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Projet de biologie Les bactéries sont la plus ancienne forme d'organismes. Les bactéries sont les organismes les plus anciens sur Terre

Les bactéries sont l'organisme le plus ancien sur terre, et aussi la structure la plus simple. Il se compose d'une seule cellule, qui ne peut être vue et étudiée qu'au microscope. Une caractéristique des bactéries est l'absence de noyau, c'est pourquoi les bactéries sont classées comme procaryotes.

Certaines espèces forment de petits groupes de cellules, ces amas peuvent être entourés d'une capsule (gaine). La taille, la forme et la couleur des bactéries dépendent fortement de leur environnement.

En forme, les bactéries diffèrent en : en forme de bâtonnet (bacilles), sphériques (cocci) et frisées (spirilles). Il en existe également des modifiés - cubiques, en forme de C, en forme d'étoile. Leurs tailles vont de 1 à 10 microns. Certains types de bactéries peuvent se déplacer activement à l'aide de flagelles. Ces dernières sont parfois deux fois plus grosses que la bactérie elle-même.

Types de formes de bactéries

Pour le mouvement des bactéries, on utilise des flagelles, dont le nombre est différent - un, une paire, un faisceau de flagelles. L'emplacement des flagelles est également différent - d'un côté de la cellule, sur les côtés ou uniformément répartis sur tout le plan. Aussi, l'un des modes de déplacement est le glissement grâce au mucus recouvert de procaryotes. La plupart ont des vacuoles à l'intérieur du cytoplasme. Le réglage de la capacité de gaz dans les vacuoles les aide à monter ou à descendre dans le liquide, ainsi qu'à se déplacer le long des canaux d'air du sol.

Les scientifiques ont découvert plus de 10 000 variétés de bactéries, mais selon les hypothèses des chercheurs scientifiques, il en existe plus d'un million d'espèces dans le monde. Les caractéristiques générales des bactéries permettent de déterminer leur rôle dans la biosphère, ainsi que d'étudier la structure, les types et la classification du règne bactérien.

Habitat

La simplicité de la structure et la vitesse d'adaptation aux conditions environnementales ont aidé les bactéries à se propager sur une large partie de notre planète. Ils existent partout: eau, sol, air, organismes vivants - tout cela est l'habitat le plus acceptable pour les procaryotes.

Les bactéries ont été trouvées à la fois au pôle Sud et dans des geysers. On les trouve au fond des océans, ainsi que dans les couches supérieures de la coquille d'air de la Terre. Les bactéries vivent partout, mais leur nombre dépend de conditions favorables. Par exemple, un grand nombre d'espèces bactériennes vivent dans les plans d'eau ouverts, ainsi que dans le sol.

Caractéristiques structurelles

La cellule bactérienne diffère non seulement en ce qu'elle n'a pas de noyau, mais aussi en l'absence de mitochondries et de plastes. L'ADN de ce procaryote est situé dans une zone nucléaire spéciale et ressemble à un nucléoïde fermé dans un anneau. Dans une bactérie, la structure cellulaire se compose d'une paroi cellulaire, d'une capsule, d'une membrane en forme de capsule, de flagelles, de pili et d'une membrane cytoplasmique. La structure interne est formée par le cytoplasme, les granules, les mésosomes, les ribosomes, les plasmides, les inclusions et le nucléoïde.

La paroi cellulaire bactérienne sert de défense et de soutien. Les substances peuvent y circuler librement en raison de leur perméabilité. Cette coquille contient de la pectine et de l'hémicellulose. Certaines bactéries sécrètent un mucus spécial qui peut aider à protéger contre le dessèchement. Le mucus forme une capsule - un polysaccharide de composition chimique. Sous cette forme, la bactérie est capable de tolérer même des températures très élevées. Il remplit également d'autres fonctions, telles que coller à toutes les surfaces.

À la surface de la cellule bactérienne, il y a de fines fibres de protéines - elles ont bu. Il peut y en avoir un grand nombre. Pili aide la cellule à transférer du matériel génétique et fournit également une adhésion à d'autres cellules.

Il y a une membrane cytoplasmique à trois couches sous le plan de la paroi. Il garantit le transport des substances et joue également un rôle important dans la formation des spores.

Le cytoplasme des bactéries est produit à 75 pour cent à partir de l'eau. Composition du cytoplasme :

Poissons ;
mésosomes;
acides aminés;
enzymes;
pigments;
du sucre;
granulés et inclusions;
nucléoïde.

Le métabolisme chez les procaryotes est possible avec ou sans oxygène. La plupart d'entre eux se nourrissent de nutriments organiques prêts à l'emploi. Très peu d'espèces sont capables de synthétiser par elles-mêmes des substances organiques à partir de substances inorganiques. Ce sont des bactéries bleu-vert et des cyanobactéries, qui ont joué un rôle important dans la formation de l'atmosphère et sa saturation en oxygène.

la reproduction

Dans des conditions favorables à la reproduction, elle s'effectue par bourgeonnement ou par voie végétative. La reproduction asexuée se déroule dans l'ordre suivant :

La cellule bactérienne atteint son volume maximal et contient l'apport nécessaire de nutriments.
La cellule s'allonge, un septum apparaît au milieu.
La division nucléotidique a lieu à l'intérieur de la cellule.
L'ADN principal et l'ADN séparé divergent.
La cellule est divisée en deux.
Formation résiduelle de cellules filles.

Avec cette méthode de reproduction, il n'y a pas d'échange d'informations génétiques, donc toutes les cellules filles seront une copie exacte de celles de la mère.

Le processus de reproduction des bactéries dans des conditions défavorables est plus intéressant. Les scientifiques ont découvert la capacité des bactéries à se reproduire sexuellement relativement récemment - en 1946. Les bactéries ne se divisent pas en cellules femelles et germinales. Mais leur ADN est hétérosexuel. Deux de ces cellules, lorsqu'elles se rapprochent, forment un canal pour le transfert d'ADN, un échange de sites se produit - une recombinaison. Le processus est assez long, et le résultat est deux individus complètement nouveaux.

La plupart des bactéries sont très difficiles à voir au microscope, car elles n'ont pas leur propre couleur. Peu de variétés sont violettes ou vertes en raison de leur teneur en bactériochlorophylle et bactériopurpurine. Bien que, si l'on considère certaines colonies de bactéries, il devient clair qu'elles libèrent des substances colorées dans l'habitat et acquièrent une couleur vive. Afin d'étudier les procaryotes plus en détail, ils sont colorés.

Classification

La classification des bactéries peut être basée sur des indicateurs tels que :

Former
façon de voyager;
méthode d'obtention d'énergie;
des déchets;
degré de danger.

Bactéries symbiotes vivent en collaboration avec d'autres organismes.

Bactéries saprophytes vivent d'organismes, de produits et de déchets organiques déjà morts. Ils contribuent aux processus de décomposition et de fermentation.

La pourriture enlève les cadavres et autres déchets organiques de la nature. Sans le processus de décomposition, il n'y aurait pas de circulation de substances dans la nature. Quel est donc le rôle des bactéries dans le cycle des substances ?

Les bactéries de putréfaction sont un assistant dans le processus de décomposition des composés protéiques, ainsi que des graisses et autres composés contenant de l'azote. Après avoir réalisé une réaction chimique complexe, ils rompent les liaisons entre les molécules d'organismes organiques et capturent des molécules de protéines, des acides aminés. En se séparant, les molécules libèrent de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène et d'autres substances nocives. Ils sont toxiques et peuvent provoquer des intoxications chez les humains et les animaux.

Les bactéries de putréfaction se multiplient rapidement dans des conditions favorables. Comme ce ne sont pas seulement des bactéries bénéfiques, mais aussi des bactéries nocives, afin d'éviter la pourriture prématurée des produits, les gens ont appris à les traiter: sec, mariné, sel, fumée. Tous ces traitements tuent les bactéries et les empêchent de se multiplier.

Les bactéries de fermentation sont capables de décomposer les glucides à l'aide d'enzymes. Les gens ont remarqué cette capacité dans les temps anciens et utilisent de telles bactéries pour la fabrication de produits à base d'acide lactique, de vinaigres et d'autres produits alimentaires à ce jour.

Les bactéries, en collaboration avec d'autres organismes, effectuent un travail chimique très important. Il est très important de savoir quels types de bactéries existent et quels sont les avantages ou les dommages qu'elles apportent à la nature.

Importance dans la nature et pour l'homme

Ci-dessus, nous avons déjà noté la grande importance de nombreux types de bactéries (dans les processus de décomposition et divers types de fermentation), c'est-à-dire. remplir un rôle sanitaire sur Terre.

Les bactéries jouent également un rôle énorme dans le cycle du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène, de l'azote, du phosphore, du soufre, du calcium et d'autres éléments. De nombreux types de bactéries contribuent à la fixation active de l'azote atmosphérique et le transforment en une forme organique, contribuant à une augmentation de la fertilité des sols. Les bactéries qui décomposent la cellulose, qui est la principale source de carbone pour la vie des micro-organismes du sol, revêtent une importance particulière.

Les bactéries sulfato-réductrices sont impliquées dans la formation de pétrole et de sulfure d'hydrogène dans les boues thérapeutiques, les sols et les mers. Ainsi, la couche d'eau saturée d'hydrogène sulfuré dans la mer Noire est le résultat de l'activité vitale des bactéries sulfato-réductrices. L'activité de ces bactéries dans les sols conduit à la formation de soude et à la salinisation de la soude du sol. Les bactéries sulfato-réductrices convertissent les éléments nutritifs dans les sols des rizières en une forme qui devient disponible pour les racines de la culture. Ces bactéries peuvent corroder les structures métalliques souterraines et sous l'eau.

Grâce à l'activité vitale des bactéries, le sol est débarrassé de nombreux produits et organismes nuisibles et est saturé de nutriments précieux. Les préparations bactéricides sont utilisées avec succès pour lutter contre de nombreux types d'insectes nuisibles (pyrale du maïs, etc.).

De nombreux types de bactéries sont utilisés dans diverses industries pour la production d'acétone, d'alcools éthylique et butylique, d'acide acétique, d'enzymes, d'hormones, de vitamines, d'antibiotiques, de préparations de protéines et de vitamines, etc.

Sans bactéries, les processus sont impossibles pour le tannage du cuir, le séchage des feuilles de tabac, la production de soie, de caoutchouc, le traitement du cacao, du café, le trempage du chanvre, du lin et d'autres plantes à fibres libériennes, le décapage du chou, le nettoyage des eaux usées, la lixiviation des métaux, etc.

Les bactéries sont le plus ancien groupe d'organismes existant actuellement sur Terre. Les premières bactéries sont apparues, il y a probablement plus de 3,5 milliards d'années, et pendant près d'un milliard d'années ont été les seuls êtres vivants sur notre planète. Comme ils étaient les premiers représentants de la nature vivante, leur corps avait une structure primitive.

Au fil du temps, leur structure est devenue plus complexe, mais à ce jour, les bactéries sont considérées comme les organismes unicellulaires les plus primitifs. Fait intéressant, certaines bactéries conservent encore les caractéristiques primitives de leurs ancêtres. Ceci est observé chez les bactéries qui vivent dans les sources chaudes de soufre et les limons anoxiques au fond des réservoirs.

La plupart des bactéries sont incolores. Seuls quelques-uns sont colorés en violet ou en vert. Mais les colonies de nombreuses bactéries ont une couleur vive, qui est due à la libération d'une substance colorée dans l'environnement ou à la pigmentation des cellules.

Le pionnier du monde des bactéries était Anthony Leeuwenhoek, un naturaliste hollandais du 17ème siècle, qui fut le premier à créer un microscope loupe parfait qui grossit les objets 160-270 fois.

Les bactéries sont classées comme procaryotes et sont isolées dans un royaume séparé - les bactéries.

Forme du corps

Les bactéries sont des organismes nombreux et variés. Ils varient en forme.

Nom de la bactérie	Forme des bactéries	Image de bactéries
coques		Sphérique
Bacille		En forme de tige
Vibrio		Virgule incurvée
Spirillum		Spirale
Streptocoques		chaîne de cocci
Staphylocoques		Des bouquets de cocci
Diplocoques		Deux bactéries rondes enfermées dans une capsule visqueuse

Modes de déplacement

Parmi les bactéries, il existe des formes mobiles et immobiles. Les mobiles se déplacent en raison de contractions ondulatoires ou à l'aide de flagelles (filaments hélicoïdaux tordus), constitués d'une protéine flagelline spéciale. Il peut y avoir un ou plusieurs flagelles. Ils sont situés dans certaines bactéries à une extrémité de la cellule, dans d'autres - sur deux ou sur toute la surface.

Mais le mouvement est inhérent à de nombreuses autres bactéries, dépourvues de flagelles. Ainsi, les bactéries recouvertes de mucus à l'extérieur sont capables de glisser.

Certaines bactéries aquatiques et du sol dépourvues de flagelles ont des vacuoles gazeuses dans le cytoplasme. Il peut y avoir 40 à 60 vacuoles dans une cellule. Chacun d'eux est rempli de gaz (vraisemblablement de l'azote). En régulant la quantité de gaz dans les vacuoles, les bactéries aquatiques peuvent s'immerger dans la colonne d'eau ou remonter à sa surface, et les bactéries du sol peuvent se déplacer dans les capillaires du sol.

Habitat

En raison de la simplicité d'organisation et de la simplicité, les bactéries sont répandues dans la nature. Les bactéries se trouvent partout : dans une goutte d'eau de source même la plus pure, dans les grains de sol, dans l'air, sur les rochers, dans les neiges polaires, les sables du désert, au fond des océans, dans l'huile extraite des grandes profondeurs et même dans les sources chaudes avec une température d'environ 80°C. Ils vivent sur les plantes, les fruits, chez divers animaux et chez l'homme dans les intestins, la cavité buccale, sur les membres, à la surface du corps.

Les bactéries sont les êtres vivants les plus petits et les plus nombreux. En raison de leur petite taille, ils pénètrent facilement dans les fissures, les crevasses et les pores. Ils sont très rustiques et adaptés à diverses conditions d'existence. Ils tolèrent le séchage, le froid extrême, le chauffage jusqu'à 90 ° C, sans perdre leur viabilité.

Il n'y a pratiquement aucun endroit sur Terre où l'on ne trouverait pas de bactéries, mais en quantités différentes. Les conditions de vie des bactéries sont diverses. L'un d'eux a besoin d'oxygène dans l'air, d'autres n'en ont pas besoin et sont capables de vivre dans un environnement sans oxygène.

Dans l'air : les bactéries montent jusqu'à 30 km dans la haute atmosphère. et plus.

Il y en a surtout beaucoup dans le sol. Une année de sol peut contenir des centaines de millions de bactéries.

Dans l'eau : dans les couches d'eau superficielles des réservoirs ouverts. Les bactéries aquatiques bénéfiques minéralisent les résidus organiques.

Dans les organismes vivants: les bactéries pathogènes pénètrent dans l'organisme à partir de l'environnement extérieur, mais uniquement dans des conditions favorables, elles provoquent des maladies. La symbiose vit dans les organes digestifs, aidant à décomposer et à assimiler les aliments et à synthétiser les vitamines.

Structure externe

La cellule bactérienne est habillée d'une membrane dense spéciale - la paroi cellulaire, qui remplit des fonctions de protection et de soutien, et donne également aux bactéries une forme caractéristique permanente. La paroi cellulaire d'une bactérie ressemble à la membrane d'une cellule végétale. Il est perméable : à travers lui, les nutriments passent librement dans la cellule et les produits métaboliques sortent dans l'environnement. Souvent, les bactéries développent une couche protectrice supplémentaire de mucus - une capsule - au-dessus de la paroi cellulaire. L'épaisseur de la capsule peut être plusieurs fois le diamètre de la cellule elle-même, mais elle peut être très petite. La capsule n'est pas une partie obligatoire de la cellule, elle se forme en fonction des conditions dans lesquelles la bactérie pénètre. Il empêche les bactéries de se dessécher.

À la surface de certaines bactéries, il y a de longs flagelles (un, deux ou plusieurs) ou des villosités courtes et minces. La longueur des flagelles peut être plusieurs fois supérieure aux dimensions du corps bactérien. À l'aide de flagelles et de villosités, les bactéries se déplacent.

Structure interne

À l'intérieur de la cellule bactérienne se trouve un cytoplasme dense et immobile. Il a une structure en couches, il n'y a pas de vacuoles, par conséquent, diverses protéines (enzymes) et nutriments de réserve sont situés dans la substance même du cytoplasme. Les cellules bactériennes n'ont pas de noyau. Dans la partie centrale de leurs cellules, se concentre une substance porteuse d'informations héréditaires. Bactéries, - acide nucléique - ADN. Mais cette substance n'est pas formée en noyau.

L'organisation interne d'une cellule bactérienne est complexe et possède ses propres spécificités. Le cytoplasme est séparé de la paroi cellulaire par la membrane cytoplasmique. Dans le cytoplasme, on distingue une substance de base, ou matrice, des ribosomes et un petit nombre de structures membranaires remplissant diverses fonctions (analogues des mitochondries, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi). Le cytoplasme des cellules bactériennes contient souvent des granules de différentes formes et tailles. Les granulés peuvent être composés de composés qui servent de source d'énergie et de carbone. Des gouttelettes de graisse se trouvent également dans la cellule bactérienne.

Dans la partie centrale de la cellule, une substance nucléaire est localisée - l'ADN, non délimité du cytoplasme par une membrane. C'est un analogue du noyau - un nucléoïde. Le nucléoïde n'a pas de membrane, de nucléole et d'ensemble de chromosomes.

Repas

Les bactéries ont différentes façons de se nourrir. Parmi eux se trouvent les autotrophes et les hétérotrophes. Les autotrophes sont des organismes qui peuvent former indépendamment de la matière organique pour leur nutrition.

Les plantes ont besoin d'azote, mais elles-mêmes ne peuvent pas assimiler l'azote de l'air. Certaines bactéries combinent des molécules d'azote dans l'air avec d'autres molécules pour rendre des substances disponibles pour les plantes.

Ces bactéries s'installent dans les cellules des jeunes racines, ce qui entraîne des épaississements appelés nodules sur les racines. De tels nodules se forment sur les racines des plantes de la famille des légumineuses et de certaines autres plantes.

Les racines fournissent aux bactéries des glucides et les bactéries fournissent aux racines des substances contenant de l'azote qui peuvent être absorbées par la plante. Leur cohabitation est mutuellement bénéfique.

Les racines des plantes sécrètent de nombreuses substances organiques (sucres, acides aminés et autres) dont les bactéries se nourrissent. Par conséquent, un nombre particulièrement important de bactéries s'installe dans la couche de sol entourant les racines. Ces bactéries transforment les résidus végétaux morts en substances disponibles pour la plante. Cette couche de sol s'appelle la rhizosphère.

Il existe plusieurs hypothèses sur la pénétration des bactéries nodulaires dans le tissu racinaire :

par des dommages au tissu épidermique et crustal;
à travers les poils absorbants;
seulement à travers la membrane cellulaire jeune;
grâce à des bactéries satellites qui produisent des enzymes pectinolytiques ;
en stimulant la synthèse de l'acide B-indoleacétique à partir du tryptophane, toujours présent dans les sécrétions racinaires des plantes.

Le processus d'introduction des bactéries nodulaires dans le tissu racinaire se compose de deux phases :

infection des poils absorbants;
le processus de formation des nodules.

Dans la plupart des cas, la cellule envahie se multiplie activement, forme les filaments dits infectieux et, déjà sous la forme de tels filaments, pénètre dans le tissu végétal. Les bactéries nodulaires libérées par le fil infectieux continuent de se multiplier dans le tissu hôte.

Les cellules végétales remplies de cellules à multiplication rapide de bactéries nodulaires commencent à se diviser rapidement. La connexion d'un jeune nodule avec la racine d'une plante légumineuse s'effectue grâce aux faisceaux vasculaires-fibreux. Pendant la période de fonctionnement, les nodules sont généralement denses. Au moment de la manifestation d'une activité optimale, les nodules acquièrent une couleur rose (due au pigment leghémoglobine). Seules les bactéries qui contiennent de la léghémoglobine sont capables de fixer l'azote.

Les bactéries nodulaires créent des dizaines et des centaines de kilogrammes d'engrais azotés par hectare de sol.

Métabolisme

Les bactéries diffèrent les unes des autres par leur métabolisme. Dans certains, cela va avec la participation de l'oxygène, dans d'autres - sans sa participation.

La plupart des bactéries se nourrissent de matière organique prête à l'emploi. Seuls quelques-uns d'entre eux (bleu-vert ou cyanobactéries) sont capables de créer des substances organiques à partir de substances inorganiques. Ils ont joué un rôle important dans l'accumulation d'oxygène dans l'atmosphère terrestre.

Les bactéries absorbent des substances de l'extérieur, déchirent leurs molécules, de ces parties elles récupèrent leur coquille et reconstituent leur contenu (c'est ainsi qu'elles se développent), et les molécules inutiles sont rejetées. La coquille et la membrane de la bactérie lui permettent d'absorber uniquement les substances nécessaires.

Si la coquille et la membrane des bactéries étaient complètement imperméables, aucune substance n'entrerait dans la cellule. S'ils étaient perméables à toutes les substances, le contenu de la cellule se mélangerait à l'environnement - la solution dans laquelle vit la bactérie. Pour la survie des bactéries, il faut une coquille qui laisse passer les substances nécessaires, mais pas celles qui sont inutiles.

La bactérie absorbe les nutriments dans son voisinage. Que se passe-t-il ensuite ? S'il peut se déplacer de façon autonome (en déplaçant le flagelle ou en repoussant le mucus), alors il se déplace jusqu'à ce qu'il trouve les substances nécessaires.

S'il ne peut pas bouger, alors il attend que la diffusion (la capacité des molécules d'une substance à pénétrer au milieu des molécules d'une autre substance) lui apporte les molécules nécessaires.

Les bactéries, en conjonction avec d'autres groupes de micro-organismes, effectuent une énorme quantité de travail chimique. En transformant divers composés, ils reçoivent l'énergie et les nutriments nécessaires à leur vie. Les processus métaboliques, les méthodes d'obtention d'énergie et le besoin de matériaux pour la construction de substances dans leur corps sont variés chez les bactéries.

D'autres bactéries satisfont à tous les besoins en carbone, nécessaires à la synthèse des substances organiques dans l'organisme, au détriment des composés inorganiques. On les appelle autotrophes. Les bactéries autotrophes sont capables de synthétiser des substances organiques à partir de substances inorganiques. Parmi eux, on distingue :

Chimiosynthèse

L'utilisation de l'énergie radiante est le moyen le plus important, mais pas le seul, de créer de la matière organique à partir de dioxyde de carbone et d'eau. On sait que les bactéries n'utilisent pas la lumière du soleil comme source d'énergie pour une telle synthèse, mais l'énergie des liaisons chimiques se produisant dans les cellules des organismes lors de l'oxydation de certains composés inorganiques - sulfure d'hydrogène, soufre, ammoniac, hydrogène, acide nitrique, composés ferreux de fer et manganèse. Ils utilisent la matière organique formée avec l'utilisation de cette énergie chimique pour construire les cellules de leur corps. Par conséquent, ce processus est appelé chimiosynthèse.

Le groupe le plus important de micro-organismes chimiosynthétiques est constitué de bactéries nitrifiantes. Ces bactéries vivent dans le sol et réalisent l'oxydation de l'ammoniac formé lors de la décomposition des résidus organiques en acide nitrique. Ce dernier, réagit avec les composés minéraux du sol, se transforme en sels d'acide nitrique. Ce processus se déroule en deux phases.

Les bactéries du fer transforment le fer ferreux en oxyde. L'hydroxyde de fer formé se dépose et forme ce que l'on appelle le minerai de fer des tourbières.

Certains micro-organismes existent en oxydant l'hydrogène moléculaire, fournissant ainsi un mode d'alimentation autotrophe.

Une caractéristique des bactéries à hydrogène est la capacité de passer à un mode de vie hétérotrophe lorsqu'elles sont pourvues de composés organiques et en l'absence d'hydrogène.

Ainsi, les chimioautotrophes sont des autotrophes typiques, car ils synthétisent indépendamment les composés organiques nécessaires à partir de substances inorganiques et ne les prennent pas prêts à l'emploi à partir d'autres organismes, comme les hétérotrophes. Les bactéries chimiotrophes diffèrent des plantes phototrophes par leur totale indépendance vis-à-vis de la lumière comme source d'énergie.

Photosynthèse bactérienne

Certaines bactéries soufrées contenant des pigments (violet, vert), contenant des pigments spécifiques - les bactériochlorophylles, sont capables d'absorber l'énergie solaire, à l'aide desquelles le sulfure d'hydrogène dans leurs organismes se décompose et libère des atomes d'hydrogène pour restaurer les composés correspondants. Ce processus a beaucoup en commun avec la photosynthèse et diffère seulement en ce que dans les bactéries violettes et vertes, le sulfure d'hydrogène est le donneur d'hydrogène (parfois, les acides carboxyliques), et dans les plantes vertes, l'eau. Dans ceux-ci et d'autres, l'élimination et le transfert de l'hydrogène sont effectués grâce à l'énergie des rayons solaires absorbés.

Cette photosynthèse bactérienne, qui s'effectue sans libération d'oxygène, est appelée photoréduction. La photoréduction du dioxyde de carbone est associée au transfert d'hydrogène non pas de l'eau, mais du sulfure d'hydrogène :

6СО 2 + 12Н 2 S + hv → С6Н 12 О 6 + 12S = 6Н 2 О

L'importance biologique de la chimiosynthèse et de la photosynthèse bactérienne à l'échelle planétaire est relativement faible. Seules les bactéries chimiosynthétiques jouent un rôle essentiel dans le cycle du soufre dans la nature. Absorbé par les plantes vertes sous forme de sels d'acide sulfurique, le soufre est réduit et fait partie des molécules protéiques. De plus, lorsque les résidus végétaux et animaux morts sont détruits par des bactéries putréfiantes, le soufre est libéré sous forme de sulfure d'hydrogène, qui est oxydé par les bactéries soufrées en soufre libre (ou acide sulfurique), qui forme des sulfites disponibles pour la plante dans le sol. Les bactéries chimio- et photoautotrophes sont essentielles dans le cycle de l'azote et du soufre.

Formation de spores

Des spores se forment à l'intérieur de la cellule bactérienne. Au cours du processus de sporulation, une cellule bactérienne subit un certain nombre de processus biochimiques. La quantité d'eau libre qu'il contient diminue, l'activité enzymatique diminue. Cela garantit la résistance des spores aux conditions environnementales défavorables (température élevée, forte concentration en sel, séchage, etc.). La sporulation n'est caractéristique que d'un petit groupe de bactéries.

Les spores sont facultatives dans le cycle de vie des bactéries. La formation de spores ne commence qu'avec un manque de nutriments ou l'accumulation de produits métaboliques. Les bactéries sous forme de spores peuvent être dormantes pendant une longue période. Les spores bactériennes peuvent résister à une ébullition prolongée et à une très longue congélation. Avec l'apparition de conditions favorables, la spore germe et devient viable. La spore bactérienne est une adaptation à la survie dans des conditions défavorables.

la reproduction

Les bactéries se multiplient en divisant une cellule en deux. Ayant atteint une certaine taille, la bactérie se divise en deux bactéries identiques. Ensuite, chacun d'eux commence à se nourrir, grandit, se divise, etc.

Après élongation cellulaire, un septum transversal se forme progressivement, puis les cellules filles divergent ; chez de nombreuses bactéries, sous certaines conditions, les cellules après division restent liées en groupes caractéristiques. Dans ce cas, selon la direction du plan de division et le nombre de divisions, différentes formes apparaissent. La reproduction par bourgeonnement se produit chez les bactéries à titre exceptionnel.

Dans des conditions favorables, la division cellulaire chez de nombreuses bactéries se produit toutes les 20 à 30 minutes. Avec une reproduction aussi rapide, la progéniture d'une bactérie en 5 jours est capable de former une masse qui peut remplir toutes les mers et tous les océans. Un simple calcul montre que 72 générations peuvent se former en une journée (720.000.000,000,000,000,000 de cellules). Si traduit en poids - 4720 tonnes. Cependant, cela ne se produit pas dans la nature, car la plupart des bactéries meurent rapidement sous l'influence du soleil, lors du séchage, du manque de nourriture, du chauffage à 65-100 ° C, à la suite de la lutte entre les espèces, etc.

La bactérie (1) qui a absorbé suffisamment de nourriture augmente de taille (2) et commence à se préparer à la reproduction (division cellulaire). Son ADN (chez les bactéries, la molécule d'ADN est fermée en anneau) se double (la bactérie produit une copie de cette molécule). Les deux molécules d'ADN (3,4) s'avèrent être attachées à la paroi de la bactérie et, lorsque les bactéries s'allongent, divergent sur les côtés (5,6). Le nucléotide est divisé en premier, puis le cytoplasme.

Après la divergence de deux molécules d'ADN, une constriction apparaît sur la bactérie, qui divise progressivement le corps de la bactérie en deux parties contenant chacune une molécule d'ADN (7).

Il arrive (dans le cas d'un bacille du foin), deux bactéries se collent, et un pont se forme entre elles (1,2).

À travers le pont, l'ADN est transporté d'une bactérie à une autre (3). Une fois dans une bactérie, les molécules d'ADN s'entrelacent, se collent à certains endroits (4), après quoi elles échangent des sections (5).

Le rôle des bactéries dans la nature

Le cycle

Les bactéries sont le maillon le plus important dans la circulation générale des substances dans la nature. Les plantes créent des substances organiques complexes à partir du dioxyde de carbone, de l'eau et des sels minéraux du sol. Ces substances retournent au sol avec des champignons morts, des plantes et des cadavres d'animaux. Les bactéries décomposent les substances complexes en substances simples, qui sont à nouveau utilisées par les plantes.

Les bactéries détruisent la matière organique complexe des plantes mortes et des cadavres d'animaux, les excrétions d'organismes vivants et divers déchets. Se nourrissant de ces substances organiques, les bactéries saprophytes en décomposition les transforment en humus. Ce sont des sortes d'infirmiers de notre planète. Ainsi, les bactéries sont activement impliquées dans le cycle des substances dans la nature.

Formation du sol

Étant donné que les bactéries sont répandues presque partout et se trouvent en grand nombre, elles déterminent en grande partie les divers processus qui se déroulent dans la nature. En automne, les feuilles des arbres et des arbustes tombent, les pousses aériennes des graminées meurent, les vieilles branches tombent, de temps en temps les troncs des vieux arbres tombent. Tout cela se transforme progressivement en humus. En 1cm3. La couche superficielle du sol forestier contient des centaines de millions de bactéries du sol saprophytes de plusieurs espèces. Ces bactéries transforment l'humus en divers minéraux qui peuvent être absorbés du sol par les racines des plantes.

Certaines bactéries du sol sont capables d'absorber l'azote de l'air et de l'utiliser dans les processus vitaux. Ces bactéries fixatrices d'azote vivent indépendamment ou s'installent dans les racines des légumineuses. Ayant pénétré les racines des légumineuses, ces bactéries provoquent la croissance des cellules racinaires et la formation de nodules sur celles-ci.

Ces bactéries libèrent des composés azotés que les plantes utilisent. Les bactéries reçoivent des glucides et des sels minéraux des plantes. Ainsi, il existe une relation étroite entre la plante légumineuse et la bactérie nodulaire, ce qui est bénéfique à la fois pour l'un et l'autre organisme. Ce phénomène est appelé symbiose.

Grâce à leur symbiose avec les bactéries nodulaires, les légumineuses enrichissent le sol en azote, contribuant à augmenter le rendement.

Répartition dans la nature

Les micro-organismes sont omniprésents. Les seules exceptions sont les cratères de volcans actifs et de petites zones dans les épicentres des bombes atomiques explosées. Ni les basses températures de l'Antarctique, ni les jets bouillants des geysers, ni les solutions saturées de sels dans les piscines de sel, ni la forte insolation des sommets montagneux, ni l'irradiation sévère des réacteurs nucléaires n'interfèrent avec l'existence et le développement de la microflore. Tous les êtres vivants interagissent constamment avec les micro-organismes, étant souvent non seulement leurs référentiels, mais aussi des distributeurs. Les micro-organismes sont les aborigènes de notre planète, assimilant activement les substrats naturels les plus incroyables.

Microflore du sol

Le nombre de bactéries dans le sol est extrêmement élevé - des centaines de millions et des milliards d'individus par gramme. Il y en a beaucoup plus dans le sol que dans l'eau et l'air. Le nombre total de bactéries dans les sols varie. Le nombre de bactéries dépend du type de sol, de leur état, de la profondeur des couches.

À la surface des particules de sol, les micro-organismes sont localisés dans de petites microcolonies (20 à 100 cellules chacune). Ils se développent souvent dans d'épais caillots de matière organique, sur les racines des plantes vivantes et mourantes, dans de minces capillaires et à l'intérieur des grumeaux.

La microflore du sol est très diversifiée. Il existe différents groupes physiologiques de bactéries : les bactéries pourries, les bactéries nitrifiantes, fixatrices d'azote, soufrées, etc. La microflore est l'un des facteurs de formation du sol.

La zone de développement des micro-organismes dans le sol est la zone adjacente aux racines des plantes vivantes. Elle s'appelle la rhizosphère et l'ensemble des micro-organismes qu'elle contient s'appelle la microflore de la rhizosphère.

Microflore des réservoirs

L'eau est un milieu naturel où les micro-organismes se développent en grand nombre. La plupart d'entre eux pénètrent dans l'eau du sol. Un facteur qui détermine le nombre de bactéries dans l'eau, la présence de nutriments dans celle-ci. Les plus propres sont les puits artésiens et les eaux de source. Les réservoirs ouverts et les rivières sont très riches en bactéries. Le plus grand nombre de bactéries se trouve dans les couches superficielles de l'eau, plus près de la côte. À mesure que l'on s'éloigne de la côte et que la profondeur augmente, le nombre de bactéries diminue.

L'eau pure contient 100 à 200 bactéries dans 1 ml. Et l'eau polluée - 100 à 300 000 et plus. Il y a beaucoup de bactéries dans les boues de fond, en particulier dans la couche de surface, où les bactéries forment un film. Ce film contient beaucoup de bactéries de soufre et de fer, qui oxydent le sulfure d'hydrogène en acide sulfurique et empêchent ainsi la mort des poissons. Le limon contient davantage de formes sporulées, tandis que les formes non sporulées prédominent dans l'eau.

En termes de composition en espèces, la microflore de l'eau est similaire à celle du sol, mais il existe aussi des formes spécifiques. Détruisant divers déchets qui se sont retrouvés dans l'eau, les micro-organismes procèdent progressivement à la purification dite biologique de l'eau.

Microflore de l'air

La microflore de l'air est moins abondante que la microflore du sol et de l'eau. Les bactéries montent dans l'air avec de la poussière, elles peuvent y rester un certain temps, puis se déposer à la surface de la terre et mourir par manque de nutrition ou sous l'influence des rayons ultraviolets. Le nombre de micro-organismes dans l'air dépend de la zone géographique, du terrain, de la saison, de la pollution par les poussières, etc. chaque grain de poussière est porteur de micro-organismes. La plupart des bactéries se trouvent dans l'air au-dessus des installations industrielles. L'air à la campagne est plus pur. L'air le plus pur au-dessus des forêts, des montagnes, des espaces enneigés. Les couches supérieures de l'air contiennent moins de germes. La microflore de l'air contient de nombreuses bactéries pigmentées et sporulées, plus résistantes que d'autres aux rayons ultraviolets.

Microflore du corps humain

Le corps humain, même en parfaite santé, est toujours porteur de microflore. Lorsque le corps d'une personne entre en contact avec l'air et le sol, divers micro-organismes se déposent sur les vêtements et la peau, y compris des agents pathogènes (bâtons tétaniques, gangrène gazeuse, etc.). Le plus souvent, les parties exposées du corps humain sont contaminées. Escherichia coli, les staphylocoques se trouvent sur les mains. Il existe plus de 100 types de microbes dans la cavité buccale. La bouche avec sa température, son humidité, ses résidus de nutriments est un excellent environnement pour le développement des micro-organismes.

L'estomac a une réaction acide, de sorte que la majeure partie des micro-organismes qu'il contient meurt. À partir de l'intestin grêle, la réaction devient alcaline, c'est-à-dire respectueux des microbes. Dans le côlon, la microflore est très diversifiée. Chaque adulte excrète environ 18 milliards de bactéries chaque jour, c'est-à-dire plus d'individus que de personnes sur le globe.

Les organes internes qui ne communiquent pas avec l'environnement extérieur (cerveau, cœur, foie, vessie, etc.) sont généralement exempts de microbes. Les microbes ne pénètrent dans ces organes que pendant la maladie.

Bactéries dans le cycle

Les micro-organismes en général et les bactéries en particulier jouent un rôle important dans les cycles biologiquement importants des substances sur Terre, effectuant des transformations chimiques totalement inaccessibles aux plantes ou aux animaux. Différentes étapes du cycle des éléments sont réalisées par des organismes de différents types. L'existence de chaque groupe individuel d'organismes dépend de la transformation chimique des éléments effectuée par d'autres groupes.

Le cycle de l'azote

La transformation cyclique des composés azotés joue un rôle primordial dans la fourniture des formes d'azote nécessaires aux organismes de la biosphère pour différents besoins nutritionnels. Plus de 90 % de la fixation totale de l'azote est due à l'activité métabolique de certaines bactéries.

Le cycle du carbone

La transformation biologique du carbone organique en dioxyde de carbone, accompagnée de la réduction de l'oxygène moléculaire, nécessite l'activité métabolique conjointe de divers micro-organismes. De nombreuses bactéries aérobies effectuent une oxydation complète de la matière organique. Dans des conditions aérobies, les composés organiques sont initialement dégradés par fermentation, et les produits organiques finaux de la fermentation sont encore oxydés en raison de la respiration anaérobie, s'il y a des accepteurs d'hydrogène inorganiques (nitrate, sulfate ou CO 2).

Le cycle du soufre

Le soufre est disponible pour les organismes vivants principalement sous forme de sulfates solubles ou de composés organiques soufrés réduits.

Cycle du fer

Certains plans d'eau douce contiennent des sels de fer réduits en concentrations élevées. Dans de tels endroits, une microflore bactérienne spécifique se développe - des bactéries du fer qui oxydent le fer réduit. Ils participent à la formation des minerais de fer des tourbières et des sources d'eau riches en sels de fer.

Les bactéries sont les organismes les plus anciens, apparues il y a environ 3,5 milliards d'années à l'Archéen. Pendant environ 2,5 milliards d'années, ils ont dominé la Terre, formant la biosphère, ont participé à la formation d'une atmosphère d'oxygène.

Les bactéries sont l'un des organismes vivants les plus simples (autres que les virus). On pense qu'ils sont les premiers organismes à apparaître sur Terre.

L'archéologie et l'histoire sont deux sciences intimement liées. Les recherches archéologiques permettent de connaître le passé de la planète qui, à travers l'histoire, se construit par ordre chronologique. Les scientifiques engagés dans de telles recherches s'efforcent constamment de trouver des formes de plus en plus anciennes d'êtres vivants qui vivaient sur Terre. Des études ont montré que les bactéries sont les plus anciens micro-organismes qui aient jamais habité la planète.

Ces micro-organismes sont constamment scrutés, car leur rôle dans le processus évolutif est presque impossible à surestimer. Les discussions sur ce sujet surviennent très souvent, mais en conséquence, il s'avère toujours que les bactéries vivent sur la planète beaucoup plus longtemps que les autres créatures, pour lesquelles il existe de nombreuses confirmations.

Le processus d'étude des bactéries est activement en cours, les recherches ne sont pratiquement pas comptées et chaque nouvelle découverte fait sensation dans le monde entier. L'un des événements les plus brillants a été la découverte de bactéries anaérobies sulfuriques qui existaient il y a 3,4 milliards d'années en Australie. La découverte a suscité beaucoup de controverses et de discussions : même des théories sur l'origine surnaturelle des micro-organismes ont été utilisées.

Il existe d'autres types de créatures qui peuvent survivre très longtemps. Un bon exemple est celui des groupes individuels de cyanobactéries, qui ont souvent 2 milliards d'années. Ces bactéries sont l'une des formes de vie persistantes - des créatures capables d'évoluer sans changements significatifs dans leurs organismes.

Les archéologues parviennent à trouver une masse de restes uniques de micro-organismes impliqués d'une manière ou d'une autre dans le processus évolutif. Parmi les organismes les plus anciens figuraient les algues et les microbes fossiles trouvés dans les roches d'Afrique du Sud : les restes des bactéries et des algues bleu-vert les plus simples qui existaient il y a au moins 3,2 milliards d'années y ont été trouvés. Cette découverte était extrêmement importante pour la communauté scientifique, car ces micro-organismes étaient marins, ce qui suggère que l'espace aquatique abritait déjà des microbes, qui se sont ensuite transformés en algues, plantes et êtres vivants.

Une autre étape importante dans l'étude des bactéries anciennes a été l'étude des groupes de micro-organismes découverts lors des fouilles en Ontario. L'examen des restes a montré que ces micro-organismes existaient il y a deux milliards d'années. Ces bactéries faisaient également partie des micro-organismes les plus primitifs et figuraient déjà dans la section correspondante de la taxonomie.

Les créatures moins anciennes présentent également un intérêt considérable pour l'histoire. Ainsi, dans la partie centrale de l'Australie, des restes de micro-organismes ont été trouvés qui font partie d'algues multicellulaires et d'autres plantes. Ces bactéries sont de l'ordre d'un milliard d'années. La découverte de telles unités de micro-organismes est devenue très importante : sur la base de leurs recherches, les scientifiques peuvent reconstituer la chronologie de l'évolution du passé et compléter la taxonomie.

Les premières bactéries existaient non seulement sous une forme unicellulaire, mais faisaient également partie d'organismes plus complexes, par exemple les algues vertes, qui pouvaient se reproduire sexuellement. Chaque découverte de cette ampleur offre de nouvelles opportunités dans l'étude des êtres vivants, car une variété de formes d'organismes ayant vécu dans la nature apparaît : toute nouvelle unité ajoute toujours une touche supplémentaire à la diversité génétique des êtres vivants.

La transition finale vers la différenciation des créatures multicellulaires a eu lieu il y a environ 600 millions d'années. Les scientifiques pensent que la raison du développement était l'émergence de diverses formes de reproduction et l'apparition des premiers animaux, à la suite de quoi la nature a commencé à évoluer beaucoup plus rapidement.

Classification et structure des bactéries

Au cours de l'évolution, un grand nombre de bactéries très diverses sont apparues. La taxonomie biologique traite de la classification de divers micro-organismes, qui détermine :

le nom d'un type spécifique de micro-organisme;
la position des espèces de bactéries dans la classification générale ;
signes caractéristiques de différents types de micro-organismes.

La structure des bactéries présuppose la présence d'une coquille dure qui peut maintenir la forme du corps et l'intérieur des micro-organismes. La forme de la coquille est l'un des principaux points qui permettent de classer les bactéries : il en existe des formes sphériques, en bâtonnet, en spirale et autres. Aussi, les micro-organismes sont évalués par leur taille : les plus gros représentants peuvent atteindre 0,75 mm de long, et les dimensions des plus petits sont mesurées en fractions de micromètres.

Les bactéries les plus avancées ont développé des flagelles qui assurent le mouvement dans l'espace. Pour améliorer les fonctions motrices, certains types de bactéries sont étirées sous une forme filamenteuse. Les organismes flagellés peuvent être discutés séparément. La principale différence entre les protozoaires flagellés et les bactéries est la présence d'un noyau dans le premier. De plus, ces micro-organismes possèdent des chromatophores qui leur permettent de se colorer de différentes couleurs, acquérant ainsi des similitudes avec diverses algues. Le pigment principal est la chlorophylle, qui donne la couleur verte de la créature, mais il existe de fréquents cas de combinaison avec d'autres pigments.

Étant donné que des facteurs externes peuvent entraîner la mort de bactéries primitives, nombre d'entre elles ont développé une fonction protectrice - la formation de spores. Lorsqu'une bactérie est détruite ou que son cycle de vie est terminé, les spores quittent la coquille et se répandent dans l'espace disponible. La production de spores est devenue un mécanisme extrêmement pratique pour la plupart des bactéries, car les spores résistent parfaitement aux influences les plus agressives, notamment les chocs thermiques, le manque de liquide ou de nourriture.

La variété des espèces de bactéries étonne l'imagination : le nombre d'espèces étudiées atteint plusieurs dizaines de milliers, ce qui ne représente qu'une petite partie des micro-organismes qui existaient sur Terre. Une certaine difficulté dans l'étude des bactéries est le fait qu'elles se trouvent dans presque tous les organismes multicellulaires, y compris les algues, les plantes et les animaux terrestres.

Le rôle des bactéries et leur développement dans la vie de la planète

Trouver les micro-organismes primordiaux les plus anciens est une entreprise très problématique. Pendant plusieurs millions d'années, il ne reste pratiquement rien de nombreux types de bactéries, et elles doivent être étudiées, en s'appuyant sur des espèces modernes d'êtres vivants, ce qui complique considérablement la taxonomie. Bien sûr, un équipement de haute qualité et des esprits de spécialistes de premier plan permettent d'apprendre beaucoup, mais néanmoins, la recherche se heurte parfois à un mur de temps impénétrable. C'est pourquoi le dénombrement des organismes vivants étudiés ne dépasse pas une certaine valeur : il n'y a pas assez de données pour la systématique.

Température;
pression;
le mouvement du vent;
d'autres processus physiques et chimiques.

Néanmoins, les scientifiques parviennent à établir de nombreux aspects associés à certains organismes pour des couches anciennes individuelles. Ayant certaines données sur les bactéries, les algues et d'autres structures apparues plus tard, on peut tirer des conclusions sur les premières créatures et compléter la taxonomie.

Il est certain que les tout premiers organismes avaient besoin d'être nourris, ils se nourrissaient donc de matière organique. Au cours des derniers millions d'années, un grand nombre d'espèces de micro-organismes ont changé, et les plus persistantes sont par la suite devenues la base de la formation de bactéries. Certains d'entre eux ont réussi à survivre presque inchangés à ce jour. La caractéristique clé qui a fourni aux anciens micro-organismes une vitalité aussi élevée est leur capacité à absorber les nutriments de presque toutes les substances - terre, eau, air, etc. Une évolution ultérieure a forcé les bactéries à se développer, à la suite de quoi des espèces de micro-organismes sont apparues qui se nourrissent de fermentation, de décomposition et d'autres facteurs.

Les micro-organismes les plus anciens sont nés et se sont développés dans l'eau, car un tel environnement était le plus confortable pour eux. Cela explique en partie la diversité des différentes algues : au départ, des bactéries se sont unies dans des structures multicellulaires similaires. Presque toute l'ère précambrienne a été caractérisée par cette tendance. Peu à peu, les plus petits organismes se sont réunis en organismes multicellulaires, et au fil du temps ils sont sortis sur terre, ce qui est la raison du développement de la nature terrestre. C'est aux bactéries que le monde peut devoir son développement et son évolution constante visant à s'adapter aux nouvelles conditions d'un monde en mutation permanente.

Conclusion

La science progresse constamment, permettant l'étude de plus en plus de nouveaux types d'organismes. Dans le passé, il y avait beaucoup de bactéries et de micro-organismes différents, et les scientifiques travaillent dur, trouvant des preuves de plus en plus anciennes de la vie de certaines formes de vie : les restes de tout micro-organisme, qu'il s'agisse d'une algue ou d'un organisme multicellulaire complexe, sont d'une grande valeur.

Le rôle de ces études est assez élevé : à un certain moment, la science pourra accéder aux couches historiques et terrestres les plus profondes, ce qui permettra d'en savoir plus sur l'évolution de la nature sur la planète. Les bactéries sont les micro-organismes les plus anciens de la planète, et elles peuvent fournir un indice sur l'origine de la vie, une telle découverte sera extrêmement importante pour chaque personne.

Caractéristiques générales des bactéries Les bactéries constituent le groupe d'organismes le plus ancien. Les premières bactéries sont apparues il y a plus de 3,5 milliards d'années. Et ils étaient les seuls êtres vivants sur notre planète. Ce sont les premiers représentants de la nature vivante, leur corps avait une structure primitive. Les bactéries sont considérées comme des représentants des PROKARYOTES, car. n'ont pas de noyau.

La structure de la bactérie La paroi cellulaire remplit une fonction protectrice et de soutien Le cytoplasme remplit l'espace à l'intérieur de la cellule Les flagelles ou villosités sont les organes de locomotion La membrane externe ou capsule empêche l'ADN de se dessécher ou la substance nucléaire porte des informations héréditaires La membrane plasmique est perméable, à travers lequel se produit le métabolisme Conclusion : la bactérie n'a pas de noyau séparé

Conditions de vie des bactéries Aérobie 1. Vivre dans l'air 2. Capable de respirer de l'oxygène - le moyen le plus efficace d'obtenir de l'énergie Anaérobie 1. Vivre dans un environnement sans oxygène 2. L'énergie est obtenue à la suite de la fermentation - une ancienne énergie non rentable processus Bactéries acétiques Staphylococcus Clostridium - bactérie du sol

Reproduction des bactéries 1. Les bactéries se reproduisent très facilement. La cellule mère se divise en deux. Le résultat est deux jeunes cellules bactériennes. 2Cela se produit extrêmement rapidement. Une cellule bactérienne est capable de se diviser en quelques minutes. 3. Si toutes les bactéries émergentes "survivaient", elles recouvriraient notre planète d'une épaisse couche... Mais la plupart d'entre elles meurent avant de se reproduire !

Formation de spores 1. En cas de manque de nutriments ou d'accumulation de produits métaboliques - sporulation. 2. Les différends peuvent être au repos pendant longtemps. 3. Les spores peuvent supporter une ébullition et une congélation prolongées. 4. Avec l'apparition de conditions favorables, la spore germe et devient viable. CONCLUSION : La spore des bactéries est une adaptation à la survie dans des conditions défavorables.

Conclusions 1. Les bactéries sont le groupe d'êtres vivants le plus ancien de la planète 2. La cellule bactérienne a une structure simple 3. Elle n'a pas de noyau et le cytoplasme est immobile 4. Les bactéries sont classées comme organismes prénucléaires ou procaryotes 5. Dans des conditions défavorables ils forment des spores

Étude des bactéries les plus anciennes

Le processus est activement engagé, les recherches ne sont pratiquement pas comptées et chaque nouvelle découverte fait sensation dans le monde entier. L'un des événements les plus brillants a été la découverte de bactéries anaérobies sulfuriques qui existaient il y a 3,4 milliards d'années en Australie. La découverte a suscité beaucoup de controverses et de discussions : même des théories sur l'origine surnaturelle des micro-organismes ont été utilisées.

Les archéologues parviennent à trouver une masse de restes uniques de micro-organismes impliqués d'une manière ou d'une autre dans le processus évolutif. Parmi les organismes les plus anciens figuraient les algues fossiles et les microbes trouvés dans les roches d'Afrique du Sud : on y a également trouvé des restes d'algues bleu-vert qui existaient il y a au moins 3,2 milliards d'années. Cette découverte était extrêmement importante pour la communauté scientifique, car ces micro-organismes étaient marins, ce qui suggère que l'espace aquatique abritait déjà des microbes, qui se sont ensuite transformés en algues, plantes et êtres vivants.

Classification et structure des bactéries

Au cours de l'évolution, un grand nombre de bactéries très diverses sont apparues. La taxonomie biologique traite de la classification de divers micro-organismes, qui détermine :

le nom d'un type spécifique de micro-organisme;
position au classement général;
signes caractéristiques de différents types de micro-organismes.

Les bactéries les plus avancées ont développé des flagelles qui assurent le mouvement dans l'espace. Pour améliorer les fonctions motrices, certains ont été étirés sous une forme filamenteuse. Les organismes flagellés peuvent être discutés séparément. La principale différence entre les protozoaires flagellés et les bactéries est la présence d'un noyau dans le premier. De plus, ces micro-organismes possèdent des chromatophores qui leur permettent de se colorer de différentes couleurs, acquérant ainsi des similitudes avec diverses algues. Le pigment principal est la chlorophylle, qui donne la couleur verte de la créature, mais il existe de fréquents cas de combinaison avec d'autres pigments.

Étant donné que des facteurs externes peuvent devenir la cause, beaucoup d'entre eux ont développé une fonction protectrice - la formation de spores. Lorsqu'une bactérie est détruite ou que son cycle de vie est terminé, les spores quittent la coquille et se répandent dans l'espace disponible. La production de spores est devenue un mécanisme extrêmement pratique pour la plupart des bactéries, car les spores résistent parfaitement aux influences les plus agressives, notamment les chocs thermiques, le manque de liquide ou de nourriture.

L'imagination est saisissante : le nombre d'espèces étudiées atteint plusieurs dizaines de milliers, ce qui ne représente qu'une petite partie des micro-organismes qui existaient sur Terre. Une certaine difficulté dans l'étude des bactéries est le fait qu'elles se trouvent dans presque tous les organismes multicellulaires, y compris les algues, les plantes et les animaux terrestres.

Le rôle des bactéries et leur développement dans la vie de la planète

Température;
pression;
le mouvement du vent;
d'autres processus physiques et chimiques.

Il est certain que les tout premiers organismes avaient besoin d'être nourris, ils se nourrissaient donc de matière organique. Au cours des derniers millions d'années, un grand nombre d'espèces de micro-organismes ont changé, et les plus persistantes sont par la suite devenues la base de la formation de bactéries. Certains d'entre eux ont réussi à survivre presque inchangés à ce jour. La caractéristique clé qui a fourni aux anciens micro-organismes une vitalité aussi élevée est leur capacité à absorber les nutriments de presque toutes les substances - terre, eau, air, etc. Une évolution ultérieure a forcé les bactéries à se développer, à la suite desquelles elles sont apparues, se nourrissant de la fermentation, de la décomposition et d'autres facteurs.

Les micro-organismes les plus anciens sont nés et se sont développés dans l'eau, car un tel environnement était le plus confortable pour eux. Cela explique en partie la diversité des différentes algues : au départ, des bactéries se sont unies dans des structures multicellulaires similaires. Presque toute l'ère précambrienne a été caractérisée par cette tendance. Peu à peu, les plus petits organismes se sont réunis en organismes multicellulaires, et au fil du temps ils sont sortis sur terre, ce qui est la raison du développement de la nature terrestre. C'est aux bactéries que le monde peut devoir son développement et son évolution constante visant à s'adapter aux nouvelles conditions d'un monde en mutation permanente.

Conclusion

La science progresse constamment, permettant l'étude de plus en plus de nouveaux types d'organismes. Dans le passé, il y avait beaucoup de micro-organismes, et les scientifiques travaillent dur, trouvant des preuves de plus en plus anciennes de la vie de certaines formes de vie : les restes de tout micro-organisme, qu'il s'agisse d'une algue ou d'un organisme multicellulaire complexe, sont d'une grande valeur.

Les bactéries sont le plus ancien groupe connu d'organismes sur terre. Les plus anciennes bactéries découvertes par les archéologues et les paléontologues - les soi-disant archébactéries - ont plus de 3,5 milliards d'années. Les bactéries les plus anciennes vivaient à l'époque archéozoïque, quand il n'y avait rien d'autre vivant sur Terre.

Les premières bactéries possédaient les mécanismes les plus primitifs de nutrition et de transmission de l'information génétique et appartenaient aux micro-organismes procaryotes, c'est-à-dire. dépourvu de noyau.

Des bactéries eucaryotes ou nucléaires avec un degré d'organisation génétique plus élevé sont apparues sur la planète il y a seulement 1,4 milliard d'années.

Les bactéries étaient les plus anciennes formes de vie qui prospèrent aujourd'hui pour diverses raisons.

Premièrement, en raison de la structure primitive, les micro-organismes peuvent « s'adapter » à toutes les conditions d'existence possibles. Les bactéries vivent et se multiplient maintenant à la fois dans la glace polaire et dans les sources chaudes avec des températures d'eau supérieures à 90 degrés, à n'importe quelle concentration de divers composés chimiques. Les bactéries peuvent exister à la fois dans des conditions aérobies (contenant un certain niveau d'oxygène) et anaérobies (sans oxygène). Leurs méthodes d'obtention d'énergie - de l'absorption de la lumière du soleil à son utilisation comme énergie pour le métabolisme et la reproduction d'une variété de substances chimiques, de structures biologiques.

On sait que les bactéries décomposent le pétrole et d'autres composés chimiques et utilisent cette énergie pour leur activité vitale. Les premières bactéries possédaient les organes les plus primitifs pour obtenir de l'énergie et absorbaient simplement des substances chimiques par diffusion ordinaire, qui subissaient des réactions chimiques dans la cellule bactérienne, accompagnées d'une libération d'énergie.

Deuxièmement, les mécanismes élémentaires de reproduction (l'option la plus simple est la division en deux), se produisant à un rythme très rapide, ont augmenté le plus rapidement possible le nombre de bactéries, augmentant ainsi leur taux de survie et augmentant la possibilité de mutations dans la population de bactéries cellules, incl. et des mutations bénéfiques qui ont amélioré l'adaptabilité des colonies bactériennes aux conditions environnementales existantes.

La reproduction rapide et la variabilité des populations de micro-organismes leur ont fourni un taux de survie élevé dans des conditions agressives qui existaient sur Terre il y a des milliards d'années.

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Dans le monde qui nous entoure, divers microbes et bactéries vivent, parmi lesquels il y a à la fois des bons et des mauvais. Voici une sélection de faits intéressants sur les bactéries.

1. La plus grande bactérie nommée Thiomargarita namibiensis, qui signifie « la perle grise de Namibie », a été découverte en 1999. Sa taille atteint 0,75 millimètre de diamètre et dépasse le point standard, qui a un diamètre de 1/12 de pouce - cela équivaut à 0,351 millimètre.

2. L'odeur qui vient du sol humide après la pluie est due à la géosmine de matière organique. Il est produit par des actinobactéries et des cyanobactéries vivant à la surface de la terre.

3. Le processus d'évolution des bactéries s'est déroulé dans l'Antiquité avec un tel succès que leur apparence n'a pas changé depuis un milliard d'années. Seuls des changements internes ont eu lieu. Ce phénomène est appelé "syndrome de Volkswagen". La voiture "Volkswagen Beetle" était si populaire dans le monde entier que ses constructeurs n'ont pas changé l'apparence de la voiture pendant quarante ans.

4. Compte tenu des faits intéressants sur les bactéries, il convient de noter que le poids total des colonies de bactéries vivant dans le corps humain est égal à deux kilogrammes.

5. Certains crustacés se nourrissent de bactéries qui se sont développées sur leur propre corps. À des profondeurs de plus de 2 km, vivent les crabes Kiwa puravida, qui portent un deuxième nom - les crabes yéti. Ces créatures vivent à proximité des fissures, d'où sortent des composés soufrés et du méthane, qui sont une source d'énergie pour les bactéries. Le crabe favorise activement la croissance des bactéries, substituant leurs colonies sur les pinces aux flux de nutriments. De plus, ses mouvements ressemblent à une danse.

6. L'organisme le plus ancien identifié par les scientifiques est l'archibactérie thermoacidophile. Ce type de bactérie existe dans les sources chaudes acides. Ces bactéries ne vivent pas en dessous de 55 degrés.

7. Une étude menée par des scientifiques de l'Université de Manchester a montré qu'il y a beaucoup plus de microbes à la surface d'un téléphone portable qu'il n'en existe sur un siège de toilette ou sur des semelles de chaussures.

8. Les microbes uniques vivant dans les intestins des Japonais permettent un traitement plus efficace des glucides des algues qui composent la masse terrestre que les personnes d'autres régions.

9. Peu de gens savent que le bacille et la bactérie sont un seul et même organisme vivant. C'est juste que le mot "bacille" est d'origine latine, et le mot "bactérie" vient de la langue grecque.

10. Un kilogramme sur deux de bactéries vivant dans le corps humain se trouve dans ses intestins. Le nombre de ces bactéries dépasse largement le nombre de cellules dans le corps humain.

11. Dans la bouche humaine, il existe près de 40 000 bactéries de différents types. Au cours d'un baiser, les gens peuvent se transmettre 278 types de bactéries. Parmi ceux-ci, 95% sont sans danger.

12. Comme la taille de la plus grande bactérie existante, Thiomargarita namibiensis, atteint 0,75 mm de diamètre, cela permet de la voir même à l'œil nu.

13. Au siècle dernier, les médecins de certains pays ont supprimé l'appendicite pour tous les enfants, sans exception. Cela s'expliquait par la prévention d'une future inflammation de l'appendice. Des recherches menées par des scientifiques au début de ce siècle ont montré que l'appendice n'est pas un rudiment. Cet organe est très important pour le système immunitaire, car c'est dans celui-ci que vivent de nombreux micro-organismes.

14. Au cours de la maladie d'une personne, une partie importante de la flore naturelle de ses intestins meurt. C'est alors que le corps reçoit le « renforcement » de la microflore de l'appendice.

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Sujet de la leçon :

Les bactéries comme le plus ancien groupe d'organismes vivants. Caractéristiques générales des bactéries. Différences entre les cellules bactériennes et les cellules végétales. Concepts sur les procaryotes et les eucaryotes.

Objectifs de la leçon:

Éducatif: connaître les caractéristiques de la structure et de la vie des bactéries.

Développement: développer un intérêt cognitif pour la biologie; compétences d'activité analytique et mentale comparative. Continuez la formation des compétences en travaillant avec un manuel, un classeur, un tableau.

Éducatif: favoriser la capacité de travailler en équipe et de trouver des solutions coordonnées; favoriser l'indépendance de jugement; favoriser une culture du comportement en classe.

Équipement: Présentation "La structure des bactéries", "La structure des cellules végétales"

Pendant les cours :

JE. Org. moment:

II. Étape d'appel. Mise à jour des connaissances.

Ces petits organismes ont créé la vie sur Terre, créent un cycle global de substances dans la nature et servent également les humains. Louis Pasteur les appelait « les grands fossoyeurs de la nature » Qui sont-ils ?

Prof: Les mecs! Nommez ces petits organismes.

Il y a environ 5 milliards d'années, la Terre était déserte. De bas nuages verts (dus à l'excès de chlore dans l'air) rampaient sur les étendues désertiques sans fin et sans bord, et des pluies chaudes tombaient presque incessamment. Pendant des semaines, des mois, des années, ils ont inondé les plaines, les douces collines et les collines fumantes des volcans. D'un bord à l'autre, le vent a traversé la Terre, ne rencontrant qu'une pierre sur son chemin. Seulement de temps en temps il y avait un cri de laves enflammées, se déversant et gelant avec un sifflement. De temps en temps, un soleil terne et verdâtre apparaissait dans les flots de nuages. Il se reflétait dans des lacs-mer peu profonds, qui pouvaient être parcourus à gué. Des millions et des millions d'années se sont écoulées avant que les bactéries n'apparaissent au début du Précambrien, il y a environ 3,5 à 3,8 milliards d'années, puis les algues bleu-vert, productrices d'oxygène libre.

Prof: Les mecs! Considérez les images des organismes représentés.

Pour quelles raisons avez-vous classé ces organismes parmi les bactéries ?

Prof: Aujourd'hui, dans la leçon, nous allons nous familiariser avec les organismes unicellulaires. Ouvrez vos cahiers, notez le numéro, le sujet de la leçon et dessinez un tableau :

Qu'est ce que je sais?

Que vouliez-vous savoir ?

Appris quoi?

Prof: 1. Que pouvez-vous dire sur ces animaux ?

2. Quelles associations avez-vous avec le mot « bactérie » ? ( remplissez la colonne « Ce que je sais »).

je ... Question problématique :

Pourquoi les bactéries, l'une des plus anciennes sur Terre, ayant parcouru un long chemin évolutif, sont-elles répandues et existent-elles avec des organismes hautement organisés ?

Est-il possible que la biosphère et l'homme modernes y vivent sans bactéries ?

Élève : Pour répondre à la question, il est nécessaire d'étudier les caractéristiques générales des bactéries.

II. Le stade de la compréhension.

Prof: Notez tout ce que vous savez sur les bactéries dans la première colonne.

Qui sont les bactéries ?

Quelle science les étudie ?

Bactéries- les organismes unicellulaires primitifs, dans le cytoplasme desquels il n'y a pas de noyau formé. La substance nucléaire est distribuée dans tout le cytoplasme.

Bactériologie- une branche de la microbiologie traitant de l'étude des bactéries.

Que vouliez-vous savoir ? Nous dressons un schéma structurel et logique dans la colonne « Que vouliez-vous savoir ?

Exercer: Vous vous familiariserez vous-même avec les caractéristiques générales des bactéries après avoir lu le paragraphe du manuel "Bactéries", pp. 7-10, et afin d'organiser les informations reçues, faites une caractéristique générale des bactéries selon le plan de la colonne "Qu'as-tu appris?"

Plan de fonctionnalités :

A quel groupe d'organismes vivants appartiennent les bactéries ?

Histoire de la découverte des bactéries.

Où trouve-t-on des bactéries ?

Structure.

la reproduction .

Qu'est ce que je sais?

Que vouliez-vous savoir ?

Appris quoi?

Organismes unicellulaires. Distribué partout.

Cyanobactéries - algues bleu-vert (sur le thème Algues unicellulaires). Provoquer la maladie. Ils se multiplient rapidement.

Schéma structurel et logique :

Structure systématique

Bactéries

Répartition des structures

1. Les organismes vivants sont divisés en 2 groupes :

Sans nucléaire - procaryotes, nucléaire - eucaryotes ..

Procaryotes- les organismes qui n'ont pas de noyau formé, la molécule de matière organique n'est pas séparée du cytoplasme, mais est attachée à la membrane cellulaire. Les bactéries appartiennent à ce groupe.

Eucaryotes- les organismes qui ont un noyau formé avec une enveloppe nucléaire. Le groupe des eucaryotes comprend les plantes, les champignons, les animaux, y compris les humains.

2.. Pour la première fois, des bactéries ont été observées au microscope optique et décrites par le naturaliste néerlandais Anthony van Leeuwenhoek en 1676. Comme tous les microscopiques

créatures, il les appelait "animalculi".

Le nom « bactérie » a été inventé par Christian Ehrenberg en 1828.

Louis Pasteur dans les années 1850 a jeté les bases de l'étude de la physiologie et du métabolisme des bactéries, et a également découvert leurs propriétés pathogènes.

La microbiologie médicale a été davantage développée dans les travaux de Robert Koch, qui a formulé les principes généraux pour déterminer l'agent causal de la maladie (postulats de Koch). En 1905, il reçut le prix Nobel pour ses recherches sur la tuberculose.

3. Les bactéries sont omniprésentes : dans l'air, les plans d'eau, le sol, la nourriture, dans les organismes vivants, dans l'épaisseur des glaciers atlantiques, les déserts étouffants, les sources chaudes.

4.. Esquisse dans un cahier.

5. La reproduction:

Les bactéries se multiplient en se divisant simplement en deux. Dans des conditions favorables, le nombre de certaines bactéries peut doubler toutes les 20 minutes.

Dans des conditions défavorables (manque de nourriture, humidité, changements brusques de température), le cytoplasme de la cellule bactérienne, en rétrécissant, s'éloigne de la membrane mère, s'arrondit et forme une nouvelle membrane plus dense à l'intérieur de celle-ci à sa surface. Cette cellule bactérienne est appelée contestation.

L'éducation physique

Un - levez-vous, étirez-vous,
Deux - plier, déplier,
Trois - 3 tapes dans les mains,
Tête 3 hoche la tête,
Quatre - bras plus larges
Cinq - agitez vos mains,
Six - asseyez-vous à nouveau au bureau.

Affectation à la classe :

1.Comparer la structure d'une cellule végétale et d'une cellule bactérienne.(Présentation "La structure d'une cellule végétale et la structure d'une cellule bactérienne)

2. Si, par exemple, une seule de ces bactéries est entrée dans le corps humain, il se peut qu'en 12 heures il y en ait déjà plusieurs milliards. Avec un tel taux de reproduction, la progéniture d'une bactérie en 5 jours peut former une masse qui peut remplir toutes les mers et tous les océans en 5 jours.

Mais cela n'arrive pas. Pourquoi pensez-vous?(Il s'avère que la plupart des bactéries sont tuées par la lumière du soleil, le séchage, le manque de

nourriture, chauffage, sous l'influence de désinfectants. Les méthodes de contrôle des bactéries sont également basées sur cela.)

Prof: Avons-nous répondu avec vous à la question problématique posée au début de la leçon ?

Les élèves formulent des conclusions pour la leçon.

1. Les bactéries sont des organismes unicellulaires primitifs de taille microscopique.

2. Les bactéries sont omniprésentes.

3 .. Reproduire très rapidement dans des conditions favorables.

6. Spore est une cellule bactérienne avec une membrane dense.

IV... Réflexion.

Quelles sont les caractéristiques structurelles d'une cellule bactérienne?

Qui est Louis Pasteur, quelles découvertes a-t-il fait ?

Quelles propriétés des bactéries et des algues sont caractéristiques des cyanobactéries ?

- Qu'est-ce qu'une spore bactérienne et à quoi sert-elle ?

Compilation de syncwine sur le thème "Bactéries".

5. Devoirs. §2.

Préparer des messages sur le matériel d'Internet et de la littérature supplémentaire sur les thèmes : « Bactéries nodulaires », « Cyanobactéries », « Bactéries lactiques », « Bactéries pathogènes ».

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