Bakterien haben einen Kern bzw. Haben Bakterien einen Kern?

Die Tatsache, dass Bakterien zusammen mit Archaeen von Biologen als Prokaryoten eingestuft wurden, lässt Rückschlüsse auf die Strukturmerkmale dieser Mikroorganismen zu. Insbesondere lässt sich die Frage beantworten, ob Bakterien den gleichen Zellkern haben wie viele andere Lebewesen.

Ihr Hauptunterschied zu Eukaryoten besteht darin, dass Bakterien keinen Zellkern haben. Bakterienzellen verfügen im Allgemeinen nicht über entwickelte intrazelluläre Membranstrukturen. In einer Cyanobakterienzelle können kleine membranartige Gebilde gefunden werden, die Bläschen ähneln und Thylakoide genannt werden. Sie enthalten Systeme, die Photosynthese durchführen – Pigmente und einen Enzymkomplex. Diese als die evolutionär am weitesten fortgeschrittenen Mikroorganismen führen den Prozess der Photosynthese ähnlich wie Eukaryoten durch – Organismen, deren Zellen einen echten, geformten Kern haben.

Kleine Membranformationen helfen Bakterienzellen dabei, die grundlegenden Prozesse zu organisieren, die ihre Existenz sichern.

Wenn wir sie in ihrer Funktion mit den Organellen eukaryontischer Zellen vergleichen, können wir den primitiven Golgi-Apparat, Mitochondrien und EPS (endoplasmatisches Retikulum) finden. Bakterien haben jedoch keinen echten Zellkern, der von einer Membran umgeben ist. Alle Bakterien haben ein Nukleoid, keinen Kern – ein zirkuläres DNA-Molekül, das sich frei im Zytoplasma befindet.

Die Form eines Bakteriums wird durch seine Zellwand bestimmt. In einigen Fällen kann seine Größe zusammen mit der Kapsel größer sein als die darin befindliche Zelle. Die Wand verfügt über eine selektive Durchlässigkeit und ist in der Lage, notwendige Substanzen einzulassen und Stoffwechselprodukte daraus abzutransportieren. Draußen findet man oft Geißeln oder Zotten – Vorsprünge der Membran, die dem Körper eine spontane Bewegung ermöglichen.

Das Vorhandensein einer Zellwand ist charakteristisch für eine Gruppe von Bakterien, die als grampositiv bezeichnet werden. Unterhalb der Zellwand befindet sich eine Membran. Um das DNA-Molekül herum befindet sich jedoch keine DNA, was darauf hindeutet, dass Bakterien keinen membranförmigen Kern haben.

Zytoplasma

Unter dieser komplexen Hülle des Bakteriums befindet sich Zytoplasma – eine Gelmasse unterschiedlicher Dichte, in deren Dicke sich Einschlüsse befinden:

• proteinproduzierende Ribosomen;
• kleine Membranstrukturen;
• Fetteinschlüsse (Glykogen);
• Polyphosphatverbindungen (Volutin);
• Polysaccharide;
• Beta-Hydroxybuttersäure.

Die Zusammensetzung der Einschlüsse hängt vom Bedarf des Bakteriums an Energiequellen und Nährstoffen ab. Einige Bakterien verfügen über ein Zytoskelett – ein Röhrensystem, das seine Hauptbestandteile innerhalb der Zelle ausrichten kann. Sie ermöglichen insbesondere die korrekte Positionierung des DNA-Moleküls während der Replikation, obwohl Bakterien keinen echten Zellkern und keine Histone in der Zelle haben.

Nukleoid

Ungefähr in der Mitte der Zelle befindet sich ein Nukleoid – der Ort der Erbinformation. Das Bakterium verfügt nicht über einen gebildeten Kern, der über eine eigene Membran, basische Proteine ​​(Histone) und einen Enzymkomplex verfügt, der an der Reproduktion erblicher Informationen und deren Umsetzung beteiligt ist.

Das Fehlen eines gebildeten Kerns bestimmt den einfachen Prozess der Reproduktion genetischer Informationen – das zirkuläre DNA-Molekül verdoppelt sich einfach vor der Zellteilung und eine Kopie gelangt in Tochterorganismen.

Es gibt jedoch eine Besonderheit bei der Übertragung genetischer Informationen, die Bakterien für Genetiker und Molekularbiologen einzigartig macht. Die Möglichkeit ihrer Funktion beruht gerade auf der Tatsache, dass Bakterien keinen Zellkern haben. Im Inneren von Zellen wurden nicht-chromosomale Elemente gefunden, die in der Lage sind, Informationen unter Umgehung des Zellkerns zu übertragen. Die am häufigsten untersuchten davon sind:

1. Plasmide.
2. Transposons und IS-Elemente (Einfügungssequenzen).
3. Gemäßigte Phagen.

Es ist merkwürdig, dass die Menge an genetischer Information, die in transponierbaren Elementen gefunden wird, die Menge im Haupt-DNA-Molekül deutlich übersteigt. Sie stehen in direktem Zusammenhang mit:

• Schutzreaktionen von Bakterien,
• ihre schnelle Abhängigkeit von Medikamenten,
• die Fähigkeit, für Bakterien ungewöhnliche Antibiotika und Zucker zu synthetisieren und einige für ihre Art ungewöhnliche Nahrungsquellen zu nutzen.

Eukaryontische Organismen haben nichts mit bakteriellen Plasmiden zu tun, da sie über einen strukturierten Kern verfügen, der den Kontakt des Hauptgenoms mit nichtnuklearen Elementen verhindert. Sie sind zur eigenständigen Fortpflanzung fähig und verfügen über einen eigenen Satz notwendiger Gene dafür.

Die hohe Variabilität war der Grund dafür, dass Biologen lange Zeit glaubten, es gäbe keine Art. Erst die Entstehung reiner Kulturen ließ den Schluss zu, dass dieses Konzept durchaus auf diese Organismen anwendbar ist und der Ort des Hauptgenoms in ihnen ihr primitiver Kern oder Nukleoid ist.

Bakterien haben also keinen Zellkern und können daher genetische Informationen „horizontal“ austauschen, nützliche Gene schnell innerhalb einer bestehenden Zellpopulation übertragen und ihre Anpassungsfähigkeit an Umweltveränderungen deutlich erhöhen.

Archaeenzellen – Optionen für eine kernfreie Existenz

Die nächsten Verwandten der Bakterien, die Archaeen, wurden bis vor Kurzem Archaebakterien genannt und erst kürzlich als eigenständiges Taxon identifiziert. Äußerlich haben sie eine ähnliche Struktur. Die Hauptunterschiede wurden erst vor relativ kurzer Zeit entdeckt, als sich herausstellte, dass sich diese Mikroorganismen nicht nur durch die eckige Form der Zelle und die Neigung zu extremen Lebensbedingungen auszeichnen, sondern auch durch die Eigenschaften der biochemischen Reaktionen, die für ihre Ernährung sorgen.

Archaeen haben wie Bakterien keinen gebildeten Kern. Ihre Transkription (Synthese einzelsträngiger RNA auf Basis von DNA, aus der anschließend Proteine ​​abgelesen werden) und Translation (der Lesevorgang selbst) sind gekoppelt. Ihre RNA-Polymerase (ein Enzym, das RNA aus DNA liest) hat eine ähnliche Struktur wie eukaryontische und besteht aus 9–12 Untereinheiten (Eubakterien haben Enzyme mit vier Untereinheiten).

Das Fehlen eines Kerns ist nicht das einzige Merkmal von Archaeen. Ihre Replikation hat keinen Ursprung, der durch eine spezifische Sequenz von Nukleotiden gekennzeichnet ist, die vom Enzym erkannt werden. Unabhängig davon, ob Bakterien oder andere Organismen einen Zellkern haben oder nicht, führt die Entfernung von Enzymanheftungspunkten typischerweise zu einer Verringerung der Reproduktionsrate. Bei Archaeen ist das Gegenteil der Fall – fehlen diese Punkte, beginnen sie sich noch schneller zu vermehren.

Möglich wird diese unkonventionelle Methode durch das Vorhandensein von Enzymen in Archaebakterien, die es Abschnitten des Genoms ermöglichen, Fragmente untereinander auszutauschen. Viele Bakterien, die keinen Zellkern haben, haben mehrere Ausgangspunkte für die Rekombination, und ihre Aktivität bestimmt, ob sie zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendet werden oder nicht. Durch die Entfernung dieser Punkte wird ein Mechanismus aktiviert, dessen Effizienz umso höher ist, je geringer die Aktivität der Rekombinationsstartpunkte ist.

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Alle lebenden Organismen auf der Erde werden in zwei Gruppen eingeteilt: Prokaryoten und Eukaryoten.

• Eukaryoten sind Pflanzen, Tiere und Pilze.
• Prokaryoten sind Bakterien (einschließlich Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt).

Hauptunterschied

Prokaryoten haben keinen Kern, zirkuläre DNA (zirkuläres Chromosom) befindet sich direkt im Zytoplasma (dieser Abschnitt des Zytoplasmas wird Nukleoid genannt).

Eukaryoten haben einen geformten Kern(Erbinformationen [DNA] sind durch die Kernhülle vom Zytoplasma getrennt).

Zusätzliche Unterschiede

1) Da Prokaryoten keinen Kern haben, gibt es keine Mitose/Meiose. Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung („direkte“ Teilung im Gegensatz zur „indirekten“ Teilung – Mitose).

2) Bei Prokaryoten sind die Ribosomen klein (70S), bei Eukaryoten sind sie groß (80S).

3) Eukaryoten haben viele Organellen: Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Zellzentrum usw. Anstelle von Membranorganellen haben Prokaryoten Mesosomen – Auswüchse der Plasmamembran, ähnlich den mitochondrialen Cristae.

4) Eine prokaryotische Zelle ist viel kleiner als eine eukaryotische Zelle: 10-mal im Durchmesser, 1000-mal im Volumen.

Ähnlichkeiten

Die Zellen aller lebenden Organismen (alle Reiche der lebenden Natur) enthalten eine Plasmamembran, Zytoplasma und Ribosomen.

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Die Ähnlichkeit zwischen tierischen Zellen und Bakterien besteht darin, dass sie haben
1) Ribosomen
2) Zytoplasma
3) Glykokalyx
4) Mitochondrien
5) verzierter Kern
6) Zytoplasmamembran

Antwort

1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Merkmalen eines Organismus und dem Königreich her, für das er charakteristisch ist: 1) Pilze, 2) Bakterien
A) DNA ist ringförmig geschlossen
B) je nach Ernährungsmethode - Autotrophe oder Heterotrophe
B) Zellen haben einen gebildeten Kern
D) DNA hat eine lineare Struktur
D) Die Zellwand enthält Chitin
E) Kernsubstanz befindet sich im Zytoplasma

Antwort

2. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften von Organismen und den Königreichen her, für die sie charakteristisch sind: 1) Pilze, 2) Bakterien. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Bildung von Mykorrhiza mit den Wurzeln höherer Pflanzen
B) Bildung einer Zellwand aus Chitin
B) Körper in Form von Myzel
D) Fortpflanzung durch Sporen
D) Fähigkeit zur Chemosynthese
E) Lage der zirkulären DNA im Nukleoid

Antwort

Wählen Sie drei Optionen. Wie unterscheiden sich Pilze von Bakterien?
1) bilden eine Gruppe von Kernorganismen (Eukaryoten)
2) gehören zu heterotrophen Organismen
3) Vermehrung durch Sporen
4) einzellige und mehrzellige Organismen
5) Beim Atmen verwenden sie Luftsauerstoff
6) am Stoffkreislauf des Ökosystems teilnehmen

Antwort

1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften einer Zelle und der Art der Organisation dieser Zelle her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch
A) Das Zellzentrum ist an der Bildung der Teilungsspindel beteiligt
B) Es gibt Lysosomen im Zytoplasma
B) Das Chromosom wird durch zirkuläre DNA gebildet
D) es gibt keine Membranorganellen
D) Die Zelle teilt sich durch Mitose
E) Die Membran bildet Mesosomen

Antwort

2. Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen den Eigenschaften der Zelle und ihrem Typ her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch
A) Es gibt keine Membranorganellen
B) Es gibt eine Zellwand aus Murein
C) Erbmaterial wird durch ein Nukleoid dargestellt
D) enthält nur kleine Ribosomen
D) Erbmaterial wird durch lineare DNA repräsentiert
E) Die Zellatmung findet in Mitochondrien statt

Antwort

3. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal und der Gruppe der Organismen her: 1) Prokaryoten, 2) Eukaryoten. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Fehlen eines Kerns
B) das Vorhandensein von Mitochondrien
B) Mangel an EPS
D) Vorhandensein des Golgi-Apparats
D) das Vorhandensein von Lysosomen
E) lineare Chromosomen bestehend aus DNA und Protein

Antwort

4. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Organellen und den Zellen her, die sie enthalten: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Golgi-Apparat
B) Lysosomen
B) Mesosomen
D) Mitochondrien
D) Nukleoid
E) EPS

Antwort

5. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Zellen und ihren Eigenschaften her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Das DNA-Molekül ist kreisförmig
B) Aufnahme von Stoffen durch Phago- und Pinozytose
B) Gameten bilden
D) Ribosomen sind klein
D) es gibt Membranorganellen
E) gekennzeichnet durch direkte Teilung

Antwort

GEFORMT 6. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Zellen und ihren Eigenschaften her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
1) das Vorhandensein eines separaten Kerns
2) Bildung von Sporen, um ungünstigen Umweltbedingungen standzuhalten

3) die Lage von Erbmaterial nur in geschlossener DNA

4) Division durch Meiose
5) Fähigkeit zur Phagozytose

Wählen Sie drei Optionen. Im Gegensatz zu Hutpilzen sind Bakterien
1) einzellige Organismen
2) mehrzellige Organismen
3) Ribosomen in Zellen haben
4) keine Mitochondrien haben
5) pränukleäre Organismen
6) kein Zytoplasma haben

Antwort

1. Wählen Sie drei Optionen. Prokaryotische Zellen unterscheiden sich von eukaryotischen Zellen
1) das Vorhandensein eines Nukleoids im Zytoplasma
2) das Vorhandensein von Ribosomen im Zytoplasma
3) ATP-Synthese in Mitochondrien
4) das Vorhandensein des endoplasmatischen Retikulums
5) Fehlen eines morphologisch unterschiedlichen Kerns
6) das Vorhandensein von Einstülpungen der Plasmamembran, die die Funktion von Membranorganellen erfüllen

Antwort

2. Wählen Sie drei Optionen aus. Eine Bakterienzelle wird als prokaryotische Zelle klassifiziert, weil sie
1) hat keinen mit einer Schale bedeckten Kern
2) hat Zytoplasma
3) hat ein DNA-Molekül im Zytoplasma
4) hat eine äußere Plasmamembran
5) hat keine Mitochondrien
6) verfügt über Ribosomen, in denen die Proteinbiosynthese stattfindet

Antwort

3. Wählen Sie drei Optionen aus. Warum werden Bakterien als Prokaryoten klassifiziert?
1) enthalten einen vom Zytoplasma getrennten Zellkern
2) bestehen aus vielen differenzierten Zellen
3) ein Ringchromosom haben
4) haben kein Zellzentrum, keinen Golgi-Komplex und keine Mitochondrien
5) haben keinen vom Zytoplasma isolierten Kern
6) haben Zytoplasma und Plasmamembran

Antwort

4. Wählen Sie drei Optionen aus. Prokaryotische Zellen unterscheiden sich von eukaryotischen Zellen
1) das Vorhandensein von Ribosomen
2) Fehlen von Mitochondrien
3) Fehlen eines formalisierten Kerns
4) das Vorhandensein einer Plasmamembran
5) Mangel an Bewegungsorganellen
6) das Vorhandensein eines Ringchromosoms

Antwort

5. Wählen Sie drei Optionen aus. Eine prokaryotische Zelle zeichnet sich durch die Anwesenheit aus
1) Ribosomen
2) Mitochondrien
3) verzierter Kern
4) Plasmamembran
5) endoplasmatisches Retikulum
6) eine zirkuläre DNA

Antwort

SAMMELN 6:

A) Fehlen von Membranorganellen

B) Fehlen von Ribosomen im Zytoplasma

C) die Bildung von zwei oder mehr Chromosomen einer linearen Struktur

Wählen Sie drei Optionen. Die Zellen eukaryotischer Organismen haben im Gegensatz zu prokaryotischen Organismen
1) Zytoplasma
2) Kern mit Schale bedeckt
3) DNA-Moleküle
4) Mitochondrien
5) dichte Schale
6) endoplasmatisches Retikulum

Antwort

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. WÄHLEN SIE DIE FALSCHE AUSSAGEN. Bakterien haben keine
1) Geschlechtszellen
2) Meiose und Befruchtung
3) Mitochondrien und Zellzentrum
4) Zytoplasma und Kernsubstanz

Antwort

Analysieren Sie die Tabelle. Füllen Sie die leeren Zellen der Tabelle mit den in der Liste aufgeführten Konzepten und Begriffen aus.
1) Mitose, Meiose
2) anhaltende ungünstige Umweltbedingungen
3) Übertragung von Informationen über die Primärstruktur des Proteins
4) Doppelmembranorganellen
5) raues endoplasmatisches Retikulum
6) kleine Ribosomen

Antwort

Antwort

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Im Laufe der Evolution entstanden Organismen verschiedener Reiche. Welche Zeichen sind charakteristisch für das Königreich, dessen Vertreter in der Abbildung dargestellt ist?
1) Die Zellwand besteht hauptsächlich aus Murein
2) Chromatin ist im Nukleolus enthalten
3) gut entwickeltes endoplasmatisches Retikulum
4) Es gibt keine Mitochondrien
5) Erbinformationen sind in einem zirkulären DNA-Molekül enthalten
6) Die Verdauung erfolgt in Lysosomen

Antwort

1. Alle unten aufgeführten Zeichen, mit Ausnahme von zwei, werden NICHT zur Beschreibung der im Bild gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie in der Tabelle aufgeführt sind.
1) Vorhandensein von Mitochondrien
2) Vorhandensein zirkulärer DNA
3) Vorhandensein von Ribosomen
4) Verfügbarkeit eines Kerns
5) Das Vorhandensein eines hellen Gucklochs

Antwort

2. Alle bis auf zwei der unten aufgeführten Begriffe werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) geschlossenes DNA-Molekül
2) Mesosom
3) Membranorganellen
4) Zellzentrum
5) Nukleoid

Antwort

3. Alle unten aufgeführten Merkmale bis auf zwei werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) Teilung durch Mitose
2) das Vorhandensein einer Zellwand aus Murein
3) das Vorhandensein eines Nukleoids
4) Fehlen von Membranorganellen
5) Aufnahme von Stoffen durch Phago- und Pinozytose

Antwort

4. Alle bis auf zwei der unten aufgeführten Begriffe werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) geschlossene DNA
2) Mitose
3) Gameten
4) Ribosomen
5) Nukleoid

Antwort

5. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) Es gibt eine Zellmembran
2) Es gibt einen Golgi-Apparat
3) Es gibt mehrere lineare Chromosomen
4) Es gibt Ribosomen
5) Es gibt eine Zellwand

Antwort

6 Sa. Alle unten aufgeführten Merkmale, bis auf zwei, können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) haben lineare Chromosomen
2) Binärspaltung ist charakteristisch
3) hat ein endoplasmatisches Retikulum
4) bildet eine Spore
5) enthält kleine Ribosomen

Antwort

SAMMELN 7:
1) Plasmid
2) Atmung in Mitochondrien
3) Zweiteilung

1. Alle aufgeführten Merkmale bis auf zwei werden zur Beschreibung einer prokaryotischen Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Das Fehlen eines formalen Kerns darin
2) Vorhandensein von Zytoplasma
3) Vorhandensein einer Zellmembran
4) Vorhandensein von Mitochondrien
5) Vorhandensein eines endoplasmatischen Retikulums

Antwort

2. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, charakterisieren die Struktur einer Bakterienzelle. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) Fehlen eines formalisierten Kernels
2) das Vorhandensein von Lysosomen
3) das Vorhandensein einer dichten Schale
4) Fehlen von Mitochondrien
5) Fehlen von Ribosomen

Antwort

3. Die unten aufgeführten Konzepte, mit Ausnahme von zwei, werden zur Charakterisierung von Prokaryoten verwendet. Identifizieren Sie zwei Konzepte, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Mitose
2) Streit
3) Gamete
4) Nukleoid
5) Mesosom

Antwort

4. Alle bis auf zwei der folgenden Begriffe werden zur Beschreibung der Struktur einer Bakterienzelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) unbewegliches Zytoplasma
2) zirkuläres DNA-Molekül
3) kleine (70S) Ribosomen
4) Fähigkeit zur Phagozytose
5) Vorhandensein von EPS

Antwort

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal und dem Königreich her: 1) Bakterien, 2) Pflanzen. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge.
A) alle Vertreter der Prokaryoten
B) alle Vertreter der Eukaryoten
B) kann in zwei Hälften geteilt werden
D) Es gibt Gewebe und Organe
D) Es gibt Fotos und Chemosynthesen
E) Chemosynthetika werden nicht gefunden

Antwort

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften von Organismen und ihrem Reich her: 1) Bakterien, 2) Pflanzen. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge.
A) Verschiedene Vertreter sind zur Photosynthese und Chemosynthese fähig
B) In terrestrischen Ökosystemen übertreffen sie alle anderen Gruppen an Biomasse
B) Zellen teilen sich durch Mitose und Meiose
D) Plastiden haben
D) Zellwände enthalten normalerweise keine Zellulose
E) es fehlen Mitochondrien

Antwort

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. In prokaryotischen Zellen treten Oxidationsreaktionen auf
1) Ribosomen im Zytoplasma
2) Invaginationen der Plasmamembran
3) Zellmembranen
4) zirkuläres DNA-Molekül

Antwort

Alle bis auf zwei der folgenden Merkmale können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie aufgeführt sind.
1) hat einen Kern, in dem sich DNA-Moleküle befinden
2) Der Bereich, in dem sich DNA im Zytoplasma befindet, wird Nukleoid genannt
3) DNA-Moleküle sind kreisförmig
4) DNA-Moleküle sind mit Proteinen verbunden
5) Im Zytoplasma befinden sich verschiedene Membranorganellen

Antwort

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Die Ähnlichkeit zwischen Bakterien und Pflanzen besteht darin, dass sie
1) prokaryotische Organismen
2) unter ungünstigen Bedingungen Sporen bilden
3) einen Zellkörper haben
4) Unter ihnen gibt es Autotrophen
5) Reizbarkeit haben
6) zur vegetativen Vermehrung fähig

Antwort

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie in der Tabelle angegeben sind. Die Ähnlichkeit zwischen Bakterien- und Pflanzenzellen besteht darin, dass sie haben
1) Ribosomen
2) Plasmamembran
3) verzierter Kern
4) Zellwand
5) Vakuolen mit Zellsaft
6) Mitochondrien

Antwort

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Bakterien, wie Pilze,
1) bilden ein besonderes Königreich
2) sind nur einzellige Organismen
3) Vermehrung mithilfe von Sporen
4) sind Zersetzer im Ökosystem
5) können eine Symbiose eingehen
6) nehmen mithilfe von Hyphen Stoffe aus dem Boden auf

Antwort

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Bakterien sind im Gegensatz zu niederen Pflanzen
1) Je nach Art der Ernährung handelt es sich um Chemotrophe
2) Bei der Fortpflanzung bilden sie Zoosporen
3) haben keine Membranorganellen
4) einen Thallus haben (Thallus)
5) Unter ungünstigen Bedingungen bilden sie Sporen
6) Polypeptide an Ribosomen synthetisieren

Antwort

Ordnen Sie die in der Abbildung gezeigten Eigenschaften und Zelltypen zu. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Mesosomen haben
B) osmotrophe Ernährungsmethode
B) durch Mitose teilen
D) über ein entwickeltes EPS verfügen
D) unter ungünstigen Bedingungen Sporen bilden
E) haben eine Mureinschale

Antwort

Alle bis auf zwei der folgenden Merkmale können zur Beschreibung prokaryotischer DNA verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Merkmale, die aus der allgemeinen Liste herausfallen, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) enthält Adenin, Guanin, Uracil und Cytosin
2) besteht aus zwei Kreisläufen
3) hat eine lineare Struktur
4) nicht mit Strukturproteinen assoziiert
5) liegt im Zytoplasma

Antwort

Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen den Merkmalen und Organismen her: 1) Hefe, 2) E. coli. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Das Genom wird durch ein zirkuläres DNA-Molekül repräsentiert
B) Die Zelle ist mit einer Mureinmembran bedeckt
B) teilt sich durch Mitose
D) produziert unter anaeroben Bedingungen Ethanol
D) hat Flagellen
E) besitzt keine Membranorganellen

Antwort

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

In der Elektronenmikroskopie ultradünner Schnitte ist die Zytoplasmamembran eine dreischichtige Membran (2 dunkle Schichten mit einer Dicke von 2,5 nm werden durch eine helle Zwischenschicht getrennt). In seiner Struktur ähnelt es dem Plasmalemma tierischer Zellen und besteht aus einer Doppelschicht aus Phospholipiden mit eingebetteten Oberflächen- und integralen Proteinen, als ob sie die Struktur der Membran durchdringen würden. Bei übermäßigem Wachstum (im Vergleich zum Wachstum der Zellwand) bildet die Zytoplasmamembran Einstülpungen – Einstülpungen in Form komplexer verdrehter Membranstrukturen, sogenannte Mesosomen. Weniger komplex verdrehte Strukturen werden intrazytoplasmatische Membranen genannt.

Zytoplasma

Das Zytoplasma besteht aus löslichen Proteinen, Ribonukleinsäuren, Einschlüssen und zahlreichen kleinen Körnchen – Ribosomen, die für die Synthese (Translation) von Proteinen verantwortlich sind. Bakterielle Ribosomen haben eine Größe von etwa 20 nm und einen Sedimentationskoeffizienten von 70S, im Gegensatz zu den für eukaryotische Zellen charakteristischen 80S-Ribosomen. Ribosomale RNAs (rRNAs) sind konservierte Elemente von Bakterien (die „molekulare Uhr“ der Evolution). 16S-rRNA ist Teil der kleinen ribosomalen Untereinheit und 23S-rRNA ist Teil der großen ribosomalen Untereinheit. Die Untersuchung der 16S-rRNA ist die Grundlage der Gensystematik und ermöglicht die Beurteilung des Verwandtschaftsgrads von Organismen.
Das Zytoplasma enthält verschiedene Einschlüsse in Form von Glykogenkörnern, Polysacchariden, Beta-Hydroxybuttersäure und Polyphosphaten (Volutin). Sie sind Reservestoffe für den Ernährungs- und Energiebedarf von Bakterien. Volutin hat eine Affinität zu basischen Farbstoffen und lässt sich mit speziellen Färbemethoden (z. B. Neisser) in Form metachromatischer Körnchen leicht nachweisen. Die charakteristische Anordnung der Volutinkörnchen zeigt sich beim Diphtheriebazillus in Form intensiv gefärbter Zellpole.

Nukleoid

Nukleoid ist das Äquivalent eines Zellkerns in Bakterien. Es befindet sich in der zentralen Zone der Bakterien in Form doppelsträngiger DNA, ringförmig geschlossen und dicht gepackt wie eine Kugel. Der Zellkern von Bakterien verfügt im Gegensatz zu Eukaryoten nicht über eine Kernhülle, keinen Nukleolus und keine grundlegenden Proteine ​​(Histone). Typischerweise enthält eine Bakterienzelle ein Chromosom, dargestellt durch ein ringförmig geschlossenes DNA-Molekül.
Zusätzlich zum Nukleoid, das durch ein Chromosom repräsentiert wird, enthält die Bakterienzelle extrachromosomale Vererbungsfaktoren – Plasmide, bei denen es sich um kovalent geschlossene DNA-Ringe handelt.

Kapsel, Mikrokapsel, Schleim

Die Kapsel ist eine mehr als 0,2 Mikrometer dicke Schleimstruktur, die fest mit der Bakterienzellwand verbunden ist und klar definierte äußere Grenzen aufweist. Die Kapsel ist in Abdruckabstrichen aus pathologischem Material sichtbar. In reinen Bakterienkulturen kommt es seltener zur Kapselbildung. Der Nachweis erfolgt durch spezielle Methoden der Abstrichfärbung (z. B. nach Burri-Gins), die einen negativen Kontrast der Kapselsubstanzen erzeugen: Tinte erzeugt einen dunklen Hintergrund um die Kapsel. Die Kapsel besteht aus Polysacchariden (Exopolysacchariden), manchmal auch aus Polypeptiden, zum Beispiel beim Milzbrandbazillus aus Polymeren der D-Glutaminsäure. Die Kapsel ist hydrophil und verhindert die Phagozytose von Bakterien. Die Kapsel ist antigen: Antikörper gegen die Kapsel verursachen deren Vergrößerung (Kapselschwellungsreaktion).
Viele Bakterien bilden eine Mikrokapsel – eine Schleimformation mit einer Dicke von weniger als 0,2 Mikrometern, die nur durch Elektronenmikroskopie nachweisbar ist. Von der Kapselschleimhaut sind Exopolysaccharide zu unterscheiden, die keine klaren Grenzen haben. Schleim ist wasserlöslich.
Bakterielle Exopolysaccharide sind an der Adhäsion (Anhaften an Substraten) beteiligt; sie werden auch Glykokalyx genannt. Außer Synthese
Exopolysaccharide durch Bakterien, es gibt einen anderen Mechanismus für ihre Bildung: durch die Einwirkung extrazellulärer Enzyme von Bakterien auf Disaccharide. Dadurch entstehen Dextrane und Levane.

Flagellen

Bakterielle Flagellen bestimmen die Beweglichkeit der Bakterienzelle. Flagellen sind dünne Filamente, die von der Zytoplasmamembran ausgehen und länger als die Zelle selbst sind. Die Dicke der Flagellen beträgt 12–20 nm, die Länge 3–15 µm. Sie bestehen aus 3 Teilen: einem Spiralfaden, einem Haken und einem Grundkörper, der einen Stab mit speziellen Scheiben enthält (1 Scheibenpaar bei grampositiven Bakterien und 2 Scheibenpaare bei gramnegativen Bakterien). Flagellen sind durch Scheiben an der Zytoplasmamembran und der Zellwand befestigt. Dadurch entsteht die Wirkung eines Elektromotors mit einer Motorstange, die das Flagellum dreht. Flagellen bestehen aus einem Protein – Flagellin (von Flagellum – Flagellum); ist ein H-Antigen. Flagellin-Untereinheiten sind spiralförmig verdreht.
Die Anzahl der Flagellen in Bakterien verschiedener Arten variiert von einer (Monotrich) bei Vibrio cholerae bis zu Dutzenden und Hunderten von Flagellen, die sich entlang des Umfangs des Bakteriums (Peritrich) bei Escherichia coli, Proteus usw. erstrecken. Lophotrichs haben jeweils ein Flagellenbündel Ende der Zelle. Amphitrichy hat ein Flagellum oder ein Flagellenbündel an den gegenüberliegenden Enden der Zelle.

Getrunken

Pili (Fimbrien, Zotten) sind fadenförmige Gebilde, dünner und kürzer (3–10 nm x 0,3–10 µm) als Flagellen. Pili erstrecken sich von der Zelloberfläche und bestehen aus dem Protein Pilin, das antigene Aktivität besitzt. Es gibt Pili, die für die Adhäsion verantwortlich sind, also für die Anheftung von Bakterien an die betroffene Zelle, sowie Pili, die für die Ernährung, den Wasser-Salz-Stoffwechsel und die Sexualität verantwortlich sind (F-Pili), oder Konjugations-Pili. Es gibt zahlreiche Pili – mehrere Hundert pro Zelle. Allerdings gibt es in der Regel 1-3 Geschlechtspili pro Zelle: Sie werden von sogenannten „männlichen“ Spenderzellen gebildet, die übertragbare Plasmide (F-, R-, Col-Plasmide) enthalten. Eine Besonderheit der Sex Pili ist die Interaktion mit speziellen „männlichen“ kugelförmigen Bakteriophagen, die intensiv an den Sex Pili adsorbieren.

Kontroverse

Sporen sind eine besondere Form ruhender Firmicute-Bakterien, d.h. Bakterien
mit einer grampositiven Zellwandstruktur. Sporen entstehen unter ungünstigen Bedingungen für die Existenz von Bakterien (Austrocknung, Nährstoffmangel etc.). Eine Spore (Endospore) entsteht im Inneren der Bakterienzelle. Die Sporenbildung trägt zur Erhaltung der Art bei und ist keine Fortpflanzungsmethode , wie Pilze. Sporenbildende Bakterien der Gattung Bacillus haben Sporen, die den Durchmesser der Zelle nicht überschreiten. Bakterien, bei denen die Größe der Sporen den Durchmesser der Zelle übersteigt, werden Clostridien genannt, zum Beispiel Bakterien der Gattung Clostridium ( lat. Clostridium - Spindel). Die Sporen sind säurefest, daher werden sie nach der Aujeszky-Methode oder der Ziehl-Neelsen-Methode rot und die vegetative Zelle blau gefärbt.

Die Form der Sporen kann oval oder kugelförmig sein; Der Ort in der Zelle ist terminal, d. h. am Ende des Stäbchens (beim Erreger von Tetanus), subterminal - näher am Ende des Stäbchens (beim Erreger von Botulinum, Gasbrand) und zentral (beim Milzbrandbazillus). Aufgrund des Vorhandenseins einer mehrschichtigen Hülle, Calciumdipicolinat, eines geringen Wassergehalts und träger Stoffwechselprozesse bleibt die Spore lange bestehen. Unter günstigen Bedingungen keimen Sporen und durchlaufen drei aufeinanderfolgende Phasen: Aktivierung, Initiierung, Keimung.

Der Bakterienorganismus wird durch eine einzelne Zelle repräsentiert. Die Formen von Bakterien sind vielfältig. Der Aufbau von Bakterien unterscheidet sich vom Aufbau tierischer und pflanzlicher Zellen.

Der Zelle fehlen ein Zellkern, Mitochondrien und Plastiden. Der Träger der Erbinformation DNA liegt in gefalteter Form im Zentrum der Zelle. Mikroorganismen, die keinen echten Zellkern haben, werden als Prokaryoten klassifiziert. Alle Bakterien sind Prokaryoten.

Schätzungen zufolge gibt es auf der Erde über eine Million Arten dieser erstaunlichen Organismen. Bis heute wurden etwa 10.000 Arten beschrieben.

Eine Bakterienzelle besteht aus einer Wand, einer Zytoplasmamembran, einem Zytoplasma mit Einschlüssen und einem Nukleotid. Von den zusätzlichen Strukturen verfügen einige Zellen über Flagellen, Pili (einen Mechanismus zur Adhäsion und Retention an der Oberfläche) und eine Kapsel. Unter ungünstigen Bedingungen sind einige Bakterienzellen in der Lage, Sporen zu bilden. Die durchschnittliche Größe von Bakterien beträgt 0,5–5 Mikrometer.

Äußere Struktur von Bakterien

Reis. 1. Die Struktur einer Bakterienzelle.

Zellenwand

• Die Zellwand einer Bakterienzelle ist ihr Schutz und ihre Stütze. Es verleiht dem Mikroorganismus seine eigene spezifische Form.
• Die Zellwand ist durchlässig. Nährstoffe gelangen nach innen und Stoffwechselprodukte gelangen hindurch.
• Manche Bakterienarten produzieren einen speziellen, kapselähnlichen Schleim, der sie vor dem Austrocknen schützt.
• Einige Zellen haben Geißeln (eine oder mehrere) oder Zotten, die ihnen bei der Bewegung helfen.
• Bakterienzellen, die bei Gram-Färbung rosa erscheinen ( gramnegativ), die Zellwand ist dünner und mehrschichtig. Es werden Enzyme freigesetzt, die beim Abbau von Nährstoffen helfen.
• Bakterien, die bei der Gram-Färbung violett erscheinen ( grampositiv), die Zellwand ist dick. Nährstoffe, die in die Zelle gelangen, werden im periplasmatischen Raum (dem Raum zwischen der Zellwand und der Zytoplasmamembran) durch hydrolytische Enzyme abgebaut.
• Auf der Oberfläche der Zellwand befinden sich zahlreiche Rezeptoren. An ihnen sind Zellkiller – Phagen, Colicine und chemische Verbindungen – befestigt.
• Wandlipoproteine ​​​​sind bei einigen Bakterienarten Antigene, sogenannte Toxine.
• Bei einer Langzeitbehandlung mit Antibiotika und aus einer Reihe anderer Gründe verlieren einige Zellen ihre Membranen, behalten aber die Fähigkeit zur Fortpflanzung. Sie nehmen eine abgerundete Form an – L-Form – und können lange im menschlichen Körper verbleiben (Kokken oder Tuberkulosebazillen). Instabile L-Formen haben die Fähigkeit, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren (Reversion).

Reis. 2. Das Foto zeigt den Aufbau der Bakterienwand von gramnegativen Bakterien (links) und grampositiven Bakterien (rechts).

Kapsel

Unter ungünstigen Umweltbedingungen bilden Bakterien eine Kapsel. Die Mikrokapsel haftet fest an der Wand. Es ist nur im Elektronenmikroskop zu sehen. Die Makrokapsel wird häufig von pathogenen Mikroben (Pneumokokken) gebildet. Bei Klebsiella pneumoniae findet sich immer die Makrokapsel.

Reis. 3. Auf dem Foto ist Pneumokokken zu sehen. Pfeile deuten auf die Kapsel hin (Elektronogramm eines Ultradünnschnitts).

Kapselartige Hülle

Die kapselartige Hülle ist eine lose mit der Zellwand verbundene Formation. Dank bakterieller Enzyme wird die kapselartige Hülle mit Kohlenhydraten (Exopolysacchariden) aus der äußeren Umgebung bedeckt, was die Adhäsion von Bakterien auf verschiedenen Oberflächen, auch auf völlig glatten, gewährleistet.

Wenn Streptokokken beispielsweise in den menschlichen Körper gelangen, können sie sich an Zähnen und Herzklappen festsetzen.

Die Funktionen der Kapsel sind vielfältig:

• Schutz vor aggressiven Umweltbedingungen,
• Gewährleistung der Adhäsion (Anhaften) an menschlichen Zellen,
• Da die Kapsel antigene Eigenschaften besitzt, wirkt sie toxisch, wenn sie in einen lebenden Organismus eingeführt wird.

Reis. 4. Streptokokken können sich am Zahnschmelz festsetzen und zusammen mit anderen Mikroben Karies verursachen.

Reis. 5. Das Foto zeigt eine Schädigung der Mitralklappe aufgrund von Rheuma. Die Ursache sind Streptokokken.

Flagellen

• Einige Bakterienzellen haben Geißeln (eine oder mehrere) oder Zotten, die ihnen bei der Bewegung helfen. Die Flagellen enthalten das kontraktile Protein Flagellin.
• Die Anzahl der Flagellen kann unterschiedlich sein – eine, ein Flagellenbündel, Flagellen an verschiedenen Enden der Zelle oder über die gesamte Oberfläche.
• Die Bewegung (zufällig oder rotierend) erfolgt durch die Rotationsbewegung der Flagellen.
• Die antigenen Eigenschaften von Flagellen wirken bei Krankheiten toxisch.
• Bakterien, die keine Geißeln haben, können gleiten, wenn sie mit Schleim bedeckt sind. Wasserbakterien enthalten 40–60 mit Stickstoff gefüllte Vakuolen.

Sie bieten Tauchen und Aufstieg. Im Boden bewegt sich die Bakterienzelle durch Bodenkanäle.

Reis. 6. Schema der Befestigung und Funktionsweise des Flagellums.

Reis. 7. Das Foto zeigt verschiedene Arten von begeißelten Mikroben.

Reis. 8. Das Foto zeigt verschiedene Arten von begeißelten Mikroben.

Getrunken

• Pili (Zotten, Fimbrien) bedecken die Oberfläche von Bakterienzellen. Die Zotten sind ein spiralförmig gedrehter dünner Hohlfaden mit Proteincharakter.
• Allgemeiner Typ getrunken sorgen für Adhäsion (Anhaften) an Wirtszellen. Ihre Zahl ist riesig und reicht von mehreren Hundert bis zu mehreren Tausend. Ab dem Moment der Bindung ist jeder .
• Sexuell getrunken erleichtern die Übertragung von genetischem Material vom Spender zum Empfänger. Ihre Anzahl beträgt 1 bis 4 pro Zelle.

Reis. 9. Das Foto zeigt E. coli. Flagellen und Pili sind sichtbar. Das Foto wurde mit einem Tunnelmikroskop (STM) aufgenommen.

Reis. 10. Das Foto zeigt zahlreiche Pili (Fimbrien) von Kokken.

Reis. 11. Das Foto zeigt eine Bakterienzelle mit Fimbrien.

Zytoplasmatische Membran

• Die Zytoplasmamembran befindet sich unter der Zellwand und ist ein Lipoprotein (bis zu 30 % Lipide und bis zu 70 % Proteine).
• Verschiedene Bakterienzellen haben unterschiedliche Membranlipidzusammensetzungen.
• Membranproteine ​​erfüllen viele Funktionen. Funktionelle Proteine sind Enzyme, aufgrund derer die Synthese ihrer verschiedenen Komponenten usw. auf der Zytoplasmamembran erfolgt.
• Die Zytoplasmamembran besteht aus 3 Schichten. Die Phospholipid-Doppelschicht ist mit Globulinen durchsetzt, die für den Stofftransport in die Bakterienzelle sorgen. Ist ihre Funktion gestört, stirbt die Zelle ab.
• Die Zytoplasmamembran ist an der Sporulation beteiligt.

Reis. 12. Das Foto zeigt deutlich eine dünne Zellwand (CW), eine Zytoplasmamembran (CPM) und ein Nukleotid in der Mitte (das Bakterium Neisseria catarrhalis).

Innere Struktur von Bakterien

Reis. 13. Das Foto zeigt den Aufbau einer Bakterienzelle. Der Aufbau einer Bakterienzelle unterscheidet sich vom Aufbau tierischer und pflanzlicher Zellen – der Zelle fehlen Zellkern, Mitochondrien und Plastiden.

Zytoplasma

Das Zytoplasma besteht zu 75 % aus Wasser, die restlichen 25 % sind Mineralstoffe, Proteine, RNA und DNA. Das Zytoplasma ist immer dicht und bewegungslos. Es enthält Enzyme, einige Pigmente, Zucker, Aminosäuren, einen Nährstoffvorrat, Ribosomen, Mesosomen, Granulat und alle möglichen anderen Einschlüsse. Im Zentrum der Zelle konzentriert sich eine Substanz, die Erbinformationen trägt – das Nukleoid.

Granulat

Das Granulat besteht aus Verbindungen, die eine Energie- und Kohlenstoffquelle darstellen.

Mesosomen

Mesosomen sind Zellderivate. Sie haben unterschiedliche Formen – konzentrische Membranen, Vesikel, Röhren, Schleifen usw. Mesosomen haben eine Verbindung mit dem Nukleoid. Ihr Hauptzweck ist die Beteiligung an der Zellteilung und Sporulation.

Nukleoid

Ein Nukleoid ist ein Analogon eines Kerns. Es befindet sich in der Mitte der Zelle. Es enthält DNA, den Träger der Erbinformationen, in gefalteter Form. Abgewickelte DNA erreicht eine Länge von 1 mm. Die Kernsubstanz einer Bakterienzelle besitzt keine Membran, keinen Nukleolus oder Chromosomensatz und teilt sich nicht durch Mitose. Vor der Teilung wird das Nukleotid verdoppelt. Bei der Teilung erhöht sich die Zahl der Nukleotide auf 4.

Reis. 14. Das Foto zeigt einen Ausschnitt einer Bakterienzelle. Im zentralen Teil ist ein Nukleotid sichtbar.

Plasmide

Plasmide sind autonome Moleküle, die zu einem Ring doppelsträngiger DNA zusammengerollt sind. Ihre Masse ist deutlich geringer als die Masse eines Nukleotids. Obwohl Erbinformationen in der DNA von Plasmiden kodiert sind, sind sie für die Bakterienzelle nicht lebenswichtig und notwendig.

Reis. 15. Das Foto zeigt ein Bakterienplasmid. Das Foto wurde mit einem Elektronenmikroskop aufgenommen.

Ribosomen

Ribosomen einer Bakterienzelle sind an der Proteinsynthese aus Aminosäuren beteiligt. Die Ribosomen von Bakterienzellen sind nicht im endoplasmatischen Retikulum vereint, wie die von Zellen mit Kern. Es sind Ribosomen, die oft zum „Ziel“ vieler antibakterieller Medikamente werden.

Einschlüsse

Einschlüsse sind Stoffwechselprodukte nuklearer und nichtnuklearer Zellen. Sie stellen einen Nährstoffvorrat dar: Glykogen, Stärke, Schwefel, Polyphosphat (Valutin) usw. Einschlüsse nehmen beim Malen oft ein anderes Aussehen an als die Farbe des Farbstoffs. Sie können anhand der Währung diagnostizieren.

Formen von Bakterien

Die Form einer Bakterienzelle und ihre Größe sind für ihre Identifizierung (Erkennung) von großer Bedeutung. Die häufigsten Formen sind kugelförmig, stabförmig und gewunden.

Tabelle 1. Hauptformen von Bakterien.

Kugelbakterien

Die kugelförmigen Bakterien werden Kokken genannt (von griech. coccus – Korn). Sie sind einzeln, zu zweit (Diplokokken), in Paketen, in Ketten und wie Weintrauben angeordnet. Dieser Ort hängt von der Art der Zellteilung ab. Die schädlichsten Mikroben sind Staphylokokken und Streptokokken.

Reis. 16. Auf dem Foto sind Mikrokokken zu sehen. Die Bakterien sind rund, glatt und weiß, gelb und rot gefärbt. In der Natur sind Mikrokokken allgegenwärtig. Sie leben in verschiedenen Hohlräumen des menschlichen Körpers.

Reis. 17. Das Foto zeigt Diplococcus-Bakterien – Streptococcus pneumoniae.

Reis. 18. Das Foto zeigt Sarcina-Bakterien. Kokkoide Bakterien bündeln sich in Paketen.

Reis. 19. Das Foto zeigt Streptokokken-Bakterien (von griechisch „Streptos“ – Kette).

In Ketten angeordnet. Sie sind Erreger einer Reihe von Krankheiten.

Reis. 20. Auf dem Foto handelt es sich bei den Bakterien um „goldene“ Staphylokokken. Angeordnet wie „Weintrauben“. Die Trauben haben eine goldene Farbe. Sie sind Erreger einer Reihe von Krankheiten.

Stäbchenförmige Bakterien

Stäbchenförmige Bakterien, die Sporen bilden, werden Bazillen genannt. Sie haben eine zylindrische Form. Der prominenteste Vertreter dieser Gruppe ist der Bazillus. Zu den Bakterien gehören Pestbakterien und Hämophilus influenzae. Die Enden stäbchenförmiger Bakterien können spitz, abgerundet, abgehackt, aufgeweitet oder gespalten sein. Die Form der Stäbchen selbst kann regelmäßig oder unregelmäßig sein. Sie können einzeln, zu zweit oder in Ketten angeordnet sein. Einige Bazillen werden Coccobacilli genannt, weil sie eine runde Form haben. Dennoch übersteigt ihre Länge ihre Breite.

Diplobacillus sind Doppelstäbchen. Milzbrandbakterien bilden lange Fäden (Ketten).

Durch die Bildung von Sporen verändert sich die Form der Bazillen. Im Zentrum der Bazillen bilden sich Sporen von Buttersäurebakterien, die ihnen das Aussehen einer Spindel verleihen. Bei Tetanusbakterien – an den Enden der Bakterien, wodurch sie wie Trommelstöcke aussehen.

Reis. 21. Das Foto zeigt eine stäbchenförmige Bakterienzelle. Es sind mehrere Flagellen sichtbar. Das Foto wurde mit einem Elektronenmikroskop aufgenommen. Negativ.

Reis. 24. Bei Buttersäurebakterien bilden sich im Zentrum Sporen, die ihnen das Aussehen einer Spindel verleihen. Bei Tetanusstäbchen – an den Enden, wodurch sie wie Trommelstöcke aussehen.

Verdrehte Bakterien

Nicht mehr als ein Wirbel weist eine Zellkrümmung auf. Mehrere (zwei, drei oder mehr) sind Campylobacter. Spirochäten haben ein eigenartiges Aussehen, das sich in ihrem Namen widerspiegelt – „spira“ – Biegung und „Hass“ – Mähne. Leptospira („leptos“ – schmal und „spera“ – Gyrus) sind lange Filamente mit eng beieinander liegenden Locken. Bakterien ähneln einer gedrehten Spirale.

Reis. 27. Auf dem Foto ist eine spiralförmige Bakterienzelle der Erreger der „Rattenbisskrankheit“.

Reis. 28. Auf dem Foto sind Leptospira-Bakterien die Erreger vieler Krankheiten.

Reis. 29. Auf dem Foto sind Leptospira-Bakterien die Erreger vieler Krankheiten.

Geformt wie ein Schläger

Corynebakterien, die Erreger von Diphtherie und Listeriose, haben eine keulenförmige Form. Diese Form des Bakteriums ist durch die Anordnung metachromatischer Körner an seinen Polen gegeben.

Reis. 30. Das Foto zeigt Corynebakterien.

Lesen Sie mehr über Bakterien in den Artikeln:

Bakterien leben seit mehr als 3,5 Milliarden Jahren auf dem Planeten Erde. In dieser Zeit haben sie viel gelernt und sich an vieles angepasst. Die Gesamtmasse der Bakterien ist enorm. Es sind etwa 500 Milliarden Tonnen. Bakterien beherrschen nahezu alle bekannten biochemischen Prozesse. Die Formen von Bakterien sind vielfältig. Der Aufbau von Bakterien ist im Laufe der Jahrmillionen recht komplex geworden, dennoch gelten sie auch heute noch als die am einfachsten aufgebauten einzelligen Organismen.

Der Begriff „Zytoplasma“ ist komplex und bedeutet aus dem Griechischen übersetzt „Zellinhalt“. Die moderne Wissenschaft versteht das Zytoplasma als ein komplexes dynamisches physikalisch-chemisches System, das in der Plasmamembran enthalten ist. Das heißt, der gesamte intrazelluläre Inhalt von Prokaryoten, mit Ausnahme des Chromosoms, wird als Zytoplasma der Bakterienzelle betrachtet.

Das Zytoplasma einer prokaryotischen Zelle weist zwei Restriktionsschichten auf:

• Zytoplasmatische Membran (CPM);
• Zellenwand.

Die Schichten, die das Zytoplasma bei Bakterien begrenzen, haben unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften.

Bakterienzellwand

Die äußere Deckschicht der Prokaryoten, die Zellwand, ist eine dichte Hülle und erfüllt eine Reihe von Funktionen:

• Schutz vor äußeren Einflüssen;
• dem Mikroorganismus eine charakteristische Form geben.

Tatsächlich ist die Zellwand von Mikroorganismen eine Art Exoskelett. Diese Struktur hat ihre Berechtigung – schließlich kann der intrazelluläre osmotische Druck um das Zehnfache höher sein als der äußere Druck, und ohne den Schutz einer dichten Zellwand platzt das Bakterium einfach.

Eine dichte Zellwand ist nur für Bakterien- und Pflanzenzellen charakteristisch – eine tierische Zelle hat eine weiche Hülle.

Die bakterielle Zellwand, die den Inhalt der Zelle begrenzt, hat eine Dicke von 0,01 bis 0,04 Mikrometer und die Dicke der Wand nimmt im Laufe des Lebens des Mikroorganismus zu. Trotz der Dichte der Zellmembran ist sie durchlässig. Nährstoffe gelangen ungehindert ins Innere und Abfallprodukte werden daraus entfernt.

Zytoplasmatische Membran

Zwischen dem Zytoplasma und der Zellwand befindet sich das CPM – die Zytoplasmamembran. In einer Bakterienzelle erfüllt es eine Reihe von Funktionen:

• reguliert die Aufnahme von Nährstoffen und den Abtransport von Abfallprodukten;
• synthetisiert Verbindungen für die Zellwand;
• steuert die Aktivität einer Reihe darauf befindlicher Enzyme.

Die Zytoplasmamembran ist so stark, dass eine Bakterienzelle auch ohne Zellwand einige Zeit existieren kann.

Intrazelluläre Zusammensetzung des Mikroorganismus

Untersuchungen mit einem Elektronenmikroskop haben eine sehr komplexe Struktur der intrazellulären Substanz offenbart.

Das Zytoplasma jeder Bakterienzelle enthält eine große Menge Wasser, es enthält verschiedene organische und anorganische Verbindungen – lebenswichtige Strukturen und Organellen. So befinden sich im Zytosol (Zytoplasmamatrix) die intrazelluläre Flüssigkeit, Ribosomen, Plastiden und ein Nährstoffvorrat.

Alle intrazellulären Inhalte werden in drei Gruppen eingeteilt:

• Hyaloplasma (Zytosol oder Matrix des Zytoplasmas);
• Organellen sind wesentliche Teile einer Bakterienzelle;
• Einschlüsse sind optionale Teile.

Die zytoplasmatische Matrix ist keine wässrige Lösung, sondern ein Gel mit unterschiedlicher Viskosität. Der Aggregatzustand Hyaloplasma – Gel-Sol (höherer oder niedrigerer Viskositätsgrad) befindet sich im dynamischen Gleichgewicht und ist von äußeren Bedingungen abhängig.

Das Hyaloplasma eines Bakterienorganismus umfasst die folgenden Strukturen:

• anorganische Substanzen;
• Metaboliten organischen Ursprungs;
• Biopolymere (Proteine, Polysaccharide).

Der Hauptzweck des Hyaloplasmas besteht darin, alle vorhandenen Einschlüsse zu vereinen und eine stabile chemische Wechselwirkung zwischen ihnen sicherzustellen.

Intrazelluläre Organellen von Prokaryoten sind mikrostrukturelle Plasmaverbindungen, die für lebenserhaltende Funktionen verantwortlich sind und in fast allen Bakterienzellen vorhanden sind. Organellen werden in zwei große Gruppen eingeteilt:

• obligatorisch – sind für das Funktionieren des Körpers von entscheidender Bedeutung;
• optional – für den Betrieb nicht von großer Bedeutung; Mikroorganismen selbst desselben Stammes können sich in der Menge dieser Organellen unterscheiden.

Obligatorische Organellen

Zu den für die Zellfunktion notwendigen Organellen gehören:

• Nukleoid (bakterielles Chromosom) – ist ein zirkuläres doppelsträngiges DNA-Molekül;
• Ribosomen (verantwortlich für die Proteinsynthese) – ähnlich den Ribosomen von Zellen, die einen Zellkern haben; kann sich frei im Zytoplasma bewegen oder mit dem CPM assoziiert sein;
• Zytoplasmatische Membran (CPM);
• Mesosomen sind für den Energiestoffwechsel verantwortlich und am Prozess der Zellteilung beteiligt; sind das Ergebnis einer Invagination der Zytoplasmamembran.

Im zentralen Teil des Bakterienraums befindet sich ein Analogon des eukaryotischen Kerns – das Nukleoid (DNA des Mikroorganismus). Bei Eukaryoten befindet sich die DNA nur im Zellkern, bei Bakterien kann die DNA jedoch an einer Stelle konzentriert oder an mehreren Stellen verteilt sein (Plasmide).

Weitere Unterschiede zwischen dem Bakterienchromosom und eukaryotischen Kernen sind:

• lockerere Verpackung;
• Fehlen von für den Kern charakteristischen Organellen – Nukleolen, Membranen und anderen;
• haben keine Verbindung zu Histonen – den Hauptproteinen.

Als Analogon zum eukaryotischen Kern ist das Bakterienchromosom eine primitive Form im Hinblick auf die Organisation der Kernmaterie.

Optionale Organellen von Prokaryoten

Optionale Bakterienorganellen haben keinen wesentlichen Einfluss auf die funktionellen Fähigkeiten des Bakterienorganismus. Ein charakteristisches Merkmal von Prokaryoten ist die Manifestation der Dissoziation, wodurch Morphotypen (Morphovare) gebildet werden – Stämme von Mikroorganismen derselben Art, die morphologische Unterschiede aufweisen.

Infolgedessen treten in einer Bakterienkolonie Unterschiede nicht nur in morphologischen, sondern auch in physiologischen, biochemischen und genetischen Merkmalen auf. Die Hauptunterschiede zwischen Morphovaren und einander liegen genau in der Zusammensetzung optionaler Organellen.

Zu den optionalen Organellen gehören:

• Plasmide – Träger genetischer Informationen, ähnlich dem Bakterienchromosom, aber viel kleiner und mit der Möglichkeit des Vorhandenseins mehrerer Kopien im Körper;
• nährstoffhaltige Einschlüsse (z. B. Volutin); kann ein charakteristisches Merkmal einer bestimmten Art von Mikroorganismus sein.

Optionale Bakterienorganellen sind kein dauerhaftes Merkmal einer bestimmten Art – viele Einschlüsse sind Kohlenstoff- oder Energiequellen. Unter günstigen Bedingungen bildet der Mikroorganismus eine ähnliche Reserve im intrazellulären Raum, die bei ungünstigen Bedingungen verbraucht wird.

Nährstoffhaltige Einschlüsse gehören zu den körnigen Verbindungen. Nach ihrer Zusammensetzung lassen sie sich einteilen in:

• Polysaccharide – Granulosa (Stärke), Glykogen;
• Volutin (Metachromatin-Granulat) – enthält Polymetaphosphat;
• Fetttropfen;
• Tropfen Schwefel.

Es ist der Einschluss niedermolekularer Formationen, der zur Entstehung unterschiedlicher Werte des osmotischen Drucks des bakteriellen Zytoplasmas und der äußeren Umgebung führt.

Die Substanz des intrazellulären Raums eines lebenden Bakteriums ist in ständiger Bewegung (dies wird als Zyklose bezeichnet) und bewegt dadurch die darin enthaltenen Substanzen und Organellen.