Bakterie (prokaryotická buňka), jaký je jejich metabolismus

Podobné dokumenty
prokaryotní Znaky prokaryoty

Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

Základní vlastnosti živých organismů

VY_32_INOVACE_07_B_17.notebook. July 08, Bakterie

PROKARYOTICKÁ BUŇKA - příručka pro učitele

Buňka. Buňka (cellula) základní stavební a funkční jednotka organismů, schopná samostatné existence. Cytologie nauka o buňkách

Doména Archaea. Tato doména nebyla rozpoznána až do konce 70. let minulého století

základní přehled organismů

základní přehled organismů

Buňka. Autor: Mgr. Jitka Mašková Datum: Gymnázium, Třeboň, Na Sadech 308

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Stavba prokaryotické buňky

Buňka buňka je základní stavební a funkční jednotka živých organismů

Prokaryota. Eubacteria - podříše: Bakterie Sinice. Struktura buňky

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 6. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základní stavbou organismů s nepravým buněčným jádrem bakterií a

Stavba dřeva. Základy cytologie. přednáška

1 (2) CYTOLOGIE stavba buňky

od eukaryotické se liší svou výrazně jednodušší stavbou a velikostí Dosahuje velikosti 1-10 µm. Prokaryotní buňku mají bakterie a sinice skládá se z :

- význam: ochranná funkce, dodává buňce tvar. jádro = karyon, je vyplněné karyoplazmou ( polotekutá tekutina )

- pro učitele - na procvičení a upevnění probírané látky - prezentace

Aplikované vědy. Hraniční obory o ţivotě

Číslo a název projektu Číslo a název šablony

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.

Buňka cytologie. Buňka. Autor: Katka Téma: buňka stavba Ročník: 1.

Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248

1. CHARAKTERISTIKA protoplazma - prvkové složení stejné jako u eukaryotní buňky (biogenní prvky C, O, H, N, P tvoří 97% sušiny)

Buňka. Kristýna Obhlídalová 7.A

Úvod do mikrobiologie

Základy buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Bu?ka - maturitní otázka z biologie (6)

Digitální učební materiál

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

CZ.1.07/1.5.00/

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

FYZIOLOGIE ROSTLIN. Přednášející: Doc. Ing. Václav Hejnák, Ph.D. Tel.:

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 6. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základní stavbou rostlinné a živočišné buňky.

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Struktura buňky - maturitní otázka z biologie

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

Autor: Katka Téma: Bakterie Ročník: 2.

Digitální učební materiál

Prokaryotické organismy. Prokaryotická buňka. Obaly prokaryotické buňky. Co jsou prokaryotické organismy? řec. Pro = před; karyon =

Buňky, tkáně, orgány, soustavy

05 Biogeochemické cykly

1.Biologie buňky. 1.1.Chemické složení buňky

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Prokaryotické organismy. Co jsou prokaryotické organismy? Které skupiny známých organismů mezi prokaryota zařadíte?

Sinice Cyanobacteria (Cyanophyta, Cyanoprokaryota)

Biologie I. Buňka II. Campbell, Reece: Biology 6 th edition Pearson Education, Inc, publishing as Benjamin Cummings

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Schéma rostlinné buňky

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Fotosyntéza světelná fáze. VY_32_INOVACE_Ch0214.

- základní stavební i funkční jednotka všech živých organizmů ( jednotka života )

Metabolismus příručka pro učitele

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

kvasinky x plísně (mikromycety)

Vitální barvení, rostlinná buňka, buněčné organely

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Současná formulace: Buňka je minimální jednotka, která vykazuje všechny znaky živých soustav

Mendělejevova tabulka prvků

PROKARYOTA (PRVOJADERNÍ)

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

STRUKTURA A FUNKCE MIKROBIÁLNÍ BUŇKY

Obecná biologie Slavomír Rakouský JU ZSF

kvasinky x plísně (mikromycety)

9. Viry a bakterie. Viry

Prokaryota x Eukaryota. Vibrio cholerae

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

TECHNIKA PRO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ (13)

Eukaryotická buňka. Stavba. - hlavní rozdíly:

CZ.1.07/1.5.00/ Zefektivnění výuky prostřednictvím ICT technologií III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

CZ.1.07/1.5.00/

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

- na rozhraní mezi živou a neživou přírodou- živé jsou tehdy, když napadnou živou buňku a parazitují v ní nitrobuněční parazité

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

1/II. Cvičení 2: ŽIVOČIŠNÁ BUŇKA, PROTOZOA Jméno: TVAR BUNĚK NERVOVÁ BUŇKA

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

sloučeniny až 90% celkové sušiny tuk estery vyšších mastných kyselin a glycerolu

Prokaryotické organismy. Co jsou prokaryotické organismy? Které skupiny známých organismů mezi prokaryota zařadíte?

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

Energetický metabolizmus buňky

BÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Transkript:

SPOLEČNĚ PRO VÝZKUM, ROZVOJ A INOVACE CZ/FMP.17A/0436 Bakterie (prokaryotická buňka), jaký je jejich metabolismus Zbyněk Heger 09. 04. 2015 Laboratoř metalomiky a nanotechnologií, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno Místnost CEITEC, Kontakt: kizek@sci.muni.cz

Bakteriální buňky fylogenický strom Bakterie, sinice, aktinomycety, mykoplasmata, rickettsie, chamydie Velikost buněk je v řádu stovek nanometrů

Bakteriální buňky tvar a velikost

Obecné schéma bakteriální buňky

DNA replikace

Buněčný povrch 1. Buněčná stěna 2. Cytoplazmatická membrána jen u některých: slizovitý obal, pouzdro - kapsula glykokalyx další vnější obal

Buněčná stěna u většiny prokaryot (výjimku tvoří mykoplazmata) stavba: (je mohutná) přisedá na lipoproteinovou membránu typickou látkou buněčné stěny je peptidoglykan (v b.s. eukaryot není!), murein, pseudomurein, peptidy, bílkoviny, polysacharidy; je pórovitá

Ochrana mechanická Ochrana chemická Udržuje vnitřní prostředí Udržuje tvar Kompenzuje vysoký osmotický přetlak uvnitř buňky Permeabilní (plně propustná) Povrch je nositelem antigenních vlastností Funkce buněčné stěny

Typy bakterií podle Gramova barvení b. stěny grampozitivní (b.s. silná) gramnegativní (b.s. tenká a na její vnější straně je ještě druhá lipoproteinová membrána, tzv. vnější membrána) (1. roztok krystal. violeť, 2. roztok KI Lugolův roztok, vymývá se etanolem, acetonem) bakterie bez buněčné stěny buněčná stěna sinic je čtyřvrstevná a znemožňuje barvení dle Grama.

Cytoplazmatická membrána jediný membránový útvar u bakterií je povrchová membrána (plazmatická membrána) stavba: 2vrstvy fosfolipidů, bílkoviny, sacharidy model tekuté mozaiky tloušťka 5-9 µm u některých se vytváří klubíčkovitý útvar (mezozóm) fotosyntetizující prokaryota vchlípením a odškrcením od povrchové membrány se vytváří systém tylakoidů (volné tylakoidy v plazmě, nikoli pravý plastid)

Funkce cytoplazmatické membrány stálost vnitřního prostředí semipermeabilní (reguluje transport) místo metabolických pochodů (enzymy dýchacího řetězce a pro syntézu lipidů, fotosyntéza) je plastická (její část se může oddělit či včlenit) reguluje syntézu buněčné stěny podílí se na reakci rostlinné buňky na podněty prostředí (světlo, dotyk, chemické vlivy)

1. Cytoplazma 2. Jaderná hmota 3. Plazmidy 4. Ribozomy Obsah buňky Jen u některých jsou další organely

Základní cytoplazma vyplňuje prostor buňky fce: vytváří prostředí pro metabolické děje, v ní obsaženy organely viskózní koncentrovaná směs koloidních a krystaloidních roztoků org. a anorganických látek neutrální vodný roztok anorganické látky (K, Mg, Ca, Cl, uhličitany, fosforečnany,...) organické látky (cukry, tuky, bílkoviny) proměnlivé složení dle metabolismu schopnost přecházet ze solu v gel a naopak zásobní látky (inkluze) glykogen, poly-β-hydroxymáselná kyselina (zdroj uhlíku a energie), volutin (zdroj P), někdy kapénky síry (sirné bakterie)

nukleoid 1 bakteriální chromozóm, 1DNA, haploidní bka=sada genů v bce jen jednou) volně v plazmě, není obklopena jaderným obalem, chemicky holá molekula DNA (kruhová dvoušroubovice) nevytvářející komplex s histony 1000x delší DNA než sama bka 20% objemu buňky fce: řízení, genetická informace (asi 3500genů)

Plazmidy malé cyklické molekuly DNA v cytoplazmě (doplňková informace) charakteristické pro bakterie v buňce více druhů (mohou se zmnožit): konjugativní (mohou přecházet z buňky do buňky) nekonjugativní epizomální (samostatné i včleněny do nukleoidu) Funkce: nese geny (např. rezistence vůči antibiotikům) Využití: v genovém inženýrství

Ribozómy 2podjednotky: menší: 1mol RNA + 21 molekul bílkovin větší: 2mol RNA + 34 molekul bílkovin nejsou ohraničeny membránou menší než u eukaryot volné či přisedlé zevnitř k povrchové membráně počet dle metabolické aktivity (sta až tisíce) funkce: syntéza nových polypeptidů (bílkovin) jsou na nich vazebná místa pro RNA

Další organely jen některých prokaryotických buněk

Slizovitý obal (pouzdro)= kapsula nad buněčnou stěnou stavba: hydratovaná vrstva polysacharidů, bílkovin, lipidů aj. funkce: zvyšuje odolnost

Glykokalyx (další vnější obal) stavba: plsťovitě propletená vlákna polysacharidů funkce: umožňuje buňkám na základě působení elektrostatických sil ulpívat na různých předmětech nebo se přichytnout na povrch sliznice

Bičík (vlákno delší než buňka) stavba: (jiná než u eukaryot) molekuly globulárních bílkovin (flagelinů) podobných myozinu tvoří duté vlákno stočené do šroubovice, v cytoplazmě zakotven bazálním tělískem (dvě kruhovité destičky se otáčejí proti sobě spotřeba energie, rotace ne základě elektrického náboje stator a rotor) funkce: pohyb (20-500 µm/s) šroubový pohyb, zřeďuje prostředí před buňkou, okolní prostředí tlačí vpřed, bičík táhne buňku

Obr. 5) Schéma stavby bičíku

Fimbrie (pilusy) krátká křehká nepohyblivá vlákna na povrchu jen gramnegativních bakterií fimbrie bývají ve větším počtu pily (pilusy) jen vzácně stavba: bílkoviny uspořádané do duté šroubovice funkce: zřejmě umožňuje přilnutí k povrchu (fimbrie) či konjugaci (pily) bakterií

Mezozóm vchlípenina cytoplazmatické membrány heterotrofních bakterií funkce: na něj se váže konec DNA (rozpletení DNA) zřejmě aerobní respirace možná souvislost s dělením buňky

Chromatofory, thylakoidy, chlorobiové váčky váčkovité vchlípeniny cytoplazmatické membrány nebo tělíska ohraničená membránou obsahují fotosyntetická barviva (bakteriochlorofyl, karotenoidy, chlorofyl, aj.) na povrchu tylakoidů přichycená zrníčka (fykobilizomy) obsahující modré a červené pigmenty

Plynové vakuoly (pseudovakuoly) u fototrofních buněk váčky ohraničené membránou, propustné pro plyny a vodu funkce: nadnášejí buňku

Endospory tvoří se u některých grampozitivních bakterií rozdělí se nukleoid a jedna část přejde do tvořící se spóry, pak se tvoří několikavrstevný tuhý obal spóry velmi odolné, za příznivých podmínek klíčí buňka s endosporou se nazývá klostridie

Vegetativní buňka Asymetrické buněčné dělení Vznik spory Syntéza buněčných obalů (dalších vrstev) Dozrání spory, lýze mateřské buňky

Bakterie

Výživa bakterií autotrofní (C z CO 2 ) fotoautotrofní: energie ze slunečního záření chemoautotrofní: energie z anorganických látek dusík získávají z dusitanů, dusičnanů, amoniaku heterotrofní (C z organických látek) fotoheterotrofní: energie ze slunečního záření chemoheterotrofní: energie z organických látek (dýchání, kvašení) dusík získávají z bílkovin nebo z jiných organických látek aerobní (potřebují O 2 ) anaerobní obligátně anaerobní (O 2 je pro ně jed) fakultativně anaerobní (O 2 mohou i nemusí mít)

Výskyt bakterií 1) Půda 2) Vzduch 3) Voda 4) Lidský organismus

Půdní bakterie ovlivňují její úrodnost půdy humus obsahuje saprofytické bakterie > rozkládají organické zbytky > mineralizace nitrifikační bakterie: amoniak a dusitany přeměňují na dusičnany (ty můžou rostliny využít) denitrifikační bakterie: opak nitrifikačních hlízkové bakterie: dokáží vázat vzdušný dusík a přeměnit ho na dusičnany; žijí v symbióze na kořenech bobovitých rostlin Azotobacter: žije na rozdíl od hlízkových samostatně; využívá vzdušný dusík nezávisle na ostatních organismech aktinomycety: vytvářejí antibiotika (streptomycin, aureomycin, tetracyklin,...)

Bakterie ve vzduchu Do vzduchu se dostávají bakterie z půdy větrem. Nejvíce bakterií je ve městech, v průmyslových oblastech. Saprofyti i patogenní bakterie. Lidé dodávají bakterie do vzduchu mluvením, kýcháním, kašláním > kapénky (sliny a hlen) infekční prach = zaschlé kapénky (usazuje se při zemi)

Bakterie ve vodě málo bakterií: prameny, horské toky zdravotně závadná voda > znečištěná splašky z kanalizace a průmyslovými odpadními vodami vodou se přenáší bakteriální choroby (cholera, tyfus, úplavice,...) v moři jsou bakterie ve všech hloubkách

Bakterie a organismus kůže hlavně vlhká místa (třísla, podpaží, ) ústa, ústní dutina teplo, vlhko, živí se bílkovinami ze slin laktobacily: z cukrů dělají kyselinu mléčnou > odvápnění zubní skloviny > vzniká zubní kaz) dýchací cesty - jen v horní části (nosohltan, průdušky), zachyceny sliznicí v nose, řasinkovým epitelem v průdušnici, ve zdravých plicích bakterie nejsou střeva Escherichia coli: kvasí cukry kvasné bakterie: zkvašují nestravitelné polysacharidy (celulóza) hnilobné bakterie: zpracovávají zbytky bílkovin > mrtvolné plyny (ptomainy, merkaptány - R SH, sirné obdoby alkoholů)

vyšší teploty (dělení bakterií podle optimální teploty): bakterie psychrofilní (do 20 C) bakterie mezofilní (20 40 C) bakterie termofilní (55 90 C) ultrafialové světlo (extrémně destruktivní na všechny bakterie)

Sinice Planktonní druhy - tvorba vodního květu nashromáždění velké biomasy sinic na vodní hladině květu Často v různých symbiózách (fykobiont) s houbou lišejníky (bioindikátory indikátory čistoty prostředí) s kapradinami, nahosemennými rostlinami atd. Podílely se na tvorbě travertinu a stromatolitů. Jedna z nejstarších skupin autotrofních organizmů. Existovala již v prekambriu (asi 3,5mld. let) dochovány vláknité druhy podobné dnešnímu rodu Oscillatoria. Tvorba toxických metabolitů: Rody: Aphanizomenon, Microcystis

stromatolity jedny z nejstarších geologických útvarů na světě vznikly působením sinic hřibovité útvary vznikají usazováním především uhličitanu vápenatého v pochvách sinic "Živé" stromatolity jsou dnes celkem ojedinělé útvary (nejvíc jich je v Shark Bay v Austrálii a v přílivovém kanálu na Exuma Island na Bahamách ) v prekambrických horninách se vyskytují velice často byly to jedny z nejstarších skupin organismů produkujících kyslík, které svým působením (uvolňováním kyslíku do atmosféry) změnily složení atmosféry Země až do dnešní podoby.

Bakteriofágvé

Děkuji vám za pozornost