Podziały komórek bakteryjnych
Bakterie należą do najstarszych organizmów na naszej planecie. Opanowały większość środowisk, nawet tak trudnych, jak gorące źródła o temperaturze 100°C. Dzięki niewielkim rozmiarom bakterie mogą zasiedlić wiele miejsc i łatwo się rozprzestrzeniają. Ponadto bakterie szybko się mnożą w wyniku podziału poprzecznego komórki.
jak zbudowane są komórki bakteryjne;
jak rozmnażają się bakterie.
Opiszesz, jak przebiega podział komórki bakteryjnej.
Podasz, w jaki sposób czynniki środowiskowe wpływają na podziały komórek bakterii.
1. Podział komórki bakteryjnej
Komórka bakteryjna dzieli się na dwie w wyniku podziału poprzecznegopodziału poprzecznego, który przebiega w trzech etapach. Są to:
skopiowanie materiału genetycznego komórki (nici DNA);
podwojenie rozmiaru komórki;
rozdzielenie pojedynczej komórki na dwie potomne.
Czas podwojeniaCzas podwojenia komórek bakterii zależy od gatunku. W sprzyjających warunkach bakterie dzielą się co ok. godzinę, a niektóre nawet co 20 minut.
2. Czynniki wpływające na podziały bakterii
Do prawidłowego wzrostu i rozmnażania bakterie wymagają odpowiednich warunków środowiska. Wszystkie jednak potrzebują mieć dostęp do wody, ponieważ jest ona środowiskiem reakcji chemicznych w komórkach. Reakcje te zachodzą wydajnie jedynie w odpowiedniej temperaturze. Jeśli jest ona zbyt niska lub zbyt wysoka, to rozwój bakterii jest zahamowany. Ponadto część bakterii wymaga do życia obecności tlenu (bakterie tlenowebakterie tlenowe), a dla innych jest on szkodliwy (bakterie beztlenowebakterie beztlenowe). Obecność w środowisku pewnych substancji chemicznych, takich jak antybiotykiantybiotyki, również może zahamować wzrost bakterii.
W 1928 r. szkocki lekarz i mikrobiologmikrobiolog Alexander Fleming zauważył, że hodowane przez niego bakterie gronkowca nie rosną w obecności pędzlaka – niewielkiego grzyba, który na różnych powierzchniach tworzy pleśń. Spostrzeżenie to nasunęło Flemingowi przypuszczenie, że komórki tego grzyba wytwarzają substancję szkodliwą dla bakterii, nazwaną później penicylinąpenicyliną (od łacińskiej nazwy grzyba –Penicillium). Obecnie penicylina jest powszechnie stosowana jako lek przeciwbakteryjny w przebiegu wielu infekcji. W 1945 r. Fleming został laureatem Nagrody Nobla za jej odkrycie.
Kliknij start
, aby przeprowadzić symulację interaktywną.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PEiraZqqJ
Symulacja przedstawia wpływ czynników środowiska na intensywność podziałów komórek bakterii gnilnych. Widoczna jest plansza interaktywna, na której można sprawdzić szybkość rozrostu bakterii w różnych warunkach. Znajduje się tam okrągłe szkiełko z bakteriami oraz trzy poziome kolumny. Pierwsza widoczna jest wilgotność. Przy bardzo słabej wilgotności bakterie mnożą się słabo i wolno, przy średniej jest ich więcej oraz tempo jest szybszej, a przy wysokiej wilgotności bakterie mnożą się bardzo szybko i licznie. Następnie widoczna jest temperatura. Przy temperaturze 0 stopni bakterie nie dzielą się, przy temperaturze 26 stopni bakterie dzielą się bardzo szybko i licznie, a przy temperaturze 45 stopni bakterie nie dzielą się. Następnie widoczna jest wentylacja. Przy jej braku bakterie dzielą się bardzo licznie i szybko, przy niskiej wentylacji bakterie dzielą się wolniej, przy średniej bardzo wolno i mniej licznie, a przy wysokiej i bardzo wysokiej bakterie nie dzielą się.
Więcej o bakteriach znajdziesz w e‑materiale: BakterieBakterie.
Słownik
leki, które działają bakteriobójczo lub hamują wzrost i podziały komórek bakterii
bakterie zdolne do życia w środowisku pozbawionym tlenu; energię uzyskują np. w procesach fermentacji
bakterie żyjące w warunkach tlenowych; energię uzyskują podczas oddychania tlenowego
okres między dwoma podziałami komórki
nauka o mikroorganizmach (drobnoustrojach)
naturalny antybiotyk wyizolowany z grzyba pędzlaka (Penicillium notatum) przez Aleksandra Fleminga
proces, podczas którego z komórki macierzystej powstają dwie takie same komórki potomne
Zadania
![Zakresy temperatur dla wzrostu bakterii. Oś y: tempo wzrostu, oś x: temperatura [°C]. Kriofile rosną w temperaturach od ok. -5 do 20°C, mezofile: od 15 do 45°C, termofile: od 42 do 80°C.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/RZJ7ouGikdoot/1713268119/2bfZP8CNz1qyOw3av2cRnMInOFXBgFLq.png)
![Wykres przedstawia wpływ stężenia chlorku sodu (NaCl) na wzrost bakterii. Oś y: tempo wzrostu, oś x: zawartość soli kuchennej [%]. Bakterie wymagające niskiego stężenia soli najszybciej rosną, kiedy w otoczeniu nie ma chlorku sodu, przy niskich jego stężeniach (ok. 1%) nie rosną w ogóle. Bakterie wymagające średniego stężenia soli rosną, kiedy zawartość chlorku sodu w otoczeniu wynosi od ok 0,01 do ok. 12%. Bakterie wymagające wysokiego stężenia soli rosną, kiedy zawartość chlorku sodu w otoczeniu wynosi od ok. 11 do więcej niż 20%.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/RzwSckMNfx1sC/1713268120/16x0wGuahOaeTsoJagzCHZp78DL0sajf.png)
Notatnik
Bibliografia
Antybiotyk [w:] Internetowa Encyklopedia PWN, https://encyklopedia.pwn.pl/szukaj/antybiotyk.html [dostęp: 15.11.2023].
Baj J., Wzrost i cykle życiowe prokariotów [w:] Mikrobiologia, red. J. Baj, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018, s. 127–136.
Qiu Y. i in., The Effects of Ventilation, Humidity, and Temperature on Bacterial Growth and Bacterial Genera Distribution, „International Journal of Environmental Research and Public Health” 2022, t. 19, nr 22, s. 15345, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9691097/ [dostęp: 15.11.2023].
Reece J.B. in., Biologia Campbella, Rebis, Poznań 2021, s. 240–241, 567–586.
Skubała P., Yellowstone i Thermus aquaticus, „Dzikie życie” 2016, https://dzikiezycie.pl/archiwum/2016/kwiecien-2016/i [dostęp: 15.11.2023].