Разнообразие представителей и морфологическая классификация
Надцарство прокариот включает в себя широкое разнообразие микроорганизмов. К основным представителям традиционно относят типичные бактерии, а также сине-зеленые водоросли, которые в современной номенклатуре называются цианобактериями. Кроме того, к данной группе принадлежат такие специфические формы, как микоплазмы, хламидии и актиномицеты. Все эти организмы, несмотря на свои мельчайшие размеры и кажущуюся простоту, демонстрируют удивительное многообразие форм.
Классификация бактерий в значительной степени базируется на морфологических признаках: форме отдельной клетки и характере их взаимного расположения после деления. Выделяют три базовые группы:
- Палочковидные бактерии. Это микроорганизмы, вытянутые в длину. Если они располагаются в виде одиночных палочек, их называют бациллами. Если же клетки после деления не расходятся и образуют длинные нити, формируются цепочки из палочек — стрептобациллы.
- Извитые и спиральные бактерии. Клетки этой группы имеют характерные изгибы. Например, вибрионы отличаются изогнутой формой, напоминающей запятую. Хеликобактер также имеет изогнутую структуру, а спирохеты представляют собой полноценные спиралевидные формы.
Сферические бактерии (Кокки)
Особого внимания заслуживают бактерии шаровидной формы — кокки. В зависимости от плоскости деления и того, как клетки остаются связаны друг с другом, выделяют несколько морфологических типов:
- Диплококки: сферические клетки, располагающиеся парами. Характерным примером являются пневмококки. Отдельным вариантом являются гонококки — это тоже диплококки, но их клетки имеют специфическую бобовидную форму.
- Стрептококки: кокки, выстраивающиеся в длинные цепочки.
- Тетракокки: клетки, сгруппированные по четыре штуки.
- Стафилококки: скопления сферических клеток, которые визуально напоминают виноградные гроздья.
- Сарцины: геометрически правильные скопления, формирующие своеобразные «пакеты» клеток.
Внешние структуры прокариотической клетки
Строение бактериальной клетки строго упорядочено и включает ряд оболочек, защищающих внутреннюю среду и обеспечивающих взаимодействие с внешним миром.
Снаружи клетка может быть покрыта капсулой — специальным внешним слизистым слоем, выполняющим защитные функции. Под капсулой располагается клеточная стенка, которая придает бактерии её постоянную форму (будь то палочка, кокк или спираль) и обеспечивает надежную механическую защиту. Непосредственно под клеточной стенкой находится плазматическая мембрана, которая служит границей, отделяющей и ограничивающей цитоплазму от внешней среды.
Помимо оболочек, на поверхности прокариот могут располагаться специализированные структуры. Жгутик выступает в качестве органа движения, позволяя бактерии перемещаться. Пили (также известные как фимбрии) представляют собой тонкие ворсинки на поверхности; они необходимы клетке для прикрепления к субстрату или для осуществления процесса конъюгации.
Внутреннее строение (Цитоплазма)
Внутреннее пространство прокариотической клетки заполнено цитоплазмой — жидкой внутренней средой, в которой протекают все основные жизненные процессы и располагаются структурные элементы.
В цитоплазме находятся рибосомы — немембранные органеллы, ответственные за важнейший процесс синтеза белка. Также внутри клетки накапливаются различные включения, представляющие собой запасные питательные вещества, необходимые для выживания в неблагоприятных условиях.
Особую роль играет мезосома — специфическое впячивание плазматической мембраны внутрь клетки. Считается, что мезосомы принимают участие в процессах клеточного деления и энергетическом обмене бактерии. У некоторых специализированных групп, таких как фотосинтезирующие бактерии, в цитоплазме присутствуют фотосинтетические мембраны.
Наконец, важнейшим отличием прокариот является их генетический аппарат. У них нет оформленного ядра; вместо этого генетическая информация представлена нуклеоидом — кольцевой молекулой ДНК, свободно располагающейся прямо в цитоплазме.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Каково химическое строение клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий?
Химическое строение клеточной стенки бактерий базируется на пептидогликане (муреине), но существенно различается у грамположительных и грамотрицательных видов. Пептидогликан представляет собой длинные полисахаридные цепи, сшитые короткими пептидными перемычками.
| Тип бактерий | Особенности клеточной стенки |
|---|---|
| Грамположительные | Толстая клеточная стенка, состоит почти исключительно из мощного слоя пептидогликана |
| Грамотрицательные | Слой пептидогликана тонкий. Имеется дополнительная внешняя мембрана, состоящая из фосфолипидов, липопротеинов и липополисахаридов. Внешняя мембрана соединена с пептидогликаном посредством липопротеинов |
Как именно происходит процесс бактериальной конъюгации с участием пилей?
Процесс бактериальной конъюгации представляет собой однонаправленный прямой перенос генетического материала между клетками при их непосредственном физическом контакте. Механизм передачи ДНК с участием пилей включает следующие особенности:
- Половые ворсинки (F-пили) — образуются «мужскими» клетками-донорами, несущими трансмиссивные плазмиды (с F-фактором).
- На одной клетке располагается малое количество таких конъюгационных пилей (обычно 1–3 штуки).
- Взаимодействие клеток-доноров и клеток-реципиентов завершается механизмом переноса генетического материала через образование цитоплазматического мостика.
Формы сферических бактерий легко визуализировать: стафилококки (гроздья), стрептококки (цепочки), сарцины (пакеты), а гонококки — это диплококки в виде бобов.
Вопросы с занятий и экзамена
В чем заключается разница между диплококками и стрептококками?
Диплококки располагаются парами (например, пневмококки), а стрептококки после деления образуют длинные цепочки из сферических клеток.
Как организован генетический аппарат у прокариот?
Генетический аппарат прокариот не окружен ядерной оболочкой и представлен нуклеоидом — кольцевой ДНК, находящейся непосредственно в цитоплазме.
Для чего бактериям нужны пили (фимбрии)?
Пили представляют собой поверхностные ворсинки, которые бактериальная клетка использует для прикрепления к различным поверхностям или для процесса конъюгации.
Что такое мезосома и зачем она нужна?
Мезосома — это впячивание плазматической мембраны внутрь цитоплазмы. Она участвует в энергетическом обмене клетки и процессах её деления.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности процесса конъюгации при помощи пилей
- Механизмы участия мезосом в энергетическом обмене
- Строение и функции фотосинтетической мембраны у цианобактерий
- Отличительные характеристики микоплазм, хламидий и актиномицетов
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Прокариоты» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.