Çevremizdeki dünya, sakinlerinin türlerinin çeşitliliği ile şaşırtıyor. Dünya'nın bu "nüfusunun" son nüfus sayımına göre, karada 6,6 milyon tür yaşıyor ve 2,2 milyon daha - okyanus derinliklerini sürüyor. Türlerin her biri, gezegenimizin biyosisteminin tek bir zincirindeki bir halkadır. Bunlardan en küçük canlı organizmalar bakterilerdir. İnsanlık bu küçücük yaratıklar hakkında ne öğrenmeyi başardı?

Bakteri nedir ve nerede yaşarlar?

bakteri - bunlar mikroskobik boyuttaki tek hücreli organizmalardır, mikrop çeşitlerinden biridir.

Dünyadaki yaygınlıkları gerçekten şaşırtıcı. Arktik buzunda ve okyanus tabanında, açık alanda, kaplıcalarda - gayzerlerde ve en tuzlu su kütlelerinde yaşarlar.

İnsan vücudunu işgal eden bu "büyüleyici kırıntıların" toplam ağırlığı 2 kg'a ulaşıyor! Bu, boyutlarının nadiren 0,5 mikronu aşmasına rağmen. Hayvanların vücudunda çok sayıda bakteri yaşar ve orada çeşitli işlevleri yerine getirir.

Bir canlı ve vücudundaki bakteriler birbirlerinin sağlığını ve esenliğini etkiler. Bazı hayvan türlerinin neslinin tükenmesi ile sadece onlara özgü bakteriler ölür.

onlara bakmak dış görünüş geriye sadece doğanın yaratıcılığına hayret etmek kalıyor. Bu "takılar" çubuk şeklinde, küresel, spiral ve diğer şekillere sahip olabilir. nerede çoğu renksiz, sadece nadir türler yeşil ve mor renklidir. Dahası, milyarlarca yıl boyunca yalnızca içsel olarak değişirler ve görünümleri değişmeden kalır.

Bakteri keşfedici

Mikro dünyanın ilk araştırmacısı Hollandalı bir doğa bilimciydi. Anthony Van Leeuwenhoek. Tüm boş zamanlarını adadığı meslek sayesinde adı ünlendi. İmalata düşkündü ve bu işte inanılmaz başarılar elde etti. İlk mikroskobu icat etme onuru ona aittir. Aslında, 200-300 kat büyütme sağlayan bezelye çapında küçük bir mercekti. Sadece göze bastırarak kullanmak mümkün oldu.

1683'te bir damla yağmur suyunda mercekle görülen "canlı hayvanları" keşfetti ve daha sonra tanımladı. Önümüzdeki 50 yıl boyunca, 200'den fazla türünü tanımlayan çeşitli mikroorganizmalar üzerinde çalıştı. Gözlemlerini, pudralı peruk takmış gri saçlı bilim adamlarının sadece başlarını salladığı, bu bilinmeyen kendi kendini yetiştirmiş olanın keşiflerine hayran kaldığı İngiltere'ye gönderdi. Levenguk'un yeteneği ve azmi sayesinde yeni bir bilim doğdu - mikrobiyoloji.

Bakterilere genel bakış

Geçtiğimiz yüzyıllarda mikrobiyologlar bu küçük yaratıkların dünyası hakkında çok şey öğrendiler. Aynen öyle çıktı gezegenimiz bakterileri çok hücreli yaşam formlarının ortaya çıkmasına borçludur. Dünyadaki maddelerin dolaşımını sürdürmede ana rolü oynarlar. İnsanların nesilleri birbirinin yerini alıyor, bitkiler ölüyor, evsel atıklar ve çeşitli canlıların eski kabukları birikir - tüm bunlar çürüme sürecinde bakterilerin yardımıyla kullanılır ve ayrışır. Ve ortaya çıkan kimyasal bileşikler geri vermek Çevre.

İnsanlık ve bakteri dünyası nasıl bir arada var olur? “İyi ve kötü” bakteri olduğu konusunda bir rezervasyon yapalım. "Kötü" bakteriler, veba ve koleradan yaygın boğmaca ve dizanteriye kadar çok sayıda hastalığın yayılmasından sorumludur. Vücudumuza havadaki damlacıklar, yiyecek, su ve deri yoluyla girerler. Bu sinsi yol arkadaşımız çeşitli organlarda yaşayabilir ve bağışıklığımız bunlarla baş ederken hiçbir şekilde kendilerini göstermezler. Üreme hızları dikkat çekicidir. Sayıları her 20 dakikada bir ikiye katlanıyor. Demek oluyor tek bir patojenik mikrop, 12 saat içinde multi-milyon dolarlık bir ordu oluşturur vücuda saldıran aynı bakteriler.

Bakterilerin oluşturduğu başka bir tehlike daha vardır. Onlar zehirlenmeye neden olmakşımarık yiyecek tüketen insanlar - konserve yiyecekler, sosisler vb.

Muzaffer bir savaşta yenilgi

Hastalığa neden olan bakterilere karşı mücadelede büyük atılım, 1928'de penisilinin keşfi- dünyanın ilk antibiyotiği. Bu madde sınıfı, bakterilerin büyümesini ve çoğalmasını engelleyebilir. Antibiyotiklerle erken başarılar muazzamdı. Daha önce ölümcül olan hastalıkları tedavi etmek mümkündü. Bununla birlikte, bakteriler inanılmaz bir uyum yeteneği ve mevcut antibiyotiklerin en basit enfeksiyonlara karşı mücadelede çaresiz kalacak şekilde mutasyona uğrama yeteneği gösterdi. Bu bakterilerin mutasyona uğrama yeteneği, insan sağlığı için gerçek bir tehdit haline geldi ve tedavi edilemez enfeksiyonların ortaya çıkmasına neden oldu (süper böceklerin neden olduğu).

Bakteriler insanlığın müttefikleri ve dostları olarak

Şimdi "iyi" bakterilerden bahsedelim. Hayvanların ve bakterilerin evrimi paralel olarak gerçekleşti. Canlı organizmaların yapısı ve işlevleri giderek daha karmaşık hale geldi. Bakteriler de uyumadı. İnsanlar da dahil olmak üzere hayvanlar evleri haline gelir. Ağız, deri, mide ve diğer organlara yerleşirler.

Çoğu son derece kullanışlıdır çünkü gıdaların sindirimine yardımcı olur, belirli vitaminlerin sentezine katılır ve hatta bizi hasta kardeşlerinden korur. Yanlış beslenme, stres ve gelişigüzel antibiyotik alımı, kesinlikle bir kişinin refahını etkileyecek olan mikroflora rahatsızlıklarına neden olabilir.

İlginçtir, bakteri insanların tat tercihlerine duyarlıdır.

Geleneksel olarak yüksek kalorili yiyecekler (hızlı yiyecekler, hamburgerler) tüketen Amerikalılarda, bakteriler yağ oranı yüksek yiyecekleri sindirebilir. Ve bazı Japonlarda, bağırsak bakterileri algleri sindirmek için uyarlanmıştır.

Bakterilerin insan ekonomik faaliyetindeki rolü

Bakterilerin kullanımı, insanlığın varlığından haberdar olmadan önce başladı. Antik çağlardan beri insanlar şarap yapıyor, sebzeleri fermente ediyor, kefir, yoğurt ve kımız tarifleri biliyor, süzme peynir ve peynir üretiyorlar.

Çok sonra, tüm bu süreçlerin doğanın küçük yardımcıları olan bakterileri içerdiği bulundu.

Onlar hakkında bilgi derinleştikçe, uygulamaları genişledi. Bitki zararlılarıyla mücadele etmek ve toprağı nitrojenle zenginleştirmek, yeşil yemleri silajlamak ve çeşitli organik kalıntıları kelimenin tam anlamıyla yuttukları atık suları arıtmak için "eğitildiler".

Bir epilog yerine

Dolayısıyla insan ve mikroorganizmalar, tek bir doğal ekosistemin birbirine bağlı parçalarıdır. Aralarında yaşam alanı mücadelesindeki rekabetin yanı sıra, karşılıklı yarar sağlayan işbirliği (simbiyoz).

Kendimizi bir tür olarak savunmak için vücudumuzu patojenik bakterilerin istilasından korumalıyız ve ayrıca antibiyotik kullanımı konusunda son derece dikkatli olmalıyız.

Aynı zamanda, mikrobiyologlar bakterilerin kapsamını genişletmek için çalışıyorlar. Bir örnek, ışığa duyarlı bakteriler oluşturma projesi ve bunların biyolojik selüloz üretimi için kullanılmasıdır. Işığın etkisi ile üretim başlar ve kapatıldığında üretim durur.

Projenin organizatörleri, bu doğal biyolojik materyalden oluşturulan organların vücutta reddedilmeyeceğinden emindir. Önerilen teknik, tıbbi implantların yaratılmasında dünya için inanılmaz olanaklar sunuyor.

Bu mesaj işinize yaradıysa sizi görmek ne güzel.

Toprak mikroflorasının toplam biyokimyasal aktivitesini belirleme yöntemleri

Hücresel organizasyonun mikroplarının karakterizasyonu

Mikroorganizmaların doğada ve tarımdaki rolü

Mikroorganizmaların geniş dağılımı, doğadaki büyük rollerine tanıklık eder. Katılımlarıyla, çeşitli organik maddelerin toprakta ve su kütlelerinde ayrışması meydana gelir, doğadaki maddelerin ve enerjinin dolaşımını belirler; toprakların verimliliği, kömür, petrol ve diğer birçok mineralin oluşumu faaliyetlerine bağlıdır. Mikroorganizmalar, kayaların ve diğer doğal süreçlerin ayrışmasında rol oynar.

Endüstriyel ve tarımsal üretimde birçok mikroorganizma kullanılmaktadır. Bu nedenle fırıncılıkta, fermente süt ürünlerinin imalatında, şarap yapımında, vitaminlerin, enzimlerin, gıda ve yem proteinlerinin, organik asitlerin ve birçok maddenin üretiminde kullanılmaktadır. Tarım, sanayi ve tıp çeşitli mikroorganizmaların faaliyetlerine dayanmaktadır. Mikroorganizmaların bitkisel ve hayvansal üretimde kullanımı özellikle önemlidir. Toprağın azotla zenginleştirilmesi onlara bağlıdır, mikrobiyal müstahzarlar yardımıyla tarımsal mahsullerin zararlılarına karşı mücadele, doğru hazırlık ve yemin depolanması, yem proteini, antibiyotikler ve hayvan besleme için mikrobiyal kökenli maddelerin oluşturulması.

Mikroorganizmalar, doğal olmayan kökenli maddelerin - yapay olarak sentezlenen, toprağa ve su kütlelerine giren ve onları kirleten ksenobiyotiklerin - ayrışması üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.

Yararlı mikroorganizmaların yanı sıra, çiftlik hayvanlarının, bitkilerin, böceklerin ve insanların çeşitli hastalıklarına neden olan patojenik veya patojenik mikroorganizmaların geniş bir grubu vardır. Hayati faaliyetlerinin bir sonucu olarak, ekonominin gelişimini ve toplumun üretici güçlerini etkileyen insan ve hayvanların bulaşıcı hastalıklarının salgınları ortaya çıkar.

Son bilimsel veriler, toprak mikroorganizmalarının ve çevrede neden oldukları süreçlerin anlaşılmasını önemli ölçüde genişletmekle kalmadı, aynı zamanda sanayi ve tarımsal üretimde yeni endüstrilerin yaratılmasına da izin verdi. Örneğin, toprak mikroorganizmaları tarafından salgılanan antibiyotikler keşfedilmiş ve bunların insan, hayvan ve bitkilerin tedavisinde ve ayrıca tarım ürünlerinin depolanmasında kullanılma olasılığı gösterilmiştir. Toprak mikroorganizmalarının biyolojik olarak aktif maddeler oluşturma yeteneği bulundu: vitaminler, amino asitler, bitki büyüme uyarıcıları - büyüme maddeleri vb. Çiftlik hayvanlarını beslemek için mikroorganizmaların proteinini kullanmanın yolları bulunmuştur. Havadan toprağa azot akışını artıran mikrobiyal müstahzarlar izole edilmiştir.

Yararlı mikroorganizmaların kalıtsal olarak değiştirilmiş formlarını elde etmek için yeni yöntemlerin keşfi, mikroorganizmaların tıpta olduğu kadar tarımsal ve endüstriyel üretimde daha yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılmıştır. Genetik veya genetik mühendisliğinin gelişimi özellikle umut vericidir. Başarıları, biyoteknolojinin gelişmesini, proteinleri, enzimleri, vitaminleri, antibiyotikleri, büyüme maddelerini ve hayvancılık ve bitki yetiştirme için gerekli diğer ürünleri sentezleyen yüksek verimli mikroorganizmaların ortaya çıkmasını sağlamıştır.

İnsanlık, binlerce yıldır farkında bile olmadan mikroorganizmalarla her zaman temas halinde olmuştur. Çok eski zamanlardan beri insanlar hamurun fermantasyonunu, hazırlanan alkollü içecekleri, fermente sütü, yapılmış peynirleri, transfer edilenleri gözlemlediler. çeşitli hastalıklar salgın dahil. İncil kitaplarında ikincisinin tanıklığı, ceset yakma ve abdest alma önerileriyle birlikte genel bir hastalığın (muhtemelen bir veba) belirtisidir.

Şimdi kabul edilen sınıflandırmaya göre, mikroorganizmalar beslenme türüne göre enerji kaynaklarına ve karbon tüketimine bağlı olarak birkaç gruba ayrılır. Böylece, güneş ışığının enerjisini kullanan fototroflar ve çeşitli organik ve inorganik maddelerin enerjik bir malzeme olarak hizmet ettiği kemotroflar izole edilir.

Mikroorganizmaların ortamdan karbonu alma biçimine bağlı olarak, iki gruba ayrılırlar: tek karbon kaynağı olarak karbondioksit kullanan ototrofik ("kendilerini besleyen") ve heterotrofik ("başkalarıyla beslenen"). karbon oldukça karmaşık indirgenmiş organik bileşiklerin bileşiminde.

Böylece, enerji ve karbon elde etme yöntemine göre, mikroorganizmalar fotoototroflara, fotoheterotroflara, kemoototroflara ve kemoheterotroflara bölünebilir. Bir grup içinde, bir elektron donörü (H-donörü) olarak adlandırılan oksitlenmiş substratın doğasına bağlı olarak, sırayla, organik maddelerin ayrışması sırasında enerji tüketen organotroflar ve litotroflar (Yunanca litos - taşından) alırlar. inorganik maddelerin oksidasyonundan kaynaklanan enerji ... Bu nedenle, mikroorganizmalar ve elektron donörü tarafından kullanılan enerji kaynağına bağlı olarak, fotoorganotroflar, fotolitotroflar, kemoorganotroflar ve kemolitotroflar arasında ayrım yapılmalıdır. Böylece, sekiz olası yiyecek türü vardır.

Her mikroorganizma grubunun belirli bir beslenme türü vardır. Aşağıda en yaygın gıda türlerinin tanımı ve bunları gerçekleştiren mikroorganizmaların kısa bir listesi bulunmaktadır.

Fototrofi ile enerji kaynağı güneş ışığıdır. Fotolitoototrofi, CO2 ve inorganik bileşiklerden (H2O, H2S, S °), yani hücre maddelerini sentezlemek için ışık enerjisi kullanan mikroorganizmalar için tipik bir beslenme türüdür. fotosentez yapmak. Bu grup siyanobakterileri, mor kükürt bakterilerini ve yeşil kükürt bakterilerini içerir.

Yeşil bitkiler gibi siyanobakteriler (siyanobakteriler siparişi), suyun hidrojenini kullanarak CO2'yi fotokimyasal olarak organik maddeye indirger:

С0 2 + Н 2 0 ışık- ›(СH 2 O) * + O 2

Mor kükürt bakterileri (Chromatiaceae familyası), bu mikroorganizmaların fotosentez yapma yeteneğini belirleyen bakteriyoklorofiller a ve b ve çeşitli karotenoid pigmentleri içerir.

CO2'yi organik maddeye indirgemek için, bu grubun bakterileri H2 5'in bir parçası olan hidrojeni kullanır. Aynı zamanda, sitoplazmada kükürt granülleri birikir ve daha sonra sülfürik aside oksitlenir:

С0 2 + 2Н 2 S ışık- ›(СH 2 O) + Н 2 + 2S

3CO 2 + 2S + 5H 2 O ışık-> 3 (СН 2 0) + 2Н 2 S0 4

Mor kükürt bakterileri genellikle zorunlu anaeroblardır.

Yeşil kükürt bakterileri (Klorobiaceae familyası), çeşitli karotenoidlerin yanı sıra az miktarda bakteriyoklorofil içeren yeşil bakteriyoklorofiller içerir. Mor kükürt bakterileri gibi, katı anaeroblardır ve fotosentez sırasında hidrojen sülfürü, sülfitleri ve sülfitleri oksitleyebilir, çoğu durumda 50 ^ "2'ye oksitlenen kükürt biriktirebilirler.

Fotoorganoheterotrofi, fotosenteze ek olarak, enerji elde etmek için basit organik bileşikler de kullanabilen mikroorganizmaların beslenme özelliğidir. Bu grup, mor kükürt olmayan bakterileri içerir.

Mor kükürt olmayan bakteriler (Rhjdospirillaceae familyası), bakteriyoklorofil a ve b'nin yanı sıra çeşitli karotenoidler içerir. Hidrojen sülfürü (H 2 S) oksitleyemezler, kükürt biriktiremezler ve çevreye salamazlar.

Kemotrofide enerji kaynağı inorganik ve organik bileşiklerdir. Kemolitoototrofi, Н 2, NH 4 +, N0 2 -, Fe 2+, Н 2 S, S °, S0z 2 -, S 2 0z gibi inorganik bileşiklerin oksidasyonundan enerji alan mikroorganizmaların bir tür beslenme özelliğidir. 2- , CO, vb. Oksidasyon işleminin kendisine kemosentez denir. Kemolitoototrof hücrelerin tüm bileşenlerinin yapımı için karbon, karbondioksitten elde edilir.

Mikroorganizmalarda (demir bakterileri ve nitrifikasyon bakterileri) kemosentez 1887-1890'da keşfedildi. ünlü Rus mikrobiyolog S.N. Vinogradsky. Kemolitoototrofi, nitrifikasyon bakterileri (oksitleyici amonyak veya nitritler), kükürt bakterileri (oksitleyici hidrojen sülfür, elemental kükürt ve bazı basit inorganik kükürt bileşikleri), hidrojeni suya oksitleyen bakteriler, demirli bileşikleri oksitleyebilen demir bakterileri vb. tarafından gerçekleştirilir.

Aşağıdaki reaksiyonlar, bu bakterilerin neden olduğu kemolitoototrofi süreçleri sırasında elde edilen enerji miktarı hakkında bir fikir verir:

NH3 + 11/2 0 2 - HN0 2 + H 2 0 + 2,8 10 5 J

HN0 2 + 1/2 0 2 - HN0 3 + 0.7 105 J

H 2 S + 1/2 0 2 - S + H 2 0 + 1,7 10 5 J

S + 11/2 0 2 - H 2 S0 4 + 5.0 10 5 J

H 2 + 1/2 0 2 - H 2 0 + 2.3 10 5 J

2FеС0 3 + 1/2 0 2 + ЗН 2 0 - 2Fе (ОН) 3 + 2С0 2 + 1.7 10 5 J

Kemoorganoheterotrofi, organik bileşiklerden gerekli enerji ve karbonu alan mikroorganizmaların beslenme özelliğidir. Bu mikroorganizmalar arasında toprakta ve diğer substratlarda yaşayan birçok aerobik ve anaerobik tür vardır.

Bakteriler dünyadaki en eski organizmadır ve aynı zamanda yapı olarak en basitidir. Sadece mikroskop altında görülebilen ve incelenebilen tek bir hücreden oluşur. karakteristik bir özellik bakteri çekirdeğinin olmamasıdır, bu yüzden bakteriler prokaryot olarak sınıflandırılır.

Bazı türler küçük hücre grupları oluşturur, bu tür kümeler bir kapsül (kılıf) ile çevrili olabilir. Bakterilerin boyutu, şekli ve rengi büyük ölçüde çevrelerine bağlıdır.

Şekil olarak, bakteriler farklıdır: çubuk şeklinde (basil), küresel (kok) ve kıvrımlı (spirilla). Modifiye edilmiş olanlar da var - kübik, C şeklinde, yıldız şeklinde. Boyutları 1 ila 10 mikron arasındadır. Bazı bakteri türleri, flagella yardımıyla aktif olarak hareket edebilir. İkincisi bazen bakterinin kendisinin iki katı büyüklüğündedir.

Bakteri formlarının türleri

Bakterilerin hareketi için, sayısı farklı olan flagella kullanılır - bir, bir çift, bir flagella demeti. Flagella'nın konumu da farklıdır - hücrenin bir tarafında, yanlarda veya tüm düzlem üzerinde eşit olarak dağılmıştır. Ayrıca prokaryotlarla kaplı mukus sayesinde hareket yöntemlerinden biri de kaymadır. Çoğunun sitoplazma içinde vakuolleri vardır. Vakuollerde gaz kapasitesinin ayarlanması, sıvı içinde yukarı veya aşağı hareket etmelerine ve ayrıca toprağın hava kanalları boyunca hareket etmelerine yardımcı olur.

Bilim adamları 10 binden fazla bakteri çeşidi keşfettiler, ancak bilimsel araştırmacıların varsayımlarına göre dünyada bir milyondan fazla türü var. Genel özellikleri bakteriler, biyosferdeki rollerini belirlemenin yanı sıra bakteri krallığının yapısını, türlerini ve sınıflandırmasını incelemeyi mümkün kılar.

Yetişme ortamı

Yapısının basitliği ve çevresel koşullara uyum hızı, bakterilerin çevreye yayılmasına yardımcı oldu. geniş aralık bizim gezegenimiz. Her yerde bulunurlar: su, toprak, hava, canlı organizmalar - tüm bunlar prokaryotlar için en kabul edilebilir yaşam alanıdır.

Bakteriler hem Güney Kutbu'nda hem de gayzerlerde bulundu. Okyanus tabanında ve Dünya'nın hava kabuğunun üst katmanlarında bulunurlar. Bakteriler her yerde yaşar, ancak sayıları uygun koşullara bağlıdır. Örneğin, çok sayıda bakteri türü toprakta olduğu kadar açık su kütlelerinde de yaşar.

Yapısal özellikler

Bakteri hücresi, yalnızca bir çekirdeğe sahip olmamasıyla değil, aynı zamanda mitokondri ve plastidlerin yokluğunda da farklılık gösterir. Bu prokaryotun DNA'sı özel bir nükleer bölgede bulunur ve bir halka içinde kapalı bir nükleoid gibi görünür. Bir bakteride hücre yapısı bir hücre duvarı, bir kapsül, bir kapsül benzeri zar, flagella, pili ve bir sitoplazmik zardan oluşur. İç yapı sitoplazma, granüller, mezozomlar, ribozomlar, plazmitler, kapanımlar ve nükleoidden oluşur.

Bakteri hücre duvarı bir savunma ve destek görevi görür. Maddeler, geçirgenlikleri nedeniyle içinden serbestçe akabilir. Bu kabuk pektin ve hemiselüloz içerir. Bazı bakteriler, kurumaya karşı korumaya yardımcı olabilecek özel bir mukus salgılar. Mukus bir kapsül oluşturur - bir polisakkarit kimyasal bileşim... Bu formda, bakteri çok yüksek sıcaklıkları bile tolere edebilmektedir. Ayrıca herhangi bir yüzeye yapışma gibi başka işlevleri de yerine getirir.

Bakteri hücresinin yüzeyinde ince protein lifleri vardır - içtiler. Bunların sayısı çok olabilir. Pili, hücrenin genetik materyali transfer etmesine yardımcı olur ve ayrıca diğer hücrelere yapışmasını sağlar.

Duvar düzleminin altında üç katmanlı bir sitoplazmik zar vardır. Maddelerin taşınmasını garanti eder ve ayrıca sporların oluşumunda önemli bir role sahiptir.

Bakterilerin sitoplazması yüzde 75 sudan üretilir. Sitoplazma bileşimi:

• balıklar;
• mezozomlar;
• amino asitler;
• enzimler;
• pigmentler;
• Şeker;
• granüller ve kapanımlar;
• nükleoid.

Prokaryotlarda metabolizma oksijenli veya oksijensiz mümkündür. Çoğu hazır yemek yiyor besinler organik kökenli. Çok az tür, organik maddeleri inorganik maddelerden kendi başlarına sentezleyebilmektedir. Bunlar, atmosferin oluşumunda ve oksijenle doygunluğunda önemli rol oynayan mavi-yeşil bakteriler ve siyanobakterilerdir.

üreme

Üreme için uygun koşullarda tomurcuklanma veya vejetatif olarak gerçekleştirilir. Eşeysiz üreme aşağıdaki sırayla gerçekleşir:

1. Bakteri hücresi maksimum hacmine ulaşır ve gerekli besin kaynağını içerir.
2. Hücre uzar, ortada bir septum belirir.
3. Nükleotid bölünmesi hücre içinde gerçekleşir.
4. Ana DNA ve ayrılmış DNA birbirinden ayrılır.
5. Hücre ikiye bölünmüştür.
6. Kız hücrelerinin kalıntı oluşumu.

Bu üreme yöntemi ile genetik bilgi alışverişi olmaz, bu nedenle tüm yavru hücreler anneninkinin birebir kopyası olacaktır.

Bakterilerin olumsuz koşullarda üreme süreci daha ilginçtir. Bilim adamları, bakterilerin cinsel olarak üreme yeteneğini nispeten yakın zamanda öğrendi - 1946'da. Bakterilerin dişi ve germ hücrelerine bölünmesi yoktur. Ama DNA'ları heteroseksüel. Bu tür iki hücre, birbirine yaklaşırken, DNA transferi için bir kanal oluşturur, bir site değişimi meydana gelir - rekombinasyon. Süreç oldukça uzun, sonucu tamamen yeni iki kişi.

Çoğu bakteri kendi rengine sahip olmadığı için mikroskop altında görülmesi çok zordur. Bakteriyoklorofil ve bakteriyopurpurin içeriğinden dolayı birkaç çeşit mor veya yeşildir. Her ne kadar bazı bakteri kolonilerini düşünürsek, habitatlara renkli maddeler saldıkları ve parlak bir renk aldıkları ortaya çıkıyor. Prokaryotları daha ayrıntılı incelemek için boyanırlar.

sınıflandırma

Bakterilerin sınıflandırılması, aşağıdakiler gibi göstergelere dayanabilir:

• form
• seyahat yolu;
• enerji elde etme yöntemi;
• atık ürünler;
• tehlike derecesi.

ortakyaşar bakteri diğer organizmalarla işbirliği içinde yaşar.

saprofit bakteri zaten ölü organizmalar, ürünler ve organik atıklar üzerinde yaşarlar. Çürüme ve fermantasyon süreçlerine katkıda bulunurlar.

Çürüme, cesetleri ve diğer organik atıkları doğadan uzaklaştırır. Bozunma süreci olmasaydı, doğada maddelerin dolaşımı olmazdı. Peki bakterilerin madde döngüsündeki rolü nedir?

Çürüme bakterileri, protein bileşiklerinin yanı sıra yağları ve nitrojen içeren diğer bileşikleri parçalama sürecinde yardımcıdır. Karmaşık bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirdikten sonra, organik organizmaların molekülleri arasındaki bağları koparır ve protein moleküllerini, amino asitleri yakalarlar. Moleküller bölünerek amonyak, hidrojen sülfür ve diğer zararlı maddeleri serbest bırakır. Zehirlidirler ve insanlarda ve hayvanlarda zehirlenmeye neden olabilirler.

Çürüme bakterileri uygun koşullarda hızla çoğalır. Bunlar sadece yararlı bakteriler değil, aynı zamanda zararlı olanlar da olduğundan, ürünlerde erken çürümeyi önlemek için insanlar bunları işlemeyi öğrendi: kuru, turşu, tuz, duman. Tüm bu tedaviler bakterileri öldürür ve çoğalmalarını engeller.

Fermantasyon bakterileri, enzimlerin yardımıyla karbonhidratları parçalayabilir. İnsanlar bu yeteneği eski zamanlarda fark ettiler ve bu bakterileri bugüne kadar laktik asit ürünleri, sirke ve diğer gıda ürünlerinin imalatında kullanıyorlar.

Bakteriler, diğer organizmalarla birlikte çalışarak çok önemli bir kimyasal iş yaparlar. Ne tür bakterilerin olduğunu ve doğaya ne gibi yararlar veya zararlar getirdiklerini bilmek çok önemlidir.

Doğada ve insanlar için önemi

Yukarıda, birçok bakteri türünün (çürüme ve çeşitli fermantasyon türlerinde) büyük önemine zaten dikkat çekmiştik, yani. Dünya üzerinde sıhhi bir rolü yerine getirmek.

Bakteriler ayrıca karbon, oksijen, hidrojen, azot, fosfor, kükürt, kalsiyum ve diğer elementlerin döngüsünde büyük rol oynar. Birçok bakteri türü, atmosferik azotun aktif fiksasyonuna katkıda bulunur ve onu organik bir forma dönüştürerek toprak verimliliğinin artmasına katkıda bulunur. Özellikle önemli olan, toprak mikroorganizmalarının yaşamı için ana karbon kaynağı olan selülozu ayrıştıran bakterilerdir.

Sülfat indirgeyen bakteriler, tedavi edici çamurlarda, topraklarda ve denizlerde yağ ve hidrojen sülfür oluşumunda rol oynar. Böylece Karadeniz'deki hidrojen sülfürle doymuş su tabakası, sülfat indirgeyen bakterilerin yaşamsal aktivitesinin bir sonucudur. Bu bakterilerin topraktaki aktivitesi soda oluşumuna ve toprağın sodalı tuzlanmasına neden olur. Sülfat azaltan bakteriler, pirinç çeltik topraklarındaki besinleri, mahsulün kökleri için uygun hale gelen bir forma dönüştürür. Bu bakteriler, yeraltı ve su altındaki metal yapıları aşındırabilir.

Bakterilerin hayati aktivitesi sayesinde toprak birçok üründen ve zararlı organizmalardan arındırılır ve değerli besinlerle doyurulur. Bakterisidal müstahzarlar, birçok böcek zararlısı (mısır güvesi vb.) ile mücadelede başarıyla kullanılmaktadır.

Aseton, etil ve butil alkoller, asetik asit, enzimler, hormonlar, vitaminler, antibiyotikler, protein-vitamin preparatları vb. üretimi için çeşitli endüstrilerde birçok bakteri türü kullanılmaktadır.

Bakteri olmadan derinin tabaklanması, tütün yapraklarının kurutulması, ipek, kauçuk üretimi, kakao, kahve, kenevir, keten ve diğer saksı bitkilerinin ıslatılması, lahana turşusu, atık suların temizlenmesi, metallerin yıkanması vb. işlemler imkansızdır.

Bakteriler arasında, cinslerin laktik asit bakterileri uzun süredir endüstriyel olarak kullanılmaktadır. Laktobasil, Streptokok fermente süt ürünleri alırken. Cocci, 0,5-1,5 mikron çapında yuvarlak, oval bir şekle sahiptir, çiftler halinde veya farklı uzunluklarda zincirler halinde düzenlenmiştir. Çubuk şeklinde veya birbirine zincirlenmiş bakterilerin boyutları.

laktik asit streptokok streptokok laktis eşleştirilmiş hücrelere veya kısa zincirlere sahiptir, sütü 10-12 saat sonra pıhtılaştırır, bazı ırklar antibiyotik nisini oluşturur.

C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH

kremsi streptokok S. kremoris küresel hücrelerden uzun zincirler oluşturur, aktif olmayan bir asitleştirici, ekşi krema üretiminde kremayı fermente etmek için kullanılır.

asidofilus basili yoğurt mayası uzun çubuk şeklinde hücre zincirleri oluşturur, fermente edildiğinde, bağırsak hastalıklarının patojenlerine karşı aktif olan laktik asit ve antibiyotik maddelerin %2.2'sine kadar biriktirir. Bunlara dayanarak, tarım hayvanlarının mide-bağırsak hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi için tıbbi biyolojik ürünler hazırlanır.

laktik asit çubukları bitki örtüsüçiftler veya zincirler halinde bağlı hücrelere sahiptir. Sebzelerin fermantasyonu sırasında fermantasyon ajanları ve yem silajı. brevis lahana turşusu, salatalık, asitler, etanol, CO2 oluştururken şekerleri fermente edin.

Tartışılmaz, hareketsiz, gram+bir çeşit çubuk propionibakteri aileler Propionibakterigiller- propiyonik asit fermantasyonunun patojenleri, şeker veya laktik asit ve tuzlarının propiyonik ve asetik aside dönüşmesine neden olur.

3C 6 H 12 O 6 → 4CH 3 CH 2 COOH + 2CH 3 COOH + 2CO 2 + 2H 2 O

Peynir mayası peynirlerinin olgunlaşmasının temelinde propiyonik asit fermantasyonu yatar. B 12 vitamini elde etmek için bazı propiyonik asit bakteri türleri kullanılır.

Ailenin spor oluşturan bakterileri Bacilloceae tür Clostridiumşekerleri bütirik aside dönüştüren bütirik asit fermantasyonunun etken maddeleridir.

C6H12O6 → CH3 (CH 2) COOH + 2CO2 + 2H2

Bütirik asit

Yetişme ortamı- toprak, su kütlelerinin alüvyon birikintileri, ayrışan organik kalıntı birikimleri, gıda ürünleri.

Bunlar o/o olan bütirik asit üretiminde kullanılmaktadır. hoş olmayan koku, yayınlarından farklı olarak:

Metil eter - elma kokusu;

etil - armut;

Amil - ananas.

Tatlandırıcı olarak kullanılırlar.

Tereyağı asidi bakterileri gıda hammaddelerinin ve ürünlerinin bozulmasına neden olabilir: peynirlerin şişmesi, sütün acılaşması, tereyağı, konserve gıdaların bombalanması, patates ve sebzelerin ölümü. Ortaya çıkan bütirik asit, keskin bir ekşi tat ve keskin, hoş olmayan bir koku verir.

asetik asit bakterileri - kutup kamçılı tartışılmaz gram çubuklar, cinse aittir Glukonobakter (Acetomonas); etanolden asetik asit oluşturmak

CH 3 CH 2OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O

Çubuk türü asetobakter- asetik asidi CO2 ve H2O'ya oksitleyebilen peritriköz.

Asetik asit bakterileri, şekil değişkenliği ile karakterize edilir; elverişsiz koşullar altında, bazen şişmiş, kalın uzun filamentler şeklini alırlar. Asetik asit bakterileri, lahana turşusunda bitkilerin, meyvelerinin yüzeyinde yaygındır.

Etanolün asetik aside oksidasyonu, sirke üretiminin temelini oluşturur. Şarap, bira, kvasta asetik asit bakterilerinin kendiliğinden gelişimi, bozulmalarına - ekşime, bulanıklığa neden olur. Sıvıların yüzeyindeki bu bakteriler, kabın duvarlarında kuru buruşuk filmler, adalar veya bir halka oluşturur.

Yaygın bir bozulma türü çürüme, protein maddelerinin mikroorganizmalar tarafından derin ayrışması sürecidir. Putrefaktif süreçlerin en aktif etken maddeleri bakterilerdir.

Saman ve patates çubuklarıbasil subtilis - aerobik gram + spor oluşturan çubuk. Sporlar ısıya dayanıklı, ovaldir. Hücreler asidik ortama ve artan NaCl içeriğine duyarlıdır.

cins bakteriyalancı - polar kamçılı aerobik hareketli çubuklar, spor oluşturmazlar, gram. Bazı türler pigment sentezler, bunlara floresan pseudomonas denir, soğuğa dayanıklı olanlar vardır, buzdolaplarında protein ürünlerinin bozulmasına neden olurlar. Ekili bitkilerin bakteriyoz patojenleri.

Cinsin spor oluşturan çubukları Clostridiumözellikle konserve yiyecekler için tehlikeli olan büyük miktarda gaz NH 3, H 2 S, asit oluşumu ile proteinleri ayrıştırır. Büyük hareketli gram + çubukların toksininin neden olduğu şiddetli gıda zehirlenmesi Clostridium botulinum... Tartışma bir raket görünümü verir. Bu bakterilerin ekzotoksinleri merkezi sinir ve kardiyovasküler sistemleri etkiler (işaretler - görme bozukluğu, konuşma, felç, solunum yetmezliği).

Büyük önem nitrifikasyon, denitrifikasyon, nitrojen sabitleyici bakteriler toprak oluşumunda rol oynar. Bunlar esas olarak spor oluşturmayan hücrelerdir. Yapay koşullar altında yetiştirilirler ve gübreleme müstahzarları şeklinde sunulurlar.

Bakteriler, hidrolitik enzimlerin üretiminde, gıda üretimi için amino asitlerde kullanılmaktadır.

Bakteriler arasında özellikle gıda enfeksiyonlarına ve gıda zehirlenmesine neden olan ajanları vurgulamak gerekir.... Gıda kaynaklı enfeksiyonlara, gıda ve suda bulunan patojenik bakteriler neden olur. Bağırsak enfeksiyonları - kolera - kolera virion;

Mikroorganizmalar ve hayati aktivitelerinin ürünleri artık endüstride, tarımda, tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mikroorganizmaların kullanım tarihi

MÖ 1000 gibi erken bir tarihte, Romalılar, Fenikeliler ve diğer erken uygarlıkların insanları, maden sularından veya cevher kütlelerinden süzülen sulardan bakır çıkardılar. XVII yüzyılda. İngiltere'de Galli (Galler Kontluğu) ve 18. yüzyılda. Rio Tinto madenindeki İspanyollar, içerdiği minerallerden bakır çıkarmak için bu "liç" işlemini kullandılar. Bu eski madenciler, bakterilerin bu tür metal çıkarma işlemlerinde aktif bir rol oynadığından şüphelenmediler bile. Bakteriyel liç olarak bilinen bu işlem, eser miktarda bu ve diğer değerli metalleri içeren düşük dereceli cevherlerden bakırın geri kazanılması için şu anda dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır. Uranyumu serbest bırakmak için (daha az yaygın olsa da) biyolojik liç de kullanılır. Metal liç süreçlerine katılan organizmaların doğası, biyokimyasal özellikleri ve bu alandaki uygulama olanakları hakkında çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların sonuçları, diğerlerinin yanı sıra, bakteri liçinin madencilik endüstrisinde yaygın olarak kullanılabileceğini ve büyük olasılıkla enerji verimli, çevre dostu teknolojilerin ihtiyaçlarını tam olarak karşılayabileceğini göstermektedir.

Biraz daha az bilinir, ancak aynı derecede önemli olan, metalleri çözeltilerden kurtarmak için madencilik endüstrisindeki mikroorganizmaların kullanılmasıdır. Bazı gelişmiş teknolojiler zaten şunları içerir: biyolojik süreçler cevher işlemeden kalan yıkama suyundan çözünmüş halde veya katı parçacıklar şeklinde metaller elde etmek için. Mikroorganizmaların metal biriktirme yeteneği uzun zamandır bilinmektedir ve meraklılar uzun zamandır deniz suyundan değerli metaller elde etmek için mikropları kullanmayı hayal etmişlerdir. Yapılan çalışmalar bazı umutları kırmış ve mikroorganizmaların uygulama alanlarını büyük ölçüde belirlemiştir. Metal geri kazanımına katılımları, metalle kirlenmiş endüstriyel atıkların ucuz arıtımı ve değerli metallerin ekonomik geri kazanımı için umut verici bir yöntem olmaya devam etmektedir.

Mikroorganizmaların polimer bileşiklerini sentezleme yeteneği hakkında uzun zamandır bilinmektedir; aslında hücrenin bileşenlerinin çoğu polimerlerdir. Ancak günümüzde toplam polimerik malzeme miktarının %1'den daha azı mikrobiyoloji endüstrisi tarafından üretilmektedir; kalan %99 yağdan elde edilir. Şimdiye kadar biyoteknolojinin polimer teknolojisi üzerinde belirleyici bir etkisi olmadı. Belki de gelecekte mikroorganizmaları kullanarak özel amaçlar için yeni malzemeler yaratmak mümkün olacaktır.

Mikroorganizmaların kimyasal analizde kullanımının bir diğer önemli yönüne dikkat edilmelidir - seyreltik çözeltilerden eser elementlerin konsantrasyonu ve izolasyonu. Yaşamsal aktivite sürecinde mikro elementleri tüketen ve özümseyen mikroorganizmalar, besin çözeltilerini safsızlıklardan arındırırken, bazılarını hücrelerinde seçici olarak biriktirebilir. Örneğin, klorür çözeltilerinden altını seçici olarak çökeltmek için kalıplar kullanılır.

Modern uygulamalar

Hayvan yemi olarak mikrobiyal biyokütle kullanılmaktadır. Bazı mahsullerin mikrobiyal biyokütlesi, gıda endüstrisinde kullanılan çeşitli starter kültürler şeklinde kullanılmaktadır. Yani ekmek, bira, şarap, alkol, sirke, fermente süt ürünleri, peynirler ve birçok ürünün hazırlanması. Bir diğer önemli alan ise mikroorganizmaların atık ürünlerinin kullanımıdır. Atık ürünler, bu maddelerin doğasına ve üretici açısından önemine göre üç gruba ayrılabilir.

1. grup Molekül ağırlığı olan büyük moleküllerdir. Buna çeşitli enzimler (lipazlar vb.) ve polisakkaritler dahildir. Kullanımları son derece geniştir - gıda ve tekstil endüstrilerinden petrol endüstrisine.

2. grup- bunlar, hücrenin büyümesi ve gelişmesi için gerekli maddeleri içeren birincil metanobolitler: amino asitler, organik asitler, vitaminler ve diğerleri.

Grup 3- ikincil metanobolitler. Bunlar şunları içerir: antibiyotikler, toksinler, alkaloidler, büyüme faktörleri, vb. Biyoteknolojinin önemli bir alanı, belirli maddelerin dönüştürülmesi veya dönüştürülmesi, suyun, toprağın veya havanın kirleticilerden arındırılması için biyoteknik ajanlar olarak mikroorganizmaların kullanılmasıdır. Ayrıca petrol üretiminde mikroorganizmalar önemli rol. geleneksel şekilde yağ deposundan %50'den fazla yağ çekilmez. Rezervuarda biriken bakteri atık ürünleri, petrolün yer değiştirmesine ve yüzeye daha eksiksiz salınmasına katkıda bulunur.

Mikroorganizmaların toprak verimliliğinin korunması ve korunmasındaki büyük rolü. Toprak humusu - humus oluşumunda yer alırlar. Tarımsal ürünlerin verimliliğini artırmak için kullanılırlar.

V son yıllar Temelde yeni bir biyoteknoloji yönü gelişmeye başladı - hücresiz biyoteknoloji.

Mikroorganizmaların seçimi, mikroorganizmaların endüstride, tarımda, hayvan ve bitki dünyasında çok büyük faydalar sağladığı gerçeğine dayanmaktadır.

Diğer uygulama alanları

Eczanede

Geleneksel aşı üretim yöntemleri, zayıflatılmış veya öldürülmüş patojenlere dayanmaktadır. Şu anda, genetik mühendisliği ile birçok yeni aşı (örneğin, influenza, hepatit B'nin önlenmesi için) elde edilmektedir. Antiviral aşılar, en immünojenik olan viral proteinlerin genlerinin mikrobiyal hücreye eklenmesiyle elde edilir. Yetiştirme sırasında, bu tür hücreler sentezlenir çok sayıda daha sonra aşı preparatlarının bileşimine dahil edilen viral proteinler. Rekombinant DNA teknolojisine dayalı hayvan hücre kültürlerinde viral proteinlerin üretimi daha verimlidir.

Petrol üretiminde:

Son yıllarda mikroorganizmaların kullanımı ile yağ geri kazanımını artırma yöntemleri geliştirilmiştir. Bakış açıları, her şeyden önce, uygulama kolaylığı, minimum sermaye yoğunluğu ve çevre güvenliği ile bağlantılıdır. 1940'larda, birçok petrol üreticisi ülkede üretim kuyularını canlandırmak ve enjeksiyon kuyularının enjektivitesini geri kazandırmak için mikroorganizmaların kullanımı üzerine araştırmalar başladı.

Gıda ve kimyada. endüstri:

Mikrobiyal sentezin en ünlü endüstriyel ürünleri şunlardır: aseton, alkoller (etanol, bütanol, izopropanol, gliserin), organik asitler (sitrik, asetik, laktik, glukonik, itakonik, propiyonik), aromalar ve koku arttırıcı maddeler (monosodyum glutamat). Gıdaların tadına ve kokusuna çeşitlilik katmak için düşük kalorili ve bitki bazlı gıdaların kullanımına yönelik eğilim nedeniyle ikincisine olan talep sürekli artmaktadır. aromatik maddeler bitkisel kökenli mikrobiyal hücrelerde bitki genlerinin ekspresyonu ile üretilebilir.