Bakteria ialah konsep yang biasa kepada semua orang. Mendapatkan keju dan yogurt, antibiotik, rawatan kumbahan - semua ini dimungkinkan oleh organisma bakteria bersel tunggal. Mari kenali mereka dengan lebih dekat.
Siapakah bakteria?
Wakil kerajaan hidupan liar ini adalah satu-satunya kumpulan prokariot - organisma yang selnya tidak mempunyai nukleus. Tetapi ini tidak bermakna bahawa mereka tidak mengandungi maklumat keturunan sama sekali. Molekul DNA bebas dalam sitoplasma sel dan tidak dikelilingi oleh membran.
Memandangkan saiznya adalah mikroskopik - sehingga 20 mikron, bakteria dikaji oleh sains mikrobiologi. Para saintis telah mendapati bahawa prokariot boleh menjadi sel tunggal atau bersatu dalam koloni. Mereka mempunyai struktur yang agak primitif. Sebagai tambahan kepada nukleus, bakteria kekurangan semua jenis plastid, kompleks Golgi, EPS, lisosom, dan mitokondria. Tetapi walaupun ini, sel bakteria dapat menjalankan proses kehidupan yang paling penting: respirasi anaerobik tanpa menggunakan oksigen, pemakanan heterotropik dan autotrof, pembiakan aseksual dan pembentukan sista semasa mengalami keadaan buruk.syarat.
Kelas bakteria
Pengkelasan adalah berdasarkan ciri yang berbeza. Salah satunya ialah bentuk sel. Jadi, vibrios mempunyai bentuk koma, cocci - bentuk bulat. Lingkaran mempunyai bentuk lingkaran, dan basil mempunyai bentuk berbentuk batang.
Selain itu, bakteria digabungkan ke dalam kumpulan bergantung pada ciri struktur sel. Yang asli mampu membentuk kapsul berlendir di sekeliling selnya sendiri dan dilengkapi dengan flagela.
Cyanobacteria, atau alga biru-hijau, mampu melakukan fotosintesis dan, bersama kulat, merupakan sebahagian daripada lichen.
Banyak spesies bakteria mampu bersimbiosis - hidup bersama organisma yang saling menguntungkan. Pengikat nitrogen menetap pada akar kekacang dan tumbuhan lain, membentuk nodul. Adalah mudah untuk meneka fungsi yang dilakukan oleh bakteria nodul. Mereka menukar nitrogen atmosfera, yang sangat diperlukan untuk tumbuh-tumbuhan berkembang.
Kaedah Makan
Prokariot ialah sekumpulan organisma yang mempunyai akses kepada semua jenis makanan. Jadi, bakteria hijau dan ungu memberi makan secara autotrof, disebabkan oleh tenaga suria. Oleh kerana kehadiran plastid, ia boleh dicat dengan warna yang berbeza, tetapi ia semestinya mengandungi klorofil. Fotosintesis bakteria dan tumbuhan pada asasnya berbeza. Dalam bakteria, air bukanlah reagen penting. Penderma elektron boleh menjadi hidrogen atau hidrogen sulfida, jadi oksigen tidak dibebaskan semasa proses ini.
Sekumpulan besar bakteria memberi makan secara heterotrofik, iaitu bahan organik siap sedia. Organisma tersebut menggunakan sisa organisma mati untuk makanan danproduk kehidupan mereka. Bakteria pereputan dan penapaian mampu mengurai semua bahan organik yang diketahui. Organisma sedemikian juga dipanggil saprotrof.
Sesetengah bakteria tumbuhan boleh membentuk simbiosis dengan organisma lain: bersama-sama dengan kulat, ia adalah sebahagian daripada liken, bakteria nodul pengikat nitrogen wujud bersama saling menguntungkan dengan akar kekacang.
Chemotrophs
Chemotrophs ialah kumpulan makanan lain. Ini adalah sejenis pemakanan autotrof, di mana, bukannya tenaga suria, tenaga ikatan kimia pelbagai bahan digunakan. Bakteria pengikat nitrogen adalah salah satu organisma sedemikian. Mereka mengoksidakan beberapa sebatian tak organik, sambil membekalkan diri mereka dengan jumlah tenaga yang diperlukan.
Bakteria pengikat nitrogen: habitat
Mikroorganisma yang mampu menukar sebatian nitrogen juga memberi makan dengan cara yang sama. Mereka dipanggil bakteria pengikat nitrogen. Walaupun bakteria hidup di mana-mana, habitat spesies khusus ini adalah tanah, atau lebih tepatnya akar tumbuhan kekacang.
Bangunan
Apakah fungsi bakteria nodul? Ia disebabkan oleh struktur mereka. Bakteria pengikat nitrogen boleh dilihat dengan jelas dengan mata kasar. Menetap pada akar kekacang dan bijirin, mereka menembusi tumbuhan. Dalam kes ini, penebalan terbentuk, di mana metabolisme berlaku.
Perlu dikatakan bahawa bakteria pengikat nitrogen tergolong dalam kumpulan mutualis. Kewujudan bersama mereka dengan organisma lain adalah saling menguntungkan. ATSemasa fotosintesis, tumbuhan mensintesis glukosa karbohidrat, yang diperlukan untuk proses kehidupan. Bakteria tidak mampu melakukan proses sedemikian, jadi gula siap sedia diperoleh daripada kekacang.
Tumbuhan memerlukan nitrogen untuk hidup. Terdapat banyak bahan ini dalam alam semula jadi. Sebagai contoh, kandungan nitrogen di udara ialah 78%. Walau bagaimanapun, dalam keadaan ini, tumbuhan tidak dapat menyerap bahan ini. Bakteria pengikat nitrogen menyerap nitrogen atmosfera dan menukarkannya kepada bentuk yang sesuai untuk tumbuhan.
Prestasi
Apakah fungsi bakteria pengikat nitrogen boleh dilihat pada contoh bakteria chemotrophic azospirillum. Organisma ini hidup pada akar bijirin: barli atau gandum. Ia betul-betul dipanggil peneraju di kalangan pengeluar nitrogen. Di atas tanah sehektar, dia mampu memberikan sehingga 60 kg unsur ini.
Bakteria kekacang yang mengikat nitrogen, seperti rhizobitum, sinorhizobium dan lain-lain, juga merupakan "pekerja" yang baik. Mereka mampu memperkayakan sehektar tanah dengan nitrogen seberat sehingga 390 kg. Tumbuhan kekacang saka adalah rumah kepada pemenang pembentukan nitrogen, yang produktivitinya mencapai sehingga 560 kg sehektar tanah pertanian.
Proses kehidupan
Semua bakteria pengikat nitrogen mengikut ciri-ciri proses hidup boleh digabungkan menjadi dua kumpulan. Kumpulan pertama adalah nitrifikasi. Intipati metabolisme dalam kes ini adalah rantaian transformasi kimia. Ammonium, atau ammonia, ditukar kepada nitrit - garam asid nitrik. Nitrit, seterusnya, ditukar kepada nitrat,juga merupakan garam sebatian ini. Dalam bentuk nitrat, nitrogen lebih baik diserap oleh sistem akar tumbuhan.
Kumpulan kedua dipanggil denitrifiers. Mereka menjalankan proses sebaliknya: nitrat yang terkandung dalam tanah ditukar menjadi nitrogen gas. Beginilah cara kitaran nitrogen berlaku di alam semula jadi.
Proses kehidupan juga termasuk proses pembiakan. Ia berlaku melalui pembahagian sel kepada dua. Lebih jarang - dengan tunas. Ciri untuk bakteria dan proses seksual, yang dipanggil konjugasi. Dalam kes ini, pertukaran maklumat genetik berlaku.
Memandangkan sistem akar mengeluarkan banyak bahan berharga, banyak bakteria menetap di atasnya. Mereka menukar sisa tumbuhan kepada bahan yang boleh diserap oleh tumbuhan. Akibatnya, lapisan tanah di sekeliling memperoleh sifat-sifat tertentu. Ia dipanggil rizosfera.
Laluan untuk bakteria memasuki akar
Terdapat beberapa cara untuk memasukkan sel bakteria ke dalam tisu sistem akar. Ini boleh berlaku kerana kerosakan pada tisu integumen atau di tempat di mana sel akar masih muda. Zon rambut akar juga merupakan laluan untuk kemotrof memasuki tumbuhan. Selanjutnya, rambut akar menjadi dijangkiti dan, sebagai hasil daripada pembahagian aktif sel bakteria, nodul terbentuk. Sel-sel yang menyerang membentuk benang berjangkit yang meneruskan proses penembusan ke dalam tisu tumbuhan. Dengan bantuan sistem pengaliran, nodul bakteria disambungkan ke akar. Dari masa ke masa, bahan khas muncul di dalamnya -legoglobin.
Pada masa manifestasi aktiviti optimum, nodul memperoleh warna merah jambu (disebabkan oleh pigmen legoglobin). Hanya bakteria yang mengandungi legoglobin boleh membetulkan nitrogen.
Kepentingan chemotrophs
Orang ramai telah lama menyedari bahawa jika anda menggali tumbuhan kekacang dengan tanah, hasil tuaian di tempat ini akan menjadi lebih baik. Sebenarnya, intipatinya tidak dalam proses membajak. Tanah sedemikian lebih diperkaya dengan nitrogen, yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Jika daun itu dipanggil kilang oksigen, maka bakteria pengikat nitrogen boleh dipanggil kilang nitrat.
Walaupun pada abad ke-19, saintis menarik perhatian kepada kebolehan menakjubkan tumbuhan kekacang. Oleh kerana kekurangan pengetahuan, mereka hanya dikaitkan dengan tumbuhan dan tidak dikaitkan dengan organisma lain. Telah dicadangkan bahawa daun boleh membetulkan nitrogen atmosfera. Semasa eksperimen, didapati bahawa kekacang yang tumbuh di dalam air kehilangan keupayaan ini. Selama lebih 15 tahun, persoalan ini masih menjadi misteri. Tiada siapa yang meneka bahawa semua ini dilakukan oleh bakteria pengikat nitrogen, yang habitatnya belum dikaji. Ternyata perkara itu adalah dalam simbiosis organisma. Hanya bersama-sama kekacang dan bakteria boleh menghasilkan nitrat untuk tumbuhan.
Kini saintis telah mengenal pasti lebih daripada 200 tumbuhan yang bukan tergolong dalam keluarga kekacang, tetapi mampu membentuk simbiosis dengan bakteria pengikat nitrogen. Kentang, sorghum, gandum juga mempunyai sifat yang berharga.
