Самостійний конспект до НМТ за поняттями з 53 тренувальних завдань: ознаки прокаріотичної клітини, живлення й дихання бактерій, ціанобактерії, роль у природі, хвороби та профілактика.
Тема 17. Прокаріотичні організми
1. Головні ознаки прокаріотів
Прокаріоти — одноклітинні організми, клітини яких не мають оформленого ядра й мембранних органел. Їхня ДНК міститься в нуклеоїді, а синтез білка здійснюють рибосоми. Плазматична мембрана, цитоплазма, ДНК і рибосоми є і в прокаріотів, і в еукаріотів.
2. Будова бактеріальної клітини
Обов’язкові частини: плазматична мембрана, цитоплазма, нуклеоїд і рибосоми. Більшість бактерій має клітинну стінку з муреїну (пептидоглікану). Додатково можуть бути капсула, плазміди, пілі та джгутики. Мітохондрій, пластид, ЕПС і комплексу Гольджі немає; енергетичні процеси відбуваються на мембрані та в цитоплазмі.
3. Форми, колонії та рух бактерій
Коки мають кулясту форму, бацили — паличкоподібну, вібріони нагадують кому, спірили та спірохети — звивисті форми. Коки утворюють пари, ланцюжки або гроноподібні скупчення. Багато бактерій рухається за допомогою джгутиків, а пілі переважно забезпечують прикріплення або обмін ДНК.
4. Поділ, спороутворення, інцистування та кон’югація
Бактерії розмножуються поперечним бінарним поділом. Ендоспора в бактерій — стійкий стан для переживання несприятливих умов, а не спосіб збільшити кількість особин. Інцистування також захищає клітину. Під час кон’югації клітини тимчасово сполучаються й передають ДНК, часто плазміду; це підвищує спадкову мінливість, але не є розмноженням.
5. Типи живлення прокаріотів
Автотрофи синтезують органічні речовини з неорганічних. Фототрофи використовують світло: до них належать ціанобактерії та пурпурові бактерії. Хемотрофи отримують енергію під час окиснення неорганічних речовин: це нітрифікувальні, залізо- й сіркобактерії. Гетеротрофи охоплюють сапротрофів, паразитів, мутуалістів і коменсалів.
6. Аероби й анаероби
Аероби отримують енергію під час дихання за участю кисню. Облігатні анаероби живуть без кисню; для деяких він токсичний. Факультативні анаероби, наприклад кишкова паличка, за наявності кисню дихають, а без нього переходять до бродіння або анаеробного обміну. В анаеробних умовах основна порція АТФ може утворюватися лише на етапі гліколізу.
7. Ціанобактерії
Ціанобактерії — фотосинтезувальні прокаріоти, які виділяють кисень. У нитчастих форм гетероцисти забезпечують фіксацію атмосферного азоту, а акінети переживають несприятливі умови. Масове розмноження деяких видів спричиняє «цвітіння» води; їхні токсини погіршують якість води та шкодять екосистемам.
8. Роль бактерій у колообігах речовин
Сапротрофні бактерії розкладають рештки й повертають елементи до колообігу. Бульбочкові бактерії фіксують атмосферний азот у симбіозі з бобовими. Нітрифікувальні бактерії окиснюють амоній до нітритів і нітратів, денітрифікувальні повертають азот в атмосферу. Залізобактерії окиснюють сполуки Феруму й можуть брати участь в утворенні покладів залізної руди.
9. Симбіоз і корисні бактерії
Мутуалізм корисний обом партнерам: бульбочкові бактерії отримують органічні речовини від рослини й постачають їй сполуки Нітрогену. Нормальна мікробіота кишківника бере участь у захисті, травленні та синтезі деяких вітамінів, але її склад і внесок залежать від умов. Кишкова паличка може бути звичайним мешканцем кишківника, хоча окремі штами спричиняють хвороби.
10. Бактерії в господарстві та біотехнології
Молочнокислі бактерії використовують для йогурту, кефіру та сирів; оцтовокислі — для одержання оцту. Мікроорганізми виробляють вітаміни, амінокислоти, ферменти й лікувальні білки, очищують стічні води та забруднені середовища. Важливо розрізняти: хліб і пеніцилін отримують за допомогою грибів, а не бактерій.
11. Хвороботворні бактерії та шляхи передавання
Бактеріальні хвороби охоплюють холеру, дифтерію, туберкульоз, кашлюк, правець і стафілококові інфекції. Зараження можливе через воду та їжу, повітряно-крапельним шляхом, через пошкоджені покриви або контакт. Збудник холери потрапляє до травного каналу із забрудненою водою чи їжею; правцева паличка — через рану.
12. Ботулізм і безпечність їжі
Ботулізм спричиняє не сама їжа, а ботулотоксин, який утворює Clostridium botulinum в анаеробних умовах. Ризик пов’язаний із неправильно приготованими домашніми консервами, в’яленою або слабосоленою рибою, ковбасами. Здуті банки й підозрілі продукти не можна куштувати; домашні заготівлі потребують перевірених режимів стерилізації та зберігання.
13. Профілактика, вакцини й антибіотики
Вакцини заздалегідь формують імунну пам’ять і запобігають окремим бактеріальним хворобам, наприклад дифтерії, кашлюку та правцю. Антибіотики діють на бактеріальні структури чи процеси, але не лікують вірусні інфекції. Їх приймають лише за призначенням, щоб зменшити ризик стійкості. Чиста вода, гігієна, безпечна їжа й оброблення ран розривають шляхи передавання.
14. Як розпізнавати прокаріотів у завданнях
Головна ознака — відсутність оформленого ядра й мембранних органел за наявності рибосом і плазматичної мембрани. Спіруліна — ціанобактерія і прокаріот; хлорела та діатомові водорості — еукаріоти. Бактеріальну клітину можна водночас розглядати на клітинному й організмовому рівнях, тому що одна клітина є цілим організмом.
15. Алгоритм розв’язання завдань НМТ
Спочатку знайдіть діагностичну ознаку: нуклеоїд і кільцева ДНК, рибосоми, муреїнова стінка, відсутність ядра. Потім визначте тип живлення, відношення до кисню або роль організму. Лізоцим розщеплює муреїн, тому пошкоджує бактерії; рослинна стінка складається переважно з целюлози, грибна — з хітину. Не плутайте бактерії з вірусами, грибами та одноклітинними еукаріотами.
