حجم الخلايا البكتيرية. شرب ، الزغابات ، fimbriae. الهياكل السطحية للبكتيريا

عند الحديث عن البكتيريا ، غالبًا ما نمثل شيئًا سلبيًا. ومع ذلك فنحن لا نعرف الكثير عنهم. إن بنية البكتيريا ونشاطها الحيوي بدائيان تمامًا ، ولكن وفقًا لبعض العلماء ، هؤلاء هم أقدم سكان الأرض ، ولسنوات عديدة لم يختفوا أو يموتوا. يستخدم الإنسان أنواعًا عديدة من هذه الكائنات الدقيقة لمصلحته الخاصة ، بينما يتسبب البعض الآخر في الإصابة بأمراض خطيرة وحتى الأوبئة. لكن ضرر بعض البكتيريا لا يتناسب أحيانًا مع منافع أخرى. دعنا نتحدث عن هذه الكائنات الدقيقة المدهشة ونتعرف على هيكلها وعلم وظائف الأعضاء وتصنيفها.

مملكة البكتيريا

هذه كائنات دقيقة غير نووية ، وغالبًا ما تكون أحادية الخلية. اكتشافهم في عام 1676 هو ميزة العالم الهولندي أ. ليوينهوك ، الذي رأى لأول مرة بكتيريا صغيرة تحت المجهر. لكن دراسة طبيعتها وعلم وظائف الأعضاء ودورها في حياة الإنسان بدأها لأول مرة الكيميائي وعالم الأحياء الدقيقة الفرنسي لويس باستير في خمسينيات القرن التاسع عشر. بدأت دراسة بنية البكتيريا بنشاط مع ظهور المجاهر الإلكترونية. تتكون خليته من غشاء هيولي وريبوسوم ونيوكليوتيد. يتركز الحمض النووي للبكتيريا في مكان واحد (النيوكليوبلازم) وهو عبارة عن ملف من الخيوط الرفيعة. يتم فصل السيتوبلازم عن جدار الخلية بواسطة غشاء سيتوبلازمي ؛ يحتوي على نيوكليوتيد وأنظمة غشاء مختلفة وشوائب خلوية. يتكون ريبوسوم البكتيريا من 60 ٪ من الحمض النووي الريبي ، والباقي عبارة عن بروتين. تظهر الصورة أدناه هيكل السالمونيلا.

جدار الخلية ومكوناتها

البكتيريا لها بنية خلوية. يبلغ سمك جدار الخلية حوالي 20 نانومتر ، وعلى عكس النباتات العليا ، لا يحتوي على بنية ليفية. يتم توفير قوتها من خلال غطاء خاص يسمى كيس. يتكون أساسًا من مادة بوليمرية - مورين. مكوناته (الوحدات الفرعية) متصلة في تسلسل معين في خيوط بوليجليكان خاصة. جنبا إلى جنب مع الببتيدات القصيرة ، فإنها تشكل جزيء ضخم يشبه الشبكة. هذه هي حقيبة مورين.

أجهزة الحركة

هذه الكائنات الحية الدقيقة قادرة على الحركة النشطة. يتم تنفيذه بسبب سوط البلازما ، الذي له هيكل حلزوني. يمكن للبكتيريا أن تتحرك بسرعات تصل إلى 200 ميكرون في الثانية وتدور حول محورها 13 مرة في الثانية. يتم توفير قدرة السوط على الحركة من خلال بروتين مقلص خاص - فلاجيلين (مشابه للميوسين في خلايا العضلات).

لها الأبعاد التالية: الطول - حتى 20 ميكرون ، القطر - 10-20 نانومتر. ينشأ كل سوط من جسم قاعدي مضمن في جدار الخلية البكتيرية. يمكن أن تكون أعضاء الحركة مفردة أو مرتبة في حزم كاملة ، على سبيل المثال ، في spirilla. قد يعتمد عدد الأسواط على الظروف البيئية. على سبيل المثال ، Proteus vulgaris ، مع سوء التغذية ، لديه سوطان تحت القطبين فقط ، بينما في ظل ظروف التطور الطبيعي ، يمكن أن يكون هناك من 2 إلى 50 في حزم.

حركة الكائنات الحية الدقيقة

إن بنية البكتيريا (الرسم البياني أدناه) يمكن أن تتحرك بنشاط كبير. تحدث الحركة في معظم الحالات بسبب الدفع ويتم إجراؤها بشكل أساسي في بيئة سائلة أو رطبة. اعتمادًا على عامل التمثيل ، بمعنى آخر ، نوع الحافز الخارجي ، يمكن أن يكون:

• الانجذاب الكيميائي هو الحركة الموجهة للبكتيريا إلى العناصر الغذائية أو ، على العكس من ذلك ، بعيدًا عن أي سموم ؛
• aerotaxis - الحركة نحو الأكسجين (في الأيروبس) أو بعيدًا عنه (في اللاهوائية) ؛
• محور ضوئي - رد فعل للضوء ، يتجلى في الحركة ، هو سمة أساسية للتغذية الضوئية ؛
• انجذاب مغناطيسي - رد فعل للتغيرات في المجال المغناطيسي ، بسبب وجود جزيئات خاصة (مغناطيسية) في بعض الكائنات الحية الدقيقة.

في إحدى الطرق المذكورة أعلاه ، يمكن للبكتيريا ، التي تسمح لها السمات الهيكلية لخلاياها بالحركة ، أن تخلق مجموعات في أماكن ذات ظروف مثالية لنشاطها الحيوي. بالإضافة إلى الأسواط ، تحتوي بعض الأنواع على العديد من الخيوط الرقيقة - يطلق عليها "fimbriae" أو "pili" ، ولكن لم يتم بعد دراسة وظيفتها بشكل كافٍ. البكتيريا التي لا تحتوي على سوط خاص قادرة على الانزلاق في الحركة ، ومع ذلك ، فهي تتميز بسرعة منخفضة جدًا: حوالي 250 ميكرون في الدقيقة.

المجموعة الثانية الصغيرة من البكتيريا هي ذاتية التغذية. إنهم قادرون على تصنيع المواد العضوية من المواد غير العضوية ، ويمكنهم استيعاب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي جزئيًا ، كما أنهم قادرون على التغذية الكيميائية. تحتل هذه البكتيريا مكانًا مهمًا جدًا في دورة العناصر الكيميائية في الطبيعة.

هناك أيضًا مجموعتان من الصور الحقيقية. وتتمثل السمات الهيكلية للبكتيريا في هذه الفئة في احتوائها على مادة (صبغة) بكتيرية الكلوروفيل ، والتي ترتبط في الطبيعة بالكلوروفيل النباتي ، وبما أنها تفتقر إلى النظام الضوئي الثاني ، فإن عملية التمثيل الضوئي تستمر دون تطور الأكسجين.

الاستنساخ بالتقسيم

الطريقة الرئيسية للتكاثر هي تقسيم الخلية الأم الأصلية إلى قسمين (amitosis). بالنسبة للأشكال الممدودة ، يحدث هذا دائمًا بشكل عمودي على المحور الطولي. في هذه الحالة ، تخضع بنية البكتيريا لتغييرات قصيرة المدى: يتم تشكيل قسم عرضي من حافة الخلية إلى الوسط ، والذي يتم بعد ذلك تقسيم الكائن الأصلي على طوله. هذا ما يفسر الاسم القديم للمملكة - دروبيانكي. يمكن أن تظل الخلايا بعد الانقسام متصلة في سلاسل غير مستقرة وفضفاضة.

هذه هي التي يمكن تحديدها السمات المميزةبنية أنواع معينة من البكتيريا ، على سبيل المثال ، العقديات.

التبويض والتكاثر الجنسي

الطريقة الثانية للتكاثر هي التبويض. يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالرغبة في التكيف مع الظروف المعاكسة ويهدف إلى البقاء على قيد الحياة. في بعض البكتيريا على شكل قضيب ، تتشكل الأبواغ داخليًا ، أي داخل الخلية. إنها شديدة المقاومة للحرارة ويمكن الحفاظ عليها حتى عند غليها لفترة طويلة. يبدأ تكوين البوغ بتفاعلات كيميائية مختلفة في الخلية الأم ، مما يؤدي إلى تدهور حوالي 75 ٪ من جميع البروتينات. ثم يحدث الانقسام. في هذه الحالة ، يتم تشكيل خليتين ابنتيتين. واحد منهم (أصغر) مغطى بقشرة سميكة ، والتي يمكن أن تشغل ما يصل إلى 50 ٪ في الحجم - هذه هي البوغ. يظل قابلاً للحياة وجاهزًا للإنبات لمدة 200-300 عام.

بعض الأنواع قادرة على التكاثر الجنسي. تم اكتشاف هذه العملية لأول مرة في عام 1946 ، عندما تمت دراسة التركيب الخلوي لبكتيريا الإشريكية القولونية. اتضح أن النقل الجزئي للمادة الوراثية ممكن. أي أن شظايا الحمض النووي تنتقل من خلية (متبرع) إلى خلية أخرى (متلقي) في عملية الاقتران. يتم ذلك بمساعدة العاثيات أو عن طريق التحول.

إن بنية البكتيريا وخصائص علم وظائف الأعضاء الخاصة بها تجعل عملية الانقسام تحدث باستمرار وبسرعة كبيرة (كل 20-30 دقيقة) في ظل ظروف مثالية. ولكن في البيئة الطبيعية ، فهي محدودة بعوامل مختلفة (ضوء الشمس ، ووسط المغذيات ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك).

يعتمد تصنيف هذه الكائنات الدقيقة على البنية المختلفة لجدار الخلية البكتيرية ، والتي تحدد الحفاظ على صبغة الأنيلين في الخلية أو ترشيحها. تم تحديد ذلك بواسطة H.K.Gram ، وبعد ذلك ، وفقًا لاسمه ، تم تحديد قسمين كبيرين من الكائنات الحية الدقيقة ، والتي سنناقشها أدناه.

البكتيريا موجبة الجرام: ملامح الهيكل والنشاط الحيوي

تحتوي هذه الكائنات الحية الدقيقة على غطاء مورين متعدد الطبقات (30-70 ٪ من إجمالي الكتلة الجافة لجدار الخلية) ، بسبب عدم غسل صبغة الأنيلين من الخلايا (يظهر هيكل بكتيريا موجبة الجرام بشكل تخطيطي في الصورة أعلاه على اليسار والبكتيريا سالبة الجرام على اليمين). ميزتها هي أن حمض ديامينوبيمليك غالبًا ما يتم استبداله بالليسين. محتوى البروتين أقل بكثير ، والسكريات غائبة أو مرتبطة بالروابط التساهمية. تنقسم بكتيريا هذا القسم إلى عدة مجموعات:

1. المكورات موجبة الجرام.إنها خلايا مفردة أو مجموعات من خليتين أو أربع خلايا أو أكثر (حتى 64) ، متماسكة معًا بواسطة السليلوز. حسب نوع التغذية ، فهذه ، كقاعدة عامة ، اللاهوائية الإلزامية أو الاختيارية ، على سبيل المثال ، بكتيريا حمض اللاكتيك من عائلة العقدية ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون الهوائية.
2. العصي غير البوغ.بالاسم ، يمكنك بالفعل فهم بنية الخلية البكتيرية. تشمل هذه المجموعة أنواع حمض اللاكتيك اللاهوائية أو الهوائية من عائلة Lactobacillus.
3. عصي تشكيل الأبواغ.يتم تمثيلهم من قبل عائلة واحدة فقط - كلوستريديا. إنها تلزم اللاهوائية القادرة على إنتاج الأبواغ. يشكل الكثير منهم سلاسل أو خيوط مميزة من خلايا فردية.
4. الكائنات الحية الدقيقة المتكونة. الهيكل الخارجييمكن أن تختلف الخلايا البكتيرية لهذه المجموعة بشكل كبير. لذلك ، يمكن أن تصبح العصي على شكل مضرب ، أو قصيرة ، أو مكورة ، أو متفرعة قليلاً. أنها لا تشكل endospores. وتشمل هذه حمض البروبيونيك ، والبكتيريا العقدية ، وما إلى ذلك.
5. الميكوبلازما.إذا انتبهت إلى بنية البكتيريا (الرسم البياني في الشكل أدناه - يشير السهم إلى سلسلة الحمض النووي) ، فيمكن ملاحظة أنه لا يحتوي على جدار خلوي (بدلاً من ذلك يوجد غشاء هيولي) وبالتالي ، لا تلطخ بصبغة الأنيلين ، لذلك لا يمكن أن تنسب إلى هذا القسم بناءً على تلطيخ الجرام. لكن بحسب أحدث الأبحاثتنحدر الميكوبلازما من الكائنات الحية الدقيقة إيجابية الجرام.

البكتيريا سالبة الجرام: الوظائف ، الهيكل

في مثل هذه الكائنات الحية الدقيقة ، تكون شبكة مورين رفيعة جدًا ، ونصيبها من الكتلة الجافة لجدار الخلية بأكمله هو 10٪ فقط ، والباقي عبارة عن بروتينات دهنية ، وعديدات السكاريد الدهنية ، وما إلى ذلك. يتم غسل المواد التي تأتي مع تلطيخ الجرام بسهولة. حسب نوع التغذية ، البكتيريا سالبة الجرام هي فوتوتروفس أو كيميائية التغذية ، بعض الأنواع قادرة على التمثيل الضوئي. التصنيف داخل القسم في طور التكوين ، يتم دمج العائلات المختلفة في 12 مجموعة ، بناءً على خصائص التشكل والتمثيل الغذائي وعوامل أخرى.

أهمية البكتيريا للإنسان

على الرغم من أنها تبدو غير مرئية ، فإن البكتيريا لها أهمية كبيرة بالنسبة للإنسان ، سواء كانت إيجابية أو سلبية. إنتاج العديد من المنتجات الغذائية مستحيل دون مشاركة الممثلين الفرديين لهذه المملكة. تسمح لنا بنية البكتيريا ونشاطها الحيوي بالحصول على العديد من منتجات الألبان (الجبن والزبادي والكفير وأكثر من ذلك بكثير). تشارك هذه الكائنات الدقيقة في عمليات التخمير والتخمير.

أنواع عديدة من البكتيريا هي العوامل المسببة للأمراض في الحيوانات والبشر ، مثل الجمرة الخبيثة ، والتيتانوس ، والدفتيريا ، والسل ، والطاعون ، وما إلى ذلك. ولكن في الوقت نفسه ، تشارك الكائنات الحية الدقيقة في العديد من المنتجات الصناعية: هذه هي الهندسة الوراثية ، والإنتاج المضادات الحيوية والإنزيمات وغيرها ، والبروتينات ، والتحلل الاصطناعي للنفايات (مثل هضم الميثان لمياه الصرف الصحي) ، وإثراء المعادن. تنمو بعض البكتيريا على ركائز غنية بالمنتجات البترولية ، وهذا يعمل كمؤشر في البحث عن رواسب جديدة وتطويرها.

البكتيريا هي أقدم مجموعة من الكائنات الحية الموجودة حاليًا على الأرض. ربما ظهرت البكتيريا الأولى منذ أكثر من 3.5 مليار سنة ، وكانت الكائنات الحية الوحيدة على كوكبنا لما يقرب من مليار سنة. نظرًا لأن هؤلاء كانوا أول ممثلين للحياة البرية ، كان لأجسامهم بنية بدائية.

بمرور الوقت ، أصبح هيكلها أكثر تعقيدًا ، ولكن حتى اليوم تعتبر البكتيريا أكثر الكائنات أحادية الخلية بدائية. ومن المثير للاهتمام أن بعض البكتيريا لا تزال تحتفظ بالسمات البدائية لأسلافها القدماء. لوحظ هذا في البكتيريا التي تعيش في الينابيع الكبريتية الساخنة والطمي ناقص الأكسجين في قاع الخزانات.

معظم البكتيريا عديمة اللون. فقط عدد قليل منهم ملون باللون الأرجواني أو الأخضر. لكن مستعمرات العديد من البكتيريا لها لون ساطع ، ويرجع ذلك إلى إطلاق مادة ملونة فيها بيئةأو تصبغ الخلية.

اكتشف عالم البكتيريا أنتوني ليوينهوك ، عالم الطبيعة الهولندي من القرن السابع عشر ، الذي ابتكر لأول مرة مجهرًا مكبّرًا مثاليًا يكبر الأشياء 160-270 مرة.

تصنف البكتيريا على أنها بدائيات النوى وتنقسم إلى مملكة منفصلة - البكتيريا.

شكل الجسم

البكتيريا كائنات عديدة ومتنوعة. تختلف في الشكل.

اسم البكتيريا	شكل البكتيريا	صورة البكتيريا
المكورات		كروي
عصية		على شكل قضيب
فيبريو		فاصلة منحنية
سبيريلوم		حلزوني
العقديات		سلسلة من الكوتشي
المكورات العنقودية		مجموعات من الكوتشي
مضاعفات		نوعان من البكتيريا المستديرة مغلفة في كبسولة واحدة لزجة

طرق المواصلات

توجد بين البكتيريا أشكال متحركة وغير متحركة. تتحرك الأجهزة المحمولة عن طريق تقلصات تشبه الموجة أو بمساعدة سوط (خيوط حلزونية ملتوية) ، والتي تتكون من بروتين فلاجيلين خاص. قد يكون هناك واحد أو أكثر من الأسواط. توجد في بعض البكتيريا في أحد طرفي الخلية ، وفي أطراف أخرى - على اثنين أو على السطح بأكمله.

لكن الحركة متأصلة أيضًا في العديد من البكتيريا الأخرى التي لا تحتوي على أسواط. لذلك ، فإن البكتيريا المغطاة بالمخاط من الخارج قادرة على الانزلاق في الحركة.

تحتوي بعض بكتيريا الماء والتربة التي لا تحتوي على أسواط على فجوات غازية في السيتوبلازم. يمكن أن يكون هناك 40-60 فجوة في الخلية. كل واحد منهم مليء بالغاز (النيتروجين المفترض). من خلال تنظيم كمية الغاز في الفجوات ، يمكن للبكتيريا المائية أن تغرق في عمود الماء أو ترتفع إلى سطحه ، بينما يمكن أن تتحرك بكتيريا التربة في الشعيرات الدموية بالتربة.

الموطن

بسبب بساطة التنظيم والبساطة ، تنتشر البكتيريا على نطاق واسع في الطبيعة. توجد البكتيريا في كل مكان: في قطرة من أنقى مياه الينابيع ، وفي حبيبات التربة ، وفي الهواء ، وعلى الصخور ، وفي الثلوج القطبية ، ورمال الصحراء ، وفي قاع المحيط ، وفي الزيت المستخرج من أعماق كبيرة وحتى في الينابيع الساخنة. الماء مع درجة حرارة حوالي 80 درجة مئوية. إنهم يعيشون على النباتات والفواكه وفي مختلف الحيوانات وفي الإنسان في الأمعاء ، تجويف الفمعلى الأطراف وعلى سطح الجسم.

البكتيريا هي أصغر الكائنات الحية وأكثرها عددًا. نظرًا لصغر حجمها ، فإنها تخترق بسهولة أي شقوق أو شقوق أو مسام. شديد التحمل ومتكيف مع ظروف الوجود المختلفة. إنهم يتحملون التجفيف ، والبرد الشديد ، والتدفئة حتى 90 درجة مئوية ، دون أن يفقدوا الصلاحية.

لا يوجد مكان عمليًا على الأرض لا توجد فيه البكتيريا ، ولكن بكميات مختلفة. تتنوع الظروف المعيشية للبكتيريا. يحتاج البعض منهم إلى أكسجين الهواء ، والبعض الآخر لا يحتاج إليه ويمكنه العيش في بيئة خالية من الأكسجين.

في الهواء: ترتفع البكتيريا إلى الغلاف الجوي العلوي حتى 30 كم. و اكثر.

خصوصا الكثير منهم في التربة. يمكن أن يحتوي غرام واحد من التربة على مئات الملايين من البكتيريا.

في الماء: في طبقات المياه السطحية للخزانات المفتوحة. تعمل البكتيريا المائية المفيدة على تمعدن المخلفات العضوية.

في الكائنات الحية: البكتيريا المسببة للأمراض تدخل الجسم من البيئة الخارجية ، ولكن فقط في ظل ظروف مواتية تسبب المرض. يعيش التكافؤ في الجهاز الهضمي ، مما يساعد على تكسير واستيعاب الطعام ، وتكوين الفيتامينات.

الهيكل الخارجي

ترتدي الخلية البكتيرية غلافًا كثيفًا خاصًا - جدار الخلية ، الذي يؤدي وظائف الحماية والدعم ، ويمنح البكتيريا أيضًا شكلًا مميزًا دائمًا. يشبه جدار الخلية للبكتيريا غلاف الخلية النباتية. إنه قابل للاختراق: من خلاله ، تنتقل العناصر الغذائية بحرية إلى الخلية ، وتخرج المنتجات الأيضية إلى البيئة. غالبًا ما تطور البكتيريا طبقة واقية إضافية من المخاط ، كبسولة ، فوق جدار الخلية. يمكن أن يكون سمك الكبسولة أكبر بعدة مرات من قطر الخلية نفسها ، ولكنها قد تكون صغيرة جدًا. الكبسولة ليست جزءًا إلزاميًا من الخلية ، فهي تتشكل وفقًا للظروف التي تدخل فيها البكتيريا. يمنع البكتيريا من الجفاف.

يوجد على سطح بعض البكتيريا سوط طويل (واحد أو اثنان أو كثير) أو زغابات رفيعة قصيرة. يمكن أن يكون طول السوط أكبر بعدة مرات من حجم جسم البكتيريا. تتحرك البكتيريا بمساعدة الأسواط والزغابات.

الهيكل الداخلي

يوجد داخل الخلية البكتيرية سيتوبلازم كثيف غير متحرك. إنه ذو بنية متعددة الطبقات ، ولا توجد فجوات ، لذلك توجد العديد من البروتينات (الإنزيمات) والمغذيات الاحتياطية في مادة السيتوبلازم ذاتها. لا تحتوي الخلايا البكتيرية على نواة. في الجزء المركزي من خلاياهم ، تتركز مادة تحمل معلومات وراثية. البكتيريا - الحمض النووي - الحمض النووي. لكن هذه المادة ليست مؤطرة في النواة.

التنظيم الداخلي للخلية البكتيرية معقد وله ميزاته الخاصة. يتم فصل السيتوبلازم عن جدار الخلية بواسطة الغشاء السيتوبلازمي. في السيتوبلازم ، يتم تمييز المادة الرئيسية ، أو المصفوفة ، الريبوسومات وعدد صغير من هياكل الغشاء التي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف (نظائرها من الميتوكوندريا ، الشبكة الإندوبلازمية ، جهاز جولجي). غالبًا ما يحتوي سيتوبلازم الخلايا البكتيرية على حبيبات بأشكال وأحجام مختلفة. قد تتكون الحبيبات من مركبات تعمل كمصدر للطاقة والكربون. توجد أيضًا قطرات من الدهون في الخلية البكتيرية.

في الجزء المركزي من الخلية ، تكون المادة النووية ، DNA ، موضعية ، ولا يتم فصلها عن السيتوبلازم بواسطة غشاء. هذا تناظرية للنواة - النواة. لا يحتوي نوكليويد على غشاء ونواة ومجموعة من الكروموسومات.

طرق التغذية

للبكتيريا طرق مختلفة للتغذية. من بينها ذاتية التغذية وغيرية التغذية. التغذية الذاتية هي كائنات يمكن أن تشكل بشكل مستقل مواد عضوية لتغذيتها.

تحتاج النباتات إلى النيتروجين ، لكنها نفسها لا تستطيع امتصاص النيتروجين من الهواء. تجمع بعض البكتيريا جزيئات النيتروجين في الهواء مع جزيئات أخرى ، مما ينتج عنه مواد متاحة للنباتات.

تستقر هذه البكتيريا في خلايا الجذور الفتية ، مما يؤدي إلى تكوين ثخانات على الجذور تسمى العقيدات. تتشكل هذه العقيدات على جذور نباتات عائلة البقول وبعض النباتات الأخرى.

تزود الجذور البكتيريا بالكربوهيدرات ، وتعطي البكتيريا الجذور مواد تحتوي على النيتروجين يمكن للنبات أن يمتصها. علاقتهم متبادلة المنفعة.

تفرز جذور النبات العديد من المواد العضوية (السكريات والأحماض الأمينية وغيرها) التي تتغذى عليها البكتيريا. لذلك ، تستقر العديد من البكتيريا بشكل خاص في طبقة التربة المحيطة بالجذور. تقوم هذه البكتيريا بتحويل بقايا النباتات الميتة إلى مواد متاحة للنبات. تسمى هذه الطبقة من التربة منطقة الجذور.

هناك عدة فرضيات حول تغلغل بكتيريا العقيدات في أنسجة الجذر:

• من خلال تلف أنسجة البشرة والقشرة ؛
• من خلال الشعر الجذري
• فقط من خلال غشاء الخلية الفتية ؛
• بسبب البكتيريا المصاحبة المنتجة للإنزيمات المحللة للبكتين ؛
• بسبب تحفيز تخليق حمض B-indoleacetic من التربتوفان ، والذي يوجد دائمًا في إفرازات جذر النباتات.

تتكون عملية إدخال بكتيريا العقيدات في أنسجة الجذر من مرحلتين:

• إصابة جذور الشعر.
• عملية تكوين العقيدات.

في معظم الحالات ، تتكاثر الخلية الغازية بنشاط ، وتشكل ما يسمى بخيوط العدوى ، وبالفعل في شكل مثل هذه الخيوط تنتقل إلى أنسجة النبات. تستمر بكتيريا العقيدات التي ظهرت من خيط العدوى في التكاثر في الأنسجة المضيفة.

تمتلئ الخلايا النباتية بخلايا بكتيريا العقيدات التي تتكاثر بسرعة ، وتبدأ في الانقسام بشكل مكثف. يتم توصيل عقدة صغيرة بجذر نبات البقول بفضل الحزم الوعائية الليفية. خلال فترة العمل ، عادة ما تكون العقيدات كثيفة. بحلول وقت ظهور النشاط الأمثل ، تكتسب العقيدات لونًا ورديًا (بسبب صبغة Legoglobin). فقط تلك البكتيريا التي تحتوي على ليغوغلوبين قادرة على تثبيت النيتروجين.

تنتج بكتيريا العقيدات عشرات ومئات الكيلوجرامات من الأسمدة النيتروجينية لكل هكتار من التربة.

الاسْتِقْلاب

تختلف البكتيريا عن بعضها البعض في عملية التمثيل الغذائي. بالنسبة للبعض ، فإنه يذهب مع مشاركة الأكسجين ، والبعض الآخر - دون مشاركته.

تتغذى معظم البكتيريا على المواد العضوية الجاهزة. فقط عدد قليل منهم (الأزرق والأخضر ، أو البكتيريا الزرقاء) قادرون على تكوين مواد عضوية من المواد غير العضوية. لقد لعبوا دورًا مهمًا في تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض.

تمتص البكتيريا المواد من الخارج ، وتمزق جزيئاتها ، وتجمع قشرتها من هذه الأجزاء وتجدد محتوياتها (هكذا تنمو) ، وتتخلص من الجزيئات غير الضرورية. يسمح غلاف وغشاء البكتيريا بامتصاص المواد الصحيحة فقط.

إذا كانت قشرة البكتيريا وغشاءها غير منفذين تمامًا ، فلن تدخل أي مادة إلى الخلية. إذا كانت قابلة للاختراق لجميع المواد ، فإن محتويات الخلية تختلط مع الوسط - المحلول الذي تعيش فيه البكتيريا. من أجل بقاء البكتيريا ، هناك حاجة إلى غلاف يسمح بمرور المواد الضرورية ، ولكن ليس المواد غير الضرورية.

تمتص البكتيريا العناصر الغذائية القريبة منها. ماذا حدث بعد ذلك؟ إذا كان بإمكانه التحرك بشكل مستقل (عن طريق تحريك السوط أو دفع المخاط للخلف) ، فإنه يتحرك حتى يجد المواد اللازمة.

إذا لم تستطع الحركة ، فإنها تنتظر حتى يجلب الانتشار (قدرة جزيئات مادة ما على اختراق ثخانة جزيئات مادة أخرى) الجزيئات اللازمة لها.

تقوم البكتيريا ، جنبًا إلى جنب مع مجموعات الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، بعمل كيميائي ضخم. عن طريق تحويل المركبات المختلفة ، فإنها تتلقى الطاقة والمواد الغذائية اللازمة لنشاطها الحيوي. تتنوع عمليات التمثيل الغذائي وطرق الحصول على الطاقة والحاجة إلى مواد لبناء مواد أجسامهم في البكتيريا.

تلبي البكتيريا الأخرى جميع احتياجات الكربون اللازمة لتخليق المواد العضوية في الجسم على حساب المركبات غير العضوية. يطلق عليهم autotrophs. البكتيريا ذاتية التغذية قادرة على تصنيع المواد العضوية من المواد غير العضوية. من بينها تتميز:

التخليق الكيميائي

يعد استخدام الطاقة المشعة هو الأهم ، ولكنه ليس الطريقة الوحيدة لتكوين مادة عضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء. من المعروف أن البكتيريا لا تستخدم ضوء الشمس كمصدر للطاقة لمثل هذا التوليف ، ولكن تستخدم طاقة الروابط الكيميائية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية أثناء أكسدة بعض المركبات غير العضوية - كبريتيد الهيدروجين ، والكبريت ، والأمونيا ، والهيدروجين ، حمض النيتريكوالمركبات الحديدية للحديد والمنغنيز. يستخدمون المادة العضوية المتكونة باستخدام هذه الطاقة الكيميائية لبناء خلايا أجسامهم. لذلك ، تسمى هذه العملية التخليق الكيميائي.

أهم مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التخليقية الكيميائية هي البكتيريا الآزوتية. تعيش هذه البكتيريا في التربة وتقوم بأكسدة الأمونيا المتكونة أثناء تحلل المخلفات العضوية إلى حمض النيتريك. هذا الأخير ، يتفاعل مع المركبات المعدنية للتربة ، ويتحول إلى أملاح حمض النيتريك. تتم هذه العملية على مرحلتين.

تقوم بكتيريا الحديد بتحويل الحديد إلى أكسيد. يستقر هيدروكسيد الحديد المتشكل ويشكل ما يسمى بخام الحديد المستنقع.

توجد بعض الكائنات الحية الدقيقة بسبب أكسدة الهيدروجين الجزيئي ، مما يوفر طريقة ذاتية التغذية للتغذية.

السمة المميزة لبكتيريا الهيدروجين هي القدرة على التحول إلى نمط حياة غير متجانسة عند تزويدها بمركبات عضوية وفي غياب الهيدروجين.

وبالتالي ، فإن المواد المغذية الكيميائية هي ذاتية التغذية نموذجية ، لأنها تقوم بشكل مستقل بتجميع المركبات العضوية الضرورية من المواد غير العضوية ، ولا تأخذها جاهزة من الكائنات الحية الأخرى ، مثل الكائنات غيرية التغذية. تختلف البكتيريا ذات التغذية الكيميائية عن النباتات ذات التغذية الضوئية في استقلالها التام عن الضوء كمصدر للطاقة.

التمثيل الضوئي البكتيري

بعض بكتيريا الكبريت المحتوية على صبغة (أرجوانية ، خضراء) ، تحتوي على أصباغ معينة - بكتريا الكلوروفيل ، قادرة على امتصاص الطاقة الشمسية ، وبمساعدة كبريتيد الهيدروجين ينقسم في الكائنات الحية ويعطي ذرات الهيدروجين لاستعادة المركبات المقابلة. تشترك هذه العملية كثيرًا مع عملية التمثيل الضوئي وتختلف فقط عن تلك الموجودة في البكتيريا الأرجواني والأخضر ، وكبريتيد الهيدروجين هو مانح للهيدروجين (أحيانًا - الأحماض الكربوكسيلية) ، بينما النباتات الخضراء بها ماء. في هؤلاء وغيرهم ، يتم تقسيم ونقل الهيدروجين بسبب طاقة الأشعة الشمسية الممتصة.

يسمى هذا التمثيل الضوئي البكتيري ، الذي يحدث بدون إطلاق الأكسجين ، بالتمييز الضوئي. يرتبط الامتصاص الضوئي لثاني أكسيد الكربون بنقل الهيدروجين ليس من الماء ، ولكن من كبريتيد الهيدروجين:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \ u003d 6H 2 O

تعتبر الأهمية البيولوجية للتخليق الكيميائي والتمثيل الضوئي البكتيري على نطاق كوكبي صغيرة نسبيًا. تلعب البكتيريا الاصطناعية فقط دورًا مهمًا في دورة الكبريت في الطبيعة. تمتصه النباتات الخضراء على شكل أملاح حامض الكبريتيك ، ويتم استعادة الكبريت ويصبح جزءًا من جزيئات البروتين. علاوة على ذلك ، أثناء تدمير بقايا النباتات والحيوانات الميتة بواسطة البكتيريا المتعفنة ، يتم إطلاق الكبريت على شكل كبريتيد الهيدروجين ، والذي يتأكسد بواسطة بكتيريا الكبريت لتحرير الكبريت (أو حمض الكبريتيك) ، والذي يشكل الكبريتات المتاحة للنباتات في التربة. البكتيريا الكيميائية و الضوئية لها بارِزفي دورة النيتروجين والكبريت.

التجرثم

تتكون الأبواغ داخل الخلية البكتيرية. في عملية تكوين البوغ ، تخضع الخلية البكتيرية لسلسلة من العمليات البيوكيميائية. تقل كمية الماء الحر فيه ، ويقل النشاط الأنزيمي. هذا يضمن مقاومة الجراثيم للظروف البيئية المعاكسة (درجة الحرارة العالية ، تركيز الملح العالي ، التجفيف ، إلخ). تكوين البوغ هو سمة من سمات مجموعة صغيرة فقط من البكتيريا.

الجراثيم ليست مرحلة أساسية في دورة حياة البكتيريا. يبدأ التبويض فقط بنقص العناصر الغذائية أو تراكم منتجات التمثيل الغذائي. يمكن أن تظل البكتيريا على شكل جراثيم نائمة لفترة طويلة. تتحمل الأبواغ البكتيرية الغليان المطول والتجميد الطويل جدًا. عندما تحدث ظروف مواتية ، ينبت النزاع ويصبح قابلاً للتطبيق. الجراثيم البكتيرية هي تكيفات للبقاء على قيد الحياة في الظروف المعاكسة.

التكاثر

تتكاثر البكتيريا عن طريق تقسيم خلية واحدة إلى خليتين. بعد أن وصلت البكتيريا إلى حجم معين ، تنقسم إلى نوعين من البكتيريا متطابقة. ثم يبدأ كل منهم في التغذية ، والنمو ، والانقسام ، وما إلى ذلك.

بعد استطالة الخلية ، يتشكل تدريجياً حاجز عرضي ، ثم تتباعد الخلايا البنت ؛ في العديد من البكتيريا ، في ظل ظروف معينة ، تظل الخلايا بعد الانقسام متصلة في مجموعات مميزة. في هذه الحالة ، اعتمادًا على اتجاه مستوى التقسيم وعدد الأقسام ، تظهر أشكال مختلفة. يحدث التكاثر عن طريق التبرعم في البكتيريا كاستثناء.

في ظل ظروف مواتية ، يحدث انقسام الخلايا في العديد من البكتيريا كل 20-30 دقيقة. مع هذا التكاثر السريع ، فإن نسل بكتيريا واحدة في 5 أيام قادر على تكوين كتلة يمكن أن تملأ جميع البحار والمحيطات. تظهر عملية حسابية بسيطة أنه يمكن تكوين 72 جيلًا (720.000.000.000.000.000.000 خلية) يوميًا. إذا ترجم إلى الوزن - 4720 طن. ومع ذلك ، لا يحدث هذا في الطبيعة ، لأن معظم البكتيريا تموت بسرعة تحت تأثير أشعة الشمس ، والتجفيف ، ونقص الطعام ، والتسخين حتى 65-100 درجة مئوية ، نتيجة للصراع بين الأنواع ، إلخ.

البكتيريا (1) ، بعد أن امتصت كمية كافية من الطعام ، يزداد حجمها (2) وتبدأ في الاستعداد للتكاثر (انقسام الخلايا). يتضاعف الحمض النووي (في البكتيريا ، جزيء الحمض النووي مغلق في حلقة) (تنتج البكتيريا نسخة من هذا الجزيء). يبدو أن كلا جزيئي الحمض النووي (3.4) مرتبطان بجدار البكتيريا ، وعندما تتمدد ، تتباعد البكتيريا إلى الجانبين (5.6). أولاً ، ينقسم النيوكليوتيدات ، ثم السيتوبلازم.

بعد تباعد جزيئين DNA على البكتيريا ، يظهر انقباض يقسم جسم البكتيريا تدريجيًا إلى جزأين ، يحتوي كل منهما على جزيء DNA (7).

يحدث (في عصيات القش) ، تلتصق بكتيريا معًا ، ويتشكل جسر بينهما (1،2).

يتم نقل الحمض النووي من بكتيريا إلى أخرى عبر العبور (3). مرة واحدة في بكتيريا واحدة ، تتشابك جزيئات الحمض النووي ، تلتصق ببعضها البعض في بعض الأماكن (4) ، وبعد ذلك يتبادلون الأقسام (5).

دور البكتيريا في الطبيعة

الدوران

البكتيريا هي أهم حلقة في الدوران العام للمواد في الطبيعة. تخلق النباتات مواد عضوية معقدة من ثاني أكسيد الكربون والمياه والأملاح المعدنية للتربة. تعود هذه المواد إلى التربة بالفطريات الميتة والنباتات وجثث الحيوانات. تحلل البكتيريا المواد المعقدة إلى مواد بسيطة يعاد استخدامها بواسطة النباتات.

تدمر البكتيريا المواد العضوية المعقدة للنباتات الميتة وجثث الحيوانات وإفرازات الكائنات الحية والنفايات المختلفة. تتغذى البكتيريا على هذه المواد العضوية ، وتحولها إلى دبال. هؤلاء هم نوع المنظمات على كوكبنا. وهكذا ، تشارك البكتيريا بنشاط في دورة المواد في الطبيعة.

تكوين التربة

نظرًا لتوزيع البكتيريا في كل مكان تقريبًا وتوجد بأعداد كبيرة ، فإنها تحدد إلى حد كبير العمليات المختلفة التي تحدث في الطبيعة. في الخريف ، تتساقط أوراق الأشجار والشجيرات ، ويموت العشب فوق سطح الأرض ، وتتساقط الأغصان القديمة ، ومن وقت لآخر تسقط جذوع الأشجار القديمة. كل هذا يتحول تدريجيا إلى دبال. في 1 سم 3. تحتوي الطبقة السطحية لتربة الغابات على مئات الملايين من بكتيريا التربة الرخامية من عدة أنواع. تقوم هذه البكتيريا بتحويل الدبال إلى معادن مختلفة يمكن امتصاصها من التربة عن طريق جذور النباتات.

بعض بكتيريا التربة قادرة على امتصاص النيتروجين من الهواء ، واستخدامه في عمليات الحياة. تعيش هذه البكتيريا المثبتة للنيتروجين بمفردها أو تعيش في جذور النباتات البقولية. بعد اختراق جذور البقوليات ، تتسبب هذه البكتيريا في نمو الخلايا الجذرية وتكوين العقيدات عليها.

تطلق هذه البكتيريا مركبات النيتروجين التي تستخدمها النباتات. تحصل البكتيريا على الكربوهيدرات والأملاح المعدنية من النباتات. وبالتالي ، هناك علاقة وثيقة بين النبات البقول وبكتيريا العقيدات ، وهو أمر مفيد لكل من الكائن الحي والآخر. هذه الظاهرة تسمى التكافل.

بفضل تعايشها مع بكتيريا العقيدات ، تثري البقوليات التربة بالنيتروجين ، مما يساعد على زيادة الغلة.

التوزيع في الطبيعة

الكائنات الدقيقة موجودة في كل مكان. الاستثناءات الوحيدة هي فوهات البراكين النشطة والمناطق الصغيرة في بؤر تفجير القنابل الذرية. لا تتداخل درجات الحرارة المنخفضة في القطب الجنوبي ، ولا نفاثات الغليان من السخانات ، ولا محاليل الملح المشبعة في برك الملح ، ولا التشبع القوي لقمم الجبال ، ولا الإشعاع القاسي للمفاعلات النووية مع وجود وتطور النباتات الدقيقة. تتفاعل جميع الكائنات الحية باستمرار مع الكائنات الحية الدقيقة ، وليس فقط مستودعاتها ، ولكن أيضًا موزعين. الكائنات الحية الدقيقة هي السكان الأصليون لكوكبنا ، وتعمل بنشاط على تطوير أكثر الركائز الطبيعية روعة.

التربة الدقيقة

عدد البكتيريا في التربة كبير للغاية - مئات الملايين والمليارات من الأفراد في 1 جرام. هم أكثر وفرة في التربة من الماء والهواء. يختلف العدد الإجمالي للبكتيريا في التربة. يعتمد عدد البكتيريا على نوع التربة وحالتها وعمق الطبقات.

على سطح جزيئات التربة ، توجد الكائنات الحية الدقيقة في مستعمرات صغيرة (20-100 خلية لكل منها). غالبًا ما تتطور في سمك جلطات المادة العضوية ، على جذور النباتات الحية والمحتضرة ، في الشعيرات الدموية الرقيقة والكتل الداخلية.

نباتات التربة شديدة التنوع. توجد هنا مجموعات فسيولوجية مختلفة من البكتيريا: المتعفنة ، الآزوتية ، المثبتة للنيتروجين ، البكتريا الكبريتية ، إلخ. الميكروفلورا هي أحد عوامل تكوين التربة.

منطقة تطور الكائنات الحية الدقيقة في التربة هي المنطقة المجاورة لجذور النباتات الحية. يطلق عليه اسم منطقة الجذور ، ويطلق على مجموع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه اسم النبتات الدقيقة في ريزوسفير.

الميكروفلورا من الخزانات

الماء بيئة طبيعية تنمو فيها الكائنات الحية الدقيقة بأعداد كبيرة. معظمهم يدخلون الماء من التربة. عامل يحدد عدد البكتيريا في الماء ، ووجود العناصر الغذائية فيه. أنظف مياه الآبار والينابيع الارتوازية. الخزانات والأنهار المفتوحة غنية جدًا بالبكتيريا. تم العثور على أكبر عدد من البكتيريا في الطبقات السطحية من الماء ، بالقرب من الشاطئ. مع زيادة المسافة من الساحل وزيادة العمق ، يتناقص عدد البكتيريا.

تحتوي المياه النقية على 100-200 بكتيريا لكل 1 مل ، بينما تحتوي المياه الملوثة على 100-300 ألف أو أكثر. يوجد العديد من البكتيريا في الطمي السفلي ، خاصة في الطبقة السطحية ، حيث تشكل البكتيريا طبقة رقيقة. يوجد الكثير من بكتيريا الكبريت والحديد في هذا الفيلم ، والتي تعمل على أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى حمض الكبريتيك وبالتالي تمنع الأسماك من الموت. يوجد المزيد من الأشكال الحاملة للأبواغ في الطمي ، بينما تسود الأشكال غير الحاملة للأبواغ في الماء.

من حيث تكوين الأنواع ، فإن البكتيريا المائية تشبه النباتات الدقيقة في التربة ، ولكن توجد أيضًا أشكال محددة. بتدمير النفايات المختلفة التي سقطت في الماء ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة تدريجياً بما يسمى التنقية البيولوجية للمياه.

الميكروفلورا الهوائية

الميكروفلورا الهوائية أقل عددًا من النباتات الدقيقة في التربة والمياه. ترتفع البكتيريا في الهواء مع الغبار ، ويمكن أن تبقى هناك لفترة ، ثم تستقر على سطح الأرض وتموت من نقص التغذية أو تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. يعتمد عدد الكائنات الحية الدقيقة في الهواء على المنطقة الجغرافية ، والتضاريس ، والموسم ، وتلوث الغبار ، وما إلى ذلك. كل ذرة من الغبار هي حاملة للكائنات الحية الدقيقة. معظم البكتيريا الموجودة في الهواء فوق المؤسسات الصناعية. الهواء في الريف أنظف. أنظف هواء فوق الغابات والجبال والمساحات الثلجية. تحتوي الطبقات العليا من الهواء على عدد أقل من الجراثيم. يوجد في الميكروفلورا الهوائية العديد من البكتيريا المصطبغة والتي تحمل الأبواغ والتي تكون أكثر مقاومة من غيرها للأشعة فوق البنفسجية.

الميكروفلورا في جسم الإنسان

دائمًا ما يكون جسم الإنسان ، حتى لو كان يتمتع بصحة جيدة ، حاملًا للميكروبات. عندما يتلامس جسم الإنسان مع الهواء والتربة ، تستقر مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك مسببات الأمراض (عصيات الكزاز ، والغرغرينا الغازية ، وما إلى ذلك) على الملابس والجلد. غالبًا ما تكون الأجزاء المكشوفة من جسم الإنسان ملوثة. تم العثور على الإشريكية القولونية والمكورات العنقودية على اليدين. يوجد أكثر من 100 نوع من الميكروبات في تجويف الفم. يعتبر الفم ، مع درجة حرارته ، ورطوبته ، وبقايا المغذيات ، بيئة ممتازة لتطور الكائنات الحية الدقيقة.

للمعدة تفاعل حمضي ، لذلك يموت الجزء الأكبر من الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيها. بدءًا من الأمعاء الدقيقة ، يصبح التفاعل قلويًا ، أي مناسب للميكروبات. الميكروفلورا في الأمعاء الغليظة شديدة التنوع. يفرز كل شخص بالغ حوالي 18 مليار بكتيريا يوميًا مع البراز ، أي عدد الأفراد أكثر من الناس في العالم.

عادة ما تكون الأعضاء الداخلية غير المتصلة بالبيئة الخارجية (المخ والقلب والكبد والمثانة وما إلى ذلك) خالية من الميكروبات. تدخل الميكروبات إلى هذه الأعضاء فقط أثناء المرض.

البكتيريا في ركوب الدراجات

تلعب الكائنات الحية الدقيقة بشكل عام والبكتيريا بشكل خاص دورًا مهمًا في الدورات المهمة بيولوجيًا للمواد على الأرض ، حيث تقوم بإجراء تحولات كيميائية لا يمكن الوصول إليها تمامًا من قبل النباتات أو الحيوانات. يتم تنفيذ مراحل مختلفة من دورة العناصر بواسطة الكائنات الحية نوع مختلف. يعتمد وجود كل مجموعة منفصلة من الكائنات الحية على التحول الكيميائي للعناصر التي تقوم بها المجموعات الأخرى.

دورة النيتروجين

يلعب التحول الدوري للمركبات النيتروجينية دورًا أساسيًا في توفير الأشكال الضرورية من النيتروجين للعديد من كائنات المحيط الحيوي من حيث الاحتياجات الغذائية. أكثر من 90٪ من إجمالي تثبيت النيتروجين يرجع إلى النشاط الأيضي لبكتيريا معينة.

دورة الكربون

يتطلب التحويل البيولوجي للكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون ، مصحوبًا بتقليل الأكسجين الجزيئي ، نشاطًا استقلابيًا مشتركًا للعديد من الكائنات الحية الدقيقة. تقوم العديد من البكتيريا الهوائية بالأكسدة الكاملة للمواد العضوية. في ظل الظروف الهوائية ، يتم تفكيك المركبات العضوية مبدئيًا عن طريق التخمير ، وتتأكسد المنتجات النهائية للتخمير العضوي عن طريق التنفس اللاهوائي في حالة وجود مستقبلات الهيدروجين غير العضوي (النترات ، أو الكبريتات ، أو ثاني أكسيد الكربون).

دورة الكبريت

بالنسبة للكائنات الحية ، يتوفر الكبريت بشكل أساسي في شكل كبريتات قابلة للذوبان أو مركبات كبريت عضوية مخفضة.

دورة الحديد

تحتوي بعض خزانات المياه العذبة على تركيزات عالية من أملاح الحديد المختزلة. في مثل هذه الأماكن ، تتطور البكتيريا الدقيقة - بكتيريا الحديد ، التي تعمل على أكسدة الحديد المختزل. يشاركون في تكوين خامات الحديد في المستنقعات ومصادر المياه الغنية بأملاح الحديد.

البكتيريا هي أقدم الكائنات الحية ، حيث ظهرت منذ حوالي 3.5 مليار سنة في الأركيان. لمدة 2.5 مليار سنة ، سيطروا على الأرض ، وشكلوا المحيط الحيوي ، وشاركوا في تكوين الغلاف الجوي للأكسجين.

البكتيريا هي واحدة من أكثر الكائنات الحية مرتبة ببساطة (باستثناء الفيروسات). يُعتقد أنهم أول الكائنات الحية التي ظهرت على الأرض.

الاختلافات الرئيسية بين خلية بدائية النواة (بكتيرية) وخلية حقيقية النواة هي: عدم وجود نواة رسمية (أي الغشاء النووي) ، وغياب الأغشية داخل الخلايا ، والنواة ، ومجمع جولجي ، والجسيمات الحالة ، والميتوكوندريا.

الهياكل الرئيسية للخلية البكتيرية هي:

نيوكليويد - مادة وراثية (وراثية) لخلية بكتيرية ، ممثلة بجزيء DNA واحد ، مغلق في حلقة وملفوف للغاية (ملتوي إلى كرة فضفاضة). يبلغ طول الحمض النووي حوالي 1 مم. كمية المعلومات حوالي 1000 جين (ميزات). لا يتم فصل الغشاء النووي عن السيتوبلازم.

السيتوبلازم غرواني ، أي محلول مائي من البروتينات والكربوهيدرات. الدهون والمعادن التي توجد فيها ريبوسومات ، شوائب ، بلازميدات.

يحدث تخليق البروتين على الريبوسومات. تختلف ريبوسومات بدائيات النوى عن حقيقيات النوى بأحجام أصغر (70 ثانية).

الادراج هي العناصر الغذائية الاحتياطية لخلية بكتيرية ، وكذلك تراكمات الأصباغ. تشمل العناصر الغذائية الاحتياطية: حبيبات فولوتين (متعدد الفوسفات غير العضوي) ، الجليكوجين ، الحبيبات ، النشا ، قطرات الدهون ، تراكمات الصباغ ، الكبريت ، الكالسيوم. تتشكل الادراج عادة عندما تنمو البكتيريا على غنية وسائط المغذياتويختفي عند الجوع.

غشاء الخلية - يحد من السيتوبلازم. يتكون من طبقة مزدوجة من الدهون الفسفورية وبروتينات غشائية مدمجة. تلعب CMs ، بالإضافة إلى وظائف الحاجز والنقل ، دور مركز النشاط الأيضي (على عكس الخلية حقيقية النواة). بروتينات الغشاء المسؤولة عن نقل المواد الأساسية إلى الخلية تسمى بيرميز. توجد على السطح الداخلي للـ CM مجموعات إنزيمية ، أي تراكمات مرتبة من جزيئات الإنزيم المسؤولة عن تخليق ناقلات الطاقة - جزيئات ATP. يمكن أن يشكل CM غزوات في السيتوبلازم ، والتي تسمى mesosomes. وهناك نوعان من الميزوزومات:

الحاجز - شكل أقسام عرضية في عملية انقسام الخلية.

الجانبي - يعمل على زيادة سطح CM وزيادة معدل عمليات التمثيل الغذائي.

النوكليويد ، CP و CM تشكل بروتوبلاست.

من الخصائص المميزة للبكتيريا ارتفاع الضغط الأسموزي داخل الخلايا (من 5 إلى 20 ضغط جوي) ، والذي ينتج عن التمثيل الغذائي المكثف. لذلك ، للحماية من الصدمات التناضحية ، فإن الخلية البكتيرية محاطة بجدار خلوي قوي.

وفقًا لهيكل جدار الخلية ، يتم تقسيم جميع البكتيريا إلى مجموعتين: وجود جدار خلوي أحادي الطبقة - موجب الجرام. وجود جدار خلوي من طبقتين - سالب الجرام. أسماء Gram + و Gram- لها تاريخها الخاص. في عام 1884 ، طور عالم الأحياء الدقيقة الدنماركي هانز كريستيان غرام طريقة أصلية لتلوين الميكروبات ، ونتيجة لذلك تلطخت بعض البكتيريا باللون الأزرق (غرام +) والبعض الآخر باللون الأحمر (غرام). تم توضيح الأساس الكيميائي للتلوين المختلف للبكتيريا وفقًا لطريقة الجرام مؤخرًا نسبيًا - منذ حوالي 35 عامًا. اتضح أن بكتيريا G- و G + لها هياكل جدار خلوية مختلفة. هيكل جدار الخلية للبكتيريا G +. يتكون أساس جدار الخلية لبكتيريا G + من بوليمرين: ببتيدوغليكان وأحماض تيشويك. الببتيدوغليكان عبارة عن بوليمر خطي يحتوي على حمض موراميك بالتناوب وبقايا أسيتيل جلوكوزامين. يرتبط رباعي الببتيد (بروتين) تساهميًا بحمض الموراميك. خيوط الببتيدوغليكان مترابطة من خلال الببتيدات وتشكل إطارًا قويًا - أساس جدار الخلية. بين خيوط الببتيدوغليكان يوجد بوليمر آخر - أحماض تيكويك (الجلسرين TK و ribitol TK) - بوليمر من البولي فوسفات. تعمل أحماض التييكويك على سطح جدار الخلية وهي المستضدات الرئيسية لبكتيريا G +. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تضمين Mg ribonucleate في جدار خلية بكتيريا G +. يتكون جدار البكتيريا G من طبقتين: الطبقة الداخلية ممثلة بطبقة أحادية أو ثنائية من الببتيدوغليكان (طبقة رقيقة). تتكون الطبقة الخارجية من عديدات السكاريد الدهنية والبروتينات الدهنية والبروتينات والفوسفوليبيدات. LPS لجميع بكتيريا G لها خصائص سامة وعتبة وتسمى السموم الداخلية.

عند التعرض لمواد معينة ، مثل البنسلين ، يتم تعطيل تخليق طبقة الببتيدوغليكان. في الوقت نفسه ، يتكون البروتوبلاست من بكتيريا G + ، وتتكون البلاستيدات الكروية من بكتيريا G (بسبب الحفاظ على الطبقة الخارجية لجدار الخلية).

في ظل ظروف زراعة معينة ، تحتفظ الخلايا التي تفتقر إلى جدار خلوي بالقدرة على النمو والانقسام ، وتسمى هذه الأشكال أشكال L (على اسم معهد ليستر ، حيث تم اكتشاف هذه الظاهرة). في بعض الحالات ، بعد القضاء على العامل الذي يثبط تركيب جدار الخلية ، يمكن أن تتحول الأشكال L إلى أشكالها الأصلية.

تصنع العديد من البكتيريا مادة مخاطية تتكون من عديدات السكاريد المخاطية ، والتي تترسب على السطح الخارجي لجدار الخلية ، وتحيط بالخلية البكتيرية بغمد مخاطي. هذه كبسولة. تتمثل وظيفة الكبسولة في حماية البكتيريا من كثرة الطور.

الهياكل السطحية للخلية البكتيرية.

أجهزة التعلق بالركيزة (الالتصاق) هي الشعيرة (fimbriae) أو الأهداب. تبدأ من غشاء الخلية. يتكون من بروتين بيلين. يمكن أن يصل عدد pili إلى 400 لكل خلية واحدة.

أجهزة نقل المعلومات الوراثية هي F-drank أو sex-drank. تتشكل حبوب F إلا إذا كانت الخلية غريبة على البلازميد ، لأن تقوم بروتينات F-pili بترميز DNA البلازميد. وهي عبارة عن أنبوب طويل رفيع يتصل بخلية بكتيرية أخرى. من خلال القناة المشكلة ، يمر البلازميد إلى الخلية البكتيرية المجاورة.

أعضاء الحركة - السوط - خيوط لولبية. يمكن أن يتجاوز طولها قطرها بمقدار 10 مرات أو أكثر. تتكون السوط من بروتين فلاجيلين. ترتبط قاعدة السوط بغشاء الخلية من خلال الجسم القاعدي. يتكون الجسم القاعدي من نظام من الحلقات التي ، أثناء الدوران ، تنقل الحركة الدورانية إلى السوط. وفقًا لموقع السوط ، تنقسم البكتيريا إلى أحادي ، و lopho ، و amphi ، و peritrichous.

استمارة.هناك عدة أشكال أساسية للبكتيريا - كروية ، على شكل قضيب ، ملتوية ومتفرعة (الشكل).

تشبه الميكروبات الكروية الشكل الكرة ، لكنها بيضاوية الشكل ، أو مسطحة ، أو مقعرة من جانب واحد ، أو ممدودة قليلاً. تتشكل الأشكال الكروية نتيجة لانقسام الخلية في مستوى واحد أو اثنين أو ثلاثة مستويات متعامدة بشكل متبادل أو مختلف. عندما تنقسم الخلايا في نفس المستوى ، يمكن ترتيب الخلايا في أزواج ، وهذا هو سبب تسمية هذه الأشكال مضاعفات.إذا حدث الانقسام بالتسلسل في نفس المستوى وتم توصيل الخلايا في شكل سلسلة ، فهذا يكون العقديات (2).يؤدي تقسيم العصعص في مستويين متعامدين بشكل متبادل إلى تكوين أربع خلايا ، أو تتراكوكس.حزمة cocci ، أو سارسيناس (3) ،- نتيجة تقسيم الكوتشي في ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل.

عادة ما يتم تقسيم الأشكال على شكل قضيب أو أسطواني إلى بكتيريا وعصيات (الشكل 3). بكتيريا - أشكال العصا ، غير مثيرة للجدل(اكتب Bact. ، على سبيل المثال Bact. aceti). عصيات - أشكال العصا ، بوغ تشكيل(يكتبون لك. ، على سبيل المثال ، أنت. الرقيقة). تأتي البكتيريا والعصيات في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام. غالبًا ما يتم تقريب أطراف العصي ، ولكن يمكن قطعها بزاوية قائمة (العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة) ، والتي يتم تضييقها أحيانًا.

الشكل - الأشكال الرئيسية للبكتيريا:

1- المكورات العنقودية. 2 - العقديات 3 - السرخس 4 - المكورات البنية. 5 - المكورات الرئوية 6 - كبسولة المكورات الرئوية 7 - الخناق الوتدية ؛ 8 - المطثية. 9 - عصيات 10 - الاهتزازات. 11 - سبيريلا. 12 - اللولبية. 13 - بوريليا 14 - اللبتوسبيرا. 15 - الفطريات الشعاعية. 16 - موقع فلاجيلا: أ -مونوتريش. ب- لوفوتريتش الخامس -أمفيتريشوس ز -بيريتريش

من بين الأشكال على شكل قضيب التي تشكل الجراثيم (العصيات) ، هناك عصيات (9 ) و كلوستريديا (8 ). Bacilli ، باستثناء أنت. الجمرة الخبيثة، متحرك. العصيات الهوائية. في العصيات ، لا تتجاوز الجراثيم سمك الخلية الخضرية. المطثيات اللاهوائية. الأبواغ أثخن من الخلية النباتية. تشبه هذه الأشكال المغزل ، والمضرب ، والليمون ، وطبل. تشارك كلوستريديا في العديد من العمليات في الطبيعة. هم من العوامل المسببة للالتهابات اللاهوائية. تسبب ammonification من البروتينات واليوريا. تحلل مركبات الفوسفور العضوي. إصلاح النيتروجين الجزيئي ، إلخ.

يمكن ترتيب العصي ، مثل cocci ، في أزواج أو في سلسلة. تتحد البكتيريا في أزواج لتشكل مضاعفة البكتيريا ،مع نفس المجموعة من العصيات - دبلوباسيلي.وفقاً لذلك، العقديةو العقدية ،إذا كانت الخلايا مرتبة في سلسلة. لا تشكل الأشكال على شكل قضيب رباعي وحزم ، لأنها تنقسم في مستوى واحد عموديًا على المحور الطولي.

يتم تحديد الأشكال المعقدة للميكروبات ليس فقط من خلال الطول والقطر ، ولكن أيضًا بعدد الضفائر. فيبريوس (10)على شكل فاصلة. سبيريلا (11)- أشكال ملتوية ، وتشكيل ما يصل إلى 5 تجعيد الشعر. اللولبيات- أشكال ملتوية رفيعة وطويلة مع العديد من الضفائر. يشغلون موقعًا وسيطًا بين البكتيريا والأوليات. الفطريات- العصي مع النواتج الجانبية (العوامل المسببة لمرض السل ، نظير السل). الوتديةتشبه البكتيريا الفطرية ، ولكنها تختلف عنها في الكثافة المتكونة في النهايات وشوائب الحبوب في السيتوبلازم (الخناق العصوية). خيطيالبكتيريا هي كائنات متعددة الخلايا على شكل خيوط. البكتيريا المخاطية- ميكروبات منزلقة على شكل عصي أو مغازل. البكتيرياقد تكون مثلثة أو غير ذلك. البعض منهم لديه تناظر شعاعي. حصلت هذه الكائنات على اسمها من وجود نواتج مدببة - البروستيك. يتكاثرون عن طريق القسمة أو التبرعم.

أبعاد.يتم تحديد أحجام الكائنات الحية الدقيقة بالميكرومتر (m) (10 -6 م وفقًا لنظام SI). يبلغ قطر الأشكال الكروية 0.7-1.2 ميكرون ؛ طول القضيب 1.6-10 ميكرون وعرضه 0.3-1 ميكرون. الفيروسات كائنات أصغر حجمًا. يتم تحديد أحجامها بالنانومتر (1 نانومتر = 10 -9 م). تصل الأشكال الخيطية للميكروبات إلى أطوال عدة عشرات من الميكرومترات. من أجل تخيل حجم هذه المخلوقات ، يكفي أن نقول إن عدة ملايين أو بلايين من الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تتسع في قطرة ماء واحدة.

بناء.تتكون الخلية البكتيرية من قشرة ، تسمى الطبقة الخارجية منها جدار الخلية ، والطبقة الداخلية هي الغشاء السيتوبلازمي ، وكذلك السيتوبلازم مع شوائب ونووية. هناك هياكل إضافية: كبسولة ، كبسولة دقيقة ، مخاط ، سوط ، بيلي ، بلازميدات ؛ بعض البكتيريا في الظروف المعاكسة قادرة على تكوين الأبواغ.

جدار الخلية - بنية قوية ومرنة تعطي البكتيريا شكلاً معينًا ، جنبًا إلى جنب مع الغشاء السيتوبلازمي الكامن ، "يقيد" الضغط الاسموزي المرتفع في الخلية البكتيرية. إنه يحمي الخلية من عمل العوامل البيئية الضارة ، ويشارك في عملية تقسيمها ونقل المستقلبات.

أثخن جدار خلوي في البكتيريا موجبة الجرام (حتى 50-60 نانومتر) ؛ في البكتيريا سالبة الجرام ، هو 15-20 نانومتر.

يحتوي جدار الخلية من البكتيريا موجبة الجرام على كمية صغيرة من السكريات والدهون والبروتينات. المكون الرئيسي لجدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام هو متعدد الطبقات ببتيدوغليكان(مورين ، ميوكوببتيد) ، وتشكل 40-90٪ من كتلته. في البكتيريا سالبة الجرام ، كمية الببتيدوغليكان في جدار الخلية هي 5-20٪.

تذكر الذكرياتمجاور للسطح الداخلي لجدار الخلية البكتيرية ويحيط بالجزء الخارجي من السيتوبلازم. يتكون من طبقة مزدوجة من الدهون ، وكذلك بروتينات متكاملة تخترقها. يشارك الغشاء السيتوبلازمي في تنظيم الضغط الاسموزي ونقل المواد واستقلاب الطاقة في الخلية.

السيتوبلازمالخلية البكتيرية عبارة عن نظام شبه سائل ، لزج ، غرواني . يحتل السيتوبلازم الجزء الأكبر من الخلية البكتيرية ويتكون من بروتينات قابلة للذوبان ، وأحماض نووية ، وشوائب ، والعديد من الحبيبات الصغيرة. - الريبوسوم. يوجد في السيتوبلازم شوائب مختلفة في شكل حبيبات الجليكوجين والسكريات والأحماض الدهنية وعديد الفوسفات (فولوتين).

في بعض الأماكن ، يتخلل السيتوبلازم هياكل غشائية - الميزوزومات ، والتي نشأت من الغشاء السيتوبلازمي واحتفظت بعلاقتها به. تؤدي الميزوسومات وظائف مختلفة ؛ ففيها وفي الغشاء السيتوبلازمي المرتبط بها ، توجد إنزيمات تشارك في عمليات الطاقة - في إمداد الخلية بالطاقة.

الريبوسوماتمنتشرة في السيتوبلازم على شكل حبيبات صغيرة بحجم 20-30 نانومتر ؛ يتكون نصف الريبوسومات من الحمض النووي الريبي والبروتين. الريبوسومات مسؤولة عن تخليق بروتين الخلية. يمكن أن يكون هناك 5-50 ألف منهم في خلية بكتيرية.

نوكليويد - المكافئ البكتيري للنواة. يوجد في البكتيريا السيتوبلازمية على شكل DNA مزدوج الشريطة ، مغلق في حلقة ومعبأ بكثافة مثل الكرة. على عكس نواة حقيقيات النوى ، لا يحتوي نواة البكتيريا على غشاء نووي ونواة وبروتينات أساسية (هيستونات). عادة ، تحتوي الخلية البكتيرية على كروموسوم واحد ، يتم تمثيله بجزيء DNA مغلق في حلقة.

بالإضافة إلى النوكليويد ، قد تحتوي الخلية البكتيرية على عوامل وراثية خارج الصبغية - البلازميدات , وهي حلقات DNA مغلقة تساهميًا وقادرة على التكاثر بشكل مستقل عن الكروموسوم البكتيري.

كبسولة- بنية مخاطية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بجدار الخلية البكتيرية ولها حدود خارجية محددة بوضوح. تتكون الكبسولة عادة من عديد السكاريد ، وأحيانًا من عديد الببتيدات ، على سبيل المثال ، في عصيات الجمرة الخبيثة. الكبسولة تمنع البلعمة للبكتيريا. الكبسولات متأصلة في بعض أنواع البكتيريا أو يمكن أن تتشكل عندما يدخل الميكروب إلى كائن حي.

الأسواطتحدد البكتيريا حركية الخلية. الأسواط عبارة عن خيوط رفيعة تنشأ من الغشاء السيتوبلازمي ، وهي متصلة بالغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية بواسطة أقراص خاصة ، وهي أطول من الخلية نفسها. وهي تتكون من بروتين - فلاجيلين ، ملتوي على شكل حلزوني.

الزغابات المعوية،أو بيلي (فيمبريا) , - تكوينات خيطية ، أرق وأقصر من الأسواط. يمتد بيلي من سطح الخلية ويتكون من بروتين بيلين. هم مسؤولون عن ربط البكتيريا بالخلية المصابة ، عن التغذية ، استقلاب الماء والملح ؛ مناشير الجنس (و- شرب)من سمات ما يسمى بخلايا المتبرع "الذكورية".

الجدل - شكل غريب من الراحة غرام إيجابيتشكلت البكتيريا في البيئة الخارجية في ظل ظروف غير مواتية لوجود البكتيريا (التجفيف ، نقص المغذيات ، إلخ). تمر عملية التبويض بعدة مراحل ، يتم خلالها فصل جزء من السيتوبلازم والكروموسوم ، محاطين بغشاء سيتوبلازمي ؛ يتم تكوين نقب ، ثم يتم تكوين غلاف متعدد الطبقات ، ضعيف النفاذية ، مما يجعل البوغ مقاومًا لدرجة الحرارة والعوامل الضارة الأخرى. في هذه الحالة ، يتم تكوين بوغ واحد داخل بكتيريا واحدة. يساهم التكاثر في الحفاظ على النوع وليس طريقة للتكاثر كما في الفطريات. يمكن أن تستمر الجراثيم البكتيرية في التربة لفترة طويلة (العوامل المسببة للجمرة الخبيثة والكزاز - لعقود). في ظل ظروف مواتية ، تنبت الجراثيم ، وتتكون بكتيريا واحدة من بوغ واحد.

إمكانية التنقل.عادة ما تكون البكتيريا الكروية غير متحركة. البكتيريا على شكل قضيب إما متحركة أو غير متحركة. البكتيريا المنحنية واللولبية متحركة. تتم حركة البكتيريا بمساعدة الأسواط. يمكن أن تؤدي فلاجيلا حركات دورانية. يعد وجود الأسواط وموقعها سمة ثابتة للأنواع ولها قيمة تشخيصية. سرعة الحركة عالية: في الثانية ، يمكن للخلية ذات الأسواط أن تقطع مسافة 20-50 مرة أكبر من طول جسمها.

توجد فلاجيلا على سطح جسم البكتيريا واحدة تلو الأخرى - سوط أحادي، حزمة في أحد طرفي الخلية - lofotrichial، حزمة في طرفي الخلية - برمائي؛ يمكن أن تكون على سطح الخلية بالكامل - جلد غبي. في ظل الظروف المعيشية غير المواتية ، مع شيخوخة الخلية ، مع العمل الميكانيكي ، يمكن أن تفقد الحركة.

معلومات مماثلة.

تنقسم المكونات الهيكلية للخلية البكتيرية إلى نوعين:

- الهياكل الأساسية(جدار الخلية ، الغشاء السيتوبلازمي بمشتقاته ، السيتوبلازم مع الريبوسومات ومحتويات مختلفة ، نوكليويد) ؛

- هياكل مؤقتة(كبسولة ، غشاء مخاطي ، سوط ، زغابات ، endospores ، والتي تتشكل فقط في مراحل معينة من دورة الحياة البكتيرية).

الهياكل الأساسية.

جدار الخليةتقع على السطح الخارجي للغشاء السيتوبلازمي. الغشاء السيتوبلازمي ليس جزءًا من جدار الخلية. وظائف جدار الخلية:

حماية البكتيريا من الصدمات التناضحية والعوامل الضارة الأخرى ؛

تحديد شكل البكتيريا.

المشاركة في استقلاب البكتيريا.

يتخلل جدار الخلية مسام تنتقل من خلالها السموم الخارجية البكتيرية. سمك جدار الخلية 10-100 نانومتر. المكون الرئيسي لجدار الخلية البكتيرية هو ببتيدوغليكانأو مورينتتكون من بقايا متناوبة من N-acetyl-N-glucosamine و N-acetylmuramic acid مرتبطة بواسطة روابط glycosidic.

في عام 1884 ، اقترح H. Gram طريقة تلطيخ البكتيريا باستخدام البنفسج الجنطيانا واليود والكحول الإيثيلي والأرجواني. تنقسم جميع البكتيريا ، اعتمادًا على صبغة جرام ، إلى مجموعتين: البكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام. جدار الخلية من البكتيريا موجبة الجراميلتصق بإحكام بالغشاء السيتوبلازمي ، سمكه 20-100 نانومتر. يحتوي على أحماض تيكويك (بوليمرات الجلسرين أو الريبيتول) ، بالإضافة إلى كميات صغيرة من السكريات والبروتينات والدهون. جدار الخلية من البكتيريا سالبة الجراممتعدد الطبقات ، سمكها 14-17 نانومتر. تشكل الطبقة الداخلية (ببتيدوجليكان) شبكة رفيعة مستمرة. تتكون الطبقة الخارجية من الدهون الفوسفورية والبروتينات الدهنية والبروتينات. ترتبط بروتينات الغشاء الخارجي بإحكام بطبقة الببتيدوغليكان.

في ظل ظروف معينة ، تُحرم البكتيريا من القدرة على تخليق مكونات جدار الخلية كليًا أو جزئيًا ، مما يؤدي إلى تكوين البروتوبلاست والبلاستيدات الكروية وأشكال L من البكتيريا. كرويةهي بكتيريا ذات جدار خلوي مدمر جزئيًا. تظهر في البكتيريا سالبة الجرام. البروتوبلاستسهي أشكال خالية تمامًا من جدار الخلية. يتم إنتاجها بواسطة البكتيريا موجبة الجرام. أشكال L.البكتيريا عبارة عن طفرات بكتيرية فقدت جزئيًا أو كليًا القدرة على تخليق جدار الخلية peptidoglycan (البكتيريا ذات جدار الخلية المعيب). حصلوا على اسمهم من اسم معهد ليستر في إنجلترا ، حيث تم افتتاحه في عام 1935.

الغشاء السيتوبلازمى (CPM) ومشتقاته.الغشاء السيتوبلازمي (plasmolemma) هو بنية بروتينية شحمية شبه منفذة لخلية بكتيرية تفصل السيتوبلازم عن جدار الخلية. تشكل 8-15٪ من الكتلة الجافة للخلية. يؤدي تدميرها إلى موت الخلايا. كشف المجهر الإلكتروني عن هيكله المكون من ثلاث طبقات. الغشاء السيتوبلازمي عبارة عن مركب من البروتينات (50-75٪) والدهون (15-20٪). يتم تمثيل الجزء الأكبر من الدهون بالفوسفوليبيدات. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على كمية صغيرة من الكربوهيدرات في الغشاء.

يؤدي CPM للبكتيريا الوظائف التالية:

وظيفة الحاجز (المنخل الجزيئي) ؛

طاقة؛

النقل الانتقائي للجزيئات والأيونات العضوية وغير العضوية المختلفة بمساعدة ناقلات خاصة - أكياس شفافة أو تصاريح ؛

النسخ المتماثل والانقسام اللاحق للكروموسوم.

في عملية نمو الخلايا ، يشكل الغشاء السيتوبلازمي العديد من الانزلاقات (الغزوات) ، تسمى الميزوزومات.

السيتوبلازم -هذه هي محتويات خلية بكتيرية ، مقيدة بالغشاء السيتوبلازمي. يتكون من العصارة الخلوية والعناصر الهيكلية.

العصارة الخلوية- جزء متجانس ، بما في ذلك مكونات الحمض النووي الريبي القابلة للذوبان والإنزيمات والمنتجات الأيضية.

العناصر الهيكلية- هذه هي الريبوسومات والأغشية داخل الهيولى والشوائب والنووية.

الريبوسومات- العضيات التي تقوم بتخليق البروتين. وهي مكونة من البروتين والحمض النووي الريبي. وهي حبيبات بقطر 15-20 نانومتر. تحتوي خلية بكتيرية واحدة على 5000 إلى 50000 ريبوسوم. الريبوسومات هي موقع تخليق البروتين.

في السيتوبلازم بدائيات النوى ، تم العثور على شوائب مختلفة ، تمثل المواد الاحتياطية للخلية. من السكريات في الخلايا ، الجليكوجين والنشا ومادة شبيهة بالنشا - حبيبات. توجد البولي فوسفات في حبيبات تسمى فولوتين، أو متبدل اللون، بقوليات.

نوكليويدهي نواة بدائيات النوى. وهو يتألف من خيط DNA مزدوج الشريطة ، مغلق في حلقة ، والذي يعتبر كروموسوم بكتيري. لا يحتوي النواة النووية على غلاف نووي.

بالإضافة إلى النوكليويد ، تم العثور على عناصر وراثية خارج الصبغي في الخلية البكتيرية - البلازميدات، وهي جزيئات DNA دائرية صغيرة قادرة على التكرار الذاتي. يتمثل دور البلازميدات في أنها تقوم بتشفير ميزات إضافية تمنح مزايا الخلية في ظل ظروف معينة من الوجود. البلازميدات الأكثر شيوعًا التي تحدد علامات مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية (R-plasmids) ، أو تخليق السموم المعوية (Ent-plasmids) أو الهيموليزين (Hly-plasmids).

ل هياكل مؤقتةتشمل الكبسولة ، الأسواط ، الشعيرة ، الجراثيم الداخلية للبكتيريا.

كبسولة -إنها طبقة مخاطية فوق جدار الخلية للبكتيريا. تتكون مادة الكبسولات من خيوط من السكريات. يتم تصنيع الكبسولة على السطح الخارجي للغشاء السيتوبلازمي ويتم إطلاقها على سطح جدار الخلية في مناطق محددة.

وظائف الكبسولة:

موقع المستضدات المحفظة التي تحدد ضراوة وخصوصية المستضد ومناعة البكتيريا ؛

حماية الخلايا من التلف الميكانيكي ، والجفاف ، والمواد السامة ، والعدوى بالعاقمات ، وعمل العوامل الوقائية للكائن الحي ؛

قدرة الخلايا على الارتباط بالركيزة.

الأسواط -هذه هي أعضاء حركة البكتيريا. الأسواط ليست هياكل حيوية وقد تكون أو لا تكون موجودة في البكتيريا اعتمادًا على ظروف النمو. عدد الأسواط وموقعها في البكتيريا المختلفة ليس هو نفسه. بناءً على ذلك ، يتم تمييز المجموعات التالية من البكتيريا المسوط:

- رتيب- بكتيريا ذات سوط قطبي واحد ؛

- برمائي- البكتيريا ذات الأسواط القطبية أو التي تحتوي على حزمة من الأسواط في كلا الطرفين ؛

- لوفوتريشوس- البكتيريا التي تحتوي على حزمة من الأسواط في أحد طرفي الخلية ؛

- peritrichous- بكتيريا بها العديد من الأسواط الموجودة على جوانب الخلية أو على سطحها بالكامل.

يتم تمثيل التركيب الكيميائي للسوط بالبروتين جلد.

تشمل أيضًا الهياكل السطحية للخلية البكتيرية الزغابات المعويةو شربوا. تشارك هذه الهياكل في امتصاص الخلايا على الركيزة (الزغابات ، الشعرة الشائعة) وفي نقل المادة الوراثية (الشعرة الجنسية). تتشكل بواسطة بروتين معين كاره للماء بيلين.

في بعض البكتيريا ، في ظل ظروف معينة ، تتشكل أشكال نائمة تضمن بقاء الخلايا لفترة طويلة في ظل ظروف معاكسة - الأبواغ. إنها مقاومة للعوامل البيئية الضارة.

موقع الجراثيم في الخلية:

وسط (العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة) ؛

تحت الأرض - أقرب إلى النهاية (العامل المسبب للتسمم الغذائي) ؛

المحطة الطرفية - في نهاية العصا (العامل المسبب للكزاز).