситель определяется составом и строением клеточной стенки. Классификация одноклеточных по типу структуры клеточной стенки, поддающейся окраске или нет с помощью метода Грама, является одной из ключевых. На практике результаты грам-теста помогают диагностировать инфекционные заболевания изучать биохимические свойства микроорганизмов.

Окрашивание по Граму. Кокки (шаровидные) — грамположительные и бациллы (палочки) — грамотрицательные

Большинство грамположительных бактерий имеют массивную однослойную оболочку, проницаемую для анилинового красителя. Состав стенки включает в себя сложные органические молекулы, основу механической жесткости придает муреин (гетерополимер), гликопептиды, мукопептиды. Строение стенки определяет форму микроорганизма и является чем-то вроде внешнего скелета, с пористой структурой, толщиной порядка 40 молекул гликопептида. Кроме пептидогликановой основы, в состав оболочки входят тейхоевые кислоты и полисахариды.

Большинство патогенных для человека бактерий являются граположительными, среди которых, к примеру, возбудители таких инфекционных заболеваний:

• столбняк (Clostridium tetani),
• ботулизм (Clostridium botulinum),
• сибирская язва (Bacillus anthracis),
• стрептококки,
• стафилококки (Staphylococcus aureus), обладающие высокой устойчивостью к температуре и действию лекарственных препаратов.

Кислотоустойчивые виды бактерий, благодаря особому многослойному строению оболочки (в нее входят воски, полисахариды и белки), как правило, не окрашиваются по методу Грама. Для них применяют специальный метод Циля-Нельсена. Но некоторые дают положительный результат по методу Грама в случае очень высокой концентрации красителя или повышенной температуры во время проведения процедуры.

Кислотоустойчивые одноклеточные сохраняют жизнеспособность в кислых и щелочных средах, хотя нормальная для их развития и роста среда – нейтральная. Кислотоустойчивые микроорганизмы обычно классифицируются как грамположительные. Опасными для людей и животных представителями этой группы являются возбудители таких болезней, как туберкулез и проказа. Также кислотоустойчивыми являются некоторые грунтовые бактерии, способные к фиксации атмосферного азота и являющиеся симбионтами растений.

Вопрос-ответ

Какие основные компоненты входят в состав бактериальной клетки?

Бактериальная клетка состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы, рибосом, генетического материала (ДНК), а также клеточной стенки. Некоторые бактерии могут иметь дополнительные структуры, такие как жгутики и Pili, которые помогают в движении и прикреплении к поверхностям.

Какова роль клеточной стенки в бактериальной клетке?

Клеточная стенка обеспечивает защиту бактериальной клетки от механических повреждений и осмотического давления, а также придаёт ей форму. Она состоит из пептидогликана, который является уникальным для бактерий и позволяет различать их на грамположительные и грамотрицательные.

Что такое плазмиды и какую функцию они выполняют в бактериальной клетке?

Плазмиды — это небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые могут содержать гены, отвечающие за устойчивость к антибиотикам или другие полезные функции. Они могут передаваться между бактериями, что способствует горизонтальному переносу генов и эволюции микроорганизмов.

Советы

СОВЕТ №1

Изучайте различные типы бактерий, так как их строение может значительно различаться. Например, грамположительные и грамотрицательные бактерии имеют разные клеточные стенки, что влияет на их реакцию на антибиотики.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на функции клеточных структур. Понимание роли мембраны, рибосом и других органелл поможет вам лучше осознать, как бактерии адаптируются к окружающей среде и выживают в различных условиях.

СОВЕТ №3

Используйте визуальные материалы, такие как схемы и микрофотографии, чтобы лучше запомнить строение бактериальной клетки. Визуализация поможет вам увидеть, как различные компоненты взаимодействуют друг с другом.

СОВЕТ №4

Не забывайте о значении бактерий в экосистеме и медицине. Изучение их строения не только расширяет ваши знания о микробиологии, но и помогает понять их роль в здоровье человека и экологии.