Rencana:

Perkenalan

• 1 Istilah
• 2 Sejarah penelitian
• 3 Struktur
  • 3.1 Struktur protoplas
  • 3.2 Membran sel dan struktur permukaan
  • 3.3 Dimensi
  • 3.4 Multiseluleritas pada bakteri
• 4 Pola gerakan dan mudah tersinggung
• 5 Metabolisme
  • 5.1 Metabolisme Konstruktif
  • 5.2 Metabolisme energi
  • 5.3 Jenis kehidupan
• 6 Reproduksi dan struktur peralatan genetik
  • 6.1 Reproduksi bakteri
  • 6.2 Peralatan genetik
  • 6.3 Transfer gen horizontal
• 7 Diferensiasi sel
  • 7.1 Pembentukan bentuk istirahat
  • 7.2 Jenis sel lain yang berdiferensiasi secara morfologis
• 8 Klasifikasi
• 9 Asal usul, evolusi, tempat dalam perkembangan kehidupan di Bumi
• 10 Ekologi
  • 10.1 Fungsi ekologi dan biosfer
  • 10.2 Bakteri patogen
  • 10.3 Bakteri dalam hubungan mutualistik dengan organisme lain
  • 10.4 Bakteri dan manusia
  • 10.5 Bakteri dalam kehidupan sehari-hari
Catatan
Literatur

Perkenalan

Bakteri (eubakteri (Eubakteri), Yunani kuno βακτήριον - batang) - domain (superkingdom) mikroorganisme prokariotik (non-nuklir), paling sering uniseluler. Sampai saat ini, sekitar sepuluh ribu spesies bakteri telah dideskripsikan dan diperkirakan jumlahnya lebih dari satu juta, namun penerapan konsep spesies pada bakteri penuh dengan sejumlah kesulitan.

Cabang mikrobiologi - bakteriologi - mempelajari bakteri.

1. Istilah

Hingga akhir tahun 1970an istilah tersebut "bakteri" identik dengan prokariota, namun pada tahun 1977, berdasarkan data biologi molekuler, prokariota dibagi menjadi domain archaebacteria dan eubakteri. Selanjutnya, untuk menekankan perbedaan di antara keduanya, masing-masing diberi nama archaea dan bakteri. Meskipun bakteri masih sering dipahami oleh semua orang prokariota, artikel ini hanya menjelaskan eubacteria. Namun, kedua kelompok ini serupa, dan banyak ketentuan pasal tersebut juga berlaku untuk archaea - dalam kasus seperti itu istilah "prokariota" atau kombinasi "bakteri dan archaea" digunakan.

Dalam studi ekologi dan mikrobiocenotic, bakteri sering dipahami hanya sebagai prokariota non-miselia non-fotosintetik, membedakan fungsinya dengan actinomycetes dan cyanobacteria.

2. Sejarah penelitian

Mikroskop 1751

Bakteri ini pertama kali terlihat melalui mikroskop optik dan dideskripsikan pada tahun 1676 oleh naturalis Belanda Antonie van Leeuwenhoek. Seperti semua makhluk mikroskopis, dia menyebut mereka “animalcules.”

Nama “bakteri” diciptakan pada tahun 1828 oleh Christian Ehrenberg.

Pada tahun 1850-an, Louis Pasteur memprakarsai studi tentang fisiologi dan metabolisme bakteri, dan juga menemukan sifat patogennya.

Mikrobiologi medis dikembangkan lebih lanjut dalam karya Robert Koch, yang merumuskan prinsip umum untuk menentukan agen penyebab suatu penyakit (postulat Koch). Pada tahun 1905 ia dianugerahi Hadiah Nobel untuk penelitiannya tentang tuberkulosis.

Fondasi mikrobiologi umum dan studi tentang peran bakteri di alam diletakkan oleh M.V. Beyerinck dan S.N. Vinogradsky.

Studi tentang struktur sel bakteri dimulai dengan penemuan mikroskop elektron pada tahun 1930an. Pada tahun 1937, E. Chatton mengusulkan pembagian semua organisme menurut jenis struktur seluler menjadi prokariota dan eukariota, dan pada tahun 1961 Steinier dan Van Niel akhirnya meresmikan pembagian ini. Perkembangan biologi molekuler mengarah pada penemuan C. Woese pada tahun 1977 tentang perbedaan mendasar di antara prokariota itu sendiri: antara bakteri dan archaea.

3. Struktur

Skema struktur bakteri gram positif: A - pili, B - ribosom, C - kapsul, D - lapisan peptidoglikan, E - flagel, F - sitosol, G - zat penyimpan, H - plasmid, I - nukleoid, J - membran sitoplasma

Sebagian besar bakteri (kecuali actinomycetes dan cyanobacteria berfilamen) adalah uniseluler. Menurut bentuk selnya, mereka bisa bulat (kokus), berbentuk batang (basil, clostridia, pseudomonad), berbelit-belit (vibrio, spirillum, spirochetes), lebih jarang - berbentuk bintang, tetrahedral, kubik, C- atau O- berbentuk. Bentuknya menentukan kemampuan bakteri seperti perlekatan pada permukaan, mobilitas, dan penyerapan nutrisi. Misalnya, telah diketahui bahwa oligotrof, yaitu bakteri yang hidup dengan kandungan nutrisi rendah di lingkungan, berusaha meningkatkan rasio permukaan terhadap volume, misalnya melalui pembentukan pertumbuhan (yang disebut prostek ).

Dari struktur seluler wajib, ada tiga yang dibedakan:

• nukleoid
• ribosom
• membran sitoplasma (CPM)

Pada bagian luar CPM terdapat beberapa lapisan (dinding sel, kapsul, selaput lendir) yang disebut membran sel, dan juga struktur permukaan(flagela, vili). CPM dan sitoplasma digabungkan menjadi konsep protoplasta.

3.1. Struktur protoplas

CPM membatasi isi sel (sitoplasma) dari lingkungan luar. Fraksi homogen dari sitoplasma yang mengandung sekumpulan RNA terlarut, protein, produk dan substrat reaksi metabolisme disebut sitosol. Bagian lain dari sitoplasma diwakili oleh berbagai elemen struktural.

Salah satu perbedaan utama antara sel bakteri dan sel eukariotik adalah tidak adanya membran inti dan, sebenarnya, tidak adanya membran intrasitoplasma secara umum yang bukan merupakan turunan dari CPM. Namun, kelompok prokariota yang berbeda (terutama bakteri gram positif) memiliki invaginasi lokal CPM - mesosom, yang melakukan berbagai fungsi di dalam sel dan membaginya menjadi bagian-bagian yang berbeda secara fungsional. Banyak bakteri fotosintetik mempunyai jaringan membran fotosintetik yang dikembangkan yang berasal dari CPM. Pada bakteri ungu, mereka masih memiliki hubungan dengan CPM, yang mudah dideteksi pada beberapa bagian di bawah mikroskop elektron; pada cyanobacteria, hubungan ini sulit dideteksi atau hilang dalam proses evolusi. Tergantung pada kondisi dan usia kultur, membran fotosintesis membentuk berbagai struktur - vesikel, kromatofor, tilakoid.

Semua informasi genetik yang diperlukan untuk kehidupan bakteri terkandung dalam satu DNA (kromosom bakteri), paling sering dalam bentuk cincin tertutup kovalen (kromosom linier ditemukan di Streptomyces Dan Borrelia). Ia melekat pada CPM pada satu titik dan ditempatkan dalam struktur yang terisolasi, tetapi tidak dipisahkan oleh membran dari sitoplasma, dan disebut nukleoid. DNA yang tidak terlipat panjangnya lebih dari 1 mm. Kromosom bakteri biasanya disajikan dalam satu salinan, yaitu hampir semua prokariota bersifat haploid, meskipun dalam kondisi tertentu satu sel dapat berisi beberapa salinan kromosomnya, dan Burkholderia cepacia memiliki tiga kromosom sirkular yang berbeda (panjang 3,6, 3,2 dan 1,1 juta pasangan basa). Ribosom prokariota juga berbeda dengan eukariota dan memiliki konstanta sedimentasi 70 S (80 S pada eukariota).

Selain struktur ini, inklusi zat cadangan juga mungkin ada di sitoplasma.

3.2. Membran sel dan struktur permukaan

Dinding sel merupakan elemen struktural penting dari sel bakteri, namun tidak esensial. Bentuk-bentuk dengan dinding sel yang sebagian atau seluruhnya tidak ada (bentuk-L) diperoleh secara artifisial, yang dapat hidup dalam kondisi yang menguntungkan, tetapi kadang-kadang kehilangan kemampuan untuk membelah. Ada juga kelompok bakteri alami yang tidak mengandung dinding sel - mikoplasma.

Pada bakteri, terdapat dua tipe utama struktur dinding sel, ciri spesies gram positif dan gram negatif.

Dinding sel bakteri Gram positif adalah lapisan homogen setebal 20-80 nm, sebagian besar terbuat dari peptidoglikan dengan lebih sedikit asam teikoat dan sejumlah kecil polisakarida, protein dan lipid (yang disebut lipopolisakarida). Dinding sel memiliki pori-pori dengan diameter 1-6 nm yang membuatnya permeabel terhadap sejumlah molekul.

Pada bakteri gram negatif, lapisan peptidoglikan berdekatan dengan CPM dan memiliki ketebalan hanya 2-3 nm. Dikelilingi oleh membran luar, yang biasanya memiliki bentuk melengkung yang tidak rata. Diantara CPM, lapisan peptidoglikan dan membran luar terdapat ruang yang disebut periplasma, dan diisi dengan larutan termasuk protein transpor dan enzim.

Di bagian luar dinding sel mungkin terdapat kapsul - lapisan amorf yang menjaga hubungan dengan dinding. Lapisan lendir tidak mempunyai hubungan dengan sel dan mudah dipisahkan, sedangkan penutupnya tidak amorf, tetapi mempunyai struktur yang halus. Namun, di antara ketiga kasus ideal ini terdapat banyak bentuk transisi.

Mungkin terdapat 0 hingga 1000 flagela bakteri. Pilihan yang memungkinkan termasuk susunan satu flagel di satu kutub (monotrik monopolar), seikat flagela di satu kutub (flagelasi peritrichous atau lofotrikial monopolar) atau dua kutub (flagela peritrichous bipolar atau amfitrichial), serta banyak flagela di seluruh permukaan sel (peritrich). Ketebalan flagel adalah 10-20 nm, panjangnya 3-15 mikron. Rotasinya dilakukan berlawanan arah jarum jam dengan frekuensi 40-60 rps.

Selain flagela, di antara struktur permukaan bakteri perlu disebutkan vili. Mereka lebih tipis dari flagela (diameter 5-10 nm, panjang hingga 2 m) dan diperlukan untuk menempelkan bakteri ke substrat, mengambil bagian dalam pengangkutan metabolit, dan vili khusus - F-pili, formasi seperti benang, lebih tipis dan lebih pendek (3-10 nm × 0,3-10 µm) dari flagela - diperlukan sel donor untuk mentransfer DNA ke penerima selama konjugasi.

3.3. Ukuran

Bacillus subtilis setelah pewarnaan Gram. Struktur oval abu-abu - endospora

Ukuran rata-rata bakteri adalah 0,5-5 mikron. Escherichia coli, misalnya, memiliki dimensi 0,3-1 kali 1-6 mikron, Stafilokokus aureus- diameter 0,5-1 mikron, Bacillus subtilis- 0,75 kali 2-3 mikron. Bakteri terbesar yang diketahui adalah Thiomargarita namibiensis, mencapai ukuran 750 mikron (0,75 mm). Yang kedua adalah Ikan Epulopiscium, memiliki diameter 80 mikron dan panjang hingga 700 mikron dan hidup di saluran pencernaan ikan bedah Acanthurus nigrofuscus. Akromatium oksaliferum mencapai dimensi 33 kali 100 mikron, Beggiatoa alba- 10 kali 50 mikron. Spirochetes dapat tumbuh hingga panjang 250 µm dengan ketebalan 0,7 µm. Pada saat yang sama, bakteri termasuk organisme terkecil dengan struktur seluler. Mycoplasma mycoides memiliki dimensi 0,1-0,25 mikron, yang setara dengan ukuran virus besar, misalnya mosaik tembakau, cacar sapi, atau influenza. Menurut perhitungan teoretis, sel berbentuk bola dengan diameter kurang dari 0,15-0,20 mikron menjadi tidak mampu bereproduksi secara mandiri, karena secara fisik tidak dapat menampung semua biopolimer dan struktur yang diperlukan dalam jumlah yang cukup.

Stafilokokus aureus pada perbesaran yang sama

Namun, nanobakteri telah dijelaskan lebih kecil dari ukuran yang “dapat diterima” dan sangat berbeda dari bakteri biasa. Berbeda dengan virus, mereka mampu tumbuh dan bereproduksi secara mandiri (sangat lambat). Sejauh ini mereka masih sedikit dipelajari, dan sifat hidup mereka dipertanyakan.

Dengan peningkatan linier dalam jari-jari sel, permukaannya meningkat sebanding dengan kuadrat jari-jari, dan volumenya sebanding dengan pangkat tiga, oleh karena itu, pada organisme kecil, rasio permukaan terhadap volume lebih tinggi daripada pada organisme yang lebih besar, yang berarti pertukaran zat dengan lingkungan lebih aktif. Aktivitas metabolisme, diukur dengan berbagai indikator, per unit biomassa dalam bentuk kecil lebih tinggi dibandingkan dalam bentuk besar. Oleh karena itu, ukuran kecil bahkan untuk mikroorganisme memberikan keuntungan bagi bakteri dan archaea dalam laju pertumbuhan dan reproduksi dibandingkan dengan eukariota yang lebih kompleks dan menentukan peran ekologis mereka yang penting.

3.4. Multiseluleritas pada bakteri

Cyanobacterium berfilamen multiseluler Anabaena flosaquae

Bentuk bersel tunggal mampu melakukan semua fungsi yang melekat pada tubuh, terlepas dari sel tetangganya. Banyak prokariota bersel tunggal cenderung membentuk agregat seluler, sering kali disatukan oleh lendir yang mereka keluarkan, agregat ini disebut biofilm; Paling sering, ini hanya asosiasi acak organisme individu, tetapi dalam beberapa kasus, asosiasi sementara dikaitkan dengan implementasi fungsi tertentu, misalnya, pembentukan tubuh buah oleh myxobacteria memungkinkan berkembangnya kista, meskipun ada fakta bahwa sel tunggal tidak mampu membentuknya. Fenomena seperti itu, bersama dengan pembentukan sel-sel yang berdiferensiasi secara morfologis dan fungsional oleh eubacteria uniseluler, merupakan prasyarat yang diperlukan untuk munculnya multiseluleritas sejati di dalamnya.

Organisme multiseluler harus memenuhi syarat-syarat berikut:

• sel-selnya harus dikumpulkan,
• harus ada pembagian fungsi antar sel,
• kontak spesifik yang stabil harus dibuat antara sel-sel yang dikumpulkan.

Multiseluleritas pada prokariota diketahui; organisme multiseluler yang paling terorganisir termasuk dalam kelompok cyanobacteria dan actinomycetes. Dalam cyanobacteria berfilamen, struktur di dinding sel dijelaskan yang memastikan kontak antara dua sel yang berdekatan - mikroplasmodesmata. Kemungkinan pertukaran zat (pewarna) dan energi (komponen listrik dari potensial transmembran) antara sel telah ditunjukkan. Beberapa cyanobacteria berfilamen mengandung, selain sel vegetatif biasa, sel yang berdiferensiasi secara fungsional: akinet dan heterokista. Yang terakhir melakukan fiksasi nitrogen dan secara intensif bertukar metabolit dengan sel vegetatif.

4. Cara bergerak dan mudah tersinggung

Banyak bakteri yang bersifat motil. Ada beberapa jenis pergerakan bakteri yang berbeda secara mendasar. Pergerakan yang paling umum adalah dengan bantuan flagela: bakteri tunggal dan asosiasi bakteri (berkerumun). Kasus khusus dari hal ini juga adalah pergerakan spirochetes, yang menggeliat berkat filamen aksial, strukturnya mirip dengan flagela, tetapi terletak di periplasma. Jenis pergerakan lainnya adalah meluncurnya bakteri yang tidak mempunyai flagela di sepanjang permukaan media padat. Mekanismenya belum dipahami dengan baik; diasumsikan melibatkan sekresi lendir (mendorong sel) dan filamen fibrilar yang terletak di dinding sel, menyebabkan “gelombang berjalan” di sepanjang permukaan sel. Terakhir, bakteri dapat mengapung dan tenggelam dalam cairan, mengubah kepadatannya, terisi gas, atau mengosongkan aerosom.

Bakteri aktif bergerak ke arah yang ditentukan oleh rangsangan tertentu. Fenomena ini disebut taksi.

5. Metabolisme

5.1. Metabolisme Konstruktif

Dengan pengecualian beberapa poin tertentu, jalur biokimia yang melaluinya sintesis protein, lemak, karbohidrat, dan nukleotida dilakukan pada bakteri serupa dengan jalur pada organisme lain. Namun, mereka berbeda dalam jumlah kemungkinan pilihan untuk jalur ini dan, oleh karena itu, dalam tingkat ketergantungan pada pasokan bahan organik dari luar.

Beberapa dari mereka dapat mensintesis semua molekul organik yang mereka butuhkan dari senyawa anorganik (autotrof), sementara yang lain memerlukan senyawa organik siap pakai, yang hanya dapat mereka ubah (heterotrof).

Bakteri dapat memenuhi kebutuhan nitrogennya baik melalui senyawa organiknya (seperti eukariota heterotrofik) dan melalui nitrogen molekuler (seperti beberapa archaea). Sebagian besar bakteri menggunakan senyawa nitrogen anorganik untuk mensintesis asam amino dan zat organik lain yang mengandung nitrogen: amonia (memasuki sel dalam bentuk ion amonium), nitrit, dan nitrat (yang sebelumnya direduksi menjadi ion amonium). Mereka mampu menyerap fosfor dalam bentuk fosfat, belerang - dalam bentuk sulfat atau, lebih jarang, sulfida.

5.2. Metabolisme energi

Cara bakteri memperoleh energi sangatlah unik. Ada tiga jenis produksi energi (dan ketiganya dikenal pada bakteri): fermentasi, respirasi, dan fotosintesis.

Fermentasi- serangkaian reaksi redoks di mana molekul tidak stabil terbentuk, dari mana residu asam fosfat ditransfer ke ADP dengan pembentukan ATP (fosforilasi substrat). Dalam hal ini, oksidasi dan reduksi intramolekul dimungkinkan.

Napas- oksidasi senyawa tereduksi dengan transfer elektron melalui rantai transpor elektron pernapasan yang terlokalisasi di membran, menciptakan gradien proton transmembran, yang digunakan untuk mensintesis ATP (fosforilasi oksidatif). Meskipun eukariota hampir selalu “membuang” elektron ke oksigen (hanya dalam kasus yang jarang terjadi, nitrat dapat berfungsi sebagai akseptor elektron), bakteri dapat menggunakan senyawa organik dan mineral yang teroksidasi (fumarat, karbon dioksida, anion sulfat, anion nitrat). , dll.; lihat respirasi anaerobik), dan sebagai pengganti substrat organik yang dapat teroksidasi, gunakan substrat mineral (hidrogen, amonia, hidrogen sulfida, dll.), yang sering dikaitkan dengan fiksasi autotrofik CO2 (lihat kemosintesis).

Fotosintesis bakteri dapat terdiri dari dua jenis - bebas oksigen, menggunakan bakterioklorofil (hijau, ungu dan heliobacteria) dan oksigen, menggunakan klorofil (cyanobacteria (klorofil a), proklorofit (a dan b)). Cyanobacteria, alga glaucocystophyte, alga merah dan alga cryptophyte adalah satu-satunya organisme fotosintetik yang mengandung phycobiliprotein. Di archaea, fotosintesis bebas klorofil terjadi dengan partisipasi bakteriorhodopsin (namun, energi cahaya digunakan bukan untuk fiksasi CO 2, tetapi langsung untuk sintesis ATP, jadi dalam arti sebenarnya ini bukan fotosintesis, tetapi fotofosforilasi).

Bakteri yang hanya melakukan fotosintesis bebas oksigen tidak memiliki fotosistem II. Pertama, ini adalah bakteri berfilamen ungu dan hijau di mana hanya jalur transfer elektron siklik yang berfungsi, yang bertujuan untuk menciptakan gradien proton transmembran, yang menyebabkan sintesis ATP (fotofosforilasi), dan reduksi NAD(P)+, yang digunakan untuk asimilasi CO 2 . Kedua, ini adalah sulfur hijau dan heliobakteri, yang memiliki transpor elektron siklik dan non-siklik, yang memungkinkan reduksi langsung NAD(P) +. Senyawa belerang tereduksi (molekul, hidrogen sulfida, sulfit) atau molekul hidrogen digunakan sebagai donor elektron yang mengisi “kekosongan” dalam molekul pigmen dalam fotosintesis bebas oksigen.

Ada juga bakteri dengan metabolisme energi yang sangat spesifik. Jadi, pada bulan Oktober 2008, sebuah laporan muncul di jurnal Science tentang penemuan ekosistem yang terdiri dari perwakilan satu spesies bakteri yang sebelumnya tidak diketahui - Audaxviator Desulforudis, yang menerima energi untuk aktivitas hidupnya dari reaksi kimia yang melibatkan hidrogen yang terbentuk sebagai hasil disintegrasi molekul air di bawah pengaruh radiasi bakteri bijih uranium yang terletak di dekat koloni. Beberapa koloni bakteri yang hidup di dasar laut menggunakan arus listrik untuk mentransfer energi ke sesamanya.

5.3. Jenis kehidupan

Anda dapat menggabungkan jenis metabolisme konstruktif dan energi pada tabel berikut:

Cara keberadaan organisme hidup (matriks Lvov)
Sumber energi	Donor elektron	Sumber karbon	Nama cara keberadaan	Perwakilan
OVR	Senyawa anorganik	Karbon dioksida	Kemolitoautotrofi	Bakteri besi nitrifikasi, tionik, dan asidofilik
		Senyawa organik	Kemolitoheterotrofi	Archaebacteria penghasil metana, bakteri hidrogen
	Bahan organik	Karbon dioksida	Kemoorganoautotrofi	Metilotrof fakultatif, bakteri pengoksidasi asam format
		Senyawa organik	Kemoorganoheterotrofi	Kebanyakan prokariota, dari eukariota: hewan, jamur, manusia
Lampu	Senyawa anorganik	Karbon dioksida	Fotolithoautotrofi	Cyanobacteria, bakteri ungu, hijau, dari eukariota: tumbuhan
		Senyawa organik	Fotolithoheterotrofi	Beberapa bakteri cyanobacteria, ungu, hijau
	Bahan organik	Karbon dioksida	Fotoorganoautotrofi	Beberapa bakteri ungu
		Bahan organik	Fotoorganoheterotrofi	Halobacteria, beberapa cyanobacteria, bakteri ungu, bakteri hijau

Tabel tersebut menunjukkan bahwa variasi jenis nutrisi prokariota jauh lebih besar dibandingkan eukariota (yang terakhir hanya mampu melakukan kemoorganoheterotrofi dan fotolitoautotrofi).

6. Reproduksi dan struktur alat genetik

6.1. Reproduksi bakteri

Koloni bakteri pada media agar padat dalam cawan Petri

Beberapa bakteri tidak memiliki proses seksual dan berkembang biak hanya dengan pembelahan biner melintang atau tunas yang sama. Untuk satu kelompok cyanobacteria uniseluler, beberapa fisi (serangkaian pembelahan biner cepat berturut-turut yang mengarah pada pembentukan 4 hingga 1024 sel baru) telah dijelaskan. Untuk memastikan plastisitas genotipe yang diperlukan untuk evolusi dan adaptasi terhadap perubahan lingkungan, mereka memiliki mekanisme lain.

Saat membelah, sebagian besar bakteri gram positif dan cyanobacteria berfilamen mensintesis septum melintang dari pinggiran ke pusat dengan partisipasi mesosom. Bakteri gram negatif membelah dengan cara menyempit: di tempat pembelahan, kelengkungan CPM dan dinding sel yang meningkat secara bertahap ke dalam terdeteksi. Saat bertunas, tunas terbentuk dan tumbuh di salah satu kutub sel induk; sel induk menunjukkan tanda-tanda penuaan dan biasanya tidak dapat menghasilkan lebih dari 4 sel anak. Pertunasan terjadi pada kelompok bakteri yang berbeda dan mungkin muncul beberapa kali selama evolusi.

Bakteri juga menunjukkan reproduksi seksual, namun dalam bentuk yang paling primitif. Reproduksi seksual bakteri berbeda dengan reproduksi seksual eukariota karena bakteri tidak membentuk gamet dan tidak mengalami fusi sel. Namun peristiwa terpenting dalam reproduksi seksual, yaitu pertukaran materi genetik, juga terjadi dalam kasus ini. Proses ini disebut rekombinasi genetik. Beberapa DNA (sangat jarang seluruh DNA) dari sel donor ditransfer ke sel penerima yang DNA-nya secara genetik berbeda dari DNA donor. Dalam hal ini, DNA yang ditransfer menggantikan sebagian DNA penerima. Proses penggantian DNA melibatkan enzim yang membelah dan menyatukan kembali untaian DNA. Ini menghasilkan DNA yang berisi gen dari kedua sel induk. DNA ini disebut rekombinan. Pada keturunan, atau rekombinan, terdapat variasi sifat yang disebabkan oleh perpindahan gen. Keragaman sifat ini sangat penting bagi evolusi dan merupakan keuntungan utama reproduksi seksual. Ada 3 metode yang diketahui untuk memperoleh rekombinan. Ini adalah - dalam urutan penemuannya - transformasi, konjugasi dan transduksi.

6.2. Peralatan genetik

Gen yang diperlukan untuk aktivitas kehidupan dan menentukan spesifisitas spesies paling sering terletak pada bakteri dalam satu molekul DNA tertutup kovalen - kromosom (terkadang istilah genofor digunakan untuk merujuk pada kromosom bakteri untuk menekankan perbedaannya dari kromosom eukariotik). genofor)). Daerah tempat kromosom berada disebut nukleoid dan tidak dikelilingi oleh membran. Dalam hal ini, mRNA yang baru disintesis segera tersedia untuk mengikat ribosom, dan transkripsi serta translasi digabungkan.

Sebuah sel hanya dapat berisi 80% dari jumlah gen yang ada di semua strain spesiesnya (yang disebut “genom kolektif”).

Selain kromosom, sel bakteri sering kali mengandung plasmid - juga terbungkus dalam cincin DNA yang mampu bereplikasi secara mandiri. Mereka bisa sangat besar sehingga tidak dapat dibedakan dari kromosom, namun mengandung gen tambahan yang hanya diperlukan dalam kondisi tertentu. Mekanisme distribusi khusus memastikan bahwa plasmid tertahan dalam sel anak sehingga hilang dengan frekuensi kurang dari 10 −7 per siklus sel. Spesifisitas plasmid bisa sangat beragam: dari hanya terdapat pada satu spesies inang hingga plasmid RP4, yang ditemukan pada hampir semua bakteri Gram-negatif. Plasmid mengkode mekanisme resistensi terhadap antibiotik, penghancuran zat tertentu, dll.; gen nif yang diperlukan untuk fiksasi nitrogen juga ditemukan dalam plasmid. Gen plasmid dapat dimasukkan ke dalam kromosom dengan frekuensi sekitar 10 −4 - 10 −7.

DNA bakteri, serta DNA organisme lain, mengandung transposon - segmen bergerak yang dapat berpindah dari satu bagian kromosom ke bagian lain, atau ke DNA ekstrakromosom. Tidak seperti plasmid, mereka tidak mampu melakukan replikasi secara otonom dan mengandung segmen IS - wilayah yang mengkode transpornya di dalam sel. Segmen IS dapat bertindak sebagai transposon terpisah.

6.3. Transfer gen horizontal

Pada prokariota, penyatuan sebagian genom dapat terjadi. Selama konjugasi, sel donor, selama kontak langsung, mentransfer sebagian genomnya (dalam beberapa kasus, seluruh genom) ke sel penerima. Bagian DNA donor dapat ditukar dengan bagian DNA penerima yang homolog. Kemungkinan pertukaran tersebut hanya signifikan untuk bakteri dari satu spesies.

Demikian pula, sel bakteri dapat menyerap DNA yang ada secara bebas di lingkungannya, memasukkannya ke dalam genomnya jika terdapat homologi tingkat tinggi dengan DNAnya sendiri. Proses ini disebut transformasi. Dalam kondisi alami, informasi genetik dipertukarkan dengan bantuan fag beriklim sedang (transduksi). Selain itu, transfer gen non-kromosom dimungkinkan menggunakan plasmid jenis tertentu yang mengkode proses ini, proses pertukaran plasmid lain, dan transfer transposon.

Dengan transfer horizontal, gen baru tidak terbentuk (seperti yang terjadi pada mutasi), tetapi kombinasi gen yang berbeda tercipta. Hal ini penting karena seleksi alam mempengaruhi seluruh rangkaian karakteristik suatu organisme.

7. Diferensiasi sel

Diferensiasi seluler adalah perubahan kumpulan protein (biasanya juga diwujudkan dalam perubahan morfologi) dengan genotipe yang tidak berubah.

7.1. Pembentukan bentuk istirahat

Lokasi endospora: 1, 4 - tengah, 2, 3, 5 - terminal, 6 - lateral.

Pembentukan bentuk-bentuk yang sangat resisten dengan metabolisme yang lambat, yang berfungsi untuk pelestarian dalam kondisi buruk dan distribusi (lebih jarang untuk reproduksi) adalah jenis diferensiasi yang paling umum pada bakteri. Yang paling stabil adalah endospora, yang dibentuk oleh perwakilan Basil, Klostridium, Sporohalobakter, Anaerobakter(membentuk 7 endospora dari satu sel dan dapat berkembang biak dengan bantuannya) dan Heliobakteri. Pembentukan struktur ini dimulai sebagai pembelahan normal dan pada tahap awal dapat diubah menjadi struktur tersebut dengan antibiotik tertentu. Endospora dari banyak bakteri dapat tahan terhadap perebusan selama 10 menit pada suhu 100 °C, pengeringan selama 1000 tahun dan, menurut beberapa data, tetap dapat bertahan di tanah dan batu selama jutaan tahun.

Yang kurang stabil adalah eksospora, kista ( Azotobakter, bakteri meluncur, dll.), akinetes (cyanobacteria) dan myxospores (myxobacteria).

7.2. Jenis sel lain yang berdiferensiasi secara morfologis

Actinomycetes dan cyanobacteria membentuk sel-sel berdiferensiasi yang berfungsi untuk reproduksi (masing-masing spora, serta hormogonium dan baeosit). Perlu juga diperhatikan struktur yang mirip dengan bakteroid bakteri nodul dan heterokista sianobakteri, yang berfungsi melindungi nitrogenase dari pengaruh oksigen molekuler.

8. Klasifikasi

Yang paling terkenal adalah klasifikasi fenotipik bakteri berdasarkan struktur dinding selnya, khususnya yang dimuat dalam Bergi's Determinant of Bacteria (1984-1987) edisi IX. Kelompok taksonomi terbesar di dalamnya adalah 4 divisi: Gracilicute(gram negatif), Firmicute(gram positif), Tenericutes(mikoplasma; divisi dengan satu kelas Mollicutes) dan Mendositik(arkea).

Baru-baru ini, klasifikasi filogenetik bakteri (yang digunakan di Wikipedia), berdasarkan data biologi molekuler, semakin berkembang. Salah satu metode pertama untuk menilai keterkaitan berdasarkan kesamaan genom adalah metode membandingkan kandungan guanin dan sitosin dalam DNA, yang diusulkan pada tahun 1960-an. Meskipun nilai yang identik dalam kandungannya tidak dapat memberikan informasi apa pun tentang kedekatan evolusi organisme, perbedaannya sebesar 10% berarti bahwa bakteri tersebut tidak termasuk dalam genus yang sama. Metode lain yang merevolusi mikrobiologi pada tahun 1970-an adalah analisis urutan gen pada rRNA 16s, yang memungkinkan untuk mengidentifikasi beberapa cabang filogenetik eubacteria dan mengevaluasi hubungan di antara mereka. Untuk klasifikasi pada tingkat spesies digunakan metode hibridisasi DNA-DNA. Analisis sampel spesies yang dipelajari dengan baik menunjukkan bahwa 70% tingkat hibridisasi mencirikan satu spesies, 10-60% - satu genus, kurang dari 10% - genera berbeda.

Klasifikasi filogenetik sebagian mengulangi klasifikasi fenotipik, misalnya golongan Gracilicute hadir di keduanya. Pada saat yang sama, taksonomi bakteri gram negatif direvisi sepenuhnya, archaebacteria dipisahkan sepenuhnya menjadi takson independen dengan peringkat tertinggi, beberapa kelompok taksonomi dibagi menjadi beberapa bagian dan dikelompokkan kembali, organisme dengan fungsi ekologi yang sangat berbeda digabungkan menjadi satu kelompok , yang menyebabkan sejumlah ketidaknyamanan dan ketidakpuasan sebagian komunitas ilmiah. Objek kritiknya juga adalah fakta bahwa klasifikasi molekul, dan bukan organisme, yang sebenarnya dilakukan.

9. Asal usul, evolusi, tempat dalam perkembangan kehidupan di bumi

Stromatolit prakambrium

Bakteri, bersama dengan archaea, termasuk organisme hidup pertama di Bumi, yang muncul sekitar 3,9-3,5 miliar tahun yang lalu. Hubungan evolusi antara kelompok-kelompok ini belum sepenuhnya dipelajari; setidaknya ada tiga hipotesis utama: N. Pace menyatakan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama yaitu protobakteri; Zavarzin menganggap archaea sebagai cabang buntu dari evolusi eubakteri; telah menguasai habitat ekstrim; terakhir, menurut hipotesis ketiga, archaea adalah organisme hidup pertama yang menjadi asal muasal bakteri.

Eukariota muncul sebagai hasil simbiogenesis sel bakteri jauh kemudian: sekitar 1,9-1,3 miliar tahun yang lalu. Evolusi bakteri dicirikan oleh bias fisiologis dan biokimia yang nyata: dengan bentuk kehidupan yang relatif miskin dan struktur primitif, mereka telah menguasai hampir semua proses biokimia yang diketahui saat ini. Biosfer prokariotik sudah memiliki semua cara yang ada saat ini untuk mengubah materi. Eukariota, setelah menembusnya, hanya mengubah aspek kuantitatif dari fungsinya, tetapi tidak mengubah aspek kualitatif; pada banyak tahap siklus unsur, bakteri masih mempertahankan posisi monopoli.

Beberapa bakteri tertua adalah cyanobacteria. Dalam batuan yang terbentuk 3,5 miliar tahun yang lalu, produk aktivitas vitalnya ditemukan - stromatolit; bukti tak terbantahkan tentang keberadaan cyanobacteria berasal dari 2,2-2,0 miliar tahun yang lalu. Berkat mereka, oksigen mulai terakumulasi di atmosfer, yang 2 miliar tahun lalu mencapai konsentrasi yang cukup untuk dimulainya respirasi aerobik. Kali ini termasuk formasi ciri-ciri aerobik obligat Metalogenium.

Munculnya oksigen di atmosfer (bencana oksigen) memberikan pukulan telak bagi bakteri anaerob. Mereka akan punah atau berpindah ke zona bebas oksigen yang dilindungi secara lokal. Keanekaragaman spesies bakteri secara keseluruhan menurun pada saat ini.

Diasumsikan bahwa karena tidak adanya proses seksual, evolusi bakteri mengikuti mekanisme yang sama sekali berbeda dibandingkan dengan eukariota. Transfer gen horizontal yang konstan menyebabkan ambiguitas dalam gambaran hubungan evolusioner; evolusi berlangsung sangat lambat (dan, mungkin, terhenti sama sekali dengan munculnya eukariota), tetapi dalam kondisi yang berubah, terjadi redistribusi gen yang cepat antar sel dengan kesamaan genetik yang konstan. kolam.

10. Ekologi

Banyak bakteri menyebabkan penyakit pada manusia, hewan dan tumbuhan; bakteri lain memainkan peran yang sangat penting dalam fungsi biosfer; misalnya, hanya bakteri yang mampu mengasimilasi nitrogen di atmosfer. Bakteri adalah salah satu organisme hidup yang strukturnya paling sederhana (kecuali virus). Mereka diyakini sebagai organisme pertama yang muncul di Bumi.

10.1. Fungsi ekologi dan biosfer

Jumlah sel prokariotik diperkirakan (4-6) × 10 30, total biomassanya 350-550 miliar ton, menyimpan 60-100% karbon seluruh tanaman, dan pasokan nitrogen dan fosfor karena sel prokariotik kandungan relatif yang lebih besar pada bakteri secara signifikan melebihi pasokan unsur-unsur ini dalam fitomassa bumi. Pada saat yang sama, bakteri mempunyai ciri siklus hidup yang pendek dan tingkat pembaharuan biomassa yang tinggi. Berdasarkan hal ini saja, kontribusinya terhadap berfungsinya siklus biogeokimia utama dapat dinilai.

Bakteri dapat tumbuh baik dengan adanya oksigen bebas (aerob) maupun tanpa adanya oksigen (anaerob). ikut serta dalam pembentukan struktur dan kesuburan tanah, dalam pembentukan mineral dan pemusnahan tumbuhan dan hewan; menjaga cadangan karbon dioksida dan oksigen di atmosfer.

10.2. Bakteri patogen

Pada abad ke-14, 75 juta orang meninggal akibat pandemi penyakit pes (Black Death), termasuk 15-35 juta orang di Eropa, yang berjumlah 1/4-1/2 dari populasinya.

Bahaya penyakit akibat bakteri sangat berkurang pada akhir abad ke-19 dengan ditemukannya vaksinasi, dan pada pertengahan abad ke-20 dengan ditemukannya antibiotik.

10.3. Bakteri dalam hubungan mutualistik dengan organisme lain

Banyak bakteri yang bersimbiosis, termasuk hubungan mutualistik dengan organisme lain. Tumbuhan, misalnya, melepaskan sebagian besar bahan organik yang dihasilkan selama fotosintesis ke permukaan akar. Bagian tanah yang diubah dengan cara ini (rizosfer) cocok untuk perkembangan bakteri, termasuk bakteri pengikat nitrogen. Peningkatan intensitas fiksasi nitrogen (dalam hal ini disebut asosiatif) memperbaiki kondisi nutrisi mineral tanaman. Bakteri pengikat nitrogen juga hidup pada bintil kacang-kacangan dan kelompok tumbuhan lainnya. Cyanobacteria juga hidup bersimbiosis dengan banyak hewan laut (terutama spons dan ascidia, serta dengan beberapa tumbuhan (misalnya pakis air azoloea) dan jamur (sebagai bagian dari lumut). Bakteri kemoautotrofik hidup bersimbiosis dengan riftid dan banyak spesies lainnya. invertebrata dan protista yang menghuni komunitas hidrotermal dan komunitas tiobios. Masih banyak contoh simbiosis bakteri dengan berbagai kelompok organisme.

Bakteri menghuni saluran pencernaan hewan dan manusia dan diperlukan untuk pencernaan normal. Mereka sangat penting bagi herbivora, yang tidak banyak memakan makanan nabati melainkan produk transformasi bakterinya, dan mencerna sebagian bakteri itu sendiri.

10.4. Bakteri dan manusia

Selama ribuan tahun, manusia telah menggunakan bakteri asam laktat untuk menghasilkan keju, yogurt, kefir, cuka, dan fermentasi.

Saat ini telah dikembangkan metode untuk menggunakan bakteri fitopatogen sebagai herbisida yang aman, dan bakteri entomopatogen sebagai pengganti insektisida. Yang paling banyak digunakan Bacillus thuringiensis, yang melepaskan racun (Cry-toksin) yang bekerja pada serangga. Selain insektisida bakteri, pupuk bakteri juga digunakan di bidang pertanian.

Bakteri penyebab penyakit pada manusia digunakan sebagai senjata biologis (bakteriologis); Selain itu, racun bakteri dapat digunakan sebagai senjata.

Karena pertumbuhan dan reproduksinya yang cepat, serta strukturnya yang sederhana, bakteri secara aktif digunakan dalam penelitian ilmiah di bidang biologi molekuler, genetika, rekayasa genetika, dan biokimia. Bakteri yang paling banyak dipelajari adalah Escherichia coli. Informasi tentang proses metabolisme bakteri memungkinkan bakteri untuk menghasilkan sintesis vitamin, hormon, enzim, antibiotik, dll.

Arah yang menjanjikan adalah pengayaan bijih dengan bantuan bakteri pengoksidasi belerang, pemurnian tanah dan badan air yang terkontaminasi produk minyak bumi atau xenobiotik oleh bakteri.

Usus manusia biasanya mengandung 300 hingga 1000 spesies bakteri dengan massa total hingga 1 kg, dan jumlah selnya jauh lebih besar daripada jumlah sel dalam tubuh manusia. Mereka memainkan peran penting dalam pencernaan karbohidrat, mensintesis vitamin, dan menggantikan bakteri patogen. Secara kiasan kita dapat mengatakan bahwa mikroflora manusia adalah “organ” tambahan yang bertanggung jawab untuk pencernaan dan melindungi tubuh dari infeksi.

10.5. Bakteri dalam kehidupan sehari-hari

Menurut Biro Perlindungan Konsumen Korea Selatan, jumlah bakteri pada pegangan (tanpa lapisan antibakteri) gerobak toko besar mencapai 1.100 koloni per 10 cm². Tempat kedua ditempati oleh mouse komputer di warung internet (690 koloni dalam wilayah yang sama). Gagang toilet umum hanya mengandung 340 koloni mikroorganisme berbahaya per 10 cm².

Untuk melindungi diri dari segala jenis mikroorganisme yang terdapat pada benda-benda umum selama penelitian, cukup dengan rutin mencuci tangan dengan sabun.

Catatan

1. Perjalanan Menuju Pusat Bumi: Mikroorganisme Unik yang Hidup Sendirian - www.sciencedaily.com/releases/2008/10/081009143708.htm
2. http://www.akado.com/science/fauna/19033/2008/10/10/bacteria/ - www.akado.com/science/fauna/19033/2008/10/10/bacteria/
3. Menurut sebuah artikel di Nature (24 Februari) - www.wired.com/wiredscience/2010/02/electric-ocean-bacteria/
4. Kabel listrik ditemukan pada bakteri - lenta.ru/news/2010/02/25/energy/. Lenta.ru (25 Februari 2010).
5. Siunov A, Nikitin D, Suzina N, Dmitriev V, Kuzmin N, Duda V Status filogenetik Anaerobacter polyendosporus, bakteria anaerobik, polisporogenik - ijs.sgmjournals.org/cgi/reprint/49/3/1119.pdf//International Journal of Systematic Bacteriology, 1999, No. 49 Pt 3: 1119 - 24.
6. 1 2 Dobretsov N.L. Tentang tahap awal asal usul dan evolusi kehidupan // Buletin VOGiS, 2005. Volume 9, No. 1. P. 43-54 pdf - www.bionet.nsc.ru/vogis/pict_pdf/2005/t9_1/43_54 .pdf
7. Dobretsov N.L. Tentang tahap awal asal usul dan evolusi kehidupan // Buletin VOGiS, 2005. Volume 9, No. 1. P. 43-54 pdf - www.bionet.nsc.ru/vogis/pict_pdf/2005/t9_1/43_54 .pdf
8. Whitman W.B., Coleman D.C., Wiebe W.J. Prokariota: mayoritas yang tak terlihat // PNAS Online. 1998. Jil. 95, N 12.Hal.6578-6583. - www.pnas.org/cgi/content/full/95/12/6578
9. Sears C.L. Kemitraan yang dinamis: Merayakan flora usus kita - eebweb.arizona.edu/courses/ecol409_509/searsReview.pdf // Anaerobe, Volume 11, Edisi 5, Oktober 2005, Halaman 247-251.
10. LIKAR.INFO / Disbiosis usus di klinik penyakit menular anak - www.likar.info/profi/articles/268.html
11. Pegangan keranjang belanja adalah tempat berkembang biak utama infeksi - www.newsru.com/world/14feb2006/microb.html. NEWSru (14 Februari 2006).

Literatur

• Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiologi. - M.: Rumah Penerbitan Universitas Negeri Moskow, 2004. - 448 hal.
• Zavarzin G.A. Kuliah Mikrobiologi Sejarah Alam / Rep. ed. N. N. Kolotilova; Institut Mikrobiologi. - M.: Nauka, 2003. - 348 hal. - ISBN 5-02-006454-8.
• Mikrobiologi modern. Prokariota: Dalam 2 volume / Ed. J. Lengler, G. Drews, G. Schlegel.. - M.: Mir, 2005. - ISBN ISBN 5-03-003706-3
• Kehidupan tanaman. Dalam 6 volume - herba.msu.ru/shipunov/school/books/zh_ras1.djvu / Ch. ed. Al. A.Fedorov. - M Bakteri silikat, Domain (biologi).
  Teks tersedia di bawah lisensi Creative Commons Attribution-ShareAlike.

Abstrak dengan topik: Bakteri

Perkenalan

Kerajaan prokariota, atau pranuklir, mencakup penghuni paling kuno di planet kita - bakteri, yang dalam kehidupan sehari-hari sering disebut mikroba. Ini adalah organisme yang sangat kuno, tampaknya muncul sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Organisme ini mempunyai struktur seluler, tetapi materi keturunannya tidak lepas dari membran plasma, dengan kata lain tidak memiliki inti yang terbentuk. Kebanyakan dari mereka berukuran jauh lebih besar daripada virus. Berdasarkan ciri-ciri penting aktivitas kehidupan, dan yang terpenting, metabolisme, para ilmuwan membagi kerajaan prokariota menjadi tiga subkerajaan: archibacteria, bakteri sejati, bakteri oksifoto.

Ilmu mikrobiologi mempelajari struktur dan fungsi mikroorganisme.

Sulit untuk menemukan tempat di dunia di mana tidak terdapat makhluk hidup terkecil - bakteri. Mereka ditemukan di aliran geyser dengan suhu sekitar 105 o C, dan di danau hipersalin, misalnya di Laut Mati yang terkenal. Bakteri hidup ditemukan di lapisan es Arktik, tempat mereka bertahan selama 2-3 juta tahun. Di lautan, pada kedalaman 11 km; pada ketinggian 41 km di atmosfer; di kedalaman kerak bumi pada kedalaman beberapa kilometer - bakteri ditemukan dimana-mana.

Bakteri berkembang biak di air yang mendinginkan reaktor nuklir; tetap layak setelah menerima dosis radiasi 10 ribu kali lebih besar daripada dosis mematikan bagi manusia. Mereka bertahan selama dua minggu dalam ruang hampa; Mereka juga tidak mati di luar angkasa, ditempatkan di sana selama 18 jam, di bawah pengaruh radiasi matahari yang mematikan.

Metode pemberian makan bakteri sangat beragam sesuai dengan kondisi kehidupannya. Mungkin tidak ada bahan organik yang tidak cocok untuk makanan bagi bakteri tertentu. Beberapa bakteri, seperti tumbuhan hijau, menghasilkan zat organik sendiri dengan bantuan sinar matahari. Hanya saja, tidak seperti tumbuhan, mereka tidak melepaskan oksigen selama proses ini (fotosintesis).

Beberapa bakteri memakan zat yang “tidak dapat dimakan” seperti amonia, senyawa besi, belerang, dan antimon.

Bakteri berkembang biak hanya dengan membelah diri menjadi dua. Setiap 20 menit, dalam kondisi yang menguntungkan, jumlah beberapa bakteri bisa berlipat ganda. Jika, misalnya, hanya satu bakteri yang masuk ke dalam tubuh manusia, maka dalam 12 jam mungkin terdapat beberapa miliar bakteri tersebut.

Untuk waktu yang lama, manusia hidup “berdampingan” dengan bakteri, tanpa menyadari keberadaan mereka. Orang pertama yang mengamati bakteri melalui mikroskop adalah Antonia Van Leeuwenhoek, dan ini terjadi pada tahun 1676 (lihat artikel “Antonie Van Leeuwenhoek”).

Mungkinkah melihat bakteri dengan mata telanjang? Di antara bakteri tersebut juga terdapat raksasa nyata, misalnya bakteri belerang ungu - panjangnya mencapai 1/20 mm. Beberapa bakteri tersebut dapat dilihat dengan mata telanjang.

Kebanyakan bakteri berukuran puluhan kali lebih kecil. Namun bakteri terkecil sekalipun, ketika mereka membentuk kelompok besar, tidak ada gunanya untuk dilihat. Sebagai ganti satu bakteri yang hinggap di permukaan media nutrisi, dalam beberapa jam terbentuk tuberkulum koloni yang terlihat dengan mata telanjang. Dengan melihat warna dan bentuk koloni, seorang spesialis berpengalaman akan segera menentukan jenis bakteri apa yang ia hadapi.

Ada bakteri kuning, merah, dan biru. Ahli biologi Inggris terkemuka Alexander Fleming suka membuat gambar berwarna di waktu luangnya, dan dia menggunakan ... bakteri sebagai cat. Dia mengoleskan kaldu nutrisi dengan bakteri yang sesuai ke kontur gambar, menempatkan gambar di tempat yang panas dan mendapatkan gambar berwarna.

1. Habitat bakteri

Bakteri hidup di tanah, air, tubuh manusia dan hewan. Berbagai kelompok bakteri dapat berkembang dalam kondisi yang tidak dapat diakses oleh organisme lain. Komposisi kualitatif dan kuantitatif bakteri yang hidup di lingkungan luar bergantung pada banyak kondisi: pH, suhu, ketersediaan nutrisi, kelembaban, aerasi, dan keberadaan mikroorganisme lainnya. Semakin beragam senyawa organik yang dikandung suatu media, maka semakin banyak pula jumlah bakteri yang dapat ditemukan di dalamnya. Di tanah dan perairan yang tidak tercemar, ditemukan sejumlah kecil bakteri saprofit, mikrobakteri, dan kokus dalam jumlah yang relatif kecil. Di dalam air terdapat berbagai bakteri pembentuk spora dan non-pembentuk spora serta bakteri akuatik tertentu - vibrona akuatik, bakteri berfilamen, dll. Berbagai bakteri anaerob hidup di lumpur di dasar waduk. Di antara bakteri yang hidup di air dan tanah, terdapat bakteri pengikat nitrogen, nitrifikasi, denitrifikasi selulosa, dll. Bakteri yang tumbuh pada konsentrasi garam tinggi dan tekanan tinggi hidup di laut dan samudera, dan ditemukan spesies bercahaya. Di perairan dan tanah yang tercemar, selain saprofit tanah dan perairan, terdapat sejumlah besar bakteri yang hidup di tubuh manusia dan hewan - enterobacteria, clostridia, dll. Indikator kontaminasi tinja biasanya adalah adanya E. coli. Karena penyebaran bakteri yang luas dan aktivitas metabolisme unik dari banyak spesiesnya, mereka sangat penting dalam siklus zat di alam (banyak jenis bakteri berpartisipasi dalam siklus nitrogen - dari spesies yang memecah produk protein dari asal tumbuhan dan hewan, hingga spesies yang membentuk nitrat, yang dibentuk oleh tumbuhan tingkat tinggi).

2. Struktur bakteri

Ukuran, bentuk bakteri

Ada tiga bentuk utama bakteri - bulat, berbentuk batang, dan spiral, sekelompok besar bakteri berfilamen sebagian besar terdiri dari bakteri akuatik dan tidak mengandung spesies patogen.

Bakteri berbentuk bola - kokus, dibagi tergantung pada posisi sel setelah pembelahan menjadi beberapa kelompok: 1) diplokokus (dibagi dalam bidang yang sama dan tersusun berpasangan); 2) streptokokus (membelah pada bidang yang sama, tetapi selama pembelahan mereka tidak terpisah satu sama lain dan membentuk rantai); 3) tetrakokus (terbagi menjadi dua bidang yang saling tegak lurus, membentuk kelompok yang terdiri dari empat individu); 4) saruin (dibagi menjadi tiga bidang yang saling tegak lurus, membentuk kelompok kubik); 5) stafilokokus (berbagi dalam beberapa bidang tanpa sistem tertentu, membentuk kelompok menyerupai tandan buah anggur). Ukuran rata-rata kokus adalah 1,5-1 mikron.

Bakteri berbentuk batang memiliki bentuk yang sangat silindris atau bulat telur; ujung batang bisa halus, bulat, atau runcing. Batangnya dapat disusun berpasangan dalam bentuk rantai, namun sebagian besar spesies tersusun tanpa sistem tertentu. Panjang batang bervariasi dari 1 hingga 8 mikron.

Bakteri berbentuk spiral dibedakan menjadi vibrona dan spirila. Kelengkungan benda getar tidak melebihi seperempat putaran spiral. Spirilla membentuk lengkungan dari satu atau lebih lingkaran.

Beberapa bakteri memiliki mobilitas yang terlihat jelas jika diamati dengan metode hanging drop atau metode lainnya. Bakteri motil aktif bergerak dengan bantuan organel khusus - flagela atau karena gerakan meluncur.

Sejumlah bakteri memiliki kapsul dan merupakan komponen struktural eksternal. Pada sejumlah bakteri, analogi kapsul adalah formasi berupa lapisan lendir tipis pada permukaan sel. Pada beberapa bakteri, kapsul terbentuk tergantung kondisi keberadaannya. Beberapa bakteri membentuk kapsul hanya di dalam mikroorganisme, yang lain baik di dalam maupun di luar tubuh, khususnya pada media nutrisi yang mengandung karbohidrat konsentrasi tinggi. Beberapa bakteri membentuk kapsul terlepas dari kondisi kehidupannya. Kapsul sebagian besar bakteri mengandung polisakarida terpolimirisasi yang terdiri dari pentosa dan gula amino, asam uranium, polipeptida dan protein. Kapsul bukanlah suatu formasi amorf, tetapi terstruktur dengan cara tertentu. Pada beberapa protein, misalnya pneumokokus, ia menentukan virulensinya, serta beberapa sifat antigenik sel bakteri.

Struktur sel bakteri

Dinding sel bakteri menentukan bentuknya dan menjamin kelestarian isi internal sel. Berdasarkan ciri-ciri komposisi kimia dan struktur dinding sel, bakteri dibedakan menggunakan pewarnaan gram.

Struktur dinding sel berbeda pada bakteri gram positif dan gram negatif. Lapisan utama dinding sel.

Membran sitoplasma bakteri menempel pada permukaan bagian dalam dinding sel, memisahkannya dari sitoplasma, dan secara fungsional merupakan komponen sel yang sangat penting. Enzim redoks terlokalisasi di membran, dan fungsi sel yang penting seperti pembelahan sel, biosintesis sejumlah komponen, kemo dan fotosintesis, dll. berhubungan dengan sistem membran . Metode elektromikroskopik mengungkapkan bahwa ia terdiri dari tiga lapisan: dua padat elektron dan transparan elektron menengah. Membran mengandung protein, fosfolipid, mikroprotein, sejumlah kecil karbohidrat dan beberapa senyawa lainnya. Banyak protein membran sel merupakan enzim yang terlibat dalam proses respirasi, serta dalam biosintesis komponen dinding sel dan kapsul. Membran juga mengandung permease yang memastikan transfer zat terlarut ke dalam sel. Membran berfungsi sebagai penghalang astronomi; ia memiliki semi-permeabilitas selektif dan bertanggung jawab atas masuknya nutrisi dan produk sisa metabolisme ke dalam sel.

Selain membran sitoplasma, sel bakteri memiliki sistem membran internal yang disebut mesosom, yang kemungkinan merupakan produksi membran sitoplasma; strukturnya bervariasi di antara berbagai jenis bakteri. Mesosom adalah yang paling berkembang pada bakteri gram positif. Struktur mesosom bersifat heterogen; polimorfismenya diamati bahkan pada spesies bakteri yang sama. Struktur membran internal dapat diwakili oleh invaginasi sederhana pada membran sitoplasma, formasi dalam bentuk vesikel atau loop (lebih sering pada bakteri gram negatif) dalam bentuk formasi vakuola, pipih, tubular. Mesosom paling sering terlokalisasi di septum sel; hubungannya dengan nukleoid juga dicatat. Karena mesosom menunjukkan respirasi dan fosforilasi oksidatif, banyak yang menganggapnya analog dengan mitokondria. Sel yang lebih tinggi. Diasumsikan bahwa mesosom mengambil bagian dalam pembelahan sel, distribusi kromosom anak menjadi sel yang membelah, dan sporulasi. Peralatan membran sel juga berhubungan dengan fungsi fiksasi nitrogen, kemo dan fotosintesis. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa membran sel memainkan semacam peran koordinasi dalam organisasi spasial dalam koordinasi spasial sejumlah sistem enzim dan organel sel.

Sitoplasma dan inklusi. Isi bagian dalam sel terdiri dari sitoplasma, yang merupakan campuran kompleks berbagai senyawa organik dalam keadaan koloid. Bagian sitoplasma yang sangat tipis dapat memperlihatkan sejumlah besar butiran, yang sebagian besar adalah ribosom. Sitoplasma bakteri mungkin mengandung inklusi seluler dalam bentuk butiran oksigen, pati, dan zat lemak. Pada sejumlah bakteri, sitoplasmanya mengandung butiran volutin yang terdiri dari polifosfat anorganik, metafosfat, dan senyawa yang mirip dengan asam nukleat. Peran volutin belum sepenuhnya jelas. Beberapa penulis, berdasarkan hilangnya mata uang selama kelaparan sel, menganggap mata uang sebagai nutrisi cadangan. Valyutin memiliki afinitas terhadap pewarna basa, menunjukkan kromofilisitas, metokromasia, dan mudah ditanamkan ke dalam sel dalam bentuk butiran besar, terutama dengan metode pewarnaan khusus.

Ribosom bakteri adalah tempat sintesis protein di dalam sel, di mana struktur terbentuk yang terdiri dari sejumlah besar ribosom, yang disebut poliribosom atau, lebih sering, pelisoma. m-RNA mengambil bagian dalam pembentukan polisom. Setelah sintesis protein ini selesai, polisom kembali terurai menjadi ribosom tunggal, atau subunit. Ribosom dapat ditemukan secara bebas di sitoplasma, tetapi sebagian besar terikat pada membran sel. Pada bagian ultra tipis pada sebagian besar bakteri, ribosom ditemukan di sitoplasma dalam bentuk butiran dengan diameter sekitar 20 nm.

Materi turun temurun. Bakteri mempunyai struktur inti yang terpisah, karena strukturnya yang unik, yang disebut nukloid bakteri. Berisi sebagian besar DNA sel. Mereka diwarnai dengan metode Feilgen. Mereka terlihat jelas ketika diwarnai menurut Romanovsky-Schitz, setelah hidrolisis asam atau dalam keadaan hidup dengan mikroskop fase kontras, serta pada bagian ultra tipis dalam mikroskop elektron. Nukleoid didefinisikan sebagai formasi tunggal atau ganda yang kompak. Dalam budidaya tanaman, nukleoid sering muncul sebagai struktur bercabang dua, yang mencerminkan pembelahannya. Pembelahan mitosis struktur nuklir tidak terdeteksi pada bakteri. Bentuk nukleoid dan distribusinya di dalam sel sangat bervariasi dan bergantung pada beberapa alasan, termasuk umur kultur. Dalam mikrograf elektron, area cahaya dengan kepadatan optik lebih rendah terlihat di lokasi nukleoid. Vakuola inti tidak dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung inti. Bentuk vakuola tidak konstan. Area inti dipenuhi dengan kumpulan filamen tipis yang membentuk jalinan kompleks. Tidak ada histon yang ditemukan dalam struktur inti bakteri; diasumsikan bahwa peran mereka dalam bakteri dimainkan oleh poliamina. Inti bakteri tidak seperti inti organisme lain. Hal ini menjadi dasar untuk membedakan bakteri ke dalam kelompok prokariota, berbeda dengan eukariota, yang memiliki inti yang mengandung kromosom, membran, dan pembelahan secara mitosis. Nukleoid bakteri terhubung ke mesosom. Sifat hubungannya belum diketahui. Kromosom bakteri memiliki struktur tertutup melingkar. Diperkirakan panjang sel DNA yang tertutup cincin adalah 1100-1400 mikron, dan berat molekulnya 2,8 * 10.

Flagela dan vili. Di permukaan beberapa bakteri terdapat organ gerak - flagela. Mereka dapat dideteksi menggunakan teknik pewarnaan khusus, mikrokopi medan gelap, atau mikroskop elektron. Flagela memiliki bentuk spiral, dan tinggi spiral tersebut spesifik untuk setiap jenis bakteri. Berdasarkan jumlah flagela dan lokasinya pada permukaan sel, kelompok mikroba motil berikut dibedakan: monotrich, amfitrich, lofotrik, dan peretrich. Monotrich memiliki satu flagel yang terletak di salah satu kutub sel dan, lebih jarang, secara subpolar atau kateter. Pada hewan amfitrich, terdapat satu flagela pada setiap kutub sel. Lophotrich memiliki seikat flagela pada satu atau dua kutub sel. Pada peretrichia, flagela terletak tanpa urutan tertentu di seluruh badan sel.

Pada permukaan beberapa bakteri (enterobacteria), selain flagela, terdapat vili (fimbriae, pili), yang hanya terlihat di bawah mikroskop elektron. Ada beberapa tipe morfologi vili. Tipe pertama (umum) adalah yang paling banyak dipelajari dan vili hanya ada jika ada faktor seks di dalam sel. Vili tipe umum menutupi seluruh permukaan sel dan terdiri dari protein; Terdapat 1-4 vili genital per sel, keduanya memiliki aktivitas antigenik.

Fisiologi. Dilihat dari komposisi kimianya, bakteri tidak berbeda dengan organisme lain.

Bakteri tersebut mengandung karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, fosfor, belerang, kalsium, kalium, magnesium, natrium, klorin, dan besi. Kandungannya tergantung pada jenis bakteri dan kondisi budidaya. Komponen kimia wajib sel bakteri, seperti organisme lain, adalah air, yang merupakan media pendispersi universal makhluk hidup. Sebagian besar air berada dalam keadaan bebas; kandungannya bervariasi antar bakteri dan menyumbang 70-85% berat basah bakteri. Bebas koma, terdapat fraksi air ionik dan air yang berasosiasi dengan zat koloid. Dilihat dari komposisi komponen organiknya, sel bakteri mirip dengan sel organisme lain, namun berbeda pada keberadaan senyawa tertentu. Bakteri mengandung protein, asam nukleat, lemak, mono-, di- dan polisakarida, gula amino, dll. Bakteri memiliki asam amino esensial: dialicyopimelic (juga mengandung ganggang biru-hijau dan rickettsia); N-methyllysine, yang merupakan bagian dari flagelin beberapa bakteri; D-isomer dari beberapa asam amino. Kandungan asam nukleat bergantung pada kondisi budidaya, fase pertumbuhan, dan keadaan fisiologis dan fungsional sel. Kandungan DNA dalam sel lebih konstan dibandingkan RNA. Komposisi nukleotida DNA tidak berubah selama perkembangan bakteri, bersifat spesifik spesies dan digunakan sebagai salah satu karakteristik taksonomi terpenting. Lipid bakteri beragam. Diantaranya adalah asam lemak, fosfolipid, lilin, dan steroid. Beberapa bakteri menghasilkan pigmen dengan intensitas yang sangat bervariasi dalam spesies yang sama dan bergantung pada kondisi pertumbuhan.

Media nutrisi padat lebih menguntungkan untuk pembentukan pigmen. Berdasarkan struktur kimianya, mereka membedakan karotenoid, kina, melanin dan pigmen lainnya, bisa berwarna merah, oranye, kuning, coklat, hitam, biru atau hijau. Lebih sering, pigmen tidak larut dalam media nutrisi dan hanya menodai sel. Pigmen yang larut dalam air (pyocyanin) berdifusi ke dalam medium, mewarnainya. Pigmen bakteri juga termasuk bakterioklorofil, yang memberi warna ungu atau hijau pada beberapa bakteri fotosintetik.

Enzim bakteri dibedakan menjadi enzim yang hanya berfungsi di dalam sel (endoenzim) dan hanya berfungsi di luar sel (eksoenzim). Endoenzim terutama mengkatalisis proses sintetik, respirasi, dll. Endoenzim terutama mengkatalisis hidrolisis substrat dengan berat molekul tinggi menjadi senyawa dengan berat molekul lebih rendah yang dapat menembus ke dalam sel.

Di dalam sel, enzim berhubungan dengan struktur dan organel yang sesuai. Misalnya enzim autolitik berhubungan dengan dinding sel, enzim redoks berhubungan dengan membran sitoplasma, enzim yang berhubungan dengan replikasi DNA berhubungan dengan membran atau nukleoid.

Aktivitas enzim bergantung pada sejumlah kondisi, terutama pada suhu pertumbuhan bakteri dan pH lingkungan.

3. Proses kehidupan bakteri

Nutrisi

Nutrisi hanya digunakan dalam molekul yang relatif kecil yang menembus ke dalam sel. Metode nutrisi ini, yang merupakan karakteristik semua organisme yang berasal dari tumbuhan, disebut holofitik. Zat organik kompleks (protein, polisakarida, serat, dll.) dapat berfungsi sebagai sumber nutrisi dan energi hanya setelah hidrolisis awal menjadi senyawa sederhana yang larut dalam air atau lipoid. Kemampuan berbagai senyawa untuk menembus sitoplasma ke dalam sel bergantung pada permeabilitas membran sitoplasma dan struktur kimia nutrisi.

Zat yang menjadi sumber nutrisi bagi bakteri sangat beragam. Unsur terpenting yang dibutuhkan organisme hidup adalah karbon. Beberapa jenis bakteri (autotrof) dapat memanfaatkan karbon anorganik dari karbon dioksida dan garamnya, yang lain (heterotrof) hanya dari senyawa organik. Sebagian besar bakteri adalah heterotrof. Asimilasi karbon memerlukan sumber energi eksternal. Beberapa spesies bakteri yang memiliki pigmen fotosintesis menggunakan energi sinar matahari. Bakteri ini disebut bakteri fotosintetik. Diantaranya ada autotrof (bakteri belerang hijau dan ungu) dan heterotrof (bakteri ungu non-belerang), masing-masing disebut juga fotolitotrof dan fotoorganotrof. Kebanyakan bakteri menggunakan energi reaksi kimia dan disebut kemosintetik. Autotrof yang melakukan kemosintesis disebut kemolithotrof, dan heterotrof disebut kemoorganotrof.

Bakteri heterotrofik mengasimilasi karbon, mengasimilasi karbon dari senyawa organik dari berbagai sifat kimia, dan dengan mudah mengasimilasi zat yang mengandung ikatan tak jenuh atau atom karbon dengan valensi teroksidasi sebagian. Dalam hal ini, sumber karbon yang paling mudah diakses adalah gula, alkohol polihidrat, dan lain-lain. Beberapa heterotrof, selain asimilasi karbon organik, juga dapat mengasimilasi karbon anorganik.

Sikap bakteri terhadap sumber nitrogen juga berbeda-beda. Ada bakteri yang mengasimilasi mineral dan bahkan nitrogen atmosfer. Bakteri lain tidak mampu mensintesis molekul protein atau beberapa asam amino dari senyawa nitrogen paling sederhana. Pada kelompok ini terdapat bentuk yang menggunakan nitrogen dari asam amino individu, dari pepton, zat protein kompleks dan dari sumber mineral nitrogen dengan penambahan asam amino yang tidak disintesis olehnya. Banyak jenis bakteri patogen yang termasuk dalam kelompok ini.

Selain sumber nitrogen dan karbon, bakteri membutuhkan fosfor, belerang, kalium, magnesium, besi, unsur mikro, serta faktor pertumbuhan tambahan.

Reproduksi

Sel bakteri mulai membelah setelah selesainya reaksi berurutan yang terkait dengan reproduksi komponen-komponennya.

Tanaman yang tumbuh cepat mempunyai banyak titik replikasi. Proses replikasi DNA disertai dengan pemisahan rantai sintesis DNA sel. Mesosom sel memainkan peran penting dalam memisahkan untaian DNA.

Selama pembelahan, pertumbuhan sel melambat dan dimulai kembali setelah pembelahan.

Akhir dari replikasi DNA adalah titik yang memulai pembelahan sel. Penghambatan sintesis sebelum akhir replikasi menyebabkan terganggunya proses pembelahan: sel berhenti membelah dan bertambah panjang. Dengan menggunakan contoh E. Coli, ditunjukkan bahwa permulaan pembelahan memerlukan adanya protein termolabil dan keadaan antara masing-masing poliamina dalam sel di mana jumlah putresin harus melebihi jumlah spermidine. Terdapat bukti pentingnya fosfolipid dan autolisin untuk proses pembelahan sel.

Mekanisme reproduksi mesosom, serta alat membran sel, masih belum jelas. Diasumsikan bahwa seiring pertumbuhan sel bakteri, mesosom secara bertahap terpisah.

Saat sel bakteri tumbuh, septum sel terbentuk berdekatan dengan mesosom. Pembentukan septum menyebabkan pembelahan sel. Sel anak yang baru terbentuk terpisah satu sama lain. Pada beberapa bakteri, pembentukan septum tidak menyebabkan pembelahan sel: sel multilokular terbentuk.

Sejumlah mutan telah diperoleh pada E. Coli, di mana septum sel terbentuk di tempat yang tidak biasa, atau, bersama dengan septum dengan lokalisasi biasa, septum tambahan terbentuk di dekat kutub sel, dan sel-sel kecil (sel mini) berukuran 0,3-0 5µm. Sel mini, pada umumnya, tidak memiliki DNA, karena selama pembelahan sel induk, nukleoid tidak masuk ke dalamnya. Karena kurangnya DNA, minicell digunakan dalam genetika bakteri untuk mempelajari ekspresi fungsi gen dalam faktor keturunan ekstrachromosomal dan masalah lainnya. Setelah sel diinokulasi ke dalam media nutrisi segar, bakteri tidak berkembang biak selama beberapa waktu - fase ini disebut fase stasioner awal atau fase lag. Fase lag berubah menjadi fase akselerasi positif. Pada fase ini pembelahan bakteri dimulai. Ketika laju pertumbuhan sel seluruh populasi mencapai nilai konstan, fase reproduksi logaritmik dimulai. Fase logaritmik digantikan oleh fase percepatan negatif, kemudian fase diam dimulai. Jumlah sel yang hidup pada fase ini adalah konstan. Ini diikuti oleh fase penurunan populasi. Dipengaruhi oleh: jenis kultur bakteri, komposisi umur kultur, komposisi media nutrisi, suhu tumbuh, aerasi, dll.

Meskipun laju pertumbuhan populasi bakteri konstan dalam fase logaritmik, sel-sel individual masih berada dalam tahap pembelahan yang berbeda. Terkadang penting untuk menyinkronkan pertumbuhan semua sel dalam suatu populasi, yaitu untuk mendapatkan kultur yang sinkron. Metode sinkronisasi sederhana mencakup perubahan kondisi suhu atau budidaya dalam kondisi miskin nutrisi. Pertama, budaya ditempatkan pada kondisi yang tidak optimal, kemudian digantikan dengan kondisi yang optimal. Dalam hal ini, siklus pembelahan semua sel dalam populasi disinkronkan, tetapi pembelahan sel yang sinkron biasanya terjadi tidak lebih dari 3-4 siklus.

Sporulasi

Bakteri dari genus Bacillis Clostnidium dan Pesuifotoma Culum, serta spesies kokus dan spirila tertentu, mampu membentuk spora (endespora) - benda berbentuk bola atau tahan terhadap faktor merugikan. Spora dibiaskan dengan jelas dan terlihat jelas di bawah mikroskop cahaya. Biasanya, hanya satu spora yang diproduksi dalam sel bakteri. Namun, baru-baru ini, sel dengan dua atau lebih spora telah ditemukan pada spesies Clostnidium tertentu. Biasanya, sporulasi dimulai ketika bakteri kekurangan nutrisi atau ketika produk metabolisme bakteri terakumulasi dalam jumlah besar di lingkungan. Oleh karena itu, spora dapat dianggap sebagai adaptasi organisme untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan.

Pembentukan spora tergantung pada kondisi pertumbuhannya. Spora dapat tetap hidup jika sel vegetatif, yaitu sel yang tidak membentuk spora, mati. Kebanyakan spora tahan terhadap pengeringan dengan baik; banyak spora tidak dapat dibunuh bahkan dengan merebusnya selama beberapa jam. Untuk menghancurkannya, diperlukan uap bersuhu 120 pada tekanan 1 atm (1,01 * 10 Pa). Dalam kondisi seperti ini, spora akan mati dalam waktu 20 menit. Dalam keadaan kering, mereka mati jika terkena panas yang kuat (hingga 150-160) dalam beberapa jam. Spora jenis bakteri tertentu sangat tahan panas. Skema umum sporulasi dapat disajikan sebagai berikut. Akibat pembelahan sel bakteri yang tidak merata, disertai dengan invaginasi membran sitoplasma, terjadi pemisahan sebagian nukleoid dengan sebagian kecil sitoplasma. Prospora yang dihasilkan kemudian ditutupi oleh membran sitoplasma sel bakteri.

Jadi, sel spora baru muncul di dalam sel, dikelilingi oleh dua membran. Kemudian, di antara membran, terbentuk lapisan kortikal atau korteks, yang terdiri dari molekul peptidoglikan khusus.

Perkembangan spora lebih lanjut terdiri dari pembentukan beberapa lapisan lapisan spora dan pematangannya. Integumen spora disintesis terutama dari protein khusus yang baru disintesis, serta lipid dan glikolipid. Sebuah studi mikroskopis elektron pada bagian ultra tipis dari banyak bakteri menunjukkan bahwa struktur lain terbentuk di atas integumen spora - ekssporium, seringkali terdiri dari sejumlah lapisan dan terkadang memiliki bentuk “cetakan” yang bervariasi. Diameter spora kira-kira sama dengan diameter sel, yang pada saat yang sama agak mengembang, tampak seperti stik drum. Di negara lain, spora terbentuk di tengah sel dan spora tidak berubah bentuk (genus Bacillis) atau mengembang di tengah, berbentuk gelendong (genus Clostnidium).

Setelah spora matang, dinding sel bagian vegetatif sel dihancurkan dan spora dilepaskan ke lingkungan. Ketika terkena kondisi yang menguntungkan, spora mulai berkecambah.

Perkecambahan didahului dengan penyerapan air oleh spora dan selanjutnya pembengkakan. Kemudian cangkang, di bawah pengaruh tekanan yang disebabkan oleh pertumbuhan, pecah, dan tabung pertumbuhan muncul. Selanjutnya organisme bakteri yang dilepaskan tersebut memanjang dan akhirnya sel yang sudah memanjang tersebut membelah.

Spora bakteri dapat hidup dalam keadaan dorman dalam jangka waktu yang lama (puluhan, ratusan bahkan ribuan tahun).

Ada mikroorganisme yang membentuk sel istirahat yang relatif tahan terhadap kondisi lingkungan yang merugikan (suhu, keasaman, aerasi, dll.) - sistitis, yang bukan spora. Misalnya, azotobacteria membentuk sistitis yang tahan terhadap kekeringan dan panas.

Kelompok sel istirahat lainnya juga diketahui (mikrospora, myxobacteria, endoskopi actinomycete, dll.)

4. Pentingnya bakteri bagi alam dan kehidupan manusia

Di alam, bakteri tersebar sangat luas. Mereka menghuni tanah, bertindak sebagai perusak bahan organik - sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mati. Dengan mengubah molekul organik menjadi molekul anorganik, bakteri membersihkan permukaan planet dari residu yang membusuk dan mengembalikan unsur kimia dan siklus biologis.

Dan peran bakteri dalam kehidupan manusia sangatlah besar. Dengan demikian, produksi banyak produk makanan dan teknis tidak mungkin dilakukan tanpa partisipasi berbagai bakteri fermentasi. Sebagai hasil dari aktivitas vital bakteri, diperoleh yogurt, kefir, keju, koumiss, serta enzim, alkohol, dan asam sitrat. Proses fermentasi produk makanan juga berhubungan dengan aktivitas bakteri.

Ada bakteri - simbion (dari bahasa Latin "sim" - bersama-sama, "bios" - kehidupan), yang hidup di tubuh tumbuhan dan hewan dan memberi mereka manfaat tertentu. Misalnya, bakteri bintil yang menetap di akar beberapa tanaman mampu menyerap gas nitrogen dari udara tanah dan dengan demikian memasok nitrogen yang diperlukan tanaman untuk kehidupan. Ketika tanaman mati, mereka memperkaya tanah dengan senyawa nitrogen, yang tidak mungkin terjadi tanpa partisipasi bakteri tersebut.

Bakteri predator diketahui memakan perwakilan jenis prokariota lainnya.

Peran negatif bakteri juga besar. Berbagai jenis bakteri menyebabkan pembusukan makanan dengan melepaskan produk metabolisme yang bersifat racun bagi manusia. Yang paling berbahaya adalah bakteri patogen (dari bahasa Yunani "pathos" - penyakit dan "genesis" - asal) - sumber berbagai penyakit pada manusia dan hewan, seperti pneumonia, TBC, radang usus buntu, salmonellosis, wabah penyakit, kolera, dll. mempengaruhi bakteri dan tanaman.

Kesimpulan

Bakteri menghuni seluruh biosfer; hampir tidak mungkin menemukan bagian di mana terdapat kehidupan, tetapi tidak terdapat bakteri. Sementara itu, dalam kondisi yang tergolong ekstrim, hanya bakteri yang sering hidup, misalnya pada suhu, salinitas, dan pH yang ekstrim. Beragamnya kondisi yang ditimbulkan oleh biosfer kepada bakteri berhubungan dengan keragaman sifat dan adaptasinya. Memiliki ukuran populasi yang besar dan mekanisme variabilitas serta difusi determinasi genetik yang dikembangkan melalui evolusi, sebagian besar spesies bakteri berada dalam keadaan pergerakan adaptif yang konstan sesuai dengan kondisi lingkungan yang terus berubah, baik itu organisme maupun unsur alam mati.

Meskipun pengorganisasian sel bakteri relatif sederhana dan volumenya tidak signifikan, ia memiliki mekanisme adaptasi molekuler yang sangat kompleks dan canggih, yang keberadaannya bahkan tidak dapat diasumsikan hingga saat ini.

Pesatnya perkembangan bioteknologi dan rekayasa genetika kini menjadi faktor penting dalam evolusi bakteri. Kajian ekologi mikroorganisme penting secara industri dalam kondisi industri menjadi kebutuhan yang mendesak.

Ekologi bakteri adalah ilmu yang berkembang pesat, kemajuannya ditentukan tidak hanya oleh intensitas penelitian lingkungan khusus, tetapi juga oleh keberhasilan di semua bidang mikrobiologi lainnya, serta di bidang genetika dan biologi molekuler yang relevan.

Tidak dapat disangkal bahwa pengetahuan yang tersedia saat ini tentang keragaman interaksi bakteri dengan lingkungan dan organisme yang hampir tidak ada habisnya tidak dapat disangkal. Hal ini memungkinkan kami untuk mengatakan dengan yakin bahwa penemuan menarik di bidang mikrobiologi lingkungan akan terjadi dalam waktu dekat.

Bibliografi

1.Vavilov S.I. Ensiklopedia Besar Soviet. M.: "BES", 1950.

2. Vorobiev A.A., Krivosheina D.S. Dasar-dasar imunologi. M.: “Keahlian”, 2001.

3. Granov B.V., Pavlenko P.V. Ekologi bakteri. Leningrad: Rumah Penerbitan Universitas Leningrad, 1989.

4. Mishustin E.N., Emtsev T.V. Mikrobiologi. M.: Agropromizdat, 1987.

5.Petrovsky B.V. Ensiklopedia kedokteran besar. M.: Ensiklopedia Soviet, 1975.

Kehidupan di planet kita dimulai dengan bakteri. Para ilmuwan percaya bahwa di sinilah semuanya berakhir. Ada lelucon bahwa ketika alien mempelajari Bumi, mereka tidak dapat memahami siapa pemilik sebenarnya - manusia atau basil. Fakta paling menarik tentang bakteri dipilih di bawah ini.

Bakteri adalah organisme terpisah yang berkembang biak dengan pembelahan. Semakin baik habitatnya, semakin cepat ia terbagi. Mikroorganisme ini hidup di semua makhluk hidup, juga di air, makanan, pohon busuk, dan tanaman.

Daftarnya tidak terbatas pada hal ini. Basil ini dapat bertahan hidup dengan baik pada benda-benda yang pernah disentuh manusia. Misalnya pada pegangan tangan di angkutan umum, pada pegangan lemari es, pada ujung pensil. Fakta menarik tentang bakteri baru-baru ini ditemukan dari Universitas Arizona. Menurut pengamatan mereka, mikroorganisme “tidur” hidup di Mars. Para ilmuwan yakin ini adalah salah satu bukti adanya kehidupan di planet lain; selain itu, menurut mereka, bakteri asing bisa “direvitalisasi” di Bumi.

Mikroorganisme ini pertama kali diperiksa menggunakan mikroskop optik oleh ilmuwan Belanda Antonius van Leeuwenhoek pada akhir abad ke-17. Saat ini terdapat sekitar dua ribu spesies basil yang diketahui. Semuanya dapat dibagi menjadi:

• berbahaya;
• berguna;
• netral.

Pada saat yang sama, pihak yang merugikan biasanya berkelahi dengan pihak yang menguntungkan dan netral. Ini adalah salah satu alasan paling umum mengapa seseorang sakit.

Fakta paling menarik

Secara umum, organisme bersel tunggal berpartisipasi dalam semua proses kehidupan.

Bakteri dan manusia

Sejak lahir, seseorang memasuki dunia yang penuh dengan berbagai mikroorganisme. Beberapa membantunya bertahan hidup, yang lain menyebabkan infeksi dan penyakit.

Fakta menarik yang paling membuat penasaran tentang bakteri dan manusia:

Ternyata basil tersebut dapat menyembuhkan seseorang sepenuhnya atau menghancurkan spesies kita. Saat ini racun bakteri sudah ada.

Bagaimana bakteri membantu kita bertahan hidup?

Berikut beberapa fakta menarik lainnya tentang bakteri yang bermanfaat bagi manusia:

• beberapa jenis basil melindungi orang dari alergi;
• dengan bantuan bakteri, Anda dapat membuang limbah berbahaya (misalnya produk minyak bumi);
• Tanpa mikroorganisme di usus, seseorang tidak akan bisa bertahan hidup.

Bagaimana cara memberitahu anak-anak tentang basil?

Anak sudah siap berbicara tentang basil pada usia 3-4 tahun. Untuk menyampaikan informasi dengan benar, ada baiknya menceritakan fakta menarik tentang bakteri. Bagi anak-anak misalnya, sangat penting untuk memahami bahwa ada mikroba yang jahat dan mikroba yang baik. Bahwa yang baik bisa mengubah susu menjadi susu panggang yang difermentasi. Dan juga mereka membantu perut mencerna makanan.

Perhatian perlu diberikan pada bakteri jahat. Katakan pada mereka bahwa mereka sangat kecil, sehingga tidak terlihat. Bahwa ketika mereka masuk ke dalam tubuh manusia, mikroba dengan cepat menjadi banyak, dan mereka mulai memakan kita dari dalam.

Anak harus mengetahui untuk mencegah masuknya mikroba jahat ke dalam tubuhnya:

• Cuci tangan Anda setelah keluar rumah dan sebelum makan.
• Jangan makan banyak yang manis-manis.
• Dapatkan vaksinasi.

Cara terbaik untuk mendemonstrasikan bakteri adalah melalui gambar dan ensiklopedia.

Apa yang harus diketahui setiap siswa?

Dengan anak yang lebih besar, lebih baik membicarakan bukan tentang kuman, tetapi tentang bakteri. Penting untuk memberikan alasan fakta menarik bagi anak sekolah. Artinya, jika berbicara tentang pentingnya mencuci tangan, Anda dapat mengetahui bahwa 340 koloni basil berbahaya hidup di gagang toilet.

Anda bisa mencari informasi bersama mengenai bakteri apa saja yang menyebabkan kerusakan gigi. Dan juga beritahu siswa bahwa coklat dalam jumlah kecil memiliki efek antibakteri.

Bahkan seorang siswa sekolah dasar pun bisa memahami apa itu vaksin. Ini terjadi ketika sejumlah kecil virus atau bakteri masuk ke dalam tubuh dan sistem kekebalan mengalahkannya. Inilah mengapa sangat penting untuk mendapatkan vaksinasi.

Sejak masa kanak-kanak, pemahaman harus muncul bahwa negara bakteri adalah dunia yang belum sepenuhnya dipelajari. Dan selama mikroorganisme ini ada, spesies manusia itu sendiri juga ada.

Bakteri adalah mikroorganisme yang hanya terdiri dari satu sel. Ciri khas bakteri adalah tidak adanya inti yang jelas. Itulah sebabnya mereka disebut “prokariota”, yang artinya bebas nuklir.

Ilmu pengetahuan kini mengetahui sekitar sepuluh ribu spesies bakteri, namun ada asumsi bahwa terdapat lebih dari satu juta spesies bakteri di bumi. Bakteri diyakini sebagai organisme paling kuno di Bumi. Mereka hidup hampir di mana saja - di air, tanah, atmosfer, dan di dalam organisme lain.

Penampilan

Bakteri berukuran sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Bentuk bakteri cukup beragam. Bentuk yang paling umum adalah berbentuk tongkat, bola, dan spiral.

Bakteri berbentuk batang disebut “basil”.

Bakteri yang berbentuk bola adalah kokus.

Bakteri yang berbentuk spiral adalah spirila.

Bentuk bakteri menentukan mobilitas dan kemampuannya menempel pada permukaan tertentu.

Struktur bakteri

Bakteri memiliki struktur yang cukup sederhana. Organisme ini memiliki beberapa struktur utama - nukleoid, sitoplasma, membran dan dinding sel, selain itu, banyak bakteri memiliki flagela di permukaannya.

Nukleoid- Ini seperti nukleus; mengandung materi genetik bakteri. Ini hanya terdiri dari satu kromosom, yang terlihat seperti cincin.

Sitoplasma mengelilingi nukleoid. Sitoplasma mengandung struktur penting - ribosom, yang diperlukan bakteri untuk mensintesis protein.

Selaput, menutupi sitoplasma dari luar, berperan penting dalam kehidupan bakteri. Ini membatasi isi internal bakteri dari lingkungan eksternal dan memastikan proses pertukaran antara sel dan lingkungan.

Bagian luarnya dikelilingi oleh membran dinding sel.

Jumlah flagela mungkin berbeda-beda. Tergantung pada spesiesnya, satu bakteri memiliki satu hingga seribu flagela, tetapi ada bakteri yang tidak memiliki flagela. Bakteri membutuhkan flagela untuk bergerak melintasi ruang.

Nutrisi bakteri

Bakteri memiliki dua jenis nutrisi. Salah satu bagian dari bakteri adalah autotrof, dan yang lainnya adalah heterotrof.

Autotrof menghasilkan nutrisinya sendiri melalui reaksi kimia, sedangkan heterotrof memakan zat organik yang dibuat oleh organisme lain.

Reproduksi bakteri

Bakteri berkembang biak dengan pembelahan. Sebelum proses pembelahan, kromosom yang terletak di dalam bakteri digandakan. Kemudian sel membelah menjadi dua. Hasilnya adalah dua sel anak yang identik, yang masing-masing menerima salinan kromosom ibu.

Pentingnya bakteri

Bakteri memainkan peran penting dalam siklus zat di alam - mereka mengubah residu organik menjadi zat anorganik. Jika tidak ada bakteri, maka seluruh bumi akan tertutup pohon tumbang, daun tumbang, dan hewan mati.

Bakteri mempunyai peran ganda dalam kehidupan manusia. Beberapa bakteri memberikan manfaat besar, sementara bakteri lainnya menyebabkan kerugian yang signifikan.

Banyak bakteri yang bersifat patogen dan menyebabkan berbagai penyakit, seperti difteri, tipus, wabah penyakit, TBC, kolera dan lain-lain.

Namun, ada bakteri yang bermanfaat bagi manusia. Beginilah cara bakteri hidup dalam sistem pencernaan manusia, yang berkontribusi pada pencernaan normal. Dan bakteri asam laktat telah lama digunakan oleh manusia untuk menghasilkan produk asam laktat - keju, yogurt, kefir, dll. Bakteri juga berperan penting dalam fermentasi sayuran dan produksi cuka.

Informasi singkat tentang bakteri.

Tujuan pelajaran:

pendidikan:

• memperluas pengetahuan tentang kelompok makhluk hidup paling kuno - bakteri.
• mengidentifikasi ciri-ciri struktur, nutrisi, reproduksi dan distribusinya.
• menunjukkan berbagai bentuk.

berkembang:

• terus mengembangkan keterampilan dalam bekerja dengan benda-benda alam;
• melatih keterampilan merakit konstruktor biologis;
• menciptakan kebutuhan untuk mematuhi standar kebersihan dasar dalam kehidupan sehari-hari.

pendidikan:

• mengembangkan keterampilan kerja tim;
• menanamkan kaidah budaya perilaku lingkungan.

Jenis pembelajaran: Gabungan (sintesis pembelajaran dengan unsur kegiatan penelitian).

Peralatan: Tabel “Bakteri”, kartu “Bentuk Bakteri”, cawan petri berisi koloni bakteri pada media nutrisi, lembar pemikiran, film video.

Rencana Pelajaran

Kata pembuka:

Mari kita berangkat tanpa keraguan dan rasa sakit,
Untuk mengungkap rahasia ilmu pengetahuan yang hebat.
Mari ungkapkan rahasia bakteri hari ini -
Tidak ada senjata nuklir, tapi penjaga planet!
Banyak orang telah mempelajarinya sebelum kita.
Jelas sekali rahasia ketat terungkap.
Kita harus melalui belantara ilmu pengetahuan
Sebaiknya hanya tanpa rasa malas dan bosan
Tapi tetap saja dia muda seperti biasanya
Keindahan dalam dunia sains – biologi –
Ilmu Kehidupan!
Silakan, Tuan-tuan!

KEMAJUAN PELAJARAN

Seperti yang sudah Anda duga, hari ini kita akan membahas tentang bakteri.

Bakteri ditemukan di mana-mana: di setetes air mata air yang paling murni sekalipun, di butiran tanah, di udara, di bebatuan, di salju kutub, di pasir gurun, di minyak yang diekstraksi dari kedalaman yang sangat dalam, dan bahkan di air mata air panas. dengan t +80°С. Bakteri tahan terhadap pengeringan, suhu dingin ekstrem, dan pemanasan hingga 90°C tanpa kehilangan kelangsungan hidupnya.

Organisme apa saja yang tidak dapat kita lihat?

Apa struktur dan keanekaragamannya?

Apa peran mereka di alam dan kehidupan manusia?

Mengetahui hal ini adalah tujuan pelajaran kita.

Dari sejarah ditemukannya bakteri

Tabib besar Yunani Kuno, Hippocrates, berteman dengan Democritus. Democritus memberi tahu Hippocrates tentang atom, dan Hippocrates memberi tahu Dimocritus tentang penyakit manusia. Mengapa, pikir Hippocrates, tidak menjadi atom penyakit? Mereka akan berpindah dari orang sakit ke orang sehat, seperti halnya atom uap air dapat tercabut dari laut. Demikian pula, orang yang sehat akan jatuh sakit ketika berada dekat dengan orang yang sakit. (Jangan lupa bahwa baik Democritus maupun Hippocrates tidak mengetahui apa pun tentang sel, tentang mikroorganisme, karena mikroskop belum ditemukan. Semua ini hanyalah asumsi mereka)

Butuh banyak imajinasi untuk membayangkan keberadaan seluruh dunia yang tidak dapat diakses oleh mata kita.

Saat ini, setiap siswa kelas enam dapat berbicara tentang struktur sel bakteri.

Mari kita kembalikan pengetahuan kita (Mengumpulkan konstruktor biologis)

Anda memiliki bagian sel bakteri di meja Anda dan lembar pemikiran ditempel di sana.

Dalam satu menit, diskusikan bagian apa yang Anda miliki, apa fungsinya? (Laporan kelompok)

Bakteri adalah organisme yang banyak dan bentuknya bervariasi.

Papan tersebut menunjukkan semua bentuk sel bakteri yang berbeda. Ada surat di bagian belakang model. Jika Anda mencocokkan nama dan bentuknya dengan benar, hasilnya adalah sebuah kata (di bagian belakang, terdiri dari huruf) yang menunjukkan nama kedua bakteri tersebut.

1. Kokus (sel bakteri berbentuk bulat) ( M)
2. Streptococci (rantai kokus) (DAN)
3. Spirilla (bakteri berbentuk spiral) (KE)
4. Vibrio (berbentuk koma) (P)
5. Diplococci (cocci menyatu berpasangan) (TENTANG)
6. Basil (berbentuk batang) (B)
7. Staphylococcus (dalam bentuk seikat buah anggur) (S)

Hasilnya adalah kata MIKROBA.

Bakteri berkembang biak dengan membelah diri menjadi dua.

Mari kita tentukan metode respirasi bakteri apa saja yang ada?

Suatu kehormatan besar untuk menunjukkan peran bakteri dalam penyakit jatuh ke tangan Robert Koch (1843-1910). Saat itu, Koch masih muda, antusias, dan suka melamun yang baru saja menerima gelar kedokterannya. Dia harus berlatih di berbagai tempat di Kekaisaran Jerman. Suatu ketika, pada salah satu hari ulang tahun suaminya, Frau Koch memberinya mikroskop dan langsung kehilangan suaminya. “Mainan” baru segera dikuasai. Robert Koch mulai mempelajari segala sesuatu yang bisa diperolehnya. Dia melihat semuanya sampai setetes darah dari seekor domba yang mati karena antraks menarik perhatiannya. Di bidang pandang ilmuwan terdapat banyak batang, yang diduga Koch adalah mikroba. R. Koch ingin bereksperimen, tetapi dia tidak memiliki kesempatan untuk membeli domba untuk percobaan (dokter muda tersebut mengalami kesulitan menafkahi keluarganya). Kemudian Koch memutuskan untuk membeli tikus rumahan yang paling biasa. Desas-desus menyebar ke seluruh kota bahwa dokter muda itu sudah gila. Sepanjang hidupnya, Koch mempelajari banyak penyakit, menemukan agen penyebab dan cara penyebarannya. Antara lain, ia menemukan agen penyebab tuberkulosis (“Koch’s bacillus”).

Sayangnya, di lingkungan kantor, kita tidak dapat menemukan patogen baru, tetapi kita dapat mencegahnya memasuki tubuh kita dan membuktikan pentingnya aturan kebersihan dasar. Untuk melakukan ini, kami akan melakukan pengamatan berikut: setiap kelompok menerima tugasnya sendiri, berdasarkan tugas-tugas ini dan pengamatan Anda, Anda harus menarik kesimpulan yang tepat.

Semua kelompok menerima cawan petri

saya gr. – Penaburan dilakukan dari jari tangan yang kotor.

II gram. – Penaburan dilakukan dari tangan yang dicuci dengan air tanpa sabun.

III gram. – Penaburan dilakukan dari tangan yang dicuci dengan sabun dan air.

IV gr. – Penaburan dilakukan dari uang kertas.

(Laporan berdasarkan kelompok). Masing-masing kelompok menarik kesimpulan tentang keberadaan bakteri di tangan kita pada ketiga kasus tersebut, tentang keberadaan bakteri pada uang kertas... tentang cara bakteri masuk ke dalam tubuh kita. Arti ungkapan: “Cuci tangan sebelum makan”, “Kebersihan adalah kunci kesehatan”.

Tapi apa pentingnya bakteri?

Peran mereka terhadap alam dan kehidupan manusia sangat besar. Bakteri yang hidup di hampir semua lingkungan seringkali menentukan berbagai proses yang terjadi di alam. Ingat organisme mana yang muncul di Bumi lebih awal dari organisme lain? Tentu saja, penghuni pertama bumi adalah bakteri. Bakteri pertama kali muncul di bumi lebih dari 3 miliar tahun yang lalu.

Berkat pengaruh bakteri, penampilan dan komposisi kimiawi cangkang bumi berubah, dan berkat ini, munculnya bentuk kehidupan lain (misalnya tumbuhan) menjadi mungkin. Berkat bakteri, cangkang hidup bumi mulai berkembang - biosfer. Bakteri yang mencapai daratan sebelum tanaman berpartisipasi dalam pembentukan tanah dan menciptakan kondisi bagi tanaman untuk mencapai daratan.

Peran bakteri masih besar.

1. Bakteri tanah – bakteri pembusuk.

Mereka mendaur ulang bahan organik yang mati.

Menurut Anda apa yang akan terjadi di bumi tanpa partisipasi bakteri ini? (Anak-anak menjawab)

Permukaan bumi akan tertutup lapisan tebal sisa-sisa organisme mati. Bakteri inilah yang menjamin sirkulasi zat di alam. Mereka menguraikan sisa-sisa mati menjadi garam mineral, yang diserap oleh tanaman.

2. Bakteri pengikat nitrogen.

Mereka menetap di akar kacang-kacangan (kacang polong, alfalfa) dan menyerap nitrogen dari udara, sehingga memperkaya tanah dengan elemen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman.

3. Asam laktat - digunakan untuk pembuatan krim asam, kefir, susu panggang fermentasi, keju, asinan kubis, serta untuk produksi silase.

4. Escherichia coli adalah pendamping manusia. Tinggal di usus, membantu memecah gula susu dan menghasilkan vitamin.

5. Bakteri patogen – merupakan penyebab berbagai penyakit seperti: TBC, wabah penyakit, disentri, tetanus.

6. Saat Anda mengagumi nyala api biru di kompor gas Anda, pikirkan tentang pekerja kecil yang membuat gas alam untuk Anda. Ini metanobakteri , mereka mengolah residu dasar, menghasilkan pembentukan gas rawa - metana, yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari.

7. Bioteknologi, rekayasa genetika - cabang biologi modern dimana bakteri juga sangat diperlukan. Dengan memasukkan gen yang diperlukan ke dalam substansi inti bakteri, para ilmuwan memaksa mereka memproduksi insulin, obat yang digunakan dalam pengobatan diabetes.

Mari kita akhiri pelajarannya.

Kami memberikan keputusan - bakteri hidup, karena... Tanpanya, banyak proses akan terhenti dan keseimbangan ekologi akan terganggu.

Ah, habitat ini!
Semuanya terhubung
Pertukaran, rantai makanan,
Komposisi, struktur, nasib...

Di semak belukar, di pegunungan, dan di desa-desa,
Dimana kehidupan bernafas dan bergerak,
Semoga selalu ada keseimbangan!
Takut mengganggunya!

Jaga kekerabatan dan lingkungan sekitar
Dan persahabatan adalah yang utama
Dan dengarkanlah perintah hati,
Dan ikuti panggilannya.

Membawa kotak misterius itu.

“Ini adalah objek yang menurut saya paling baik menyampaikan esensi hubungan organisme satu sama lain dan dengan lingkungan. Menurutmu apa itu? Rantai ini merupakan simbol interkoneksi, kesatuan. Jika kita menghapus satu mata rantai dari rantai tersebut, integritasnya akan rusak. Dan manusia, yang juga merupakan mata rantai alam, perlu selalu mengingat hal ini.”

Dalam hal ini, saya mengusulkan, saya pikir Anda akan setuju dengan saya, untuk memberi bakteri permulaan dalam kehidupan (Bakteri Paspor). Organisme ini perlu ada, karena Kehidupan banyak organisme lain, termasuk Anda dan saya, bergantung padanya.

Kartu - tugas untuk kelompok

Struktur bakteri.

Dinding sel.

Sel bakteri dikelilingi oleh lapisan padat dinding sel, yang melindungi bakteri dan melakukan fungsi pendukung (memberi sel bentuk tertentu). Seringkali terdapat lapisan lendir di atas dinding sel - kapsul , yang melindungi sel dari hilangnya kelembapan.

Anda diberikan cawan Petri dengan media nutrisi. Kita meninggalkan jejak tangan kotor di lingkungan ini. Setelah beberapa hari, koloni sel bakteri terbentuk di sana. Mengapa?

Menarik kesimpulan.

Koloni mikroba terbentuk pada media nutrisi karena tangan kotor mengandung ______ dalam jumlah besar. Mereka membagi dan membentuk kelompok ______. Ada banyak koloni dan banyak juga spesies ______ di tangan kotor. Jika Anda tidak mencuci tangan sebelum makan, bakteri ini ______.

Struktur bakteri

Sitoplasma

Di dalam sel itu ada sitoplasma . Sitoplasma bakteri padat dan tidak bergerak. Ini memiliki struktur berlapis. Ini menampung berbagai enzim dan nutrisi cadangan.

Anda diberikan cawan Petri dengan media nutrisi. Pada media ini kami meninggalkan bekas tangan yang dicuci dengan air tanpa sabun. Apa yang muncul di cawan Petri? Mengapa?

Menarik kesimpulan.

Koloni mikroba terbentuk pada media nutrisi karena tangan mengandung banyak ______. Ketika kita mencuci tangan dengan air tanpa sabun, kita hanya menghilangkan sebagian kecil dari ______, namun sebagian besar ______ tetap berada di tangan kita dan dapat masuk ke dalam tubuh manusia dan menyebabkan penyakit serius.

Struktur bakteri

Materi nuklir

Di bagian tengah sel terletak materi nuklir , membawa informasi turun-temurun. Namun substansi inti bakteri tidak mempunyai membran inti (membran), sehingga bakteri tergolong organisme pranuklir.

Anda diberikan cawan Petri dengan media nutrisi. Kami meninggalkan bekas tangan pada media ini setelah kami mencucinya dengan sabun dan air. Apakah koloni bakteri sudah muncul? Mengapa?

Menarik kesimpulan.

Media nutrisi tetap hampir murni. Saat kita mencuci tangan dengan sabun, kita menghilangkan ______ dari tangan tersebut. Dengan memperhatikan aturan kebersihan diri, kita dapat melindungi diri dari banyak ______. Banyak penyakit usus yang disebut “penyakit tangan kotor” karena ______.

Struktur bakteri

Flagela

Pada permukaan sel bakteri terdapat sel-sel yang panjang flagela (satu, dua atau banyak). Dengan bantuan flagela tersebut, bakteri dapat bergerak.

Anda diberikan cawan Petri dengan media nutrisi. Pada media ini kami meninggalkan cetakan uang kertas. Apakah koloni bakteri sudah muncul? Apa artinya ini?

Menarik kesimpulan.

Koloni mikroorganisme muncul di cawan petri. Ada banyak dari mereka. Hal ini menunjukkan bahwa uang mengandung ______ dalam jumlah besar. Dengan saling mentransfer uang, orang melakukan kontak dan ______ berpindah dari satu orang ke orang lain, dari yang sakit ke yang sehat. Jadi ______ beberapa jenis penyakit bisa terjadi.