Podział i znaczenie prokariotów

Królestwo : Bezjądrowe,
 Podkrólestwo : Archeany,
 Podkrólestwo: Eubakterie,

Archeany charakteryzują się podobieństwem do eukariotów i przypuszcza się, że to z nich właśnie wykształciły się organizmy jądrowe. Dobrze radzą sobie z ekstremalnymi warunkami, np. ścieki, gorące źródła. Są uznawane za organizmy POŚREDNIE między procaryota a eucaryota. 

Eubakterie to tzw. bakterie właściwe dzielące się na wiele linii rozwojowych. Wśród nich będą m.in. sinice, promieniowce, krętki, proteobakterie.

Bakterie są dosłownie wszędzie. Z tego powodu ich znaczenie w środowisku jest olbrzymie.
Symbioza:
- trawienie celulozy w żwaczu przeżuwaczy,
- brodawki korzeniowe roślin motylkowych wiążące azot ,

Pasożytnictwo:
- salmonelloza - zatrucia pokarmowe a wśród nich najgroźniejszy tyfus [dur brzuszny],
- gruźlica - w Polsce uznana za chorobę społeczną, najczęściej atakuje płuca,
- kiła i rzerzączka - choroby płciowe,

Zastosowanie w przemyśle:
- produkcja alkoholu, antybiotyków, szczepionek, hormonów, enzymów, witamin, aminokwasów,
- kiszenie ogórków, kapusty,
- zsiadanie się mleka - produkcja przetworów mlecznych,

Znaczenie w przyrodzie:
- są reducentami, czyli rozkładają martwą materię,
- regulują liczebność gatunków poprzez choroby,
- samooczyszczanie się wód,
- wzbogacają glebę w azot i inne minerały,






Znaczenie bakterii - wideo 

Rozmnażanie się i koniugacja bakterii

Sposoby rozmnażania się bakterii:
- bezpłciowe:
 podział komórki
 fragmentacja kolonii.


 Podział polega na podwojeniu się cząsteczki DNA, rozdzieleniu obu nitek i podzieleniu cytoplazmy na mniej więcej połowę. Proces do złudzenia przypomina eukariotyczną mitozę. Jest jednak prymitywniejszy i nazywany amitozą. Zachodzi u prokariotów i nie jest to podział jądra komórkowego, którego oczywiście...nie mają :)
 Fragmentacja to po prostu rozerwanie kolonii na mniejsze części. 

 Bakterie mają pojedyncze zestawy genów (pojedyncze lecz dwuniciowe DNA). Takie nazywamy haploidalnymi i oznaczane są jako 1n. Nie rozmnażają się płciowo, jednak występuje u nich proces płciowy.

Koniugacja ma na celu zwiększenie zróżnicowania genetycznego poprzez przekazanie plazmidów. Jest to możliwe przez wcześniejsze połączenie się bakterii pilami płciowymi.

Rozmnażanie i koniugacja bakterii - wideo 

Wiązanie azotu cząsteczkowego

 W powietrzu jest bardzo dużo azotu (78%) i jest on bardzo potrzebny organizmom, jednakże tylko niektóre prokarioty potrafią z niego korzystać. Wymaga to dużych nakładów energii.

Bakterie glebowe wiążące azot: [przykłady]
- tlenowce : Azotobacter,
- beztlenowce : Clostridium pasteurianum,
- symbionty roślin : Rhizobium,

 Wiązać wolny azot potrafią także sinice

w specjalnie do tego przeznaczonych

miejscach - heterocystach.

Co daje ta zdolność bakteriom?
Opanowanie środowisk ubogich w azot cząsteczkowy N2.

 Bakterie brodawkowe żyją w symbiozie z roślinami motylkowymi, tworząc na korzeniach brodawki. Wiązany azot jest przekształcony  i użyty do budowy białek (rośliny motylkowe są bardzo bogate w białko, np. fasola, groch).
Wiązać wolny azot potrafią bakterie glebowe i sinice.

Oddychanie wewnątrzkomórkowe bakterii

Sposoby oddychania:

-beztlenowo - org. anaeroby rozkładają (utleniają) cukry [fermentacja], zachodzi w cytoplazmie,

glukoza ---------> alkohol etylowy + dwutlenek węgla + ENERGIA 

-tlenowo - org. aeroby wykorzystują tlen zawarty w powietrzu do całkowitego utlenienia cukrowców, końcowe                    tego etapy odbywają się prawdopodobnie w mezosomach,

glukoza + tlen ---> dwutlenek węgla + woda + ENERGIA

Oddychanie organizmów - wideo

Odżywianie się bakterii

Sposoby odżywiania bakterii:

HETEROTROFY - pobierały "gotowe" związki

•  pierwotnie wchłaniały potrzebne związki org. przez ścianę i błonę kom. Związki zbyt duże były rozkładane enzymami wydzielanymi na zewnątrz.

AUTOTROFY - same syntezowały (gotowały:P) związki

• chemosynteza -  energię do syntez pozyskiwały z egzoenergetycznych przemian chemicznych (uwalniających energię), np. bakterie nitryfikacyjne Nitrosomonas, Nitrobacter; żelaziste, siarkowe...i in.

• fotosynteza - energię do syntez pozyskiwały ze Słońca, wykorzystując barwniki fotosyntetyczne.

.:: Równanie fotosyntezy::. 

dwutlenek węgla + woda -------->* glukoza + tlen 
 *pod wpływem energii świetlnej i w obecności chlorofilu

_____________________________________
Barwniki fotosyntetyczne:
Początkowo był to bakteriochlorofil, następnie niektóre z bakterii wykształciły bardziej wydajny chlorofil a (sinice).

Odżywianie organizmów - wideo

Budowa bakterii cudzożywnych - heterotroficznych.

Zwrócę tutaj jedynie uwagę na elementy nowe. Zobaczcie sami jakie są różnice w budowie tych bakterii. Niektóre struktury zniknęły, inne przybyły.
-Mezosomy to małe pofałdowania błony  komórkowej. Prawdopodobnie tam zachodzi  oddychanie wewnątrzkomórkowe oraz są miejscem  przyczepu genoforu.
-Rzęska zbudowana z flageliny (podobnej do miozyny budującej mięśnie) pozwala na czynne poruszanie się.Jest pusta w środku i porusza się ruchem wirowym.

Czasem bakterie posiadają tzw. kapsuły bezpieczeństwa czyli endospory. Są to przetrwalniki odporne na działanie wielu środków chem., wahania temperatur, czas, wysychanie...itd. Potrafią przeczekać, aż warunki zmienią się na bardziej korzystne (np. osłabienie gospodarza) i się całkowicie odbudować. Życie utajone jest nazwane anabiozą.
Mogą one być rozmieszczone regularnie (laseczki), nieregularnie (maczugowce) lub nie być ich wcale (pałeczki).

Warto też zwrócić uwagę na podobne do rzęsek twory - fimbrie. Są innej budowy i mają inne funkcje niż rzęski. Fimbrie to delikatne rurki służące do przytwierdzania się do podłoża. Specjalny typ - pile płciowe uczestniczą natomiast w procesie płciowym bakterii - koniugacji.

Bakterie heterotroficzne dzielą się na pasożyty i saprofity.
Pasożyty - wiadomo, wykorzystują gospodarza i są to bakterie chorobotwórcze. Pobierają związki organiczne z żywego organizmu.
Natomiast saprofity pobierają taki związki z materii martwej. Są to np. bakterie mlekowe, które powodują zsiadanie mleka.

Budowa bakterii samożywnych - autotroficznych.

Przedstawiam Wam bakterie. Najprostsze znane organizmy żywe. Pojawiły się na Ziemi ok. 3,5 mld lat temu.
Są przedstawicielami Procaryota - królestwa Bezjądrowych.

Pro (przed) + karyon (jądro) = procaryota

BUDOWA
Pewnie sobie teraz nie zdajesz jeszcze sprawy jak prostą budowę mają bakterie.
SINICA:

 -Często mają śluzową otoczkę, która chroni ich      przed wysychanim, wchłonięciem lub także przed  białymi krwinkami gospodarza(b.chorobotwórcze).

-Jeśli ściana komórkowa jest cienka, wytwarzane są
 2 warsty błony komórkowej - wewnętrzna i    zewnętrzna. Białkowo-lipidowa.

-Ściana komórkowa jest sztywna, zbudowana z  mureiny.

-Tylakoidy [chromatofory] to duże, wewnętrzne, pofałdowane błony, które zawierają barwniki. U sinic występuje chlorofil a, fikoerytryna i fikocyjanina co daje charakterystyczny siny kolor. Barwniki uczestniczą w fotosyntezie.


-Plazmidy to koliste, malutkie nici DNA zawierające np.informację o odporności na antybiotyk.

  (Ciekawostka: Bakterie po pewnym czasie potrafią się uodpornić na dany lek antybiotyk. Natomiast długotrwałe leczenie z kolei może zachwiać równowagę między grzybami a bakteriami w org. Dlatego po leczeniu antybiotykami można mieć problemy np. z grzybicą.)

-Genofor to koliście zwinięta nić materiału genetycznego DNA lub RNA.

-Ziarna materiału zapasowego takie jak glikogen (charakterystyczny dla zwierząt), wolutyna,
  skrobia sinicowa (u sinic, podobna do glikogenu).

-Rybosomy zajmują się syntezą (składaniem) białek.