Reproduksi bakteri secara vegetatif. Bakteri berkembang biak dengan pembelahan dan melakukannya dengan sangat cepat

Reproduksi bakteri dengan pembelahan adalah metode paling umum untuk meningkatkan ukuran populasi mikroba. Setelah pembelahan, bakteri tumbuh ke ukuran aslinya, yang memerlukan zat tertentu (faktor pertumbuhan).

Metode reproduksi bakteri berbeda-beda, tetapi sebagian besar spesiesnya memiliki bentuk reproduksi aseksual melalui pembelahan. Bakteri jarang berkembang biak dengan cara bertunas. Reproduksi seksual bakteri hadir dalam bentuk primitif.

Beras. 1. Foto menunjukkan sel bakteri pada tahap pembelahan.

Peralatan genetik bakteri

Peralatan genetik bakteri diwakili oleh satu DNA - kromosom. DNA ditutup membentuk lingkaran. Kromosom terlokalisasi dalam nukleotida yang tidak memiliki membran. Sel bakteri mengandung plasmid.

Nukleoid

Nukleoid adalah analog dari inti. Letaknya di tengah sel. Ini berisi DNA, pembawa informasi herediter dalam bentuk terlipat. DNA yang tidak dililitkan mencapai panjang 1 mm. Substansi inti sel bakteri tidak memiliki membran, nukleolus atau sekumpulan kromosom, dan tidak membelah secara mitosis. Sebelum membelah, nukleotidanya digandakan. Selama pembelahan, jumlah nukleotida bertambah menjadi 4.

Beras. 2. Foto menunjukkan sel bakteri pada suatu bagian. Sebuah nukleotida terlihat di bagian tengah.

Plasmid

Plasmid adalah molekul otonom yang terlipat menjadi cincin DNA beruntai ganda. Massanya jauh lebih kecil daripada massa nukleotida. Meskipun informasi herediter dikodekan dalam DNA plasmid, informasi tersebut tidak penting dan diperlukan untuk sel bakteri.

Beras. 3. Foto menunjukkan plasmid bakteri.

Tahapan pembagian

Setelah mencapai ukuran tertentu yang merupakan karakteristik sel dewasa, mekanisme pembelahan diluncurkan.

Replikasi DNA

Replikasi DNA mendahului pembelahan sel. Mesosom (lipatan membran sitoplasma) menahan DNA hingga proses pembelahan (replikasi) selesai.

Replikasi DNA dilakukan dengan bantuan enzim DNA polimerase. Selama replikasi, ikatan hidrogen pada DNA beruntai ganda terputus, menghasilkan dua DNA anak beruntai tunggal yang terbentuk dari satu DNA. Selanjutnya, ketika DNA anak telah mengambil tempatnya di sel anak yang terpisah, DNA tersebut dipulihkan.

Segera setelah replikasi DNA selesai, sebagai hasil sintesis, penyempitan muncul, membagi sel menjadi dua. Pertama, nukleotida mengalami pembelahan, kemudian sitoplasma. Sintesis dinding sel menyelesaikan pembelahan.

Beras. 4. Skema pembelahan sel bakteri.

Pertukaran bagian DNA

Pada Bacillus subtilis, proses replikasi DNA diakhiri dengan pertukaran dua bagian DNA.

Setelah pembelahan sel, sebuah jembatan terbentuk di mana DNA dari satu sel berpindah ke sel lainnya. Selanjutnya, kedua DNA saling terkait. Beberapa bagian dari kedua DNA saling menempel. Di tempat adhesi, segmen DNA dipertukarkan. Salah satu DNA melewati pelompat kembali ke sel pertama.

Beras. 5. Varian pertukaran DNA pada Bacillus subtilis.

Jenis pembelahan sel bakteri

Jika pembelahan sel mendahului proses pemisahan, maka akan terbentuk batang multiseluler dan kokus.

Dengan pembelahan sel yang sinkron, dua sel anak yang lengkap terbentuk.

Jika nukleotida membelah lebih cepat dari sel itu sendiri, maka akan terbentuk bakteri multinukleotida.

Metode untuk memisahkan bakteri

Pembagian dengan melanggar

Pembelahan dengan cara dipecah merupakan ciri khas bakteri antraks. Akibat pembelahan ini, sel-sel pecah pada titik persimpangannya, memutus jembatan sitoplasma. Kemudian mereka saling tolak-menolak, membentuk rantai.

Divisi geser

Dengan pemisahan geser, setelah pembelahan sel menjadi terlepas dan seolah-olah meluncur di sepanjang permukaan sel lain. Metode pemisahan ini khas untuk beberapa bentuk Escherichia.

Terpisah terbelah

Dengan pembelahan garis potong, salah satu sel yang terbagi dengan ujung bebasnya menggambarkan busur lingkaran, yang pusatnya adalah titik kontaknya dengan sel lain, membentuk kuinque Romawi atau paku (Corynebacterium diphtheria, Listeria).

Beras. 6. Foto menunjukkan bakteri berbentuk batang membentuk rantai (basil antraks).

Beras. 7. Foto menunjukkan metode geser untuk memisahkan E. coli.

Beras. 8. Metode pemisahan untuk memisahkan corynebacteria.

Jenis kelompok bakteri setelah pembelahan

Gugusan sel yang sedang membelah mempunyai bentuk yang bermacam-macam, tergantung pada arah bidang pembelahannya.

Bakteri berbentuk bulat tersusun satu demi satu, dua demi dua (diplokokus), dalam bungkusan, dalam rantai, atau seperti tandan buah anggur. Bakteri berbentuk batang – berbentuk rantai.

Bakteri berbentuk spiral- kacau.

Beras. 9. Foto menunjukkan mikrokokus. Bentuknya bulat, halus, berwarna putih, kuning dan merah. Di alam, mikrokokus ada dimana-mana. Mereka hidup di berbagai rongga tubuh manusia.

Beras. 10. Pada foto tersebut terdapat bakteri diplococcus – Streptococcus pneumoniae.

Beras. 11. Foto menunjukkan bakteri Sarcina. Bakteri coccoid berkumpul dalam satu paket.

Beras. 12. Foto menunjukkan bakteri streptokokus (dari bahasa Yunani "streptos" - rantai). Tersusun dalam rantai. Mereka adalah agen penyebab sejumlah penyakit.

Beras. 13. Dalam foto tersebut, bakteri tersebut adalah stafilokokus “emas”. Disusun seperti “tandan buah anggur”. Clusternya berwarna emas. Mereka adalah agen penyebab sejumlah penyakit.

Beras. 14. Dalam foto tersebut, bakteri Leptospira yang melingkar merupakan penyebab banyak penyakit.

Beras. 15. Foto menunjukkan bakteri berbentuk batang dari genus Vibrio.

Tingkat pembelahan bakteri

Tingkat pembelahan bakteri sangat tinggi. Rata-rata, satu sel bakteri membelah setiap 20 menit. Hanya dalam satu hari, satu sel menghasilkan 72 generasi keturunan. Mycobacterium tuberkulosis membelah secara perlahan. Seluruh proses pembagian memakan waktu sekitar 14 jam.

Beras. 16. Foto menunjukkan proses pembelahan sel streptokokus.

Reproduksi seksual bakteri

Pada tahun 1946, para ilmuwan menemukan reproduksi seksual dalam bentuk primitif. Dalam hal ini gamet (sel reproduksi jantan dan betina) tidak terbentuk, tetapi beberapa sel bertukar materi genetik ( rekombinasi genetik).

Transfer gen terjadi sebagai hasilnya konjugasi- transfer searah sebagian informasi genetik ke dalam bentuk plasmid setelah kontak dengan sel bakteri.

Plasmid adalah molekul DNA kecil. Mereka tidak terkait dengan genom kromosom dan mampu menggandakan diri secara mandiri. Plasmid mengandung gen yang meningkatkan ketahanan sel bakteri terhadap kondisi lingkungan yang merugikan. Bakteri sering mewariskan gen ini satu sama lain. Transfer informasi genetik ke bakteri spesies lain juga dicatat.

Dengan tidak adanya proses seksual yang sebenarnya, konjugasilah yang memainkan peran besar dalam pertukaran karakteristik yang berguna. Ini adalah bagaimana kemampuan bakteri untuk menunjukkan resistensi obat ditularkan. Perpindahan resistensi antibiotik antar populasi penyebab penyakit sangat berbahaya bagi umat manusia.

Beras. 17. Foto menunjukkan momen konjugasi dua E. coli.

Fase perkembangan populasi bakteri

Ketika diinokulasi pada media nutrisi, perkembangan populasi bakteri melewati beberapa fase.

Tahap awal

Fase awal adalah periode dari saat tanam hingga pertumbuhannya. Rata-rata fase awal berlangsung 1 - 2 jam.

Fase penundaan pemuliaan

Ini adalah fase pertumbuhan bakteri intensif. Durasinya sekitar 2 jam. Hal ini tergantung pada umur tanaman, masa adaptasi, kualitas media nutrisi, dll.

Fase logaritmik

Selama fase ini, terjadi puncak laju reproduksi dan peningkatan populasi bakteri. Durasinya 5 - 6 jam.

Fase akselerasi negatif

Pada fase ini terjadi penurunan laju reproduksi, jumlah bakteri yang membelah berkurang, dan jumlah bakteri mati bertambah. Alasan percepatan negatif adalah menipisnya media nutrisi. Durasinya sekitar 2 jam.

Fase maksimum stasioner

Selama fase stasioner, terdapat jumlah individu yang mati dan yang baru terbentuk dalam jumlah yang sama. Durasinya sekitar 2 jam.

Fase Percepatan Kematian

Selama fase ini, jumlah sel mati semakin meningkat. Durasinya sekitar 3 jam.

Fase kematian logaritmik

Selama fase ini, sel bakteri mati dengan kecepatan yang konstan. Durasinya sekitar 5 jam.

Fase penurunan laju

Selama fase ini, sisa sel bakteri hidup memasuki keadaan tidak aktif.

Beras. 18. Gambar tersebut menunjukkan kurva pertumbuhan suatu populasi bakteri.

Beras. 19. Pada foto, koloni Pseudomonas aeruginosa berwarna biru kehijauan, koloni mikrokokus berwarna kuning, koloni Bacterium prodigiosum berwarna merah darah, dan koloni Bacteroides niger berwarna hitam.

Beras. 20. Foto menunjukkan koloni bakteri. Setiap koloni adalah keturunan dari satu sel. Dalam satu koloni, jumlah selnya mencapai jutaan. Koloni tumbuh dalam 1 - 3 hari.

Pembagian bakteri yang sensitif terhadap magnet

Pada tahun 1970-an, ditemukan bakteri yang hidup di laut yang memiliki rasa magnet. Magnetisme memungkinkan makhluk menakjubkan ini bernavigasi di sepanjang garis medan magnet bumi dan menemukan belerang, oksigen, dan zat lain yang sangat dibutuhkannya. “Kompas” mereka diwakili oleh magnetosom, yang terdiri dari magnet. Saat membelah, bakteri yang sensitif terhadap magnet membagi kompasnya. Dalam hal ini, penyempitan selama pembelahan menjadi jelas tidak mencukupi, sehingga sel bakteri membengkok dan membuat retakan yang tajam.

Beras. 21. Foto menunjukkan momen pembelahan bakteri yang peka terhadap magnet.

Pertumbuhan bakteri

Ketika sel bakteri mulai membelah, dua molekul DNA berpindah ke ujung sel yang berlawanan. Selanjutnya, sel dibagi menjadi dua bagian yang sama, yang dipisahkan satu sama lain dan diperbesar ke ukuran aslinya. Kecepatan pembelahan banyak bakteri rata-rata 20 - 30 menit. Hanya dalam satu hari, satu sel menghasilkan 72 generasi keturunan.

Selama proses pertumbuhan dan perkembangan, sejumlah besar sel dengan cepat menyerap nutrisi dari lingkungan. Hal ini difasilitasi oleh faktor lingkungan yang menguntungkan - kondisi suhu, jumlah nutrisi yang cukup, dan pH lingkungan yang dibutuhkan. Sel aerobik membutuhkan oksigen. Ini berbahaya bagi anaerob. Namun, perkembangbiakan bakteri secara tidak terbatas tidak terjadi di alam. Sinar matahari, udara kering, kekurangan makanan, suhu lingkungan yang tinggi dan faktor lainnya berdampak buruk pada sel bakteri.

Beras. 22. Foto menunjukkan momen pembelahan sel.

Faktor pertumbuhan

Untuk pertumbuhan bakteri diperlukan zat-zat tertentu (faktor pertumbuhan), ada yang disintesis oleh sel itu sendiri, ada pula yang berasal dari lingkungan. Kebutuhan faktor pertumbuhan berbeda untuk semua bakteri.

Kebutuhan akan faktor pertumbuhan merupakan fitur yang konstan, sehingga memungkinkan penggunaannya untuk mengidentifikasi bakteri, menyiapkan media nutrisi, dan menggunakannya dalam bioteknologi.

Faktor pertumbuhan bakteri (vitamin bakteri) adalah unsur kimia yang sebagian besar merupakan vitamin B yang larut dalam air.Kelompok ini juga mencakup basa hemin, kolin, purin dan pirimidin serta asam amino lainnya. Dengan tidak adanya faktor pertumbuhan, terjadi bakteriostasis.

Bakteri menggunakan faktor pertumbuhan dalam jumlah minimal dan tidak berubah. Sejumlah bahan kimia dalam kelompok ini merupakan bagian dari enzim seluler.

Beras. 23. Foto menunjukkan momen pembelahan bakteri berbentuk batang.

Faktor pertumbuhan bakteri yang paling penting

• Vitamin B1 (tiamin). Berperan dalam metabolisme karbohidrat.
• Vitamin B2" (riboflavin). Berpartisipasi dalam reaksi redoks.
• Asam pantotenat merupakan komponen koenzim A.
• Vitamin B6 (piridoksin). Berperan dalam metabolisme asam amino.
• Vitamin B12(cobalamin adalah zat yang mengandung kobalt). Mereka berperan aktif dalam sintesis nukleotida.
• Asam folat. Beberapa turunannya merupakan bagian dari enzim yang mengkatalisis sintesis basa purin dan pirimidin, serta beberapa asam amino.
• Biotin. Berpartisipasi dalam metabolisme nitrogen dan juga mengkatalisis sintesis asam lemak tak jenuh.
• Vitamin PP(asam nikotinat). Berpartisipasi dalam reaksi redoks, pembentukan enzim dan metabolisme lipid dan karbohidrat.
• Vitamin H(asam para-aminobenzoat). Ini adalah faktor pertumbuhan banyak bakteri, termasuk yang menghuni usus manusia. Asam folat disintesis dari asam para-aminobenzoat.
• gemin. Ini adalah komponen dari beberapa enzim yang mengambil bagian dalam reaksi oksidasi.
• Kholin. Berperan dalam reaksi sintesis lipid dinding sel. Ini adalah pemasok gugus metil dalam sintesis asam amino.
• Basa purin dan pirimidin(adenin, guanin, xantin, hipoksantin, sitosin, timin, dan urasil). Zat-zat tersebut dibutuhkan terutama sebagai komponen asam nukleat.
• Asam amino. Zat-zat ini merupakan komponen protein sel.

Persyaratan faktor pertumbuhan bakteri tertentu

Auksotrof Untuk menjamin kehidupannya, mereka membutuhkan pasokan bahan kimia dari luar. Misalnya, clostridia tidak mampu mensintesis lesitin dan tirosin. Stafilokokus memerlukan pasokan lesitin dan arginin. Streptococci membutuhkan pasokan asam lemak - komponen fosfolipid. Corynebacteria dan Shigella membutuhkan asam nikotinat. Staphylococcus aureus, pneumococci dan Brucella membutuhkan vitamin B1. Streptococci dan basil tetanus - dalam asam pantotenat.

Prototrof secara mandiri mensintesis zat-zat yang diperlukan.

Beras. 24. Kondisi lingkungan yang berbeda mempunyai pengaruh yang berbeda pula terhadap pertumbuhan koloni bakteri. Di sebelah kiri adalah pertumbuhan stabil dalam bentuk lingkaran yang perlahan melebar. Di sebelah kanan adalah pertumbuhan pesat dalam bentuk “pucuk”.

Mempelajari kebutuhan bakteri akan faktor pertumbuhan memungkinkan para ilmuwan memperoleh massa mikroba yang besar, sehingga diperlukan dalam pembuatan obat antimikroba, serum dan vaksin.

Baca lebih lanjut tentang bakteri di artikel:

Proliferasi bakteri merupakan mekanisme peningkatan jumlah populasi mikroba. Pembelahan bakteri adalah metode utama reproduksi. Setelah membelah, bakteri harus mencapai ukuran dewasa. Bakteri tumbuh dengan cepat menyerap nutrisi dari lingkungannya. Pertumbuhan memerlukan zat-zat tertentu (faktor pertumbuhan), ada yang disintesis oleh sel bakteri itu sendiri, dan ada pula yang berasal dari lingkungan.

Dengan mempelajari pertumbuhan dan reproduksi bakteri, para ilmuwan terus-menerus menemukan sifat-sifat menguntungkan dari mikroorganisme, yang penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari dan produksi hanya dibatasi oleh sifat-sifatnya.

Semua makhluk hidup dan tak hidup harus mematuhi hukum fisika - termasuk hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa entropi sistem terisolasi tidak dapat berkurang. Pada pandangan pertama, organisme multiseluler yang sangat terorganisir ada bertentangan dengan hukum “ketidakteraturan yang tidak berkurang”, namun kenyataannya panas yang dihasilkannya meningkatkan entropi alam semesta, dan hukum kedua termodinamika tidak dilanggar. Namun, masih banyak pertanyaan di bidang ini. Berapa banyak panas yang harus dilepaskan sel ke ruang luar untuk mengimbangi tatanan internalnya dari sudut pandang termodinamika? Seberapa dekatkah sel dengan batas yang ditentukan oleh hukum kedua termodinamika?

Jeremy England, fisikawan di MIT, mencontohkan proses reproduksi Escherichia coli (E.coli). Dengan mempertimbangkan struktur sel bakteri, karakteristik reproduksi dan laju pertumbuhan, ilmuwan menghitung jumlah minimum panas yang harus dilepaskan E. coli ke ruang sekitarnya agar tidak melanggar hukum kedua termodinamika. Nilai sebenarnya dari perpindahan panas ternyata kira-kira sama dengan nilai teoretis: bakteri “menghangatkan” lingkungan hanya enam kali lebih banyak daripada yang ditentukan oleh termodinamika. Untuk sistem biologis, ini merupakan efisiensi yang cukup tinggi.

Inggris menggunakan metode mekanika statistik (menghitung probabilitas susunan atom dan molekul yang berbeda) untuk mensimulasikan proses reproduksi E. coli selama 20 menit, di mana bakteri mengkonsumsi banyak makanan, mengubahnya menjadi energi, mengatur ulang dan mengatur molekulnya (termasuk protein dan DNA) dan akhirnya membelah menjadi dua sel.

Untuk mengeksplorasi termodinamika proses ini, Inggris memutuskan untuk mensimulasikan situasi sebaliknya, di mana dua sel bergabung menjadi satu. Peristiwa ini sangat kecil kemungkinannya sehingga kemungkinan besar tidak akan pernah terjadi di alam. Probabilitas ini dapat diperkirakan secara numerik dengan menghitung probabilitas pembalikan semua reaksi kimia yang diperlukan untuk pembelahan sel bakteri. Reaksi yang paling umum adalah pembentukan ikatan peptida. Kemungkinan bahwa reaksi ini akan secara spontan bergerak ke arah yang berlawanan sangatlah kecil sehingga dalam beberapa sel abstrak yang “abadi” peristiwa ini hanya akan terjadi setiap 600 tahun sekali. Dan putusnya secara spontan seluruh 1,6 miliar ikatan peptida yang ada dalam sel bakteri harus menunggu lebih lama lagi. Setelah menghitung energi yang dibutuhkan untuk memutus ikatan ini dan waktu yang diperlukan agar proses ini terjadi secara spontan, Inggris menghitung parameter teoretis untuk proses sebaliknya - pembelahan sel dengan pembentukan satu set lengkap ikatan peptida.

Ternyata nilai yang dihitung sedikit lebih dari seperenam jumlah panas yang dilepaskan bakteri ke ruang sekitarnya per satuan waktu. Secara teoritis, bakteri dapat bereproduksi lebih cepat, namun Inggris percaya bahwa mereka tidak mungkin berevolusi untuk meningkatkan efisiensi reproduksi - bakteri memiliki banyak “tugas intraseluler” lainnya. Namun bagi para ahli di bidang biologi sintetik, perhitungan Inggris mungkin sangat menarik: perhitungan tersebut menunjukkan kemungkinan menciptakan mikroorganisme yang membelah lebih cepat dibandingkan mikroorganisme yang tidak dimodifikasi.

England percaya bahwa karyanya juga secara tidak langsung menunjukkan alasan mengapa DNA, dibandingkan RNA, berevolusi sebagai pembawa informasi genetik: ikatan dalam DNA lebih kuat dan tidak mudah rusak secara spontan. Di sisi lain, “penghalang termodinamika” untuk organisme yang bergantung pada RNA lebih rendah. Mereka dapat berkembang biak lebih cepat dengan berevolusi dan menggunakan semua sumber daya yang tersedia.

Bakteri adalah kelompok organisme tertua yang saat ini ada di Bumi. Bakteri pertama mungkin muncul lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu dan selama hampir satu miliar tahun mereka adalah satu-satunya makhluk hidup di planet kita. Karena ini adalah perwakilan pertama dari alam yang hidup, tubuh mereka memiliki struktur primitif.

Seiring waktu, struktur mereka menjadi lebih kompleks, namun hingga saat ini bakteri dianggap sebagai organisme bersel tunggal paling primitif. Menariknya, beberapa bakteri masih mempertahankan ciri-ciri primitif nenek moyang purba mereka. Hal ini terlihat pada bakteri yang hidup di mata air panas belerang dan lumpur anoksik di dasar waduk.

Kebanyakan bakteri tidak berwarna. Hanya sedikit yang berwarna ungu atau hijau. Namun koloni banyak bakteri memiliki warna cerah yang disebabkan oleh pelepasan zat berwarna ke lingkungan atau pigmentasi sel.

Penemu dunia bakteri adalah Antony Leeuwenhoek, seorang naturalis Belanda abad ke-17, yang pertama kali menciptakan mikroskop pembesar sempurna yang mampu memperbesar benda 160-270 kali.

Bakteri diklasifikasikan sebagai prokariota dan diklasifikasikan ke dalam kingdom terpisah - Bakteri.

Bentuk tubuh

Bakteri adalah organisme yang banyak dan beragam. Bentuknya bervariasi.

Nama bakterinya	Bentuk bakteri	Gambar bakteri
kokus		Berbentuk bola
Basil		Berbentuk batang
getaran		Berbentuk koma
Spirillum		Spiral
Streptokokus		Rantai kokus
stafilokokus		Kelompok kokus
Diplokokus		Dua bakteri bulat terbungkus dalam satu kapsul lendir

Metode transportasi

Di antara bakteri ada bentuk yang bergerak dan tidak bergerak. Motil bergerak karena kontraksi seperti gelombang atau dengan bantuan flagela (benang heliks yang dipilin), yang terdiri dari protein khusus yang disebut flagellin. Mungkin ada satu atau lebih flagela. Pada beberapa bakteri, mereka terletak di salah satu ujung sel, pada bakteri lain - di dua atau di seluruh permukaan.

Namun pergerakan juga melekat pada banyak bakteri lain yang tidak memiliki flagela. Dengan demikian, bakteri yang bagian luarnya dilapisi lendir mampu melakukan gerakan meluncur.

Beberapa bakteri air dan tanah yang tidak memiliki flagela memiliki vakuola gas di sitoplasma. Mungkin ada 40-60 vakuola dalam satu sel. Masing-masing diisi dengan gas (mungkin nitrogen). Dengan mengatur jumlah gas dalam vakuola, bakteri air dapat tenggelam ke dalam kolom air atau naik ke permukaannya, dan bakteri tanah dapat berpindah ke kapiler tanah.

Habitat

Karena kesederhanaan pengorganisasiannya dan sifatnya yang tidak bersahaja, bakteri tersebar luas di alam. Bakteri ditemukan di mana-mana: di setetes air mata yang paling murni sekalipun, di butiran tanah, di udara, di bebatuan, di salju kutub, pasir gurun, di dasar laut, dalam minyak yang diekstraksi dari kedalaman yang sangat dalam, dan bahkan di dalam air. air sumber air panas dengan suhu sekitar 80ºC. Mereka hidup pada tumbuhan, buah-buahan, berbagai hewan dan manusia di usus, rongga mulut, anggota badan, dan di permukaan tubuh.

Bakteri merupakan makhluk hidup terkecil dan terbanyak jumlahnya. Karena ukurannya yang kecil, mereka dengan mudah menembus celah, celah, atau pori-pori apa pun. Sangat kuat dan beradaptasi dengan berbagai kondisi kehidupan. Mereka tahan terhadap pengeringan, suhu dingin ekstrem, dan pemanasan hingga 90ºC tanpa kehilangan kelangsungan hidupnya.

Praktis tidak ada tempat di bumi di mana bakteri tidak ditemukan, namun dalam jumlah yang bervariasi. Kondisi kehidupan bakteri bervariasi. Beberapa dari mereka memerlukan oksigen atmosfer, yang lain tidak membutuhkannya dan mampu hidup di lingkungan bebas oksigen.

Di udara: bakteri naik ke atmosfer bagian atas hingga 30 km. dan banyak lagi.

Ada banyak sekali dari mereka di dalam tanah. 1 gram tanah bisa mengandung ratusan juta bakteri.

Di dalam air: di lapisan permukaan air di perairan terbuka. Bakteri akuatik yang bermanfaat memineralisasi residu organik.

Pada organisme hidup: bakteri patogen masuk ke dalam tubuh dari lingkungan luar, tetapi hanya dalam kondisi yang menguntungkan menyebabkan penyakit. Simbiosis hidup di organ pencernaan, membantu memecah dan menyerap makanan, serta mensintesis vitamin.

Struktur eksternal

Sel bakteri ditutupi dengan cangkang padat khusus - dinding sel, yang melakukan fungsi pelindung dan pendukung, dan juga memberi bakteri bentuk permanen dan khas. Dinding sel bakteri menyerupai dinding sel tumbuhan. Ini permeabel: melaluinya, nutrisi dengan bebas masuk ke dalam sel, dan produk metabolisme keluar ke lingkungan. Seringkali, bakteri menghasilkan lapisan pelindung tambahan berupa lendir di atas dinding sel - kapsul. Ketebalan kapsul bisa berkali-kali lipat lebih besar dari diameter sel itu sendiri, tapi bisa juga sangat kecil. Kapsul bukanlah bagian penting dari sel, melainkan terbentuk tergantung pada kondisi di mana bakteri berada. Ini melindungi bakteri dari kekeringan.

Pada permukaan beberapa bakteri terdapat flagela yang panjang (satu, dua atau banyak) atau vili tipis pendek. Panjang flagela bisa berkali-kali lipat lebih besar dari ukuran tubuh bakteri. Bakteri bergerak dengan bantuan flagela dan vili.

Struktur internal

Di dalam sel bakteri terdapat sitoplasma yang padat dan tidak bergerak. Strukturnya berlapis, tidak terdapat vakuola, sehingga berbagai protein (enzim) dan nutrisi cadangan terletak di dalam substansi sitoplasma itu sendiri. Sel bakteri tidak mempunyai inti. Suatu zat yang membawa informasi keturunan terkonsentrasi di bagian tengah selnya. Bakteri, - asam nukleat - DNA. Namun zat ini tidak dibentuk menjadi inti.

Organisasi internal sel bakteri bersifat kompleks dan memiliki karakteristik spesifiknya sendiri. Sitoplasma dipisahkan dari dinding sel oleh membran sitoplasma. Di dalam sitoplasma terdapat zat utama, atau matriks, ribosom dan sejumlah kecil struktur membran yang menjalankan berbagai fungsi (analog dengan mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus Golgi). Sitoplasma sel bakteri seringkali mengandung butiran dengan berbagai bentuk dan ukuran. Butiran tersebut mungkin tersusun dari senyawa yang berfungsi sebagai sumber energi dan karbon. Tetesan lemak juga ditemukan di sel bakteri.

Di bagian tengah sel, zat inti terlokalisasi - DNA, yang tidak dibatasi dari sitoplasma oleh membran. Ini adalah analog dari nukleus - nukleoid. Nukleoid tidak memiliki membran, nukleolus, atau sekumpulan kromosom.

Metode makan

Bakteri mempunyai cara makan yang berbeda-beda. Diantaranya ada autotrof dan heterotrof. Autotrof adalah organisme yang mampu secara mandiri menghasilkan zat organik untuk nutrisinya.

Tumbuhan membutuhkan nitrogen, namun tidak dapat menyerap nitrogen dari udara sendiri. Beberapa bakteri menggabungkan molekul nitrogen di udara dengan molekul lain, menghasilkan zat yang tersedia bagi tanaman.

Bakteri ini menetap di sel-sel akar muda, sehingga menyebabkan terbentuknya penebalan pada akar yang disebut bintil-bintil. Bintil-bintil tersebut terbentuk pada akar tanaman famili kacang-kacangan dan beberapa tanaman lainnya.

Akar menyediakan karbohidrat bagi bakteri, dan bakteri pada akar menyediakan zat yang mengandung nitrogen yang dapat diserap tanaman. Hidup bersama mereka saling menguntungkan.

Akar tanaman mengeluarkan banyak zat organik (gula, asam amino, dan lain-lain) yang menjadi makanan bakteri. Oleh karena itu, banyak sekali bakteri yang menetap di lapisan tanah di sekitar akar. Bakteri ini mengubah sisa-sisa tanaman mati menjadi zat yang tersedia bagi tanaman. Lapisan tanah ini disebut rizosfer.

Ada beberapa hipotesis tentang penetrasi bakteri bintil ke dalam jaringan akar:

• melalui kerusakan jaringan epidermis dan korteks;
• melalui rambut akar;
• hanya melalui membran sel muda;
• berkat bakteri pendamping yang memproduksi enzim pektinolitik;
• karena rangsangan sintesis asam B-indoleasetat dari triptofan, yang selalu terdapat dalam sekresi akar tanaman.

Proses masuknya bakteri bintil ke dalam jaringan akar terdiri dari dua tahap:

• infeksi pada rambut akar;
• proses pembentukan nodul.

Dalam kebanyakan kasus, sel yang menyerang secara aktif berkembang biak, membentuk apa yang disebut benang infeksi dan, dalam bentuk benang tersebut, berpindah ke jaringan tanaman. Bakteri bintil yang muncul dari benang infeksi terus berkembang biak di jaringan inang.

Sel tumbuhan yang diisi dengan sel bakteri bintil yang berkembang biak dengan cepat mulai membelah dengan cepat. Sambungan bintil muda dengan akar tanaman polong-polongan dilakukan berkat ikatan berserat pembuluh darah. Selama masa fungsinya, nodul biasanya padat. Pada saat aktivitas optimal terjadi, nodul memperoleh warna merah jambu (berkat pigmen leghemoglobin). Hanya bakteri yang mengandung leghemoglobin yang mampu mengikat nitrogen.

Bakteri bintil menghasilkan puluhan dan ratusan kilogram pupuk nitrogen per hektar tanah.

Metabolisme

Bakteri berbeda satu sama lain dalam metabolismenya. Dalam beberapa hal itu terjadi dengan partisipasi oksigen, pada yang lain - tanpa itu.

Kebanyakan bakteri memakan bahan organik yang sudah jadi. Hanya sedikit di antaranya (biru-hijau, atau cyanobacteria) yang mampu menghasilkan zat organik dari zat anorganik. Mereka memainkan peran penting dalam akumulasi oksigen di atmosfer bumi.

Bakteri menyerap zat dari luar, merobek molekulnya menjadi beberapa bagian, menyusun cangkangnya dari bagian tersebut dan mengisi kembali isinya (begitulah cara mereka tumbuh), dan membuang molekul yang tidak diperlukan. Cangkang dan membran bakteri memungkinkannya menyerap hanya zat-zat yang diperlukan.

Jika cangkang dan membran suatu bakteri benar-benar kedap air, maka tidak ada zat yang dapat masuk ke dalam sel. Jika mereka permeabel terhadap semua zat, maka isi sel akan bercampur dengan media - larutan tempat hidup bakteri. Untuk bertahan hidup, bakteri memerlukan cangkang yang memungkinkan zat-zat yang diperlukan dapat melewatinya, tetapi bukan zat-zat yang tidak perlu.

Bakteri menyerap nutrisi yang terletak di dekatnya. Apa yang terjadi selanjutnya? Jika ia dapat bergerak secara mandiri (dengan menggerakkan flagel atau mendorong kembali lendir), maka ia akan bergerak hingga menemukan zat yang diperlukan.

Jika ia tidak dapat bergerak, maka ia menunggu sampai difusi (kemampuan molekul suatu zat untuk menembus ke dalam kumpulan molekul zat lain) membawa molekul-molekul yang diperlukan ke dalamnya.

Bakteri, bersama dengan kelompok mikroorganisme lainnya, melakukan pekerjaan kimia yang sangat besar. Dengan mengubah berbagai senyawa, mereka menerima energi dan nutrisi yang diperlukan untuk aktivitas vital mereka. Proses metabolisme, cara memperoleh energi dan kebutuhan bahan untuk membangun zat-zat dalam tubuhnya beragam pada bakteri.

Bakteri lain memenuhi semua kebutuhan karbon yang diperlukan untuk sintesis zat organik dalam tubuh melalui senyawa anorganik. Mereka disebut autotrof. Bakteri autotrofik mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Diantaranya adalah:

Kemosintesis

Penggunaan energi radiasi adalah cara yang paling penting, namun bukan satu-satunya cara untuk menghasilkan bahan organik dari karbon dioksida dan air. Diketahui bahwa bakteri tidak menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk sintesis tersebut, tetapi energi ikatan kimia yang terjadi dalam sel organisme selama oksidasi senyawa anorganik tertentu - hidrogen sulfida, belerang, amonia, hidrogen, asam nitrat, senyawa besi dari besi dan mangan. Mereka menggunakan bahan organik yang terbentuk menggunakan energi kimia ini untuk membangun sel-sel tubuh mereka. Oleh karena itu, proses ini disebut kemosintesis.

Kelompok mikroorganisme kemosintetik yang paling penting adalah bakteri nitrifikasi. Bakteri ini hidup di dalam tanah dan mengoksidasi amonia yang terbentuk selama pembusukan residu organik menjadi asam nitrat. Yang terakhir bereaksi dengan senyawa mineral tanah, berubah menjadi garam asam nitrat. Proses ini berlangsung dalam dua fase.

Bakteri besi mengubah besi besi menjadi besi oksida. Besi hidroksida yang dihasilkan mengendap dan membentuk apa yang disebut bijih besi rawa.

Beberapa mikroorganisme ada karena oksidasi molekul hidrogen, sehingga menyediakan metode nutrisi autotrofik.

Ciri khas bakteri hidrogen adalah kemampuannya untuk beralih ke gaya hidup heterotrofik bila diberi senyawa organik dan tidak adanya hidrogen.

Jadi, kemoautotrof adalah autotrof yang khas, karena mereka secara mandiri mensintesis senyawa organik yang diperlukan dari zat anorganik, dan tidak mengambilnya dari organisme lain, seperti heterotrof. Bakteri kemoautotrofik berbeda dari tumbuhan fototrofik dalam hal kemandiriannya sepenuhnya dari cahaya sebagai sumber energi.

Fotosintesis bakteri

Beberapa bakteri belerang yang mengandung pigmen (ungu, hijau), mengandung pigmen spesifik - bakterioklorofil, mampu menyerap energi matahari, dengan bantuan hidrogen sulfida dalam tubuh mereka dipecah dan melepaskan atom hidrogen untuk mereduksi senyawa yang sesuai. Proses ini memiliki banyak kesamaan dengan fotosintesis dan hanya berbeda pada bakteri ungu dan hijau, donor hidrogennya adalah hidrogen sulfida (kadang-kadang asam karboksilat), dan pada tumbuhan hijau adalah air. Pada keduanya, pemisahan dan perpindahan hidrogen dilakukan karena energi sinar matahari yang diserap.

Fotosintesis bakteri yang terjadi tanpa pelepasan oksigen disebut fotoreduksi. Fotoreduksi karbon dioksida dikaitkan dengan transfer hidrogen bukan dari air, tetapi dari hidrogen sulfida:

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

Signifikansi biologis dari kemosintesis dan fotosintesis bakteri pada skala planet relatif kecil. Hanya bakteri kemosintetik yang berperan penting dalam proses daur belerang di alam. Diserap oleh tumbuhan hijau dalam bentuk garam asam sulfat, belerang direduksi dan menjadi bagian dari molekul protein. Selanjutnya, ketika sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mati dimusnahkan oleh bakteri pembusuk, belerang dilepaskan dalam bentuk hidrogen sulfida, yang dioksidasi oleh bakteri belerang menjadi belerang bebas (atau asam sulfat), membentuk sulfit di dalam tanah yang dapat diakses oleh tanaman. Bakteri kemo dan fotoautotrofik sangat penting dalam siklus nitrogen dan sulfur.

Sporulasi

Spora terbentuk di dalam sel bakteri. Selama proses sporulasi, sel bakteri mengalami sejumlah proses biokimia. Jumlah air bebas di dalamnya berkurang dan aktivitas enzimatik menurun. Hal ini memastikan ketahanan spora terhadap kondisi lingkungan yang merugikan (suhu tinggi, konsentrasi garam tinggi, pengeringan, dll.). Sporulasi hanya merupakan karakteristik sekelompok kecil bakteri.

Spora adalah tahap opsional dalam siklus hidup bakteri. Sporulasi dimulai hanya dengan kekurangan nutrisi atau akumulasi produk metabolisme. Bakteri dalam bentuk spora dapat tetap tidak aktif dalam waktu lama. Spora bakteri tahan terhadap perebusan yang berkepanjangan dan pembekuan yang sangat lama. Ketika kondisi menguntungkan terjadi, spora berkecambah dan dapat hidup. Spora bakteri merupakan adaptasi untuk bertahan hidup pada kondisi yang kurang menguntungkan.

Reproduksi

Bakteri berkembang biak dengan membagi satu sel menjadi dua. Setelah mencapai ukuran tertentu, bakteri tersebut membelah menjadi dua bakteri identik. Kemudian masing-masing mulai makan, tumbuh, membelah, dan seterusnya.

Setelah pemanjangan sel, septum transversal secara bertahap terbentuk, dan kemudian sel anak terpisah; Pada banyak bakteri, dalam kondisi tertentu, setelah pembelahan, sel-sel tetap terhubung dalam kelompok yang khas. Dalam hal ini, tergantung pada arah bidang pembagian dan jumlah pembagian, muncullah bentuk-bentuk yang berbeda. Reproduksi dengan tunas terjadi sebagai pengecualian pada bakteri.

Dalam kondisi yang menguntungkan, pembelahan sel pada banyak bakteri terjadi setiap 20-30 menit. Dengan reproduksi yang begitu cepat, keturunan satu bakteri dalam waktu 5 hari mampu membentuk suatu massa yang mampu memenuhi seluruh lautan dan samudera. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa 72 generasi (720.000.000.000.000.000.000 sel) dapat terbentuk setiap hari. Jika diubah menjadi berat - 4720 ton. Namun, hal ini tidak terjadi di alam, karena sebagian besar bakteri cepat mati di bawah pengaruh sinar matahari, kekeringan, kekurangan makanan, pemanasan hingga 65-100ºC, akibat pertikaian antar spesies, dll.

Bakteri (1), setelah menyerap cukup makanan, bertambah besar (2) dan mulai bersiap untuk reproduksi (pembelahan sel). DNA-nya (dalam bakteri, molekul DNA ditutup dalam sebuah cincin) berlipat ganda (bakteri menghasilkan salinan molekul ini). Kedua molekul DNA (3,4) mendapati dirinya menempel pada dinding bakteri dan, seiring dengan pemanjangan bakteri, bergerak menjauh (5,6). Pertama nukleotida membelah, lalu sitoplasma.

Setelah dua molekul DNA menyimpang, muncul penyempitan pada bakteri, yang secara bertahap membagi tubuh bakteri menjadi dua bagian, yang masing-masing berisi molekul DNA (7).

Hal ini terjadi (pada Bacillus subtilis) dua bakteri saling menempel dan sebuah jembatan terbentuk di antara keduanya (1,2).

Pelompat mengangkut DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya (3). Begitu berada dalam satu bakteri, molekul DNA saling berjalin, saling menempel di beberapa tempat (4), dan kemudian bertukar bagian (5).

Peran bakteri di alam

Pilin

Bakteri adalah mata rantai terpenting dalam siklus umum zat di alam. Tumbuhan menghasilkan zat organik kompleks dari karbon dioksida, air, dan garam mineral di dalam tanah. Zat-zat ini kembali ke tanah bersama dengan jamur mati, tumbuhan dan bangkai hewan. Bakteri memecah zat kompleks menjadi zat sederhana, yang kemudian digunakan oleh tumbuhan.

Bakteri menghancurkan zat organik kompleks dari bangkai tumbuhan dan hewan yang mati, ekskresi organisme hidup dan berbagai limbah. Memakan zat organik ini, bakteri pembusukan saprofit mengubahnya menjadi humus. Ini adalah semacam keteraturan di planet kita. Dengan demikian, bakteri berperan aktif dalam siklus zat di alam.

Pembentukan tanah

Karena bakteri tersebar hampir di mana-mana dan terdapat dalam jumlah besar, bakteri sangat menentukan berbagai proses yang terjadi di alam. Di musim gugur, dedaunan pohon dan semak berguguran, pucuk rerumputan di atas tanah mati, cabang-cabang tua rontok, dan dari waktu ke waktu batang-batang pohon tua tumbang. Semua ini lambat laun berubah menjadi humus. Dalam 1 cm3. Lapisan permukaan tanah hutan mengandung ratusan juta bakteri tanah saprofit dari beberapa spesies. Bakteri ini mengubah humus menjadi berbagai mineral yang dapat diserap dari dalam tanah oleh akar tanaman.

Beberapa bakteri tanah mampu menyerap nitrogen dari udara, menggunakannya dalam proses vital. Bakteri pengikat nitrogen ini hidup mandiri atau menetap di akar tanaman polong-polongan. Setelah menembus akar tanaman polong-polongan, bakteri ini menyebabkan tumbuhnya sel-sel akar dan terbentuknya bintil-bintil di atasnya.

Bakteri ini menghasilkan senyawa nitrogen yang digunakan tanaman. Bakteri memperoleh karbohidrat dan garam mineral dari tumbuhan. Dengan demikian, terdapat hubungan erat antara tanaman polong-polongan dengan bakteri bintil, yang bermanfaat bagi organisme yang satu dan yang lainnya. Fenomena ini disebut simbiosis.

Berkat simbiosis dengan bakteri bintil, tanaman polong-polongan memperkaya tanah dengan nitrogen, membantu meningkatkan hasil.

Distribusi di alam

Mikroorganisme ada dimana-mana. Satu-satunya pengecualian adalah kawah gunung berapi aktif dan daerah kecil di pusat ledakan bom atom. Baik suhu rendah di Antartika, aliran geyser yang mendidih, larutan garam jenuh di kolam garam, insolasi yang kuat di puncak gunung, maupun penyinaran reaktor nuklir yang keras tidak mengganggu keberadaan dan perkembangan mikroflora. Semua makhluk hidup terus-menerus berinteraksi dengan mikroorganisme, seringkali tidak hanya menjadi gudangnya, tetapi juga distributornya. Mikroorganisme adalah penduduk asli planet kita, yang secara aktif menjelajahi substrat alami yang paling menakjubkan.

Mikroflora tanah

Jumlah bakteri di dalam tanah sangatlah besar - ratusan juta dan miliaran individu per gram. Jumlahnya lebih banyak di tanah daripada di air dan udara. Jumlah total bakteri di tanah berubah. Jumlah bakteri bergantung pada jenis tanah, kondisinya, dan kedalaman lapisan.

Pada permukaan partikel tanah, mikroorganisme berada dalam mikrokoloni kecil (masing-masing 20-100 sel). Mereka sering berkembang dalam ketebalan gumpalan bahan organik, pada akar tanaman yang hidup dan mati, di kapiler tipis dan di dalam gumpalan.

Mikroflora tanah sangat beragam. Di sini terdapat kelompok bakteri fisiologis yang berbeda: bakteri pembusuk, bakteri nitrifikasi, bakteri pengikat nitrogen, bakteri belerang, dll. Diantaranya ada bentuk aerob dan anaerob, bentuk spora dan non-spora. Mikroflora merupakan salah satu faktor pembentukan tanah.

Daerah berkembangnya mikroorganisme di dalam tanah adalah daerah yang berbatasan dengan akar tumbuhan hidup. Disebut rizosfer, dan kumpulan mikroorganisme yang terkandung di dalamnya disebut mikroflora rizosfer.

Mikroflora waduk

Air merupakan lingkungan alami dimana mikroorganisme berkembang dalam jumlah besar. Sebagian besar dari mereka masuk ke dalam air dari tanah. Faktor yang menentukan jumlah bakteri dalam air dan keberadaan nutrisi di dalamnya. Air terbersih berasal dari sumur dan mata air artesis. Waduk dan sungai terbuka sangat kaya akan bakteri. Jumlah bakteri terbesar ditemukan di lapisan permukaan air, lebih dekat ke pantai. Saat Anda menjauh dari pantai dan menambah kedalaman, jumlah bakteri berkurang.

Air bersih mengandung 100-200 bakteri per ml, dan air tercemar mengandung 100-300 ribu atau lebih. Terdapat banyak bakteri di dasar lumpur, terutama di lapisan permukaan, tempat bakteri membentuk lapisan. Lapisan film ini mengandung banyak bakteri belerang dan besi, yang mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi asam sulfat sehingga mencegah kematian ikan. Ada lebih banyak bentuk yang mengandung spora di lumpur, sedangkan bentuk yang tidak mengandung spora mendominasi di air.

Dari segi komposisi jenisnya, mikroflora air mirip dengan mikroflora tanah, tetapi ada juga yang bentuknya spesifik. Dengan menghancurkan berbagai limbah yang masuk ke dalam air, mikroorganisme secara bertahap melakukan apa yang disebut pemurnian biologis air.

Mikroflora udara

Mikroflora udara lebih sedikit dibandingkan mikroflora tanah dan air. Bakteri naik ke udara bersama debu, dapat bertahan di sana selama beberapa waktu, kemudian menetap di permukaan bumi dan mati karena kekurangan nutrisi atau di bawah pengaruh sinar ultraviolet. Jumlah mikroorganisme di udara bergantung pada zona geografis, medan, waktu dalam setahun, polusi debu, dll. setiap titik debu merupakan pembawa mikroorganisme. Kebanyakan bakteri berada di udara di atas perusahaan industri. Udara di pedesaan lebih bersih. Udara terbersih ada di hutan, pegunungan, dan daerah bersalju. Lapisan atas udara mengandung lebih sedikit mikroba. Mikroflora udara mengandung banyak bakteri berpigmen dan mengandung spora, yang lebih tahan terhadap sinar ultraviolet dibandingkan yang lain.

Mikroflora tubuh manusia

Tubuh manusia, bahkan yang benar-benar sehat, selalu menjadi pembawa mikroflora. Ketika tubuh manusia bersentuhan dengan udara dan tanah, berbagai mikroorganisme, termasuk patogen (basil tetanus, gangren gas, dll), menetap di pakaian dan kulit. Bagian tubuh manusia yang paling sering terpapar terkontaminasi. E. coli dan stafilokokus ditemukan di tangan. Ada lebih dari 100 jenis mikroba di rongga mulut. Mulut, dengan suhu, kelembapan, dan sisa nutrisinya, merupakan lingkungan yang sangat baik bagi perkembangan mikroorganisme.

Lambung memiliki reaksi asam, sehingga sebagian besar mikroorganisme di dalamnya mati. Mulai dari usus halus, reaksinya menjadi basa yaitu. menguntungkan bagi mikroba. Mikroflora di usus besar sangat beragam. Setiap orang dewasa mengeluarkan sekitar 18 miliar bakteri setiap hari melalui kotoran, mis. lebih banyak individu daripada orang di dunia.

Organ dalam yang tidak berhubungan dengan lingkungan luar (otak, jantung, hati, kandung kemih, dll) biasanya bebas mikroba. Mikroba memasuki organ-organ ini hanya saat sakit.

Bakteri dalam siklus zat

Mikroorganisme pada umumnya dan bakteri pada khususnya memainkan peran besar dalam siklus biologis penting zat-zat di Bumi, melakukan transformasi kimia yang sama sekali tidak dapat diakses oleh tumbuhan atau hewan. Berbagai tahapan siklus unsur dilakukan oleh organisme dari berbagai jenis. Keberadaan masing-masing kelompok organisme bergantung pada transformasi kimia unsur-unsur yang dilakukan oleh kelompok lain.

Siklus nitrogen

Transformasi siklik senyawa nitrogen memainkan peran utama dalam memasok bentuk nitrogen yang diperlukan untuk organisme di biosfer dengan kebutuhan nutrisi yang berbeda. Lebih dari 90% total fiksasi nitrogen disebabkan oleh aktivitas metabolisme bakteri tertentu.

Siklus karbon

Transformasi biologis karbon organik menjadi karbon dioksida, disertai dengan reduksi molekul oksigen, memerlukan aktivitas metabolisme gabungan berbagai mikroorganisme. Banyak bakteri aerobik melakukan oksidasi lengkap zat organik. Dalam kondisi aerobik, senyawa organik awalnya dipecah melalui fermentasi, dan produk akhir organik dari fermentasi selanjutnya dioksidasi melalui respirasi anaerobik jika terdapat akseptor hidrogen anorganik (nitrat, sulfat, atau CO2).

Siklus belerang

Belerang tersedia bagi organisme hidup terutama dalam bentuk sulfat larut atau senyawa sulfur organik tereduksi.

Siklus besi

Beberapa badan air tawar mengandung garam besi tereduksi konsentrasi tinggi. Di tempat seperti itu, mikroflora bakteri tertentu berkembang - bakteri besi, yang mengoksidasi zat besi tereduksi. Mereka berpartisipasi dalam pembentukan bijih besi rawa dan sumber air yang kaya akan garam besi.

Bakteri adalah organisme paling purba, muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu di zaman Archean. Selama sekitar 2,5 miliar tahun mereka mendominasi Bumi, membentuk biosfer, dan berpartisipasi dalam pembentukan atmosfer oksigen.

Bakteri adalah salah satu organisme hidup yang strukturnya paling sederhana (kecuali virus). Mereka diyakini sebagai organisme pertama yang muncul di Bumi.

bagaimana cara bakteri berkembang biak? dan mendapat jawaban terbaik

Jawaban dari Elena Kazakova[guru]
pembelahan biner
Reproduksi bakteri



Sumber: Wikipedia

Jawaban dari 2 jawaban[guru]

Halo! Berikut adalah pilihan topik beserta jawaban atas pertanyaan Anda: bagaimana bakteri berkembang biak?

Jawaban dari Oriy Panov[guru]
Cepat - berdasarkan pembagian

Jawaban dari Jenat dari Makedonia[guru]
Bakteri berkembang biak pada suhu tertentu.

Jawaban dari Naga Jahat[anak baru]
Sangat sederhana

Jawaban dari Nicole Befus[anak baru]
pembelahan biner
Reproduksi bakteri
Koloni bakteri pada media agar padat dalam cawan Petri Beberapa bakteri tidak memiliki proses seksual dan hanya berkembang biak dengan pembelahan biner melintang atau tunas yang sama. Untuk satu kelompok cyanobacteria uniseluler, beberapa fisi (serangkaian pembelahan biner cepat berturut-turut yang mengarah pada pembentukan 4 hingga 1024 sel baru) telah dijelaskan. Untuk memastikan plastisitas genotipe yang diperlukan untuk evolusi dan adaptasi terhadap perubahan lingkungan, mereka memiliki mekanisme lain.
Saat membelah, sebagian besar bakteri gram positif dan cyanobacteria berfilamen mensintesis septum melintang dari pinggiran ke pusat dengan partisipasi mesosom. Bakteri gram negatif membelah dengan cara menyempit: di tempat pembelahan, kelengkungan CPM dan dinding sel yang meningkat secara bertahap ke dalam terdeteksi. Ketika bertunas, tunas terbentuk dan tumbuh di salah satu kutub sel induk; sel induk menunjukkan tanda-tanda penuaan dan biasanya tidak dapat menghasilkan lebih dari 4 sel anak. Pertunasan terjadi pada kelompok bakteri yang berbeda dan mungkin muncul beberapa kali selama evolusi.
Bakteri juga menunjukkan reproduksi seksual, namun dalam bentuk yang paling primitif. Reproduksi seksual bakteri berbeda dengan reproduksi seksual eukariota karena bakteri tidak membentuk gamet dan tidak mengalami fusi sel. Namun peristiwa terpenting dalam reproduksi seksual, yaitu pertukaran materi genetik, juga terjadi dalam kasus ini. Proses ini disebut rekombinasi genetik. Beberapa DNA (sangat jarang seluruh DNA) dari sel donor ditransfer ke sel penerima yang DNA-nya secara genetik berbeda dari DNA donor. Dalam hal ini, DNA yang ditransfer menggantikan sebagian DNA penerima. Proses penggantian DNA melibatkan enzim yang membelah dan menyatukan kembali untaian DNA. Ini menghasilkan DNA yang berisi gen dari kedua sel induk. DNA ini disebut rekombinan. Pada keturunan, atau rekombinan, terdapat variasi sifat yang disebabkan oleh perpindahan gen. Keragaman sifat ini sangat penting bagi evolusi dan merupakan keuntungan utama reproduksi seksual. Ada 3 metode yang diketahui untuk memperoleh rekombinan. Ini adalah - dalam urutan penemuannya - transformasi, konjugasi dan transduksi.

Bakteri adalah prokariota (bebas nuklir), bentuk organisasi organisme hidup yang paling sederhana. Anda dapat mengetahui apa saja organisme ini dari artikel kami.

Bagaimana bakteri berkembang biak: metode

Tidak banyak cara bakteri berkembang biak: pembelahan sederhana, pertunasan, konjugasi (beberapa ilmuwan menganggap ini sebagai proses seksual pada bakteri). Mari kita lihat masing-masing secara detail.

Metode reproduksi bakteri yang paling umum di lingkungan alaminya adalah pembelahan melintang yang sama. Artinya, sel induk, setelah menggandakan untai DNA dan seluruh organelnya, membelah menjadi dua, membentuk dua sel anak yang materi genetiknya akan mirip dengan sel induknya. Dengan demikian, bakteri benar-benar mengkloning dirinya sendiri. Proses pembelahan terjadi melalui pembentukan septum yang menyempit atau melintang di bagian ekuator sel.

Metode reproduksi lain yang digunakan bakteri di alam dan tubuh manusia adalah pertunasan, yang sedikit berbeda dengan pembelahan. Jadi, sel induk tidak membelah “menjadi dua”, tetapi “menumbuhkan” sel anak (kuncup) di salah satu kutubnya. Sebuah sel induk paling sering dapat tumbuh hingga 4 sel anak, setelah itu ia menua dan mati. Tunas, seperti pembelahan, menghasilkan klon genetik dari sel induk.

Proses seksual pada bakteri

Cara lain reproduksi bakteri, yang melibatkan proses seksual paling sederhana, adalah konjugasi. Lebih sering digunakan oleh bakteri yang hidup di tubuh manusia atau hewan. Di dalamnya, tidak seperti eukariota (organisme inti), gamet tidak terbentuk dan sel germinal (gamet) tidak bergabung.

Selama reproduksi tersebut, dua sel bakteri bersentuhan, membentuk jembatan konjugasi dan bertukar gen, sehingga menghasilkan pembentukan sel-sel baru secara genetik. Proses ini juga disebut rekombinasi genetik. Bakteri seperti Escherichia coli dan beberapa bakteri gram negatif dan gram positif lainnya bereproduksi secara seksual.