البكتيريا هي كائنات مجهرية، وعادة ما تكون وحيدة الخلية وتتميز بعدم وجود نواة مشكلة. موزعة في كل مكان: في التربة، والماء، والهواء، وداخل وعلى سطح أجسام الكائنات الحية والميتة. تم وصفه لأول مرة بواسطة A. Leeuwenhoek. أهمية البكتيريا كبيرة. ويعتقد أن هذه هي الكائنات الحية الأولى التي تظهر على الأرض وتهيئ الظروف لمزيد من تطوير الحياة. وهي تشارك في دورة المواد في الطبيعة، وفي تكوين طبقة خصبة من التربة (بعض بكتيريا التربة)، وتحافظ على توازن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. تساهم البكتيريا العقيدية، التي تثري التربة بالنيتروجين، في نمو المحاصيل الزراعية. المحاصيل تستخدم بكتيريا حمض اللاكتيك وبكتيريا حمض الأسيتيك وما إلى ذلك على نطاق واسع في التكنولوجيا الحيوية. البكتيريا المتعفنة هي منظمات طبيعية. وفي الوقت نفسه، تسبب البكتيريا المتعفنة والمسببة للأمراض ضررًا كبيرًا. الأول يسبب تلف الأغذية والأعلاف وما إلى ذلك، والأخير - أمراض النبات والأمراض المعدية للحيوانات والبشر. تشارك بكتيريا النباتات المعوية (النباتات الدقيقة) لدى الحيوانات والبشر (والمعدة لدى الحيوانات المجترة) في عملية الهضم الطبيعي للطعام في مضيفيها.
يختلف شكل البكتيريا: على شكل قضيب (عصيات)، كروية (مكورات)، ملتوية (ضمات)، حلزونية الشكل (اللولبيات)، إلخ. يمكن توصيل العصيات في سلاسل (مسببات أمراض الخناق وحمى التيفوئيد والسل). يمكن أن تظهر المكورات أيضًا في سلاسل (المكورات العقدية) أو في مجموعات (المكورات العنقودية). هناك أنواع تتكون من خليتين (المكورات البنية)، متعددة الخلايا (المشعرات، بكتيريا الكبريت، بكتيريا الحديد).
العضيات الإجبارية هي: الجهاز النووي، السيتوبلازم، الغشاء السيتوبلازمي.
العناصر الهيكلية الاختيارية (الثانوية) هي: جدار الخلية، الكبسولة، الجراثيم، الشعيرات، الأسواط.
في وسط الخلية البكتيرية نووي- تكوين نووي، غالبًا ما يمثله كروموسوم واحد على شكل حلقة. يتكون من شريط DNA مزدوج الجديلة. لا يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة الغشاء النووي.
السيتوبلازم- نظام غرواني معقد يحتوي على شوائب مختلفة من أصل استقلابي (حبوب الفولوتين والجليكوجين والحبيبات وما إلى ذلك) والريبوسومات وعناصر أخرى من نظام تخليق البروتين والبلازميدات (الحمض النووي خارج النواة) والجسيمات المتوسطة (التي تشكلت نتيجة لغزو الخلايا). غشاء السيتوبلازم في السيتوبلازم، والمشاركة في استقلاب الطاقة، والتبويض، وتشكيل الحاجز بين الخلايا أثناء الانقسام).
تذكر الذكرياتيحد السيتوبلازم من الخارج، وله هيكل ثلاثي الطبقات ويؤدي عددًا من الوظائف المهمة - الحاجز (يخلق ويحافظ على الضغط الأسموزي)، والطاقة (يحتوي على العديد من أنظمة الإنزيمات - الجهاز التنفسي، والأكسدة، وينفذ نقل الإلكترون)، والنقل (النقل) المواد المختلفة داخل الخلية ومن الخلية).
جدار الخلية- متأصل في معظم البكتيريا (باستثناء الميكوبلازما والأكوبلازما وبعض الكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي ليس لها جدار خلوي حقيقي). وله عدد من الوظائف، في المقام الأول توفير الحماية الميكانيكية وشكل ثابت للخلايا، وترتبط الخصائص المستضدية للبكتيريا إلى حد كبير بوجودها. يتكون من طبقتين رئيسيتين، الطبقة الخارجية أكثر بلاستيك، والداخلية صلبة.
تتكاثر البكتيريا بسرعة كبيرة (كثيرًا منها كل 20-30 دقيقة)، عن طريق تقسيم الخلية إلى قسمين. وبهذا المعدل من التكاثر يمكن أن تتكون من خلية واحدة 250 ألف بكتيريا خلال 6 ساعات. في ظل ظروف غير مواتية في العديد من البكتيريا، يتم فصل محتويات الخلية عن الغشاء، وضغطها وتغطيتها بغشاء جديد. ونتيجة لذلك، تتشكل جراثيم مستقرة يمكنها تحمل التجفيف والتسخين لفترة طويلة. 100 درجة مئوية والتبريد الشديد. وبالتالي، فإن جراثيم مسببات مرض الجمرة الخبيثة تكون قابلة للحياة لمدة 30-50 سنة. يمكن أن تنتقل البكتيريا وأبواغها عن طريق الرياح والمياه وغيرها من الوسائل. بعض البكتيريا غير متحركة، في حين أن بعضها الآخر لديه أسواط تسمح لها بالحركة.
يمكن لبعض البكتيريا أن تنمو وتتكاثر فقط في وجود الأكسجين (الهوائيات)، والبعض الآخر - في غيابه (اللاهوائيات الإجبارية)، والبعض الآخر يمكن أن يوجد في وجوده وفي غيابه (اللاهوائيات الاختيارية). تحدث عمليات التخمير والتحلل المعروفة بمشاركة البكتيريا اللاهوائية التي تكسر الكربوهيدرات والبروتينات المقابلة. يعد تحلل النباتات والحيوانات الميتة بواسطة البكتيريا هو الرابط الأكثر أهمية في الدورات البيوجيوكيميائية للكربون والأكسجين والنيتروجين والكبريت وعناصر أخرى، وكذلك تداول المواد في المحيط الحيوي ككل.
بناءً على نوع بنية جدار الخلية واعتمادًا على الصبغ باستخدام طريقة خاصة، تنقسم البكتيريا إلى بكتيريا سالبة الجرام، بما في ذلك البكتيريا الزرقاء، والبكتيريا إيجابية الجرام، بالإضافة إلى البكتيريا العتيقة والميكوبلازما (البكتيريا التي تفتقر إلى جدار الخلية وهي يقتصر فقط على غشاء البلازما).
التبويض هو وسيلة للحفاظ على أنواع معينة من البكتيريا في ظروف بيئية غير مواتية. تتشكل الأبواغ الداخلية في السيتوبلازم، وهي خلايا ذات نشاط استقلابي منخفض ومقاومة عالية (مقاومة) للجفاف والعوامل الكيميائية ودرجات الحرارة المرتفعة وغيرها من العوامل البيئية غير المواتية. ترتبط المقاومة العالية بالمحتوى العالي من ملح الكالسيوم لحمض الديبيكولينيك في القشرة البوغية. يختلف موقع وحجم الجراثيم بين الكائنات الحية الدقيقة المختلفة. المراحل الرئيسية لـ "دورة الحياة" هي البوغ (بما في ذلك المرحلة التحضيرية، ومرحلة البوغ المسبق، وتكوين القشرة، والنضج والسكون) والإنبات، وتنتهي بتكوين الشكل الخضري. يتم تحديد عملية التبويض وراثيا.
كقاعدة عامة، لا تسبب النباتات الرمية أمراضًا، ولكن هناك ميكروبات تقود أسلوب حياة رميًا، ولكنها مع ذلك لها خصائص ممرضة للإنسان.
دور البكتيريا في دورة المواد
1) تمعدن المخلفات النباتية والحيوانية، وتشارك الكائنات الحية الدقيقة في تداول جميع العناصر الكيميائية التي تشكل الخلايا الحية.
2) تتحلل الكتلة الحيوية للنباتات والحيوانات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة القادرة على استخدام السليلوز، البنتوز، النشا، اللجنين، مواد البكتين، في نهاية المطاف إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. ثم يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون بواسطة النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي.
3) تشارك البكتيريا في دورة النيتروجين. أثناء تمعدن البروتينات الحيوانية والنباتية، تنتج البكتيريا المتعفنة الأمونيا، التي تتأكسد عن طريق نترجة البكتيريا إلى النتريت ثم إلى النترات. تعمل أملاح الأمونيوم والنترات كمصدر لتغذية النيتروجين للنباتات العليا، التي تقوم بتركيب بروتينات الجسم
4) تقوم البكتيريا بأكسدة الحديد والمنغنيز، وترسب أملاح الكالسيوم، وأكسدة الميثان والهيدروجين، وتدمير الصخور بواسطة النفايات، وما إلى ذلك. كل هذا يسمح لنا باعتبار نشاط البكتيريا عامل جيولوجي قوي .