Определение слова «Бактерии»

Толковый словарь Ефремовой:

бактерии мн.
Одноклеточные микроорганизмы.

Большой энциклопедический словарь:

БАКТЕРИИ (от греч. bakterion — палочка)группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов. Относятся к "доядерным" формам — прокариотам. В основу современной классификации бактерий, по которой все бактерии делят на эубактерий (грамотрицательные бактерии и грамположительные бактерии, микоплазмы) и архебактерий, положено строение их клеточной стенки. По форме клеток бактерии могут быть шаровидными (кокки) — палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады) — извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты); диаметр 0,1-10 мкм, длина 1-20 мкм, а нитчатых многоклеточных бактерий — 50-100 мкм. Некоторые бактерии образуют споры. Многие подвижны, имеют жгутики. Питаются, используя различные органическиее вещества (гетеротрофы) или создавая органические вещества клеток из неорганических (автотрофы). Способны расти как в присутствии атмосферного кислорода (аэробы) — так и при отсутствии (анаэробы). Участвуют в круговороте веществ в природе, формировании структуры и плодородия почв, в образовании и разрушении полезных ископаемых; поддерживают запасы углекислого газа в атмосфере. Используются в пищевой, микробиологической, химической и других отраслях промышленности. Патогенные (болезнетворные) бактерии — возбудители болезней растений, животных и человека. Полагают, что бактерии — первые организмы, появившиеся на Земле.

Биологический энциклопедический словарь:

(от греч. bakterion—палочка), микроорганизмы с прокариотным типом строения клетки. Традиционно под собственно Б. подразумевают одноклеточные или объединённые в организованные группы палочки и кокки, неподвижные или со жгутиками, противопоставляя их морфологически более сложным прокариотам — актиномицетам, цианобактериям, спирохетам, простекобактериям, миксобактериям, почкующимся Б., риккетсиям. В основу совр. классификации Б., предложенной Р. Мюрреем в 1984, положено строение клеточной стенки. По этой классификации Б. составляют царство (Procaryotae) с 4 отделами: грамотрицательные Б. (Gracilicutes), включающие цианобактерии; грамположительные Б. (Firmicutes); микоплазмы (Tenericutes); архебактерии (Mendosicutes). Др. исследователи рассматривают Б. как царство (Bacteriobiota, или Bacteria) в надцарстве прокариот, в к-рое также входит царство архебактерии (Archaebacteria). Классификация Б. внутри этих групп основана на их физиол. свойствах и носит прагматич. характер. Морфология Б. определяется небольшими размерами клетки (обычно ок. 1 мкм), не разделённой мембранами на внутр. отделы (некомпартментализованной). Очень мелкие Б. (ок. 0,2 мкм) — преим. паразиты, очень крупные (более 10 мкм) — цианобактерии — имеют развитый мембранный аппарат и включения. По общему строению клетки и её агрегатов Б. представляют собой аналогию низшим эукариотам, что даёт основание предполагать общие законы морфогенеза для эукариот и прокариот.
Физиология Б. по разнообразию превосходит физиологию всех остальных органич. форм. Для получения энергии они используют разл. органич. и неорганич. соединения (хемотрофы), солнечный свет (фототрофы). В зависимости от природы окисляемого соединения, используемого в обмене веществ, каждая из этих групп Б. подразделяется на органотрофы (источник энергии — органич. вещество) и литотрофы, получающие энергию за счёт окисления неорганич. веществ. Среди внутриклеточных паразитов имеются т. н. энергетич. паразиты, использующие энергодающие реакции хозяина. Практически все природные соединения разлагаются Б. не только в окислит, реакциях с участием Ог, но и анаэробно с такими акцепторами электрона, как нитрат, сульфат, сера, CO2. Б. участвуют в циклах всех биологически важных элементов и обеспечивают круговорот веществ в биосфере. Мн. ключевые реакции круговорота веществ (напр., нитрификация, денитрификация, азотфиксация, окисление и восстановление соединений серы) осуществляются только Б. Вследствие этого роль Б. в процессах деструкции является определяющей. Продукционная роль Б. невелика, хотя они обладают разнообразными путями ассимиляции CO2 помимо пентозофосфатного пути, свойственного эукариотам. На основе физиол. многообразия реакций катаболизма Б. разделены на физиол. группы, служащие практич. целям. Б. относятся к космополитам: одни и те же виды Б. можно найти на всех материках, т. е. почти повсеместно. Б. приспособились к самым разным экологич. условиям. Так возникли термофильные, психрофильные, галофильные и др. Б. Свойства Б., как и любых др. организмов, определяются набором присущих им генов. У Б. были обнаружены разнообразные пути однонаправленного переноса генетич. материала, составляющего обычно небольшую часть генома (см. трансформация, трансдукция, плазмиды, эписомы), но масштабы и значимость этого процесса для эволюции ещё не ясны.
Остатки морфологически дифференцированных прокариот обнаружены в породах возраста более 3,5 млрд. лет. Т. о., Б. функционировали на протяжении всей геологич. истории Земли. Примерно 2 млрд. лет назад Б. сформировали биосферу, сходную с современной (с появлением цианобактерии в атмосфере начал накапливаться мол. кислород, создавая условия, необходимые для эволюции организмов, получающих энергию путём аэробного дыхания). К тому же времени относится установление характерного для океанов цикла серы, включающего сульфаты.
Б.— классич. объект для решения общих вопросов генетики, биохимии, биофизики, космич. биологии и др. Широко используются в совр. биотехнологии.

Биология современная энцикопедия:

бактерии
Микроскопические, обычно одноклеточные организмы, для которых характерно отсутствие оформленного ядра (см. прокариоты). Распространены повсеместно: в почве, воде, воздухе, внутри и на поверхности тел живых и мёртвых организмов. Впервые описаныА. Левенгуком.
Форма бактерий различна: палочковидная (бациллы), шаровидная (кокки), извитая (вибрионы), спиралевидная (спирохеты) и др. Бациллы могут соединяться в цепочки (возбудители дифтерии, брюшного тифа, туберкулёза). Кокки также могут иметь вид цепочек (стрептококки) или гроздьев (стафилококки). Имеются виды, состоящие из двух клеток (гонококки), многоклеточные (трихобактерии, серо-, железобактерии).
Размножаются бактерии очень быстро (многие через каждые 20—30 мин), путём деления клетки на две. При такой скорости размножения в течение 6 часов из одной клетки может образоваться 250 тыс. бактерий. При неблагоприятных условиях у многих бактерий содержимое клетки отделяется от оболочки, уплотняется и покрывается новой оболочкой. В результате образуются устойчивые споры, выдерживающие длительное высушивание, нагревание св. 100 °С и сильнейшее охлаждение. Так, споры возбудителя сибирской язвы жизнеспособны в течение 30—50 лет. Бактерии и их споры могут переноситься ветром, водой и другими способами. Некоторые бактерии неподвижны, у других есть жгутики, дающие возможность передвигаться.
Большинство бактерий – гетеротрофы. Одни из них сапрофиты, питающиеся органическими остатками мёртвых животных и растений (бактерии брожения, гнилостные и др.), другие – паразиты, питающиеся за счёт живых растительных и животных организмов (в основном болезнетворные бактерии). Некоторые бактерииавтотрофы, способные путём фотосинтеза (синезелёные водоросли, или цианобактерии) или хемосинтеза (хемосинтезирующие бактерии) получать энергию и создавать необходимые для жизнедеятельности органические соединения из неорганических. К автотрофам относятся также азотфиксирующие бактерии, пурпурные бактерии, железобактерии и др.
Одни бактерии могут расти и размножаться только в присутствии кислорода (аэробы), другие – в его отсутствии (облигатные анаэробы), третьи могут существовать как в его присутствии, так и в отсутствии (факультативные анаэробы). Известные всем процессы брожения и гниения протекают с участием анаэробных бактерий, расщепляющих соответственные углеводы и белки. Разложение бактериями погибших растений и животных – важнейшее звено биогеохимических циклов углерода, кислорода, азота, серы и других элементов, а также круговорота веществ в биосфере в целом.
По типу строения клеточной стенки и в зависимости от окрашивания по специальному методу среди бактерий выделяют грамотрицательные, включающие цианобактерии, и грамположительные бактерии, а также архебактерии и микоплазмы (бактерии, лишённые клеточной стенки и ограниченные только плазматической мембраной).
Значение бактерий велико. Считается, что это первые организмы, появившиеся на Земле и создавшие условия для дальнейшего развития жизни. Они участвуют в круговороте веществ в природе, в формировании плодородного слоя почвы (некоторые почвенные бактерии), поддерживают баланс углекислого газа в атмосфере. Клубеньковые бактерии, обогащая почву азотом, способствуют росту урожайности с.-х. культур. Молочнокислые бактерии,уксуснокислые бактерии и др. широко используют в биотехнологии. Гнилостные бактерии – природные санитары. В то же время гнилостные и болезнетворные бактерии наносят существенный вред. Первые вызывают порчу продуктов, кормов и др., вторые – болезни растений, инфекционные болезни животных и человека. Бактерии кишечной флоры (микрофлоры) животных и человека (а у жвачных – и желудка) участвуют в нормальном переваривании пищи у своих хозяев.

Большая советская энциклопедия:

Бактерии
(греч. bakterion — палочка)
большая группа (тип) микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов, обладающих клеточной стенкой, содержащих много дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), имеющих примитивное ядро, лишённое видимых хромосом и оболочки, не содержащих, как правило, хлорофилла и пластид, размножающихся поперечным делением (реже перетяжкой или почкованием). Подавляющее число видов Б. имеет палочковидную форму. Однако к Б. относят также микроорганизмы, имеющие шаровидную, нитевидную или извитую форму. Б. разнообразны по своей физиологии, биохимически очень активны и распространены в почве, воде, грунте водоёмов и пр. Б. не представляют единой группы, а возникли разными путями. Некоторые Б. (например, нитчатые, азотобактер и др.) близки к синезелёным водорослям (См. Синезелёные водоросли), др. Б. родственны лучистым грибкам — актиномицетам (См. Актиномицеты), спирохеты и некоторые др. Б. имеют сходство с одноклеточными животными — простейшими (См. Простейшие).
Б. участвуют в круговороте веществ (См. Круговорот веществ) в природе, некоторые из них вызывают заболевания человека, животных или растений, применяются в различных отраслях микробиологической промышленности. Науку, изучающую Б., называют бактериологией (См. Бактериология). Это составная часть более широкой дисциплины — микробиологии (См. Микробиология), в задачу которой входит изучение всех сторон жизнедеятельности не только Б., но и других микроорганизмов (дрожжи, плесневые грибы, микроскопические водоросли).
Человек использовал Б., ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих Б., приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто и т.д. Впервые Б. увидел А. Левенгуксоздатель микроскопа, исследуя растительные настои и зубной налёт. К концу 19 — началу 20 вв. было выделено большое число Б., обитающих в почве, воде, пищевых продуктах и т.п., были открыты многие виды болезнетворных Б. Классические исследования Л. Пастера в области физиологии Б. послужили основой для изучения у них обмена веществ. Вклад в исследование Б. внесли русские и советские учёные С. Н. Виноградский, В. Л. Омелянский, Б. Л. Исаченко, выяснившие роль Б. в круговороте веществ в природе, который делает возможной жизнь на Земле. Это направление в микробиологии неразрывно связано с развитием геологии, биогеохимии, почвоведения, с учением В. И. Вернадского о биосфере (См. Биосфера).
Морфология и систематика Б. Размер, форма, строение, подвижность Б. Диаметр шаровидных Б. обычно равен 1—2 мкм, ширина палочковидных форм колеблется от 0,4 до 0,8 мкм, длина равна 2—5 мкм. Реже встречаются очень крупные Б. Так, серобактерия Thiophysa macrophysa имеет 20 мкм в диаметре, нити других серобактерий (Beggiatoa) видны невооружённым глазом. Есть также очень мелкие Б., например Bdellovibrio, паразитирующие на Б. обычных размеров. Некоторые Б., например возбудители плевропневмонии рогатого скота, столь мелки, что невидимы в оптический микроскоп. Шаровидные бактерии называются кокками (См. Кокки), если же они располагаются попарно, — диплококками (См. Диплококки) (рис. 1). Если кокки размножаются поперечным делением и после деления остаются соединёнными, образуя цепочки, то их называют стрептококками (См. Стрептококки) (рис. 2, 12). При делении клеток в трёх взаимно перпендикулярных направлениях образуются пакеты клеток, типичные для сарцин (См. Сарцины) (рис. 3). При делении кокков в различных плоскостях возникают скопления клеток в виде грозди винограда, что характерно для стафилококков (См. Стафилококки) (рис. 4). Палочковидные Б., образующие споры, называются бациллами (См. Бациллы). Палочковидные формы могут иметь «обрубленные» или выпуклые концы (рис. 5) и располагаются отдельно или, реже, в виде цепочки (рис. 6). Б., образующие длинные нити, — Нитчатые бактерии, обитают преимущественно в воде. Б. в форме запятой — Вибрионы (рис. 7), извитые формы с грубыми спиральными завитками — Спириллы (рис. 8), с несколькими равномерными тонкими завитками — Спирохеты (рис. 9).
Все Б. имеют клеточную стенку (рис. 25, 26, 28). Она отчётливо видна при помещении Б. в раствор поваренной соли; при этом содержимое клетки сжимается и отстаёт от стенки — наступает Плазмолиз (рис. 10). У ряда Б. стенка окружена слизистой капсулой (рис. 27), присутствие которой может быть установлено при помещении таких Б. в раствор туши (рис. 11). При электронной микроскопии видно, что клеточная стенка состоит из нескольких слоев (обычно трёх). В её состав входят мураминовая кислота, аминокислоты, липиды, глюкозамин и другие соединения. Химический состав клеточной стенки у разных систематических групп, а также у Б., окрашивающихся и не окрашивающихся по Граму, различен. Большую роль в обмене веществ играет цитоплазматическая мембрана, находящаяся под клеточной стенкой. В мембране (рис. 25, 28) сосредоточены многочисленные ферментные системы бактериальной клетки. В цитоплазме имеются Рибосомы, в состав которых входит РНК. Содержание нуклеиновых кислот у Б. колеблется от 10 до 22% при разном отношении РНК/ДНК (у кишечной палочки оно равно 2). С помощью электронного микроскопа установлено присутствие в клетке Б. нитей ДНК, образующих ядро, лишённое оболочки, — т. н. нуклеоид (рис. 25, 26, 28). Строение ядра неодинаково у различных Б. Так, у «высших», более сложно организованных Б. (Myxobacteriales, Hyphomycrobiales), ядра легко могут быть обнаружены при микроскопии окрашенных препаратов в оптическом микроскопе (рис. 1). У многих Б. цитоплазма уплотнена на концах клеток и образует окрашивающиеся полярные зёрна (рис. 13; рис. 2). Клетки Б. содержат запасные вещества: жировые включения (рис. 5), зёрна гликогена, метахроматина (рис. 4), гранулёзы (рис. 6), а также вакуоли, содержащие жидкость или газ. В отличие от грибов, Б. не содержат митохондрий (См. Митохондрии), что свидетельствует о более примитивном строении Б. Многие Б. подвижны. Обычно такие формы имеют длинные жгутики, состоящие из сократительного белка (рис. 14). Благодаря волнообразным и спиральным движениям жгутиков клетка Б. перемещается. Виды с одним жгутиком на полюсе клетки наз. монотрихами (рис. 15), клетки, имеющие пучок жгутиков на конце, — лофотрихами (рис. 16), Б., у которых жгутики расположены по всей поверхности тела, — перитрихами (рис. 17). У миксобактерий (См. Миксобактерии), которые также подвижны, жгутиков нет, и они передвигаются в результате набухания в окружающей среде слизи, выделяемой клетками (реактивный способ движения).
Жизненный цикл. Изменение морфологии клеток Б. во времени даёт представление об их жизненном цикле. Так, многие аэробные и анаэробные Б. образуют овальные или круглые блестящие Споры. Такие виды Б. называются спороносными (или бациллами). Если споры крупные и располагаются в центре клетки, то палочка приобретает веретенообразную форму (рис. 20); у других видов спора располагается на конце палочки, и тогда последняя приобретает форму булавы (рис. 19) или барабанной палочки. У многих спороносных бактерий диаметр споры невелик, и поэтому при образовании споры сохраняется палочковидная форма Б. (рис. 18, 21). В дальнейшем остатки вегетативной клетки разрушаются, и спора становится свободной (рис. 22). В каждой клетке образуется только одна спора и, следовательно, спорообразование нельзя рассматривать как размножение. Споры Б. очень устойчивы к действию высокой температуры и ядовитых веществ. Попав в благоприятную питательную среду, споры прорастают и из них выходят молодые палочковидные вегетативные клетки (рис. 23). Цикл развития Б. может быть различным. Так, микобактерии размножаются как делением, так и почкованием (рис. 25). У миксобактерий вегетативные клетки сжимаются, сокращаются и образуют круглые или овальные микроцисты (см. Циста), которые потом могут прорастать (рис. 24). Соединённые слизью микроцисты образуют тела шаровидной, грибовидной или коралловидной формы зелёного, розового или иного цвета. В процессе роста Б. могут образовывать фильтрующиеся формы, проходящие через фильтры и дающие в дальнейшем культуры, сходные или тождественные с теми, в которых они возникли.
Изменчивость, физиологические и морфологические свойства Б. могут подвергаться изменениям. Б. могут утратить подвижность, способность образовывать пигменты, давать споры, усиливать или уменьшать способность к синтезу различных органических соединений, изменять форму и строение колоний на плотных питательных средах и т.д. Эти изменения могут происходить самопроизвольно, т. е. без применения соответствующих внешних воздействий. Значительно больше измененных форм возникает в результате применения мутагенов (ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация, этиленимин или других химических вещества). Каждое свойство Б. связано с ДНК, т. е. контролируется соответствующим Геном. Благодаря успехам генетики микроорганизмов (См. Генетика микроорганизмов) установлено местоположение многих генов в нити ДНК (см. Генетические карты хромосом). Выделив ДНК из клеток-мутантов и добавив её в культуру другого штамма, можно вызвать (в результате проникновения ДНК внутрь клеток) наследственные изменения, называются трансформацией (См. Трансформация). С помощью мутагенов могут быть получены мутанты, ценные в практическом отношении, в том числе образующие большее количество различных антибиотиков, аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ. С помощью мутантов Б. были расшифрованы пути биосинтеза различных органических соединений. Постепенно меняя среду обитания Б., можно адаптировать их к новым условиям существования. Так были получены формы, устойчивые к различным ядам, развивающиеся при необычной температуре или реакции среды, и т.п.; так появляются устойчивые к некоторым антибиотикам формы болезнетворных Б.
Систематика. Для выяснения систематич. положения Б. определяют их размеры, морфологию клеток, характер роста чистой культуры на разных питат. средах, форму, цвет и характер поверхности колоний, вырастающих на плотных средах. Устанавливают также характер разжижения Б. желатины (рис. 30), способность их свёртывать молоко, сбраживать различные углеводы, восстанавливать нитраты, ооразовывать аммиак, сероводород и индол при разложении белков и т.п. В дальнейшем, имея характеристику выделенной культуры, определяют её систематическое положение. Б. подразделяют на три класса. Первый класс — Eubacteria — объединяет Б., имеющих плотную клеточную стенку и не образующих плодовых тел. В этом классе различают следующие порядки: 1) Eubacteriales — одноклеточные кокки, неветвящиеся палочки и спирально извитые формы; к этому порядку относятся все неспороносные и спороносные Б., фото-синтезирующие Б., спирохеты и др.; 2) Trichobacteriales — многоклеточные нитчатые Б. с поперечными перегородками; 3) Ferribacteriales — одноклеточные не нитчатые автотрофные железобактерии; 4) Thiobacteriales — одноклеточные автотрофные серобактерии. Второй класс — Myxobacteria — объединяет Б. с тонкой клеточной стенкой и реактивным характером движения, образующие микроцисты и плодовые тела различной формы. К третьему классу — Hyphomicrobiales — относят клетки, дающие длинные нити, на концах которых образуются почки; отделившиеся почки подвижны. Сов. систематики выделяют на основании эволюционных (филогенетических) данных большие группы, объединяющие родственные формы. Так, например, ветвящиеся микобактерии не выделяются в самостоятельную группу, а объединены с актиномицетами.
Физиология Б. Рост, размножение, развитие. После деления Б. каждая из двух дочерних бактериальных клеток начинает расти и достигает размеров материнской. В этом случае говорят о росте отдельной клетки. Размножение клеток, составляющих популяцию (См. Популяция), приводит к увеличению общего числа клеток. В этом случае говорят о росте культуры. При росте культуры в жидкой питательной среде последняя становится мутной; чем больше клеток в культуре, тем она мутнее. Об интенсивности роста судят на основании подсчёта клеток в 1 мл культуры с помощью микроскопа или определяют с помощью нефелометра степень мутности питательной среды. Определяя количество клеток в разные периоды роста культуры, можно получить кривую роста, отражающую несколько фаз: вначале клетки не размножаются, затем начинают делиться, причём скорость размножения всё время возрастает; далее наступает фаза, для которой характерна постоянная скорость деления клеток; затем эта скорость уменьшается и наступает отмирание клеток. Для получения максимального количества клеток Б. выращивают в условиях т. н. проточной культуры; при этом из сосуда, в котором размножаются Б., вытекает определенный объём культуры; одновременно в сосуд добавляется в таком же количестве свежая стерильная питательная среда. При размножении Б. не в проточных, а в стационарных условиях происходит изменение питательной среды и накопление в ней продуктов жизнедеятельности Б., вследствие чего меняются и их физиологические особенности. Так, молодые клетки Clostridium acetobutylicum не способны образовывать ацетон; это свойство они приобретают в более старой культуре. Если спороносных Б. выращивать в условия проточной культуры, они будут делиться, но не будут давать спор. При выращивании Б. на плотных питательных средах они образуют скопления клеток разных размеров, формы, цвета, называемые колониями.
Питание. В состав клеток Б. входят те же биогенные элементы и микроэлементы, что и в состав клеток высших растений и животных. Это С, N, О, Н, S, Р, К, Mg, Ca, Cl, Fe н др. Помимо белка, углеводов и жиров, Б. содержат также РНК и большое количество ДНК. Все эти вещества могут быть синтезированы только из веществ, содержащихся в окружающей среде. Как правило, через полупроницаемую клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану внутрь Б. проходят только растворимые вещества. Под действием гидролитических ферментов, поступающих из бактериальных клеток наружу, происходит разложение более сложных веществ (например, крахмала, целлюлозы) с образованием растворимых продуктов (например, моносахаров), усваиваемых Б. В качестве источника азота Б. могут усваивать белки, аминокислоты, аммонийные соли, нитраты. Разные виды Б. способны утилизировать различные источники азота. Ранее считали, что некоторые патогенные (болезнетворные) и молочнокислые Б. могут развиваться лишь в питательных средах с белками. В дальнейшем выяснилось, что источником азота для таких Б. могут служить аммонийные соли. Существует много видов Б. из разных систематических групп, которые способны усваивать не только азот тех или иных азотсодержащих веществ, но и фиксировать азот атмосферы. К таким азотфиксирующим микроорганизмам (См. Азотфиксирующие микроорганизмы) относятся азотобактерии, микобактерии, пурпурные фотосинтезирующие Б., а также Клубеньковые бактерии (см. Азотфиксация). Источниками минерального питания для Б. служат соли Р, S, Cl, К, Fe, Na, Ca; многие виды нуждаются также в микроэлементах (Mo, Мn, Си, В, V и др.). Для размножения Б. необходимы также факторы роста микроорганизмов, к которым относятся витамины группы В, биотин, пантотеновая кислота, фолиевая кислота и др. Б., способные синтезировать эти вещества, называются ауксоавтотрофами. К ним относятся псевдомоносы и многие другие неспороносные Б. При выращивании Б., не способных к синтезу факторов роста, их добавляют в питательную среду. Такие Б. называются а у ксогетеротрофам и, к ним относятся, например, различные молочнокислые Б. Источниками углерода для Б. могут служить углеводы, спирты, органические кислоты, лигнин, хитин, углеводороды, жиры и др. Способность усваивать углерод из тех или иных источников у разных видов Б. варьирует, и этим пользуются для целей систематики. Б., усваивающие углерод органических соединений, называются гетеротрофными. Б., усваивающие углерод углекислого газа атмосферы, называются автотрофными. Виды, использующие для фиксации углекислоты энергию солнечных лучей, наз. фотоавтотрофами. Группа Б., получающих энергию в результате окисления таких неорганических веществ, как аммиак, нитриты, сера, водород и др., способных усваивать углекислоту за счёт энергии, освобождающейся при окислении указанных неорганических соединений, называются хемоавтотрофам и, а сам процесс ассимиляции двуокиси углерода, открытый выдающимся русским микробиологом С. Н. Виноградским, — Хемосинтезом.
Дыхание и обмен веществ. Синтез веществ, входящих в состав бактериальной клетки, её подвижность и другие процессы сопровождаются тратой энергии. Большинство Б. получает энергию путём окисления органических веществ, хемоавтотрофные — в результате окисления неорганических соединений, фотосинтезирующие Б. используют энергию солнечных лучей. Б., способные расти только в присутствии кислорода, называются аэробами (См. Аэробы), растущие в отсутствие кислорода, — анаэробами (См. Анаэробы). При аэробном дыхании происходит окисление органических соединений с выделением углекислого газа. Если же окисление идёт не до конца, то в среде накапливаются промежуточные продукты. Такие процессы называются окислительными брожениями (например, уксуснокислое брожение). Разложение органических веществ в анаэробных условиях с освобождением энергии называются Брожением. При сбраживании углеводов различными Б. могут образовываться: молочная или масляная кислота, этиловый, пропиловый или бутиловый спирт, ацетон и другие вещества. Ряд биохимических процессов (гликолиз, транспорт электронов, цикл Кребса, синтез аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.) протекает у Б. почти так же, как в клетках растений и животных. Специфическое особенности обмена веществ Б. — высокая биохимическая активность, способность окислять неорганические соединения серы, азота (аммиак) и др., синтезировать белок, используя в качестве исходного продукта фенол, метан и другие углеводороды, окислять водород, фиксировать азот атмосферы, синтезировать ферменты, разлагающие целлюлозу или лигнин, образовывать метан из углекислоты и водорода и др. — исключительно ценны в практическом отношении.
Экология Б. Распространение. Б. относятся к космополитам. Одни и те же виды Б. можно найти на всех материках, т. е. почти повсеместно. Количество их в почве, воде и других средах определяют прямым подсчётом клеток в окрашенном препарате либо посевом на разные питательные среды. В 1 г почвы содержатся сотни тысяч или миллионы бактерий; в 1 мл водыдесятки или сотни клеток. Сильное влияние на бактериальную микрофлору оказывают экологические условия. Так, окультуренные почвы не только содержат больше Б., чем, например, почвы пустынь, но и различаются по видовому составу микрофлоры. Современной микробиологии известно не более 1/10 части Б., существующих в природе. Применение методов капиллярной и электронной микроскопии препаратов почвы позволило обнаружить много новых видов Б. Развиваясь в самых разных экологических условиях, Б. в процессе эволюции приспособились к ним. Так возникли термофильные Б., обитающие в воде горячих источников, в разогревающихся кучах торфа или навоза, психрофильные формы, живущие при низкой температуре в воде полярных морей, галофильные Б., способные размножаться в среде, содержащей до 20% поваренной соли, ацидофильные и алкалофильные Б., растущие в очень кислой или сильно щелочной среде, и т.д. Широкое распространение в природе определенных источников углерода или азота привело в ходе эволюции к физиологической конвергенции (См. Конвергенция), т. е. появлению у представителей различных систематических групп Б. способности усваивать биогенный элемент из одного источника. Так, Б., фиксирующие атмосферный азот, принадлежат к различным классам, порядкам и семействам; А; способностью утилизировать целлюлозу обладают многие Б., далёкие в систематическом отношении. Между разными видами. Б., с одной стороны, и другими микроорганизмами, растениями или животными — с другой, могут существовать как антагонистические (см. Антагонизм), так и симбиотические (см. Симбиоз) отношения. Некоторые Б. образуют пигменты, антибиотики или органические кислоты, угнетающие жизнедеятельность других Б., грибов, водорослей, одноклеточных и некоторых клеток многоклеточных животных. Бактериальные вирусыБактериофаги — проникают внутрь Б. и, размножаясь в них, вызывают гибель и лизис микроорганизмов. При симбиотических, т. е. основанных на взаимной пользе, отношениях один вид Б. может потреблять продукты жизнедеятельности другого вида, накопление которых в культуральной жидкости тормозит рост последнего. В свою очередь симбионт может выделять в среду добавочные факторы роста, необходимые другому виду. Б., обитающие в кишечнике животных или человека и питающиеся за счёт содержимого кишечника, образуют ферменты, необходимые для пищеварения, а также ряд веществ, крайне важных для жизни хозяина (незаменимые аминокислоты, различные витамины и др.).
Роль Б. в круговороте веществ в природе. Минерализуя растительные и животные остатки, микроорганизмы участвуют в круговороте всех химических элементов, входящих в состав живых клеток. Так, источником углерода для высших растений и хемоавтотрофных Б. служит углекислота атмосферы, фиксируемая в процессе фото- или хемосинтеза. Биомасса растений и животных разлагается микроорганизмами, способными утилизировать целлюлозу, пентозы, крахмал, лигнин, пектиновые вещества, в конечном итоге до углекислоты и воды (рис. 31).
Так же велика роль микроорганизмов, в том числе Б., в круговороте азота. Животные, питаясь растениями, синтезируют белок и другие азотсодержащие продукты своего тела за счёт белка растений. При минерализации животного и растительного белка гнилостные Б. образуют аммиак, который окисляется нитрифицирующими Б. в нитриты и затем в нитраты. Как аммонийные соли, так и нитраты служат источником азотистого питания для высших растений, синтезирующих при этом белки своего тела (рис. 32). Минерализующая способность Б. обеспечивает круговорот и других биогенных элементов. Разрушая органические соединения фосфора (нуклеиновые кислоты и др.), они обогащают минеральными соединениями фосфора водоёмы и почву. Под влиянием Б. происходит минерализация и органических соединений серы. Серные Б. могут окислять сероводород, серу или некоторые её соединения до серной кислоты, другие способны восстанавливать сульфаты с образованием сероводорода. Б. осуществляют окисление железа и марганца, отложение солей кальция, окисление метана и водорода, разрушение горных пород продуктами жизнедеятельности и др. Всё это позволяет считать Б. мощными геологическими деятелями.
Практическое значение. Б. служат излюбленными объектами для решения общих вопросов генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др. Культуры Б. применяются для количественного определения аминокислот, витаминов, антибиотиков. Плодородие почв в значительной мере связано с жизнедеятельностью Б., минерализующих растительные и животные остатки с образованием соединений, усваиваемых с.-х. растениями. Вместе с тем, синтезируя живое вещество клеток, Б. накапливают большие количества органических соединений в почве. В верхних слоях окультуренной почвы на площади в 1 га содержится несколько т бактериальных клеток. Живущие в почве азотфиксирующие Б. обогащают почву азотом. Исключительно велика роль клубеньковых бактерий, фиксирующих газообразный азот. Заражение семян бобовых растений нитрагином — препаратом, содержащим клетки клубеньковых Б. (см. Бактериальные удобрения), повышает урожай растений и накопление азота в почве. С помощью Б., сбраживающих пектиновые вещества, осуществляют мочку льна, конопли, кенафа и других лубяных культур. Разные виды Б. применяют при получении из молока кисломолочных продуктов, масла и сыра.
В микробиологической промышленности с помощью соответстветствующих видов Б. получают из крахмалсодержащего или другого сырья молочную кислоту, ацетон, этиловый, бутиловый и иные спирты, кровезаменитель декстран, диацетил, антибиотики (грамицидин и др.), витамины, аминокислоты и др. Особенно широко применяются Б. для получения ферментных препаратов (амилазы, протеазы и др.). В результате размножения Б., образующих молочную кислоту из углеводов, квашеная капуста, силос, солёные огурцы не гниют, т.к. кислая реакция мешает развитию гнилостных Б. Окисляющие серу Б. применяют для бактериального выщелачивания (См. Бактериальное выщелачивание) меди и ряда других металлов из содержащих их пород. Помещая способные усваивать газоооразные углеводороды Б. в сосуды, зарываемые затем в почву, можно на основании роста Б. заключать, имеется ли в этой местности нефть или природный газ. С многими видами Б. приходится вести серьёзную борьбу, предохраняя от порчи и разрушения ими зерно, овощи, фрукты, все пищевые продукты, разные виды сырья, материалов и изделий (текстиль, картон, канаты, рыболовные сети, изоляция кабеля и мн. др.). Многие болезни человека вызываются патогенными Б. К таким болезням относятся различные эпидемического заболевания (холера, брюшной тиф, паратифы, чума, дифтерия, туляремия, бруцеллёз), а также туберкулёз, заражение крови (сепсис), проказа, сифилис и др. У животных Б. вызывают сап, сибирскую язву, туберкулёз и др. Многие болезни как культурных, так и диких растений вызывают т. н. фитопатогенные Б. (см. Бактериальные болезни растений). Борьба с болезнетворными Б. основывается на асептике (См. Асептика) и антисептике (См. Антисептика), на применении бактериостатических веществ (См. Бактериостатические вещества) и бактерицидных веществ (См. Бактерицидные вещества) (см. Антибиотики, Химиотерапия).
Лит.: Красильников Н. А., Определитель бактерий и актиномицетов, М.—Л., 1949; Исаченко Б. Л., Избранные труды, т. 1—2, М.—Л., 1951; Виноградский С. Н., Микробиология почвы, М., 1952; Кузнецов С. И., Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах, М., 1952; Имшенецкий А. А., Микробиология целлюлозы, М., 1953; Омелянский В. Л., Избранные труды, т. 1—2, М., 1953; Анатомия бактерий, пер. с англ., М., 1960; Работнова И. Л., Общая микробиология, М., 1966; Clifton С. Е., Introduction to bacterial physiology, N. Y., 1957; Gunsalus 1. С. and Stanier R. J., The Bacteria, v. 1—5, N. Y., 1960; Stanier R. J., Dondoroff M., Adelberg Е. A., Themic-robial world, 2 ed., N. Y., 1963; Lamanna C., Mallette М. F., Basic bacteriology, 3 ed., Baltimore, 1965.
А. А. Имшенецкий.

Гигантские формы бактерий, возникающие при неблагоприятных условиях жизни.

Метахроматин в клетках возбудителя дифтерии.

Кислотоустойчивые палочки проказы.

Включения запасного вещества — гранулёзы (окрашивается иодом в синий цвет) в клетках анаэробной бактерии во время образования ею спор.

Клетки спороносной бактерии с крупными каплями жира.

Клетки уксуснокислых бактерий с зёрнами метахроматина.

Крупные изогнутые клетки (спириллы) с зёрнами метахроматина.

Полярные зёрна («шапочки»); четко окрашиваются у многих неспороносных бактерий.

Ядра в клетках миксобактерии Polyangium; клетки размножаются перетяжкой.

Рис. 1 к ст. Бактерии. Диплококки.

Рис. 2 к ст. Бактерии. Стрептококки.

Рис. 3 к ст. Бактерии. Сарцины.

Рис. 4 к ст. Бактерии. Стафилококки.

Рис. 5 к ст. Бактерии. Бациллы.

Рис. 6 к ст. Бактерии. Бациллы.

Рис. 7 к ст. Бактерии. Вибрионы.

Рис. 8 к ст. Бактерии. Спириллы.

Рис. 9 к ст. Бактерии. Спирохеты.

Рис. 10 к ст. Бактерии. Плазмолиз.

Рис. 11 к ст. Бактерии.

Рис. 12 к ст. Бактерии. Стрептококки.

Рис. 13 к ст. Бактерии.

Рис. 14 к ст. Бактерии.

Рис. 15 к ст. Бактерии.

Рис. 16 к ст. Бактерии.

Рис. 17 к ст. Бактерии.

Рис. 18 к ст. Бактерии.

Рис. 19 к ст. Бактерии.

Рис. 20 к ст. Бактерии.

Рис. 21 к ст. Бактерии.

Рис. 22 к ст. Бактерии.

Рис. 23 к ст. Бактерии.

Рис. 24 к ст. Бактерии.

Рис. 25 к ст. Бактерии. Клетка золотистого стафилококка: а — клеточная стенка; б — цитоплазматическая мембрана; в — нуклеоид; г — мембранные структуры внутри нуклеоида.

Рис. 26 к ст. Бактерии. Образование поперечной перегородки в делящейся клетке гемолитического стрептококка: а — образующаяся перегородка; б — нуклеоид; в — клеточная стенка.

Рис. 27 к ст. Бактерии. Слизистая капсула (а) у цисты азотобактера.

Рис. 28 к ст. Бактерии. Клетка молочнокислой бактерии; а — внутрицитоплазматические мембранные структуры (мезосомы); б — клеточная стенка; в — цитоплазматическая мембрана.

Рис. 29 к ст. Бактерии. Жгутик кишечной палочки.

Рис. 30 к ст. Бактерии.

Рис. 31 к ст. Бактерии.

Рис. 32 к ст. Бактерии.

Экологические термины и определения:

Прокариотические (безъядерные) микроорганизмы, которые играют важную роль в функционировании любых экосистем и биосферы в целом. Им принадлежит ведущая роль в круговоротах элементов питания (см. Редуценты). Б. регулируют плотность популяций организмов (см. Паразиты), вступают с растениями и животными в симбиотические отношения. Б. очень разнообразны и различаются по типам питания на следующие группы:
*фототрофы, использующие энергию солнечного света; содержат пигменты (хлорофиллы и каротиноиды) и потому окрашены в красный, оранжевый, зеленый и сине-зеленый цвета; в этой группе есть Б., которые фотосинтезируют без выделения кислорода и с выделением кислорода (см. Цианобактерии);
*хемоавтотрофы, использующие энергию окисления неорганических веществ (соединений серы, метана, аммиака, нитритов, соединений двухвалентного железа и других металлов, см. Хемоавтотрофные экосистемы);
*органотрофы, получающие энергию при разложении органических веществ до минеральных соединений; эти Б. — главные редуценты экосистем, обеспечивающие многократное использование элементов питания растениями, основные участники круговорота углерода; к этой же группе относятся Б., использующие энергию брожения (благодаря которым из молока получается кефир и кумыс, сочные стебли кукурузы и подсолнечника превращаются в силос), Б., населяющие желудок жвачных животных (они расщепляют клетчатку), Б., живущие на коже человека и разлагающие вещества, выделяемые с потом;
*Б.-паразиты, вызывающие разные заболевания, в том числе туберкулез (палочка Коха), чуму (чумная палочка); разные спирохеты вызывают тиф, сифилис, желтуху и многие другие болезни.
Б. используются в биологических очистных сооружениях как аэробного (аэротенки), так и анаэробного (метантенки) типов.

Толковый словарь Кузнецова:

бактерии
БАКТЕРИИ [тэ], -ий; мн. (ед. бактерия, -и; ж.). [от греч. baktrion — палочка]. Одноклеточные микроорганизмы. Почвенные б. Гнилостные б. Болезнетворные б.
Бактериальный, -ая, -ое. Б-ая клетка. Б-ая инфекция (вызванная болезнетворными бактериями). Б-ые удобрения (с полезными для сельскохозяйственных растений почвенными микроорганизмами).

Медицинская энциклопедия:

Бактерии
(греч. baktrion палочка)
одноклеточные микроорганизмы с примитивной цитоплазмой и ядром без ядрышка и ядерной оболочки. Относятся к прокариотам. Наряду с другими микроорганизмами широко распространены в почве воде, воздухе, заселяют (колонизируют) кожу и слизистые оболочки человека и животных. Некоторые из бактерий используются в пищевой промышленности (например, для приготовления молочнокислых продуктов), в медицине для восстановления нормальной микрофлоры толстой кишки путем применения препаратов, содержащих лиофильно высушенные Б. (бифидобактерии, лактобактерии, кишечные палочки), а также в биотехнологии для получения биологически активных соединений.
Наибольшее распространение имеют сапрофитные Б. Они питаются мертвыми органическими остатками, участвуют в минерализации органических веществ — аммонификации, нитрификации, а также в фиксации азота (клостридии, азотобактеры, микобактерии, сине-зеленые водоросли и др.). Сапрофиты участвуют в круговороте углерода, кислорода, азота, фосфора, серы, железа, некоторые из них расщепляют целлюлозу, кератин, окисляют и образуют углеводородыметан, пропан и др. Ставится вопрос о применении некоторых сапрофитов для очистки сточных вод, разрушения (биодеградации) различных отходов. Широкое применение находят сапрофиты в биотехнологии для получения различных биологически активных соединений (интерферонов, интерлейкинов, инсулина и др.).
Относительно небольшую часть бактерий разделяют на патогенные и условно-патогенные. Патогенные Б. являются возбудителями инфекционных болезней (Инфекционные болезни) человека и животных. Условно-патогенными микроорганизмами являются представители нормальной микрофлоры человека (Микрофлора человека). При ослаблении резистентности организма условно-патогенные Б. вызывают гнойно-воспалительные процессы.
Различают Б. с тонкой клеточной стенкой, преимущественно грамотрицательные; Б. с толстой клеточной стенкой, преимущественно грамположительные; Б. без клеточной стенки, например микоплазмы; архебактерии, отличающиеся дефектной клеточной стенкой, особенностями строения рибосом, мембран и 16S-, 5S-рибосомальных РНК. Среди архебактерии отсутствуют возбудители инфекционных болезней. Подразделение бактерий главным образом по особенностям строения клеточной стенки связано с возможной вариабельностью их окраски по Граму (см. Микробиологическая диагностика).
К грамотрицательным Б. относятся спирохеты (рис. 1, 2), спириллы, некоторые палочковидные (рис. 3) и кокковидные (шаровидной формы) бактерии, риккетсии, хламидии. Спирохеты — длинные извитые клетки с одним или более полным оборотом спирали. К патогенным спирохетам относят возбудителей сифилиса, возвратного тифа, лептоспироза. Спириллы (штопорообразно извитые клетки) являются водными сапрофитами, некоторые патогенны. Риккетсии — мелкие грамотрицательные палочки, облигатные внутриклеточные паразиты. С ними схожи хламидии, или гальпровии.
Грамположительными являются разнообразные по форме кокковидные (рис. 4, 5) и палочковидные (рис. 6—8) бактерии, а также актиномицеты (рис. 9) — ветвящиеся Б. и схожие с ними коринебактерии (булавовидные бактерии) и микобактерии, дающие иногда ветвящиеся формы.
Бактерии, полностью или частично утратившие клеточную стенку под влиянием антибактериальных препаратов или защитных факторов организма человека или животных, называют L-формами. К ним близки микоплазмы, которые также не имеют клеточной стенки.
Важнейшим отличительным свойством бактерий является тип дыхания. По отношению к молекулярному кислороду их можно разделить на 3 основные группы: облигатные аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы. Облигатные аэробы размножаются в присутствии кислорода, облигатные анаэробытолько в среде без кислорода, который для них токсичен. Факультативные анаэробы могут расти как при наличии в среде кислорода, так и при его отсутствии. Среди них различают аэротолерантные бактерии, которые растут при наличии кислорода, но не используют его.
Размеры Б. варьируют в зависимости от их вида и условий роста. В среднем размер бактериальной клетки приближается к размерам митохондрии эукариотической клетки. Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, ядра (нуклеотида) и цитоплазмы с включениями. Непостоянно встречаются капсула, микрокапсула, слизь, жгутики и ворсинки (фимбрии, пили).
Бактерии, образующие жгутики, подвижны. Жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке специальными дисками. Жгутик состоит из белка флагеллина, который обладает антигенной специфичностью (поэтому его называют Н-антигеном). Толщина жгутика 12—20 нм, а длина в несколько раз превышает размеры бактериальной клетки (рис. 10). Число жгутиков у Б. различных видов неодинаково и варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятков и сотен жгутиков (перитрихи) у кишечной палочки, протея и др. Движение спирохет обусловлено наличием осевых нитей — аналогов жгутиков других бактерий.
Образованиями более тонкими и короткими, чем жгутики, являются пили (рис. 10), состоящие из белка пилина. Среди них выделяют пили, обеспечивающие адгезию (прилипание) Б. к поражаемой клетке, пили, ответственные за питание и водно-солевой обмен, половые пили, синтез которых определяют половые факторы (F-плазмиды и др.).
Некоторые бактерии (пневмококки, клебсиеллы и др.) имеют капсулу — слизистое образование с четко очерченными внешними границами (рис. 11). Обычно капсула состоит из полисахаридов, иногда из полипептидов (например, у сибиреязвенной бациллы). Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу Б. Многие Б. имеют микрокапсулу — слизистое образование, выявляемое только при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слизь, которая не имеет четких внешних границ. При гнойно-воспалительных процессах на Б. могут адсорбироваться гуморальные факторы защиты организма в виде капсулоподобного покрова, который условно называют иммуноглобулиновым покровом.
Клеточная стенка придает бактериальным клеткам форму и вместе с подлежащей цитоплазматической мембраной сдерживает высокое внутриклеточное осмотическое давление. Клеточная стенка грамположительных бактерий в два и более раз толще, чем у грамотрицательных; состоит из пептидогликана и тейхоевых кислот. Клеточная стенка некоторых грамположительных бактерий, например микобактерии туберкулеза (кислотоустойчивые Б.), содержит большое количество липидов и миколовые кислоты, что обусловливает их устойчивость к кислотам. Клеточная стенка грамотрицательных Б. представлена трехслойной внешней мембраной и подлежащим тонким слоем пептидогликана, которые связаны липопротеидом. Внешняя мембрана схожа по строению с внутренней — цитоплазматической мембраной. Основным компонентом мембран является бимолекулярный слой липидов. Во внешней мембране имеются липиды, липополисахариды, белки и липопротеиды. Некоторые белки (порины), пронизывая внешнюю мембрану, образуют поры, через которые проходят гидрофильные вещества с низкой молекулярной массой. Липополисахарид расположен в наружной части внешней мембраны и состоит из трех компонентов: липида А, ядра полисахарида и О-специфической цепи полисахарида, образованных повторяющимися идентичными олигосахаридными последовательностями. Особенность строения О-специфических цепей определяет серовар определенного штамма Б. Таким образом, с понятием липополисахарида связаны представления об О-антигене. Липополисахарид является также эндотоксином. Токсичность его определяется липидом А. При лечении гнойно-воспалительных процессов антибиотиками в результате разрушения грамотрицательных Б. освобождается большое количество эндотоксина, что может привести к развитию эндотоксического шока. Б, с полной структурой липополисахарида образуют на плотной питательной среде колонии с гладкой блестящей поверхностью — так называемые S-колонии (от англ. smooth гладкий). Эти же Б., подвергшиеся мутации, формируют колонии с шероховатой, матовой поверхностью — так называемые R-колонии (от англ. rough шероховатый). R-мутанты не синтезируют О-специфические цепи и часть ядра липополисахарида. Т.к. липополисахарид является эндотоксином, то и патогенность S- и R-бактерий различна. Обычно наиболее патогенны бактерии, образующие S-колонии.
Между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной располагается периплазматическое пространство (периплазма), содержащее ферменты. При полном разрушении клеточной стенки образуются протопласты — клетки, окруженные только цитоплазматической мембраной. Если бактериальная клетка имеет частично сохранившуюся клеточную стенку, ее называют сферопластом.
Цитоплазматическая мембрана, состоящая из бимолекулярного слоя липидов, поверхностных и интегральных белков, регулирует осмотическое давление клетки, участвует в пассивном и активном транспорте веществ, в энергетическом метаболизме клетки. Ее инвагинаты — впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур называют мезосомами, а менее сложно устроенные из них — внутрицитоплазматическими мембранами. Роль мезосом и внутрицитоплазматических мембранных структур остается во многом неясной. Тем не менее считают, что они участвуют в перераспределении генетическою материала при делении клетки и в энергозависимых процессах в клетке.
Цитоплазма Б. содержит многочисленные мелкие гранулырибосомы, имеющие коэффициент седиментации 70S, что отличает их от рибосом эукариот. имеющих коэффициент седиментации 80S, поэтому некоторые антибиотикиингибиторы синтеза белка, связываясь с рибосомами бактерии, подавляют в ней синтез белка, не влияя на синтез белка эукариотических клеток. В цитоплазме имеются различные включения: скопления полисахаридов, поли- -оксимасляной кислоты, гранулы волютина (полифосфаты) и др. Они накапливаются при избытке питательных субстратов в окружающей среде и выполняют роль запасных веществ для питания и энергетических потребностей. Характерно расположение гранул волютина у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки.
Ядро Б. (нуклеоид) расположено в центральной зоне и представлено плотно уложенной в виде клубка кольцевой хромосомой, состоящей из двуспиральной молекулы ДНК. В отличие от ядра эукариот нуклеоид Б. не имеет ядерной оболочки и ядрышка.
Бактерии гаплоидны: у них только один набор генов в хромосоме. Передача генетического материала у Б. осуществляется тремя способами: конъюгацией, трансдукцией и трансформацией.
Конъюгация бактерий происходит при контакте мужской и женской клеток При этом генетический материал переходит с помощью так называемой половой пили (F-пили). Образующиеся клерки (рекомбинанты) наследуют большинство своих признаков от женских клеток, а от мужских получают только часть генов (фрагменты генома). Мужская клетка содержит F-фактор (половой фактор). Клетки, не содержащие F-фактор, являются женскими. F-фактор может располагаться в цитоплазме в виде кольцевой двухнитчатой молекулы ДНК, являясь плазмидой, или может включаться в бактериальную хромосому (Hfr-клетки), способствуя более частому переносу в другую клетку.
При трансдукции происходит передача ДНК от бактерии-донора к бактерии-реципиенту при участии бактериофагов. Различают неспецифическую (общую) трансдукцию, при которой возможен перенос любого фрагмента ДНК-донора, и специфическую, осуществляющуюся переносом фрагмента ДНК-донора только в определенные участки ДНК-реципиента. Неспецифическая трансдукция обусловлена включением в головку фага ДНК-донора дополнительно к геному фага или вместо генома фага. Специфическая трансдукция обусловлена замещением некоторых генов фага генами клетки-хозяина. Если фрагмент ДНК не вступает в рекомбинацию с хромосомой реципиента и не реплицируется, но с него считывается информация о синтезе соответствующего генного продукта, такая трансдукция называется абортивной.
Трансформация заключается в том, что ДНК, выделенная из бактерии в свободной растворимой форме, передается бактерии-реципиенту. При трансформации рекомбинация происходит, если ДНК бактерий родственны друг другу. В этом случае возможен обмен гомологичных участков собственной и проникшей извне ДНК.
Кроме хромосомы нуклеоида в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности: так называемые плазмиды — ковалентно замкнутые кольца двуспиральной ДНК, расположенные в цитоплазме. Они придают Б. новые свойства, например способность к конъюгации и образованию половых пилей (F-плазмида), устойчивость к антибиотикам (R-плазмида), токсигенность (Ent-плазмида), колициногенность (Col-плазмида) и др. Плазмиды и хромосомы могут обмениваться транспозонами — транспозирующимися, или блуждающими, генами. Транспозоны участвуют в процессах мутации и развития лекарственной устойчивости. Плазмиды детерминируют синтез определенных структур или ферментов. Так, плазмиды бактериоциногении детерминируют синтез бактериоцинов-белков, которые после взаимодействия со специфическими рецепторами бактерии повреждают ее; при этом лизиса Б. не происходит. Примером бактериоцина является белок колицин, образуемый кишечной палочкой, содержащей Col-плазмиду. Чувствительность к бактериоцинам и способность продуцировать их являются маркерами, позволяющими различать штаммы бактерий.
По типу питания Б. делят на аутотрофы, использующие для построения своих компонентов углерод из неорганических соединений, и гетеротрофы, нуждающиеся в органических соединениях в качестве источника углерода. По источнику энергии среди Б. различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие, например сине-зеленые водоросли, использующие энергию света, и хемотрофы, нуждающиеся в химических источниках энергии.
Для роста на питательных средах Б. необходимы определенные компоненты. Потребность Б. в органических веществах различна и обеспечивается за счет бактериальных факторов роста (аминокислот, необходимых для построения белков, пуринов и пиримидинов, требующихся для образования нуклеиновых кислот, витаминов, входящих в состав некоторых ферментов). Для обозначения отношения Б. к факторам роста используют термины «ауксотрофы» и «прототрофы». Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста, прототрофы могут сами синтезировать необходимые для роста соединения.
Бактерии, растущие на плотных питательных средах, образуют изолированные округлые колонии с ровными или неровными краями, различной консистенции и цвета. Популяция Б., образующихся при размножении единственной бактериальной клетки, называется штаммом. При росте на жидкой питательной среде Б. дают придонный, диффузный или поверхностный (в виде пленки) рост. Рост Б. на жидкой питательной среде подразделяют на несколько фаз: лагфазу, фазу логарифмического роста, фазу стационарного роста, или максимальной концентрации Б., и фазу их гибели. Лагфаза — период между посевом и началом размножения Б., которые при этом увеличиваются в размерах и готовятся к делению. Фаза логарифмического ростапериод интенсивного деления Б. Грамположительные Б. делятся путем образования перегородок деления, а грамотрицательные Б. формируют перетяжку деления (рис. 12). При оптимальных условиях роста они могут делиться каждые 20—30 мин. Затем наступает фаза стационарного роста, в которой количество жизнеспособных клеток не изменяется. Завершает процесс роста фаза гибели, характеризующаяся отмиранием Б. в условиях истощения питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий.
Интенсивность роста и размножения Б. зависит от температуры окружающей среды. Б., растущие при низкой температуре, называются психрофилами, при средней (оптимум роста около 37°) — мезофилами, при высокой температуре — термофилами. Психрофильные бактерии составляют большую группу сапрофитических микроорганизмов — обитателей почвы, морей, пресных водоемов, сточных вод. К ним относятся некоторые железобактерии, псевдомонады, светящиеся бактерии, бациллы и др. Некоторые психрофильные Б. могут вызывать порчу продуктов питания, хранящихся при низкой температуре. Способностью расти при низких температурах обладают некоторые бактерии, вызывающие заболевания у человека, например возбудитель псевдотуберкулеза может размножаться при температуре 4°. В зависимости от температуры культивирования меняются и другие свойства бактерий. Так, Serratia marcescens образует при t° 20—25° большое количество красного пигмента (продигиозана), а при t° 37° — меньшее его количество, однако скорость ее размножения выше при 37°. Синтез полисахаридов, в т.ч. капсульных, выше при более низких температурах культивирования (в пределах температур, при которых возможен рост). Интервал температур, при котором возможен рост психрофильных Б., колеблется от —10° до 40°. Небольшая часть психрофильных Б. способна расти при нижнем пределе температуры —10°, если в среде обитания имеются соли в концентрации, предотвращающей замерзание среды. Мезофилами являются многие патогенные и условно-патогенные Б. Они растут в диапазоне температур от 10° до 47°. При более высоких температурах размножаются термофильные Б. Описаны Б., развивающиеся при t° 250—300° в горячих сульфидных водах и давлении 265 атм на дне океана. Термофилы обитают в горячих источниках, участвуют в процессах самонагревания навоза, зерна, сена. Титр термофилов — наименьший вес почвы, в котором содержится один термофильный микроорганизм, — используется для оценки санитарного состояния почвы.
Температура, ультрафиолетовое излучение, высушивание, различные вещества в зависимости от дозы и времени воздействия могут оказывать на Б. бактериостатическое (остановка роста бактерий) или бактерицидное (убивающее) действие.
При воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды некоторые бактерии образуют споры, называемые эндоспорами. Эндоспоры имеют плотную оболочку, содержащую дипиколинат кальция, что способствует их длительному сохранению при действии высоких температур и высушивании. Споры различных видов Б. располагаются центрально, субтерминально или терминально (на конце палочковидной бактерии). Диаметр спор может превышать диаметр бактерий, приобретающих вследствие этого форму веретена (рис. 6, 7). Отсюда название этих бактерий — клостридии (греч. klstr веретено + eidos вид), в отличие от бацилл (рис. 8), диаметр спор которых не превышает диаметр клетки.
Способность Б. приживаться в тканях организма-хозяина и вызывать инфекционные болезни называется патогенностью. Мерой, степенью патогенности является вирулентность. Патогенность определяется генами, ответственными за образование компонентов с адгезивными свойствами (пили, липотейхоевые кислоты клеточных стенок грамположительных бактерий и др.); ферментов с инвазивной активностью (гаалуронидаза, нейраминидаза, коллагеназа и др.); веществ с антифагоцитарной активностью (капсулы, слизь, корд-фактор микобактерий и др.), веществ с токсической активностью — эндотоксины, белки, секретируемые бактериями (см. Токсины). Патогенность обусловливают не только гены хромосомы, но и плазмидные гены. Так, определенные плазмиды контролируют образование пилей, ответственных за адгезию. Условно-патогенные, или потенциально патогенные. Б., являясь главным образом представителями нормальной микрофлоры человека и животных, реализуют патогенный генотип в условиях сниженной резистентности и иммунитета организма-хозяина.
Бактерии можно идентифицировать по морфологическим, тинкториальным (способ окраски), культуральным (особенности роста), биохимическим и серологическим свойствам. Серологические (антигенные) свойства Б. устанавливают с помощью иммунных сывороток, взаимодействующих в различных реакциях иммунитета (см. Иммунологические методы исследования) с капсульными антигенами (К-антигенами). О-антигенами. Н-антигенами и др.
Библиогр.: Езепчук Ю.В. Патогенность как функция биомолекул, М., 1985, библиогр.; Методы общей бактериологии, под ред. Ф. Герхардта и др., пер. с англ., т. 1—3, М., 1983—1984; Шлегель Г. Общая микробиология, пер. с нем., М., 1987.

Рис. 7. Чистая культура столбнячной палочки (Clostridium tetani): видны терминально расположенные споры; окраска карболовым фуксином и метиленовым синим; х 800 синим; х 800.

Рис. 1. Сапрофитические спирохеты (Spirocheta buccalis) в мазке из зубного налета; окраска по Граму; х 800.

Рис. 5. Чистая культура стрептококка (Streptococcus pyogenes); окраска по Граму: х 800.

Рис. 9. Чистая культура актиномицета (Actinomyces israelii); окраска по Граму; х 800

Рис. 4. Чистая культура золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus); окраска по Граму: х 800.

Рис. 8. Чистая культура Bacillus cereus: видны окрашенные в малиновый цвет центрально расположенные споры и окрашенные в голубой цвет вегетативные формы; окраска по Ауески; х 800.

Рис. 11. Электронограмма ультратонкого среза пневмококка, образующего капсулу (указано стрелками); х 32 000.

Рис. 6. Чистая культура Clostridium perfrindens; видны субтерминально (указаны стрелками) и центрально расположенные опоры; окраска карболовым фуксином и метиленовым синим; х 800

Рис. 12. Электронограммы ультратонких срезов делящихся бактерий: а — стафилококка, делящегося путем образования перегородки деления (указана стрелками), 32 000; б — кишечной палочки — в результате формирования перетяжки деления (указана стрелками); 1 — клеточная стенка, 2 — цитоплазматическая мембрана, 3 — нуклеоид; 22 000.

Рис. 2. Многочисленные спирохеты (Borrella persica) в мазке из крови больного клещевым возвратным тифом; окраска по Романовскому — Гимзе; х 800.

Рис. 10. Электронограмма клетки кишечной палочки, напыленной платинопалладиевым сплавом: видны жгутики (1) и пили (2); х 6000.

Рис. 3. Чистая культура кишечной палочки (Escherichia coli); окраска по Граму; х 800.

Орфографический словарь Лопатина:

орф.
бактерии, -ий, ед. -ерия,

Научно-технический словарь:

БАКТЕРИИ, простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к царству Prokaryotae (прокарио-ты). У них нет четко выделенного ядра, в большинстве их отсутствует ХЛОРОФИЛЛ. Многие из них обладают подвижностью, плавают при помощи хлыстообразных жгутиков. Размножаются преимущественно делением. В неблагоприятных условиях многие из них способны консервироваться внутри спор, обладающих высокой сопротивляемостью благодаря плотным защитным оболочкам. Подразделяются на АЭРОБНЫЕ И АНАЭРОБНЫЕ. Хотя патогенные бактерии являются причиной большинства человеческих заболеваний, многие из них безобидны или даже полезны для человека, поскольку составляют важное звено ПИЩЕВЫХ ЦЕПЕЙ; например, они способствуют переработке растительных и животных тканей, преобразованию азота и серы в АМИНОКИСЛОТЫ и другие соединения, которые могут использовать растения и животные. В некоторых бактериях содержится хлорофилл, и они участвуют в ФОТОСИНТЕЗЕ. см. также АРХЕБАКТЕРИИ, ЭУБАКТЕРИИ, ПРОКАРИОТЫ.

Бактерий существуют в трех основных формах и видах: сферической (А), носящей название кокков, па-лочкообразной (бациллы, В) и спиральной (спириллы, С). Кокки встречаются в виде комков (стафилококки, 1), пар по двое (диплококки. 2) или цепочек (стрептококки,3). В от личие от кокков, которые неспособны двигаться, бациллы свободно движутся; некоторые из них, именуемые перитрихиями, снабжены множеством жгутиков (4) и могут плавать, а монотрихиевые формы (5, см. на рисунке ниже) обладают лишь одним жгутиком Бациллы также могут обра зовывать споры (6), чтобы пережить период неблагоприятных условий СПИРИЛЛЫ могут иметь форму штопора, как, например,спирохета Leplospira (7), а могут быть слабо изогнутыми, со жгутиками, такими как Spirillum (8). Изображения даны с увеличением х 5000

Бактерии не имеют ядра; вместо этого у них имеется нуклеоид (1), единственная петля ДНК. В ней содержатся гены, химически закодированные программы, определяющие строение бактерии. В среднем бактерии имеют 3000 генов (для сравнения: у человека их 100 000). Цитоплазма(2)содержит также гранулы гликогена (пищу) (3) и рибосомы (4), которые придают цитоплазме зернистый вид и служат для выработки протеина У многих бактерии она также содержит мельчайшие генетические элементы, именуемые плазмидами. У большинства бактерии, но далеко не у всех, имеются жесткие защитные стен ки клетки (В). Они бывают двух основных типов Первый тип имеет один толстый (10-50 нм) слои. Бактерии с таким типом клетки называются грам-положительными, потому что они окрашиваются в ярко-фиолетовый цвет при помощи красителя Грама. Грам-отрицательные бактерии, как показано, имеют более тонкие стенки (1) с дополнительным слоем протеинов и ли-пидов снаружи (2). Этот тип клеток не окрашивается фиолетовым Такая разница в свойствах находит применение в медицине Защитные клетки организма распознают бактерий именно по их стенкам. Клеточная мембрана (3) окружает цитоплазму Она имеет толщину всего в несколько молекул протеинов и липидов и представляет собою барьер, благодаря которому живая клетка контролирует поступление внутрь нее и выведение из нее различных веществ. Некоторые бактерии движутся (С), пользуясь жгутиками (1), которые крутятся за счет крючка (2). Энергию для движения обеспечивает поток протонов сквозь мембрану клетки (3), который ПРИВОДИТ в движение диск из протеиновых молекул (4), расположенный в мембране. Стержень(5)соединяет этот протеиновый «ротор» с крючком посредством другого диска (6), который запечатывает стенку клетки.

До создания эффективных систем санитарии и открытия антибиотиков эпидемии серьезных заболеваний, вызванных бактериями,снова и снова проносились по Европе, Симптомы многих бактериальных заболеваний вызываются действием токсичных протеинов (называемых токсинами), которые вырабатываются бактериями. Токсин ботулин, вырабатываемый бактерией Clostridium botulinum (она вызывает пищевые отравления)является одним из самых сильных ядов, известных в наше время.Токсин столбняка, вырабатываемый родственным Clostridium tetani (1), инфицирует глубокие и загрязненные раны. Когда нервный импульс (2) вызывает напряжение в клетке мускульной ткани,токсин блокирует расслабляющую часть сигнала, и мускулы оста ются напряженными (вот почему это заболевание называется столбняком). В развитых странах большинство бактерий-убийц в настоящее время находится под контролем, здесь редко встречается туберкулез и дифтерия не представляет серьезной проблемы. Однако в развивающихся странах бактериальные болезни все еще собирают свою смертельную дань.

Смотреть другие определения →


© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru