Крок до ВНЗ. Біологія. Довідник

Царство Дроб'янки

До царства Дроб’янки належать бактерії та ціанобактерії. Вони являють собою прокаріоти — організми, що не мають ядра та більшості органоїдів, оточених цитоплазматичною мембраною.

Бактерії

Бактерії поширені скрізь: у ґрунті (наприклад, бактерії-сапрофіти), воді (у тому числі і в гарячих джерелах, наприклад, у глибоководних вулканічних кратерах за температури 360 °С), повітрі (спори бактерій), багато видів паразитують в організмі людини, тварин, рослин, спричинюючи різні захворювання, або вступають в симбіоз (бульбочкові бактерії, бактерії шлунково-кишкового тракту людини і тварин тощо). Надзвичайно широкому розповсюдженню бактерій сприяє ряд їх біологічних особливостей: здатність дуже швидко розмножуватись; утворення стійких до несприятливих умов спор; здатність до швидкого перенесення вітром, водою тощо.

За формою клітин розрізняють: коки — сферичні бактерії, бацили — прямі паличкоподібні, вібріони — у вигляді вигнутих паличок, спірохети — спіралеподібні. Сферичні бактерії після поділу можуть утворювати пари — диплококи, ланцюжки — стрептококи, гроноподібні скупчення — стафілококи.

Цитоплазма бактерій оточена плазматичною мембраною, на внутрішній поверхні якої локалізовані чисельні ферменти. У бактерій, здатних до фотосинтезу, в мішкоподібних, трубчастих або пластинчастих вигинах плазматичної мембрани містяться фотосинтезувальні пігменти. Подібні мембранні утворення містять окисно-відновні ферменти, які беруть участь і у фіксації азоту. Генетичний матеріал бактерій розташований в особливій ядерній зоні клітини — нуклеоїді. ДНК бактерій представлена поодинокими кільцевими молекулами — плазмідами, які зв’язані з білками. У цитоплазмі розташовані рибосоми менші за розміром, ніж у клітинах еукаріотів. Цитоплазма може містити запасні поживні речовини: крохмаль, глікоген, жири, поліфосфати. У деяких бактерій є органоїди руху — один або кілька джгутиків, довжина яких може бути в кілька разів більшою від самої клітини. На клітинній стінці деяких бактерій помітні тонкі вирости — пілі, або фімбрії. Вони коротші і тонші, ніж джгутики; ними клітини прикріплюються одна до одної або до будь-якої поверхні (див. рис. 1 Додатку).

Основний спосіб розмноження бактерій — нестатевий: клітина збільшується в розмірах і поділяється навпіл, попередньо відбувається подвоєння (реплікація) ДНК. Під час поділу плазматична мембрана і клітинна оболонка вгинаються і перешнуровуються. Дві ідентичні кільцеві молекули ДНК залишаються з’єднаними з плазматичною мембраною. Нова плазматична мембрана і клітинна оболонка утворюються між двома точками прикріплення ДНК.

Деякі бактерії (бацили, клостридіум) утворюють товстостінні ендоспори, стійкі до нагрівання та зневоднювання. Ендоспори утворюються під клітинною мембраною поділом протопласта бактеріальної клітини на дві або більше частин. Навколо ділянки протопласта, що відокремилася і містить ДНК, утворюється щільна оболонка спори. Ендоспори можуть прорости через десятки, навіть сотні років.

Бактерії зумовлюють спиртове, молочнокисле, маслянокисле, пропіоновокисле бродіння тощо. При спиртовому бродінні вихідні вуглеводи розкладаються на спирт та вуглекислий газ. При молочнокислому бродінні вихідні вуглеводи розкладаються на дві молекули молочної кислоти з виділенням невеликої кількості енергії. При маслянокислому бродінні вуглеводи розкладаються до масляної кислоти, вуглекислого газу та водню. При оцтовокислому бродінні спирт окиснюється киснем повітря, внаслідок чого утворюється оцтова кислота. Бродіння відіграє дуже важливу роль у кругообігу речовин у природі, а також широко використовується людиною у промисловості: молочнокисле бродіння — для отримання молочнокислих продуктів, молочної кислоти; спиртове — для отримання спирту у виноробній промисловості, пропіоновокисле — для виготовлення сирів. Молочнокисле бродіння використовується для консервації плодів та овочів, силосування кормів, оскільки молочна кислота запобігає діяльності бактерій гниття.

Ґрунтові бактерії перетворюють рослинні та тваринні рештки на мінеральні речовини, які корені рослин засвоюють з ґрунту, беруть участь у кругообігу речовин та в різних геологічних процесах.

Азотфіксуючі бактерії — це бактерії, здатні засвоювати молекулярний азот безпосередньо з атмосфери. Після відмирання бактерії або з її прижиттєвими виділеннями засвоєний нітроген повертається в екосистему у доступній для засвоєння рослинами формі. З азотфіксувальних бактерій у природі найбільш поширені бульбочкові бактерії, які вступають у симбіоз із кореневою системою рослин родини Бобові.

Бактерії-паразити оселяються в живих організмах і живляться їхньою органічною речовиною. Бактерії паразитують у людини, тварин і рослин. Хвороботворні бактерії — це бактерії, які отруюють живий організм продуктами своєї життєдіяльності та спричиняють захворювання (тиф, дифтерія, скарлатина, туберкульоз, коклюш тощо).

Ціанобактерії

Ціанобактерії тривалий час вважали особливою групою водоростей (їх називали синьо-зеленими водоростями), але вони є типовими прокаріотами. Ціанобактерії являють собою одноклітинні та багатоклітинні (нитчасті) організми. Деякі види утворюють колонії — значні скупчення у вигляді кірочок або кущиків висотою до 20 см. Розмножуються поділом (одноклітинні), спорами, фрагментами ниток (нитчасті форми), мають такі самі пігменти, як і водорості, що спричиняють синьо-зелене, рожеве забарвлення. Поширені в найрізноманітніших умовах у воді і на суші. Можуть вступати у симбіотичні відносини з іншими організмами: одноклітинними водоростями, які втратили хлоропласти, найпростішими, грибами, лишайниками, мохоподібними, папоротеподібними тощо. Здатні до фіксації азоту. Нерідко спричиняють «цвітіння» води у водосховищах.

ЦЕ ЦІКАВО

Якби бактерії припинили розкладати органічні речовини залишків та продуктів життєдіяльності організмів і виділяти при цьому вуглекислий газ, його запаси в атмосфері та Світовому океані вичерпалися б приблизно за 2000 років. Це відносно незначний проміжок часу для існування життя на Землі, адже воно з'явилося понад 3,5 млрд років тому.

Запитання для самоконтролю

1. Назвіть особливості будови бактеріальної клітини.

2. Як розмножуються бактерії?

3. Як класифікують бактерії за формою клітини?

4. Які види бродіння спричиняють бактерії?

5. Які бактерії називаються хвороботворними?

6. Що являють собою бактерії-паразити?

7. Яку роль у природі відіграють азотфіксувальні бактерії?

8. Які особливості бактерій сприяють їх надзвичайно широкому розповсюдженню?

9. Що являють собою ціанобактерії?

10. Де поширені бактерії в природі?

Тестові завдання

Виберіть одну правильну відповідь

1. Клітинні організми — це:

A) пріони;

Б) віруси;

B) віроїди;

Г) бактерії.

2. Прокаріотичні організми — це:

A) пріони;

Б) віруси;

B) бактерії;

Г) водорості.

3. Бактерії гниття за способом живлення є:

A) паразитами;

Б) хемотрофами;

B) фототрофами;

Г) сапротрофами.

4. Бактерії, що живляться органічними речовинами живих істот, належать до:

A) паразитів;

Б) хемотрофів;

B) фототрофів;

Г) сапротрофів.

5. Бактерії-паразити — це:

A) стафілококи;

Б) сінна паличка;

B) бактерії гниття;

Г) ґрунтові бактерії.

6. Спіралеподібні бактерії — це:

A) коки;

Б) спірили;

B) бацили;

Г) вібріони.

7. Бактерії спричиняють захворювання:

А) кір;

Б) гепатит;

В) дифтерію;

Г) аскаридоз.

8. Генетичний матеріал бактерій міститься в:

A) нуклеоїді;

Б) рибосомах;

B) цитоплазмі;

Г) плазматичній мембрані.

9. При виготовленні сирів використовують бродіння:

A) спиртове;

Б) молочнокисле;

B) маслянокисле;

Г) пропіоновокисле.

10. Установіть відповідність між формою клітин бактерій та їх назвами.

A) Прямі паличкоподібні;

Б) спіралеподібні;

B) сферичні.

1. Коки;

2. вібріони;

3. бацили;

4. спірили.

A
Б
В