หน้าที่และอิทธิพลของแบคทีเรียต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับแบคทีเรีย แบคทีเรียคือสิ่งที่สำคัญที่สุด

VKontakte Facebook Odnoklassniki

ตลอดชีวิตของเธอ Lyn Margulis นักจุลชีววิทยา (พ.ศ. 2481-2554) พยายามพิสูจน์ว่าโลกแห่งจุลินทรีย์มีอิทธิพลต่อชีวมณฑลภายใน - โลกแห่งสิ่งมีชีวิต - มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ

เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกได้ทำและวิเคราะห์การศึกษาหลายร้อยชิ้น (ส่วนใหญ่มาจากทศวรรษที่ผ่านมา) ที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสัตว์กับแบคทีเรีย และพิสูจน์ว่าข้อสรุปของ Margulis นั้นถูกต้อง ผลลัพธ์ที่ได้ถือเป็นจุดเปลี่ยน หลังจากนั้นนักวิทยาศาสตร์จะถูกบังคับให้พิจารณาแนวคิดพื้นฐานบางประการในด้านความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียกับสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่น ๆ

แนวคิดของโครงการนี้เกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์หลายคนตระหนักถึงความสำคัญของแบคทีเรียในกิจกรรมต่างๆ อย่างเป็นอิสระ ตัวอย่างเช่น Michael Hadfield ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยฮาวาย Manoa ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของสัตว์ทะเลมาหลายปีแล้ว เขาค้นพบว่าแบคทีเรียบางชนิดทำให้ตัวอ่อนของหนอนมาตั้งถิ่นฐานในบางแห่งบนพื้นทะเล จากนั้นพวกมันก็พัฒนาไปเป็นตัวเต็มวัยและใช้ชีวิตทั้งชีวิตในบริเวณนี้

แบคทีเรียรอบตัวเรา

โดยทั่วไป เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไมแบคทีเรียจึงมีบทบาทสำคัญในโลกที่มีชีวิต แบคทีเรียเป็นหนึ่งในสายพันธุ์แรกๆ ที่ปรากฏบนโลก (ปรากฏตัวเมื่อประมาณ 3.8 ล้านล้านปีก่อน) และมีแนวโน้มว่าพวกมันจะอยู่ได้นานกว่ามนุษย์อย่างพวกเรา ในต้นไม้แห่งชีวิต แบคทีเรียครอบครองหนึ่งในสามกิ่งหลัก อีกสองกิ่งคืออาร์เคียและยูคาริโอต ส่วนสัตว์เป็นสาขาหลัง แม้จะมีความหลากหลายมหาศาลและความจริงที่ว่าพวกมันถูกพบได้เกือบทุกที่บนโลก - บนพื้นมหาสมุทรและแม้แต่ในลำไส้ของเรา - แบคทีเรียยังคงมีบางสิ่งที่เหมือนกัน แบคทีเรียทั้งหมดมีขนาดใกล้เคียงกัน (หลายไมโครเมตร) และประกอบด้วยเซลล์ที่มีนิวคลีเอตหนึ่งหรือสองเซลล์

แน่นอนว่านักวิทยาศาสตร์คำนึงถึงมาหลายปีแล้วว่าสัตว์ทำหน้าที่เป็น "บ้าน" ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของแบคทีเรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันอาศัยอยู่ในท้อง ปาก หรือบนผิวหนัง การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนยิ่งขึ้นว่ามีแบคทีเรียอยู่จำนวนเท่าใด พบว่ามีเซลล์แบคทีเรียในร่างกายของเรามากกว่าเซลล์ของมนุษย์ถึง 10 เท่า (แต่น้ำหนักรวมของแบคทีเรียน้อยกว่าครึ่งปอนด์ เนื่องจากเซลล์ของพวกมันมีขนาดเล็กกว่ามนุษย์มาก) แม้ว่าแบคทีเรียบางชนิดจะอาศัยอยู่เคียงข้างสัตว์โดยไม่ได้พยายามโต้ตอบกับพวกมัน แต่แบคทีเรียบางตัวก็มีปฏิกิริยาโต้ตอบค่อนข้างมาก เรามักพูดว่าแบคทีเรียคือเชื้อโรคหรือเชื้อโรคของโรคต่างๆ เช่น วัณโรค กาฬโรค และเชื้อสแตฟิโลคอคคัส อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียยังทำหน้าที่หลายอย่างตามที่เราต้องการ และการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่า ที่จริงแล้ว ชีวิตที่ปราศจากแบคทีเรียจะแตกต่างออกไปมาก

“จำนวนแบคทีเรียที่แท้จริงมีจำนวนมหาศาลมาก ลองพิจารณาการค้นพบครั้งล่าสุดบนชั้นบรรยากาศและในหินที่อยู่ลึกใต้พื้นทะเล Hadvild กล่าว - ในจำนวนนั้น ให้เพิ่มสายพันธุ์ของแบคทีเรียที่สามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นไปได้ทั้งหมด ตั้งแต่ส้วมซึมไปจนถึงบ่อน้ำพุร้อน รวมถึงแบคทีเรียที่สามารถอาศัยอยู่ในสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิด ดังนั้นจำนวนสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคจึงมีน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนของมัน ฉันสงสัยว่าจำนวนแบคทีเรียที่มีประโยชน์และจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตก็มีน้อยเช่นกัน และแบคทีเรียส่วนใหญ่ก็เป็นกลางเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม ฉันยังเชื่อมั่นด้วยว่าจำนวนชนิดพันธุ์ที่มีประโยชน์มีมากกว่าจำนวนชนิดที่ทำให้เกิดโรค”

เปอร์เซ็นต์ของจีโนมมนุษย์ที่มีวิวัฒนาการผ่านขั้นตอนวิวัฒนาการต่างๆ ยีนของมนุษย์ 37% มาจากแบคทีเรีย ยูคาริโอต 28% สัตว์ 16% สัตว์มีกระดูกสันหลัง 13% สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 6% ภาพถ่ายจาก pnas.org

ต้นกำเนิดของสัตว์และวิวัฒนาการร่วม

จากการวิจัยล่าสุด เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นแบคทีเรียที่ทำให้เกิดการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์บนโลก (ประมาณ 1-2 ล้านล้านปีก่อน) และสัตว์ (ประมาณ 700 ล้านปีก่อน) อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ยังคงทำให้เกิดการถกเถียงกันอย่างเข้มข้น และไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์ทุกคน

เมื่อมีบทบาทในการเกิดขึ้นของสัตว์แบคทีเรียยังคงมีส่วนร่วมในกระบวนการวิวัฒนาการของพวกมันหรือที่ถูกต้องกว่านั้นคือวิวัฒนาการร่วม - วิวัฒนาการร่วมกันของสิ่งมีชีวิตและแบคทีเรีย สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนจากพัฒนาการของภาวะดูดความร้อนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นั่นคือความสามารถในการรักษาอุณหภูมิให้คงที่ประมาณ 40°C (100 องศาฟาเรนไฮต์) ผ่านกระบวนการเมแทบอลิซึม และนี่คืออุณหภูมิที่แบคทีเรียในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมผลิตพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดและลดความต้องการอาหารของร่างกาย การค้นพบนี้ระบุว่าเป็นแบคทีเรียที่ทำให้เกิดการปรากฏตัวของ endothermy ในสัตว์

แบคทีเรียในไมโครไบโอมของสัตว์ เช่น แบคทีเรียในทางเดินอาหาร ปาก และผิวหนัง สื่อสารระหว่างกันและแลกเปลี่ยนสัญญาณกับระบบอวัยวะของสัตว์ ภาพถ่ายจาก pnas.org

สัญญาณของแบคทีเรีย

หลักฐานของพันธมิตรที่แข็งแกร่งระหว่างสัตว์และแบคทีเรียมีอยู่ในจีโนมของทั้งสองสายพันธุ์ นักวิจัยประเมินว่าประมาณ 37% ของยีนของมนุษย์มีความคล้ายคลึงกับแบคทีเรียและอาร์เคีย ซึ่งหมายความว่ายีนของแบคทีเรียและอาร์เคียสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน ยีนเหล่านี้จำนวนมากสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ ซึ่งหมายความว่ายีนเหล่านี้สามารถมีอิทธิพลต่อการพัฒนาของกันและกันได้ ทีมวิจัยของ Hadfield ค้นพบว่าการส่งสัญญาณของแบคทีเรียร่วมกันมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลบางชนิด ตัวอ่อน; ในกรณีเหล่านี้ แบคทีเรียจะสร้างสัญญาณที่ "บอก" เกี่ยวกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง

การศึกษาอื่นๆ แสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณของแบคทีเรียมีอิทธิพลต่อการพัฒนาสมองตามปกติในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและพฤติกรรมการสืบพันธุ์ในสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

การหยุดชะงักของเส้นทางการส่งสัญญาณของแบคทีเรียสามารถนำไปสู่โรคต่างๆ เช่น โรคเบาหวาน โรคลำไส้อักเสบ และโรคติดเชื้อ

ในลำไส้

ตั้งแต่สมัยโบราณ แบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในโภชนาการของสัตว์ ช่วยให้พวกมันย่อยอาหารได้ บางทีพวกมันอาจมีอิทธิพลต่อการพัฒนาอวัยวะและระบบอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง เช่น ระบบทางเดินหายใจและระบบสืบพันธุ์ นอกจากนี้วิวัฒนาการของสัตว์และแบคทีเรียอาจดำเนินไปพร้อม ๆ กันและนำไปสู่ความเชี่ยวชาญอย่างหลัง. ตัวอย่างเช่น 90% ของแบคทีเรียที่พบในลำไส้ของปลวกนั้นไม่พบที่อื่นเลย ซึ่งหมายความว่าเมื่อสัตว์ชนิดใดชนิดหนึ่งสูญพันธุ์ แบคทีเรียจำนวนหนึ่งก็จะตายไปด้วย

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์ปรับตัวตามการเปลี่ยนแปลงของอาหาร ตัวอย่างเช่น ชาวอเมริกันส่วนใหญ่มีแบคทีเรียในลำไส้ที่ปรับให้เหมาะกับการย่อยอาหารที่มีไขมันสูง ในขณะที่แบคทีเรียในชนบทของเวเนซุเอลามีแนวโน้มที่จะสลายคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนมากกว่า และชาวญี่ปุ่นบางคนก็มีแบคทีเรียที่สามารถย่อยสาหร่ายได้ด้วย

แมลง (1 มม.) ที่อาศัยอยู่ใต้ร่มไม้ (10 ม.) มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียกับสัตว์หลายชนิด แบคทีเรีย (1 ไมโครเมตร) ที่อาศัยอยู่ในทางเดินอาหารของสัตว์ (0.1 มม.) มีความสำคัญต่อการดูดซึมสารอาหารในระหว่างการให้อาหารแมลง ซึ่งมักประกอบด้วยมวลชีวภาพส่วนใหญ่ของสัตว์ใต้ร่มไม้ของป่า ภาพถ่ายจาก pnas.org

ภาพใหญ่

โดยรวมแล้ว การวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียและสัตว์ป่ามีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด และอาจส่งผลต่อสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของกันและกัน จากการค้นพบนี้ นักวิจัยสรุปได้ว่าต้องมีปฏิสัมพันธ์ที่คล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น อาร์เคีย เชื้อรา พืช และสัตว์ ขณะนี้สมมติฐานของ Margulis ได้รับการยืนยันแล้ว และนักวิทยาศาสตร์กำลังเสนอให้เปลี่ยนแนวทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพอย่างรุนแรง และบางทีอาจถึงขั้นนำเสนอในตำราเรียนของโรงเรียนด้วยซ้ำ

จากการค้นพบครั้งล่าสุด มีการวางแผนที่จะดำเนินการศึกษาแบคทีเรียจำนวนมากในด้านปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันกับมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าผลการวิจัยจะทำให้เกิดการพัฒนาความร่วมมือแบบสหวิทยาการระหว่างนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจากสาขาต่างๆ ซึ่งจะทำให้เราสามารถศึกษาจุลินทรีย์จากมุมใหม่ๆ ได้มากขึ้น

เพื่อนเอ๋ย ในขณะนี้ เมื่อคุณอ่านบรรทัดเหล่านี้ คุณจะได้รับประโยชน์จากการทำงานของแบคทีเรีย ตั้งแต่ออกซิเจนที่เราหายใจเข้าไปไปจนถึงสารอาหารที่กระเพาะของเราสกัดจากอาหาร เรามีแบคทีเรียที่ต้องขอบคุณสำหรับการเจริญรุ่งเรืองบนโลกใบนี้ ในร่างกายของเรามีจุลินทรีย์ รวมทั้งแบคทีเรีย มากกว่าเซลล์ของเราเองประมาณสิบเท่า โดยพื้นฐานแล้ว เราเป็นจุลินทรีย์มากกว่ามนุษย์

เมื่อไม่นานมานี้ เราเริ่มเข้าใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจิ๋วและผลกระทบที่พวกมันมีต่อโลกและสุขภาพของเรา แต่ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่าเมื่อหลายศตวรรษก่อน บรรพบุรุษของเราได้ควบคุมพลังของแบคทีเรียในการหมักอาหารและเครื่องดื่ม (ใครก็ตามที่เคยได้ยินเกี่ยวกับขนมปังและ เบียร์?).

ในศตวรรษที่ 17 เราเริ่มศึกษาแบคทีเรียในร่างกายของเราโดยตรงซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเรา - ในปาก ความอยากรู้อยากเห็นของ Antoni van Leeuwenhoek นำไปสู่การค้นพบแบคทีเรียเมื่อเขาตรวจดูคราบจุลินทรีย์ระหว่างฟันของเขาเอง Van Leeuwenhoek แต่งบทกวีเกี่ยวกับแบคทีเรีย โดยบรรยายถึงอาณานิคมของแบคทีเรียบนฟันของเขาว่าเป็น "สารสีขาวเล็กๆ เหมือนแป้งที่แข็งตัว" เมื่อวางตัวอย่างไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์ ฟาน ลีเวนฮุกก็เห็นว่าจุลินทรีย์กำลังเคลื่อนไหว ดังนั้นพวกเขาจึงยังมีชีวิตอยู่!

คุณควรรู้ว่าแบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในโลก โดยเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างอากาศที่หายใจได้และความสมบูรณ์ทางชีวภาพของโลกที่เราเรียกว่าบ้าน

ในบทความนี้ เราจะให้ภาพรวมของจุลินทรีย์ขนาดเล็กแต่มีอิทธิพลมากเหล่านี้แก่คุณ เราจะมาดูกันว่าแบคทีเรียมีส่วนกำหนดประวัติศาสตร์ของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมอย่างไรทั้งดี แย่ และแปลกประหลาด ก่อนอื่น เรามาดูกันว่าแบคทีเรียแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตประเภทอื่นอย่างไร

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับแบคทีเรีย

ถ้าแบคทีเรียไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เราจะรู้ได้อย่างไรเกี่ยวกับพวกมัน?

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนากล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังเพื่อดูแบคทีเรีย ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 2-3 ไมครอน (หนึ่งในล้านของเมตร) และค้นหาว่าพวกมันเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่น พืช สัตว์ ไวรัส และเชื้อราอย่างไร

ดังที่คุณคงทราบแล้วว่า เซลล์เป็นส่วนประกอบสำคัญของชีวิต ตั้งแต่เนื้อเยื่อในร่างกายไปจนถึงต้นไม้ที่เติบโตนอกหน้าต่าง มนุษย์ สัตว์ และพืชมีเซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่านิวเคลียส เซลล์ประเภทนี้เรียกว่าเซลล์ยูคาริโอต มีออร์แกเนลเฉพาะทาง ซึ่งแต่ละเซลล์มีหน้าที่พิเศษในการช่วยให้เซลล์ทำงาน

อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียส และสารพันธุกรรม (DNA) ของพวกมันลอยได้อย่างอิสระภายในเซลล์ เซลล์ขนาดเล็กเหล่านี้ไม่มีออร์แกเนลล์และมีวิธีอื่นในการสืบพันธุ์และถ่ายโอนสารพันธุกรรม แบคทีเรียถือเป็นเซลล์โปรคาริโอต

• แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีหรือไม่มีออกซิเจนหรือไม่?
• รูปร่าง: แท่ง (บาซิลลัส) วงกลม (cocci) หรือเกลียว (spirillum)
• แบคทีเรียเป็นแกรมลบหรือแกรมบวก กล่าวคือ พวกมันมีเมมเบรนป้องกันด้านนอกที่ป้องกันการย้อมสีภายในเซลล์หรือไม่?
• วิธีที่แบคทีเรียเคลื่อนที่และสำรวจสภาพแวดล้อม (แบคทีเรียจำนวนมากมีแฟลเจลลา โครงสร้างคล้ายแส้เล็กๆ ที่ช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่ไปรอบๆ ในสภาพแวดล้อมได้)

จุลชีววิทยา- วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจุลินทรีย์ทุกประเภท รวมถึงแบคทีเรีย อาร์เคีย เชื้อรา ไวรัส และโปรโตซัว - แยกแบคทีเรียออกจากจุลินทรีย์ที่คล้ายคลึงกัน

โปรคาริโอตที่มีลักษณะคล้ายแบคทีเรียซึ่งปัจจุบันจัดอยู่ในประเภทอาร์เคียนั้นครั้งหนึ่งเคยอยู่ร่วมกับแบคทีเรีย แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกมัน พวกมันจึงจัดประเภทแบคทีเรียและอาร์เคียเป็นของตัวเอง

โภชนาการของจุลินทรีย์ (และ Miasma)

เช่นเดียวกับคน สัตว์ และพืช แบคทีเรียต้องการอาหารเพื่อความอยู่รอด

แบคทีเรียบางชนิด เช่น ออโตโทรฟ ใช้ทรัพยากรพื้นฐาน เช่น แสงแดด น้ำ และสารเคมีด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อสร้างอาหาร (ลองนึกถึงไซยาโนแบคทีเรีย ซึ่งเปลี่ยนแสงแดดเป็นออกซิเจนมาเป็นเวลา 2.5 ล้านปี) แบคทีเรียชนิดอื่นๆ เรียกว่าเฮเทอโรโทรฟโดยนักวิทยาศาสตร์ เนื่องจากพวกมันได้รับพลังงานจากอินทรียวัตถุที่มีอยู่เป็นอาหาร (เช่น ใบไม้ที่ตายแล้วบนพื้นป่า)

ความจริงก็คือสิ่งที่อร่อยสำหรับแบคทีเรียนั้นน่ารังเกียจสำหรับเรา พวกมันได้พัฒนาเพื่อดูดซับผลิตภัณฑ์ทุกประเภท ตั้งแต่การรั่วไหลของน้ำมันและผลพลอยได้จากนิวเคลียร์ไปจนถึงของเสียจากมนุษย์และผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว

แต่ความสัมพันธ์ของแบคทีเรียต่อแหล่งอาหารเฉพาะอาจเป็นประโยชน์ต่อสังคม ตัวอย่างเช่น ผู้เชี่ยวชาญด้านศิลปะในอิตาลีหันไปหาแบคทีเรียที่สามารถกินเกลือและกาวส่วนเกินได้ ส่งผลให้ความคงทนของงานศิลปะอันล้ำค่าลดลง ความสามารถของแบคทีเรียในการประมวลผลอินทรียวัตถุยังเป็นประโยชน์ต่อโลกอย่างมากทั้งในดินและในน้ำ

จากประสบการณ์ในแต่ละวัน คุณจะตระหนักดีถึงกลิ่นที่เกิดจากแบคทีเรียในขณะที่พวกมันกินสิ่งที่อยู่ในถังขยะ ย่อยอาหารที่เหลือ และปล่อยก๊าซเป็นผลพลอยได้ออกมาเอง อย่างไรก็ตาม นี่ยังไม่ใช่ทั้งหมด คุณยังสามารถตำหนิแบคทีเรียที่ทำให้เกิดช่วงเวลาที่น่าอึดอัดเมื่อคุณส่งน้ำมันเองได้

ครอบครัวใหญ่ครอบครัวหนึ่ง

แบคทีเรียเติบโตและก่อตัวเป็นอาณานิคมเมื่อได้รับโอกาส หากสภาวะอาหารและสิ่งแวดล้อมเอื้ออำนวย พวกมันจะสืบพันธุ์และก่อตัวเป็นก้อนเหนียวที่เรียกว่าแผ่นชีวะเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้บนพื้นผิวตั้งแต่หินไปจนถึงฟันในปากของคุณ

แผ่นชีวะมีข้อดีและข้อเสีย ในด้านหนึ่ง สิ่งเหล่านี้เป็นประโยชน์ร่วมกันต่อวัตถุธรรมชาติ (ซึ่งกันและกัน) ในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้อาจเป็นภัยคุกคามร้ายแรงได้ ตัวอย่างเช่น แพทย์ที่รักษาผู้ป่วยด้วยการปลูกถ่ายและอุปกรณ์ทางการแพทย์มีความกังวลอย่างมากเกี่ยวกับแผ่นชีวะ เนื่องจากเป็นพื้นที่สำหรับแบคทีเรีย เมื่อตั้งอาณานิคมแล้ว แผ่นชีวะสามารถผลิตผลพลอยได้ที่เป็นพิษและบางครั้งอาจทำให้เสียชีวิตได้ต่อมนุษย์

เช่นเดียวกับผู้คนในเมือง เซลล์ในแผ่นชีวะสื่อสารกัน โดยแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับอาหารและอันตรายที่อาจเกิดขึ้น แต่แทนที่จะโทรหาเพื่อนบ้าน แบคทีเรียกลับส่งข้อความโดยใช้สารเคมี

นอกจากนี้แบคทีเรียก็ไม่กลัวที่จะมีชีวิตอยู่ได้ด้วยตัวเอง สัตว์บางชนิดได้พัฒนาวิธีการที่น่าสนใจในการเอาชีวิตรอดในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย เมื่อไม่มีอาหารและสภาวะที่ไม่สามารถทนทานได้ แบคทีเรียจะรักษาตัวเองโดยการสร้างเปลือกแข็งซึ่งก็คือเอนโดสปอร์ ซึ่งทำให้เซลล์เข้าสู่สภาวะพักตัวและรักษาสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย

นักวิทยาศาสตร์พบแบคทีเรียในแคปซูลเวลาดังกล่าวซึ่งถูกเก็บไว้เป็นเวลา 100 หรือ 250 ล้านปี นี่แสดงว่าแบคทีเรียสามารถกักเก็บตัวเองได้เป็นเวลานาน

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าอาณานิคมให้โอกาสอะไรแก่แบคทีเรีย มาดูกันว่าพวกมันไปถึงที่นั่นได้อย่างไร ผ่านการแบ่งตัวและการสืบพันธุ์

การสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย

แบคทีเรียสร้างอาณานิคมได้อย่างไร? เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลก แบคทีเรียจำเป็นต้องขยายพันธุ์ตัวเองเพื่อความอยู่รอด สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทำเช่นนี้ผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แต่ไม่ใช่แบคทีเรีย แต่ก่อนอื่น เรามาคุยกันว่าทำไมความหลากหลายถึงดี

ชีวิตผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หรือแรงเลือกจากสภาพแวดล้อมบางอย่างทำให้ประเภทหนึ่งเจริญรุ่งเรืองและแพร่พันธุ์ได้มากกว่าอีกประเภทหนึ่ง คุณอาจจำได้ว่ายีนเป็นเครื่องจักรที่สั่งเซลล์ว่าต้องทำอะไรและเป็นตัวกำหนดสีผมและดวงตาของคุณ คุณได้รับยีนจากพ่อแม่ของคุณ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์หรือการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มใน DNA ซึ่งทำให้เกิดความหลากหลาย ยิ่งมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากเท่าใด โอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะปรับตัวเข้ากับข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

สำหรับแบคทีเรีย การสืบพันธุ์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับการได้รับจุลินทรีย์ที่เหมาะสม พวกเขาเพียงแค่คัดลอก DNA ของตัวเองและแบ่งออกเป็นสองเซลล์ที่เหมือนกัน กระบวนการนี้เรียกว่าฟิชชันแบบไบนารี เกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียตัวหนึ่งแยกออกเป็นสองส่วน คัดลอก DNA และส่งต่อไปยังทั้งสองส่วนของเซลล์ที่ถูกแบ่ง

เนื่องจากท้ายที่สุดแล้วเซลล์ผลลัพธ์จะเหมือนกันกับเซลล์ต้นกำเนิด วิธีการขยายพันธุ์นี้จึงไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างกลุ่มยีนที่หลากหลาย แบคทีเรียได้รับยีนใหม่ได้อย่างไร?

ปรากฎว่าแบคทีเรียใช้กลอุบายอันชาญฉลาด นั่นคือ การถ่ายโอนยีนในแนวนอน หรือการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมโดยไม่แพร่พันธุ์ มีหลายวิธีที่แบคทีเรียใช้ในการทำเช่นนี้ วิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการรวบรวมสารพันธุกรรมจากสิ่งแวดล้อมภายนอกเซลล์ จากจุลินทรีย์และแบคทีเรียอื่นๆ (ผ่านโมเลกุลที่เรียกว่าพลาสมิด) อีกวิธีหนึ่งคือไวรัสซึ่งใช้แบคทีเรียเป็นบ้าน เมื่อไวรัสติดเชื้อแบคทีเรียตัวใหม่ พวกมันจะทิ้งสารพันธุกรรมของแบคทีเรียตัวก่อนหน้าไว้ในตัวใหม่

การแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมทำให้แบคทีเรียมีความยืดหยุ่นในการปรับตัว และพวกมันจะปรับตัวหากสัมผัสได้ถึงการเปลี่ยนแปลงที่ตึงเครียดในสิ่งแวดล้อม เช่น การขาดแคลนอาหาร หรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

การทำความเข้าใจว่าแบคทีเรียปรับตัวอย่างไรมีความสำคัญอย่างยิ่งในการต่อสู้กับพวกมันและการสร้างยาปฏิชีวนะสำหรับการแพทย์ แบคทีเรียสามารถแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมได้บ่อยมากจนบางครั้งการรักษาที่เคยใช้มาก่อนก็ไม่ได้ผลอีกต่อไป

ไม่มีภูเขาสูง ไม่มีความลึกมากนัก

หากคุณถามคำถามว่า "แบคทีเรียอยู่ที่ไหน" จะง่ายกว่าที่จะถามว่า "ไม่มีแบคทีเรียอยู่ที่ไหน"

แบคทีเรียพบได้เกือบทุกที่บนโลก เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงจำนวนแบคทีเรียบนโลก ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง แต่การประมาณการบางอย่างทำให้จำนวนแบคทีเรียและอาร์เคียรวมกันอยู่ที่ 5 ออคทิลล้าน ซึ่งเป็นตัวเลขที่มีศูนย์ 27 ตัว

การจำแนกชนิดของแบคทีเรียเป็นเรื่องยากมากด้วยเหตุผลที่ชัดเจน ขณะนี้มีสายพันธุ์ที่ระบุอย่างเป็นทางการประมาณ 30,000 ชนิด แต่ฐานความรู้มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องและมีความคิดเห็นว่าเราเป็นเพียงยอดภูเขาน้ำแข็งของแบคทีเรียทุกประเภท

ความจริงก็คือแบคทีเรียมีอยู่มานานแล้ว พวกเขาผลิตฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วน ซึ่งมีอายุย้อนกลับไป 3.5 พันล้านปี การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าไซยาโนแบคทีเรียเริ่มสร้างออกซิเจนเมื่อประมาณ 2.3-2.5 พันล้านปีก่อนในมหาสมุทรของโลก ซึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกอิ่มตัวด้วยออกซิเจนที่เราหายใจจนถึงทุกวันนี้

แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ในอากาศ น้ำ ดิน น้ำแข็ง ความร้อน บนพืช ในลำไส้ บนผิวหนัง ทุกที่

แบคทีเรียบางชนิดจัดอยู่ในกลุ่ม extremophiles ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถทนต่อสภาวะสุดขั้วที่ร้อนจัดหรือเย็นจัด หรือขาดสารอาหารและสารเคมีที่เรามักเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต นักวิจัยพบแบคทีเรียดังกล่าวในร่องลึกบาดาลมาเรียนา ซึ่งเป็นจุดที่ลึกที่สุดในโลกที่ด้านล่างของมหาสมุทรแปซิฟิก ใกล้กับปล่องไฮโดรเทอร์มอลในน้ำและน้ำแข็ง นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิสูง เช่น แบคทีเรียที่ทำให้สระน้ำสีเหลือบในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน

แย่(สำหรับเรา)

แม้ว่าแบคทีเรียมีส่วนสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์และดาวเคราะห์ แต่ก็มีด้านมืดเช่นกัน แบคทีเรียบางชนิดสามารถทำให้เกิดโรคได้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันทำให้เกิดความเจ็บป่วยและโรคต่างๆ

ตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์ แบคทีเรียบางชนิด (เป็นที่เข้าใจได้) ได้รับการแร็พที่ไม่ดี ทำให้เกิดความตื่นตระหนกและฮิสทีเรีย ยกตัวอย่างโรคระบาด แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคระบาด Yersinia pestis ไม่เพียงแต่คร่าชีวิตผู้คนไปมากกว่า 100 ล้านคนเท่านั้น แต่ยังมีส่วนทำให้เกิดการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันอีกด้วย ก่อนที่จะมียาปฏิชีวนะหรือยาที่ช่วยต่อสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรีย พวกมันก็ยากที่จะหยุดยั้ง

แม้กระทั่งทุกวันนี้แบคทีเรียก่อโรคเหล่านี้ยังทำให้เราหวาดกลัวอย่างมาก ต้องขอบคุณการพัฒนาความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะ แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคแอนแทรกซ์ ปอดบวม เยื่อหุ้มสมองอักเสบ อหิวาตกโรค ซัลโมเนลโลซิส ต่อมทอนซิลอักเสบ และโรคอื่น ๆ ที่ยังคงอยู่ใกล้ตัวเรามักจะเป็นอันตรายต่อเราเสมอ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ Staphylococcus aureus ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ทำให้เกิดการติดเชื้อ Staph “ข้อผิดพลาดร้ายแรง” นี้ทำให้เกิดปัญหามากมายในคลินิก เนื่องจากผู้ป่วยมักติดเชื้อนี้เมื่อปลูกฝังอุปกรณ์ทางการแพทย์และสายสวน

เราได้พูดคุยกันแล้วเกี่ยวกับการคัดเลือกโดยธรรมชาติและวิธีที่แบคทีเรียบางชนิดผลิตยีนต่างๆ ที่ช่วยให้พวกมันรับมือกับสภาพแวดล้อมได้ หากคุณมีการติดเชื้อและแบคทีเรียบางชนิดในร่างกายแตกต่างจากแบคทีเรียอื่นๆ ยาปฏิชีวนะอาจส่งผลต่อประชากรแบคทีเรียส่วนใหญ่ แต่แบคทีเรียเหล่านั้นที่รอดจะพัฒนาความต้านทานต่อยาและยังคงอยู่เพื่อรอโอกาสต่อไป ดังนั้นแพทย์แนะนำให้ทำยาปฏิชีวนะให้เสร็จสิ้นและโดยทั่วไปให้ใช้ยาปฏิชีวนะให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพียงเป็นทางเลือกสุดท้ายเท่านั้น

อาวุธชีวภาพเป็นอีกแง่มุมที่น่ากลัวของการสนทนานี้ แบคทีเรียสามารถใช้เป็นอาวุธได้ในบางกรณี โดยเฉพาะโรคแอนแทรกซ์ที่ถูกนำมาใช้ในคราวเดียว นอกจากนี้ ไม่เพียงแต่ผู้คนเท่านั้นที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากแบคทีเรีย Halomonas titanicae อีกสายพันธุ์หนึ่งได้แสดงความอยากเรือไททานิคที่จมอยู่ ซึ่งกินเนื้อโลหะของเรือประวัติศาสตร์ลำนี้ไป

แน่นอนว่าแบคทีเรียสามารถก่อให้เกิดมากกว่าอันตรายเท่านั้น

แบคทีเรียฮีโร่

เรามาสำรวจด้านดีของแบคทีเรียกันดีกว่า ท้ายที่สุด จุลินทรีย์เหล่านี้ให้อาหารอร่อยแก่เรา เช่น ชีส เบียร์ แป้งเปรี้ยว และองค์ประกอบหมักอื่นๆ นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงสุขภาพของมนุษย์และใช้ในการแพทย์อีกด้วย

ต้องขอบคุณแบคทีเรียแต่ละตัวที่ทำให้เกิดวิวัฒนาการของมนุษย์ วิทยาศาสตร์กำลังรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับจุลินทรีย์มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในร่างกายของเรา โดยเฉพาะในระบบย่อยอาหารและลำไส้ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรีย สารพันธุกรรมใหม่ๆ และความหลากหลายที่พวกมันนำมาสู่ร่างกายของเราทำให้มนุษย์สามารถปรับตัวเข้ากับแหล่งอาหารใหม่ๆ ที่ไม่เคยถูกนำไปใช้ประโยชน์มาก่อน

ลองมาดูกัน: โดยการบุพื้นผิวของกระเพาะอาหารและลำไส้ แบคทีเรียจะ "ทำงาน" ให้กับคุณ เมื่อคุณรับประทานอาหาร แบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ จะช่วยสลายและดึงสารอาหารออกจากอาหาร โดยเฉพาะคาร์โบไฮเดรต ยิ่งเราบริโภคแบคทีเรียที่หลากหลายมากเท่าไร ร่างกายของเราก็จะมีความหลากหลายมากขึ้นเท่านั้น

แม้ว่าความรู้ของเราเกี่ยวกับจุลินทรีย์ของเรานั้นมีจำกัดมาก แต่ก็มีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าการไม่มีจุลินทรีย์และแบคทีเรียบางชนิดในร่างกายอาจเกี่ยวข้องกับสุขภาพของมนุษย์ กระบวนการเผาผลาญ และความไวต่อสารก่อภูมิแพ้ การศึกษาเบื้องต้นในหนูพบว่าโรคทางเมตาบอลิซึม เช่น โรคอ้วน มีความเกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ที่หลากหลายและดีต่อสุขภาพ มากกว่าความคิดแบบ "แคลอรี่เข้า แคลอรี่ออก" ที่มีอยู่ทั่วไป

ขณะนี้มีการสำรวจความเป็นไปได้ของการนำจุลินทรีย์และแบคทีเรียบางชนิดเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ที่อาจให้ประโยชน์บางประการ แต่ในขณะที่เขียนนี้ ยังไม่มีคำแนะนำทั่วไปสำหรับการใช้งาน

นอกจากนี้แบคทีเรียยังมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาความคิดทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ของมนุษย์ แบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสมมติฐานของ Koch ในปี 1884 ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจโดยทั่วไปว่าโรคมีสาเหตุมาจากจุลินทรีย์บางประเภท

นักวิจัยที่ศึกษาแบคทีเรียบังเอิญค้นพบเพนิซิลิน ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะที่ช่วยชีวิตคนได้มากมาย นอกจากนี้เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการค้นพบวิธีง่าย ๆ ในการแก้ไขจีโนมของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ซึ่งสามารถปฏิวัติการแพทย์ได้

อันที่จริง เราเพิ่งเริ่มเข้าใจว่าจะได้รับประโยชน์จากการอยู่ร่วมกันกับเพื่อนตัวน้อยเหล่านี้ได้อย่างไร นอกจากนี้ยังไม่ชัดเจนว่าใครคือเจ้าของโลกที่แท้จริง: คนหรือจุลินทรีย์

22 กรกฎาคม 2017 เกนนาดี

ตรวจการบ้าน 33 น. 148 แบคทีเรียแต่ละตัวแบ่งออกเป็นสองส่วนภายใน 1 นาที ในช่วงแรกมีแบคทีเรียหนึ่งตัว ทำผังงานเพื่อคำนวณจำนวนแบคทีเรียหลังจากผ่านไป 10 นาที ดำเนินการอัลกอริทึม โดยบันทึกแต่ละขั้นตอนในตารางค่าตัวแปร alg การแบ่งแบคทีเรียเริ่มต้น f:= 1 nts สำหรับ i จาก 1 ถึง 10 f:= f * 2 cts เอาต์พุต f end เริ่มต้น สิ้นสุด f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f รายการข้อมูล i, f - int

ตรวจการบ้าน 33 น. 148 start end f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f data list i, f - integer ขั้นตอนของ if อัลกอริธึม Output

การสร้างพื้นฐานของอัลกอริธึมของอัลกอริธึม บทที่ 31 ในหัวข้อนี้ บทที่ 10 งานในชั้นเรียน

การสร้างอัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน การทำให้คำสั่งคำสั่งงานง่ายขึ้น งานแบ่งออกเป็นส่วนที่ง่ายกว่า การแก้ปัญหาแต่ละส่วนของปัญหาถูกกำหนดไว้ในคำสั่งแยกต่างหาก (คำสั่ง) คำแนะนำที่เกินความสามารถของนักแสดงจะถูกนำเสนอในรูปแบบที่ง่ายกว่า สั่งแล้วแก้ปัญหาไม่ได้!?

การพัฒนาอัลกอริธึมโดยวิธีการปรับแต่งตามลำดับสำหรับหุ่นยนต์นักแสดง หุ่นยนต์ตั้งอยู่ในเซลล์หนึ่งของทางเดินแนวนอน ไม่มีการทาสีช่องทางเดินใดเลย หุ่นยนต์จะต้องทาสีเซลล์ทั้งหมดในทางเดินนี้และกลับสู่ตำแหน่งเดิม

อัลกอริธึมในการคำนวณดีกรี y = a x โดยที่ x เป็นจำนวนเต็ม a 0 1 สำหรับ x = 0 a x สำหรับ x >0, y = สำหรับ x 0, y = สำหรับ x 0, y = สำหรับ x 0, y = สำหรับ x 0 , y = ที่ x
ผังงานสำหรับการแก้ปัญหา: เริ่มต้น y ใช่ ไม่ใช่ st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 สิ้นสุด x > 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่ 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่"> 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่"> 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่" title="(!LANG :ผังงานสำหรับการแก้ปัญหา: เริ่มต้น y ใช่ ไม่ใช่ st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 สิ้นสุด x > 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่"> title="ผังงานสำหรับการแก้ปัญหา: เริ่มต้น y ใช่ ไม่ใช่ st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 สิ้นสุด x > 0 st (1/a, x, y) ใช่ ไม่ใช่"> !}

พารามิเตอร์ที่เป็นทางการใช้เพื่ออธิบายอัลกอริทึม พารามิเตอร์จริงคือค่าที่อัลกอริทึมเสริมจะถูกดำเนินการ ประเภท จำนวน และลำดับของพารามิเตอร์ที่เป็นทางการและจริงต้องตรงกัน พารามิเตอร์ที่เป็นทางการและตามจริง

ตัวอย่าง. อัลกอริธึมสำหรับการคำนวณดีกรีด้วยเลขชี้กำลังธรรมชาติ n สำหรับจำนวนจริง a ใดๆ นำเสนอเป็นอัลกอริธึมแบบเรียกซ้ำ อัลกอริธึมแบบเรียกซ้ำ Start a, n st (a, n-1,y) y:=a*y y End อัลกอริธึมที่โดยตรงหรือ มีการอ้างอิงทางอ้อมโดยใช้เป็นอัลกอริธึมเสริมเรียกว่าแบบเรียกซ้ำ

ตัวอย่างเกล็ดหิมะของ Koch ลองพิจารณาอัลกอริทึมสำหรับการสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่เรียกว่าเกล็ดหิมะ Koch ขั้นตอนขั้นตอนการก่อสร้างประกอบด้วยการแทนที่ส่วนตรงกลางที่สามของแต่ละส่วนที่มีอยู่ด้วยส่วนใหม่ที่มีความยาวเท่ากันสองอัน ทุกๆย่างก้าว ร่างนั้นก็ยิ่งแปลกประหลาดมากขึ้นเรื่อยๆ ขอบเขตเกล็ดหิมะ Koch คือตำแหน่งของเส้นโค้งหลังจากทำตามขั้นตอนจำนวนไม่สิ้นสุดแล้ว ตำแหน่งเริ่มต้น ขั้นแรก ขั้นที่สอง ขั้นที่สาม
สิ่งที่สำคัญที่สุดคือวิธีสร้างอัลกอริธึมตามลำดับ: ปัญหาเดิมแบ่งออกเป็นหลายส่วนซึ่งแต่ละส่วนง่ายกว่าปัญหาทั้งหมดและวิธีแก้ไขแต่ละส่วนนั้นถูกกำหนดในทีมที่แยกจากกัน หากได้รับคำสั่งที่เกินความสามารถของนักแสดงคำสั่งนั้นจะถูกนำเสนอในรูปแบบของชุดคำสั่งที่ง่ายกว่านั้น กระบวนการจะดำเนินต่อไปจนกว่าคำแนะนำทั้งหมดจะชัดเจนต่อนักแสดง อัลกอริธึมเสริมคืออัลกอริธึมที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของอัลกอริธึมอื่นโดยสิ้นเชิง อัลกอริธึมที่มีการอ้างอิงถึงตัวเองเป็นอัลกอริธึมเสริมโดยตรงหรือโดยอ้อมเรียกว่าแบบเรียกซ้ำ

คำถามและงาน เหตุใดจึงเป็นเรื่องยากที่จะระบุการกระทำที่จำเป็นทั้งหมดทันทีเมื่อแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อน วิธีการปรับแต่งตามลำดับเมื่อสร้างอัลกอริทึมคืออะไร? อะไรคือความเชื่อมโยงระหว่างวิธีสร้างอัลกอริธึมตามลำดับและกระบวนการต่างๆ เช่น การเขียนเรียงความ หรือการเตรียมตัวสำหรับการตั้งแคมป์หลายวัน? ทราบความสูงของนักเรียน N แต่ละคนในชั้นเรียน 9A และนักเรียน M ในชั้นเรียน 9B อธิบายอัลกอริทึมในการเปรียบเทียบความสูงเฉลี่ยของนักเรียนในชั้นเรียนเหล่านี้เป็นบล็อกขนาดใหญ่ ในแถวที่มีสิบเซลล์ทางด้านขวาของหุ่นยนต์ บางเซลล์จะถูกแรเงา เซลล์ที่ทาสีสุดท้ายอาจติดกับผนัง เขียนอัลกอริทึมที่แรเงาเซลล์ด้านบนและด้านล่างแต่ละเซลล์ที่แรเงา ตรวจสอบการทำงานของอัลกอริธึมในกรณีต่อไปนี้: * * เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมเสริม? อธิบายกระบวนการดำเนินการคำสั่งเพื่อเรียกอัลกอริทึมเสริมในอัลกอริทึมหลัก คุณเคยพบกับแนวคิดเรื่องพารามิเตอร์ที่เป็นทางการและข้อเท็จจริงขณะเรียนคณิตศาสตร์และฟิสิกส์หรือไม่? ยกตัวอย่าง. อัลกอริธึมใดที่เรียกว่าแบบเรียกซ้ำ? ยกตัวอย่างการเรียกซ้ำจากชีวิต สร้างอัลกอริธึมภายใต้การควบคุมซึ่งหุ่นยนต์จะทาสีทับเซลล์ที่ระบุ *** ก บี ซี

สรุปพื้นฐาน วิธีสร้างอัลกอริทึมแบบเรียงลำดับเป็นหนึ่งในวิธีการหลักในการสร้างอัลกอริทึม การทำให้คำสั่งการกำหนดงานง่ายขึ้น งานแบ่งออกเป็นคำสั่งที่ง่ายกว่า การแก้ปัญหาแต่ละส่วนของปัญหาถูกกำหนดเป็นคำสั่งแยกกัน คำแนะนำที่เกินความสามารถของนักแสดงจะถูกนำเสนอในรูปแบบของคำสั่งที่ง่ายกว่า อัลกอริธึมเสริมคือ อัลกอริธึมที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของอัลกอริธึมอื่นโดยสิ้นเชิง

แบคทีเรีย
จุลินทรีย์เซลล์เดียวกลุ่มใหญ่ที่มีลักษณะไม่มีนิวเคลียสของเซลล์ล้อมรอบด้วยเมมเบรน ในเวลาเดียวกัน สารพันธุกรรมของแบคทีเรีย (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกหรือ DNA) ครอบครองตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงมากในเซลล์ - โซนที่เรียกว่านิวคลอยด์ สิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างเซลล์ดังกล่าวเรียกว่าโปรคาริโอต ("พรีนิวเคลียร์") ซึ่งตรงกันข้ามกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งหมด - ยูคาริโอต ("นิวเคลียร์จริง") ซึ่ง DNA ตั้งอยู่ในนิวเคลียสที่ล้อมรอบด้วยเปลือกหอย แบคทีเรีย ซึ่งก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นพืชที่มีขนาดเล็กมาก ปัจจุบันถูกจำแนกออกเป็นอาณาจักรอิสระ Monera ซึ่งเป็นหนึ่งในห้าของระบบการจำแนกปัจจุบัน ร่วมกับพืช สัตว์ เห็ดรา และกลุ่มผู้ประท้วง

หลักฐานฟอสซิล แบคทีเรียอาจเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดที่เรารู้จัก โครงสร้างหินชั้น - สโตรมาโตไลต์ - ในบางกรณีจนถึงจุดเริ่มต้นของ Archeozoic (Archean) เช่น เกิดขึ้นเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน - เป็นผลมาจากกิจกรรมสำคัญของแบคทีเรียซึ่งมักเป็นการสังเคราะห์แสงที่เรียกว่า สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว โครงสร้างที่คล้ายกัน (ฟิล์มแบคทีเรียที่ชุบด้วยคาร์บอเนต) ยังคงก่อตัวขึ้นจนทุกวันนี้ ส่วนใหญ่อยู่นอกชายฝั่งของออสเตรเลีย บาฮามาส ในแคลิฟอร์เนีย และอ่าวเปอร์เซีย แต่พวกมันค่อนข้างหายากและมีขนาดไม่ใหญ่นัก เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น หอยกาบเดี่ยว , ให้อาหารพวกมัน ในปัจจุบัน สโตรมาโตไลต์เติบโตส่วนใหญ่โดยที่สัตว์เหล่านี้ขาดไปเนื่องจากความเค็มของน้ำสูงหรือด้วยเหตุผลอื่น ๆ แต่ก่อนที่จะเกิดรูปแบบที่กินพืชเป็นอาหารในระหว่างการวิวัฒนาการ พวกมันอาจมีขนาดมหึมา ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของน้ำตื้นในมหาสมุทรเทียบได้กับสมัยใหม่ แนวปะการัง ในหินโบราณบางก้อน มีการพบทรงกลมเล็กๆ ที่ไหม้เกรียม ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นซากของแบคทีเรียด้วย นิวเคลียร์ชนิดแรกคือ ยูคาริโอต เซลล์วิวัฒนาการมาจากแบคทีเรียเมื่อประมาณ 1.4 พันล้านปีก่อน
นิเวศวิทยา.แบคทีเรียมีอยู่มากมายในดินที่ด้านล่างของทะเลสาบและมหาสมุทร ไม่ว่าอินทรียวัตถุจะสะสมอยู่ที่ใดก็ตาม พวกมันอาศัยอยู่ในความเย็นเมื่อเทอร์โมมิเตอร์อยู่เหนือศูนย์และในน้ำพุร้อนที่เป็นกรดซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 90 ° C แบคทีเรียบางตัวทนต่อความเค็มที่สูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวที่พบในทะเลเดดซี ในชั้นบรรยากาศ พวกมันอยู่ในหยดน้ำ และความอุดมสมบูรณ์ของพวกมันมักจะสัมพันธ์กับฝุ่นในอากาศ ดังนั้น ในเมืองต่างๆ น้ำฝนจึงมีแบคทีเรียมากกว่าในพื้นที่ชนบท มีเพียงไม่กี่ชนิดในอากาศเย็นของภูเขาสูงและบริเวณขั้วโลกอย่างไรก็ตามพบได้แม้ในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูง 8 กม. ระบบย่อยอาหารของสัตว์มีแบคทีเรียอยู่หนาแน่น (โดยปกติจะไม่เป็นอันตราย) การทดลองแสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ แม้ว่าพวกมันสามารถสังเคราะห์วิตามินบางชนิดได้ก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในสัตว์เคี้ยวเอื้อง (วัว แอนทิโลป แกะ) และปลวกหลายชนิด พวกมันเกี่ยวข้องกับการย่อยอาหารจากพืช นอกจากนี้ ระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์ที่เลี้ยงภายใต้สภาวะปลอดเชื้อจะไม่พัฒนาตามปกติเนื่องจากขาดการกระตุ้นจากแบคทีเรีย แบคทีเรียปกติในลำไส้ก็มีความสำคัญเช่นกันในการยับยั้งจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายที่เข้าไปที่นั่น

โครงสร้างและกิจกรรมชีวิตของแบคทีเรีย

แบคทีเรียมีขนาดเล็กกว่าเซลล์ของพืชและสัตว์หลายเซลล์มาก ความหนามักจะอยู่ที่ 0.5-2.0 ไมครอนและความยาวคือ 1.0-8.0 ไมครอน บางรูปแบบแทบจะมองไม่เห็นด้วยความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงมาตรฐาน (ประมาณ 0.3 ไมครอน) แต่ชนิดที่ทราบกันดีว่ามีความยาวมากกว่า 10 ไมครอน และความกว้างที่เกินขีดจำกัดที่กำหนดด้วย และแบคทีเรียบางมากจำนวนหนึ่งสามารถ ยาวเกิน 50 ไมครอน บนพื้นผิวที่ตรงกับจุดที่ทำเครื่องหมายด้วยดินสอ ตัวแทนขนาดกลางหนึ่งในสี่ล้านของอาณาจักรนี้จะพอดี
โครงสร้าง.ขึ้นอยู่กับลักษณะทางสัณฐานวิทยากลุ่มของแบคทีเรียต่อไปนี้มีความโดดเด่น: cocci (ทรงกลมมากหรือน้อย), bacilli (แท่งหรือทรงกระบอกที่มีปลายโค้งมน), spirilla (เกลียวแข็ง) และ spirochetes (รูปแบบคล้ายขนบางและยืดหยุ่น) ผู้เขียนบางคนมักจะรวมสองกลุ่มสุดท้ายเป็นหนึ่งเดียว - สปิริลลา โปรคาริโอตแตกต่างจากยูคาริโอตตรงที่ไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้นและมีโครโมโซมเพียงโครโมโซมเดียวเท่านั้น ซึ่งเป็นโมเลกุล DNA ทรงกลมยาวมากที่ติดอยู่ที่จุดหนึ่งกับเยื่อหุ้มเซลล์ โปรคาริโอตยังไม่มีออร์แกเนลล์ภายในเซลล์ที่หุ้มด้วยเมมเบรนที่เรียกว่าไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ ในยูคาริโอต ไมโตคอนเดรียผลิตพลังงานในระหว่างการหายใจ และการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ (ดูเซลล์ด้วย) ในโปรคาริโอต เซลล์ทั้งหมด (และเยื่อหุ้มเซลล์เป็นหลัก) ทำหน้าที่ของไมโตคอนเดรีย และในรูปแบบการสังเคราะห์แสง ก็ยังทำหน้าที่ของคลอโรพลาสต์ด้วย เช่นเดียวกับยูคาริโอตภายในแบคทีเรียมีโครงสร้างนิวคลีโอโปรตีนขนาดเล็ก - ไรโบโซมซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน แต่ไม่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มใด ๆ มีข้อยกเว้นน้อยมาก แบคทีเรียไม่สามารถสังเคราะห์สเตอรอลซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ยูคาริโอตได้ ภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ แบคทีเรียส่วนใหญ่ถูกปกคลุมไปด้วยผนังเซลล์ ซึ่งค่อนข้างชวนให้นึกถึงผนังเซลลูโลสของเซลล์พืช แต่ประกอบด้วยโพลีเมอร์อื่นๆ (ไม่เพียงแต่รวมถึงคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกรดอะมิโนและสารเฉพาะของแบคทีเรียด้วย) เมมเบรนนี้จะป้องกันไม่ให้เซลล์แบคทีเรียแตกเมื่อน้ำเข้าสู่เซลล์โดยการออสโมซิส ด้านบนของผนังเซลล์มักเป็นแคปซูลเมือกป้องกัน แบคทีเรียจำนวนมากมีแฟลเจลลาซึ่งพวกมันว่ายน้ำอย่างแข็งขัน แฟลเจลลาของแบคทีเรียมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าและค่อนข้างแตกต่างจากโครงสร้างของยูคาริโอตที่คล้ายคลึงกัน

เซลล์แบคทีเรีย "ทั่วไป"และโครงสร้างพื้นฐานของมัน

ฟังก์ชั่นและพฤติกรรมทางประสาทสัมผัสแบคทีเรียหลายชนิดมีตัวรับสารเคมีที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมและความเข้มข้นของสารต่างๆ เช่น น้ำตาล กรดอะมิโน ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ สารแต่ละชนิดมีตัวรับ "รสชาติ" ชนิดของตัวเอง และการสูญเสียหนึ่งในนั้นอันเป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ทำให้เกิด "ตาบอดรสชาติ" บางส่วน แบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้หลายชนิดยังตอบสนองต่อความผันผวนของอุณหภูมิ และสายพันธุ์สังเคราะห์แสงก็ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของแสง แบคทีเรียบางชนิดรับรู้ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก รวมถึงสนามแม่เหล็กของโลก ด้วยความช่วยเหลือของอนุภาคแมกนีไทต์ (แร่เหล็กแม่เหล็ก - Fe3O4) ที่มีอยู่ในเซลล์ของพวกมัน ในน้ำ แบคทีเรียใช้ความสามารถนี้ว่ายไปตามแรงต้านเพื่อค้นหาสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย ไม่ทราบการตอบสนองแบบมีเงื่อนไขในแบคทีเรีย แต่มีความจำดั้งเดิมบางอย่าง ขณะว่ายน้ำ พวกเขาเปรียบเทียบความรุนแรงที่รับรู้ของสิ่งเร้ากับค่าก่อนหน้านั่นคือ พิจารณาว่ามันใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง และจากนี้ รักษาทิศทางของการเคลื่อนไหวหรือเปลี่ยนแปลง
การสืบพันธุ์และพันธุศาสตร์แบคทีเรียสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ: DNA ในเซลล์จะถูกจำลอง (เพิ่มเป็นสองเท่า) เซลล์จะแบ่งออกเป็นสองส่วน และเซลล์ลูกแต่ละเซลล์จะได้รับสำเนา DNA ต้นกำเนิดหนึ่งชุด DNA ของแบคทีเรียสามารถถ่ายโอนระหว่างเซลล์ที่ไม่แบ่งตัวได้ ในเวลาเดียวกัน ฟิวชั่นของพวกมัน (เช่นในยูคาริโอต) จะไม่เกิดขึ้น จำนวนบุคคลไม่เพิ่มขึ้น และโดยปกติเพียงส่วนเล็กๆ ของจีโนม (ยีนทั้งชุด) เท่านั้นที่ถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์อื่น ตรงกันข้ามกับ กระบวนการทางเพศ "ของจริง" ซึ่งผู้สืบสันดานจะได้รับยีนครบชุดจากผู้ปกครองแต่ละคน การถ่ายโอน DNA นี้สามารถเกิดขึ้นได้สามวิธี ในระหว่างการเปลี่ยนแปลง แบคทีเรียจะดูดซับ DNA ที่ "เปล่า" จากสิ่งแวดล้อม ซึ่งเข้าไปที่นั่นระหว่างการทำลายแบคทีเรียอื่น ๆ หรือถูก "ลื่น" โดยเจตนาโดยผู้ทดลอง กระบวนการนี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากในช่วงแรกของการศึกษาความสนใจหลักคือการจ่ายให้กับการเปลี่ยนแปลง (การเปลี่ยนแปลง) ของสิ่งมีชีวิตที่ไม่เป็นอันตรายให้กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความรุนแรงในลักษณะนี้ ชิ้นส่วน DNA สามารถถ่ายโอนจากแบคทีเรียสู่แบคทีเรียได้ด้วยไวรัสชนิดพิเศษ - แบคเทอริโอฟาจ สิ่งนี้เรียกว่าการถ่ายโอน กระบวนการที่ชวนให้นึกถึงการปฏิสนธิหรือที่เรียกว่าการผันคำกริยาเป็นที่รู้จักกันว่า แบคทีเรียเชื่อมต่อถึงกันโดยการฉายภาพท่อชั่วคราว (copulatory fimbriae) ซึ่ง DNA จะส่งผ่านจากเซลล์ "ผู้ชาย" ไปยัง "เซลล์ผู้หญิง" บางครั้งแบคทีเรียก็มีโครโมโซมเพิ่มเติมขนาดเล็กมาก - พลาสมิด ซึ่งสามารถถ่ายโอนจากบุคคลสู่บุคคลได้ หากพลาสมิดมียีนที่ทำให้เกิดความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะ แสดงว่ามีการต้านทานการติดเชื้อ เป็นสิ่งสำคัญจากมุมมองทางการแพทย์ เนื่องจากมันสามารถแพร่กระจายระหว่างสายพันธุ์ต่าง ๆ และแม้แต่สกุลของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แบคทีเรียในลำไส้สามารถต้านทานการออกฤทธิ์ของยาบางชนิดได้

เมแทบอลิซึม

ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากแบคทีเรียมีขนาดเล็ก อัตราการเผาผลาญของพวกมันจึงสูงกว่ายูคาริโอตมาก ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุด แบคทีเรียบางชนิดสามารถเพิ่มมวลและจำนวนรวมเป็นสองเท่าทุกๆ 20 นาทีโดยประมาณ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าระบบเอนไซม์ที่สำคัญที่สุดจำนวนหนึ่งทำงานด้วยความเร็วสูงมาก ดังนั้นกระต่ายต้องใช้เวลาไม่กี่นาทีในการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีน ในขณะที่แบคทีเรียใช้เวลาไม่กี่วินาที อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ เช่น ในดิน แบคทีเรียส่วนใหญ่ "อยู่ในภาวะอดอาหาร" ดังนั้นหากเซลล์ของพวกมันแบ่งตัว ก็ไม่ใช่ทุกๆ 20 นาที แต่ทุกๆ สองสามวัน
โภชนาการ.แบคทีเรียคือออโตโทรฟและเฮเทอโรโทรฟ ออโตโทรฟ (“การให้อาหารด้วยตนเอง”) ไม่ต้องการสารที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตอื่น พวกเขาใช้คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นแหล่งคาร์บอนหลักหรือแหล่งเดียวเท่านั้น ด้วยการรวม CO2 และสารอนินทรีย์อื่นๆ โดยเฉพาะแอมโมเนีย (NH3) ไนเตรต (NO-3) และสารประกอบซัลเฟอร์ต่างๆ เข้าด้วยกันในปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน พวกมันจะสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ทางชีวเคมีทั้งหมดที่พวกเขาต้องการ Heterotrophs (“การกินอาหารของผู้อื่น”) ใช้สารอินทรีย์ (ที่มีคาร์บอน) ที่สังเคราะห์โดยสิ่งมีชีวิตอื่น โดยเฉพาะน้ำตาล เป็นแหล่งคาร์บอนหลัก (บางชนิดก็ต้องการ CO2 ด้วย) เมื่อออกซิไดซ์ สารประกอบเหล่านี้จะให้พลังงานและโมเลกุลที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการทำงานของเซลล์ ในแง่นี้แบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิกซึ่งรวมถึงโปรคาริโอตส่วนใหญ่มีความคล้ายคลึงกับมนุษย์
แหล่งพลังงานหลักหากใช้พลังงานแสง (โฟตอน) เป็นหลักในการสร้าง (สังเคราะห์) ส่วนประกอบของเซลล์ กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง และสายพันธุ์ที่มีความสามารถนั้นเรียกว่าโฟโตโทรฟ แบคทีเรียโฟโตโทรฟิคแบ่งออกเป็นโฟโตเฮเทอโรโทรฟและโฟโตออโตโทรฟ ขึ้นอยู่กับว่าสารประกอบใด - อินทรีย์หรืออนินทรีย์ - เป็นแหล่งคาร์บอนหลัก ไซยาโนแบคทีเรียแบบโฟโตออโตโทรฟิค (สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว) เช่นเดียวกับพืชสีเขียว สลายโมเลกุลของน้ำ (H2O) โดยใช้พลังงานแสง สิ่งนี้จะปล่อยออกซิเจนอิสระ (1/2O2) และผลิตไฮโดรเจน (2H+) ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต แบคทีเรียซัลเฟอร์สีเขียวและสีม่วงใช้พลังงานแสงเพื่อสลายโมเลกุลอนินทรีย์อื่นๆ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) แทนที่จะเป็นน้ำ ผลที่ได้ยังสร้างไฮโดรเจนซึ่งช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ไม่มีการปล่อยออกซิเจนออกมา การสังเคราะห์ด้วยแสงประเภทนี้เรียกว่าอะออกซิเจน แบคทีเรียโฟโตเฮเทอโรโทรฟิก เช่น แบคทีเรียนอนซัลเฟอร์สีม่วง ใช้พลังงานแสงเพื่อผลิตไฮโดรเจนจากสารอินทรีย์ โดยเฉพาะไอโซโพรพานอล แต่แหล่งที่มาของพวกมันอาจเป็นก๊าซ H2 ได้เช่นกัน หากแหล่งพลังงานหลักในเซลล์คือการออกซิเดชันของสารเคมี แบคทีเรียจะถูกเรียกว่า chemoheterotrophs หรือ chemoautotrophs ขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลทำหน้าที่เป็นแหล่งหลักของคาร์บอน - อินทรีย์หรืออนินทรีย์ ประการแรก อินทรียวัตถุให้ทั้งพลังงานและคาร์บอน คีโมออโตโทรฟได้รับพลังงานจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารอนินทรีย์ เช่น ไฮโดรเจน (สู่น้ำ: 2H4 + O2 ถึง 2H2O) เหล็ก (Fe2+ ถึง Fe3+) หรือกำมะถัน (2S + 3O2 + 2H2O ถึง 2SO42- + 4H+) และคาร์บอนจาก CO2 สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า chemolithotrophs ดังนั้นจึงเน้นว่าพวกมัน "กิน" บนก้อนหิน
ลมหายใจ.การหายใจระดับเซลล์เป็นกระบวนการปล่อยพลังงานเคมีที่สะสมอยู่ในโมเลกุล "อาหาร" เพื่อนำไปใช้ในปฏิกิริยาที่สำคัญต่อไป การหายใจอาจเป็นแบบแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน ในกรณีแรกต้องใช้ออกซิเจน มันจำเป็นสำหรับงานที่เรียกว่า ระบบขนส่งอิเล็กตรอน: อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากโมเลกุลหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง (พลังงานถูกปล่อยออกมา) และในที่สุดก็รวมออกซิเจนเข้ากับไฮโดรเจนไอออน - น้ำจะเกิดขึ้น สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนไม่ต้องการออกซิเจนและสำหรับบางสายพันธุ์ในกลุ่มนี้มันก็เป็นพิษด้วยซ้ำ อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการหายใจจะเกาะติดกับตัวรับอนินทรีย์อื่นๆ เช่น ไนเตรต ซัลเฟต หรือคาร์บอเนต หรือ (ในรูปแบบหนึ่งของการหายใจ นั่นคือ การหมัก) กับโมเลกุลอินทรีย์ที่เฉพาะเจาะจง โดยเฉพาะกลูโคส ดูเพิ่มเติมที่ เมแทบอลิซึม

การจัดหมวดหมู่

ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ สปีชีส์ถือเป็นกลุ่มบุคคลที่แยกจากการสืบพันธุ์ ในความหมายกว้างๆ นี่หมายความว่าตัวแทนของสายพันธุ์ที่กำหนดสามารถให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ได้โดยการผสมพันธุ์กับสายพันธุ์ของมันเองเท่านั้น แต่ไม่ใช่กับบุคคลในสายพันธุ์อื่น ดังนั้นตามกฎแล้วยีนของสายพันธุ์ใดสายพันธุ์หนึ่งจะไม่ขยายเกินขอบเขตของมัน อย่างไรก็ตาม ในแบคทีเรีย การแลกเปลี่ยนยีนสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างบุคคลไม่เพียงแต่ในสายพันธุ์ที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสกุลที่แตกต่างกันด้วย ดังนั้น การใช้แนวคิดตามปกติเกี่ยวกับต้นกำเนิดและเครือญาติของวิวัฒนาการในที่นี้จะถูกต้องตามกฎหมายหรือไม่นั้นยังไม่ชัดเจนทั้งหมด ด้วยเหตุนี้และปัญหาอื่น ๆ จึงยังไม่มีการจำแนกประเภทของแบคทีเรียที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ด้านล่างนี้เป็นหนึ่งในตัวแปรที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
อาณาจักรแห่งโมเนรา

Phylum Gracilicutes (แบคทีเรียแกรมลบผนังบาง)

Class Scotobacteria (รูปแบบที่ไม่สังเคราะห์แสง เช่น myxobacteria) Class Anoxyphotobacteria (รูปแบบการสังเคราะห์แสงที่ไม่สร้างออกซิเจน เช่น แบคทีเรียกำมะถันสีม่วง) Class Oxyphotobacteria (รูปแบบการสังเคราะห์แสงที่สร้างออกซิเจน เช่น ไซยาโนแบคทีเรีย)

Phylum Firmicutes (แบคทีเรียแกรมบวกผนังหนา)

Class Firmibacteria (รูปแบบเซลล์แข็ง เช่น clostridia)
Class Thallobacteria (รูปแบบกิ่ง เช่น actinomycetes)

ไฟลัมเทเนริคิวต์ (แบคทีเรียแกรมลบไม่มีผนังเซลล์)

Class Mollicutes (รูปแบบเซลล์อ่อน เช่น ไมโคพลาสมา)

Phylum Mendosicutes (แบคทีเรียที่มีผนังเซลล์บกพร่อง)

Class Archaebacteria (รูปแบบโบราณ เช่น การก่อตัวมีเทน)

โดเมนการศึกษาทางชีวเคมีเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าโปรคาริโอตทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทอย่างชัดเจน: กลุ่มเล็ก ๆ ของแบคทีเรียกลุ่มหนึ่ง (Archaebacteria - "แบคทีเรียโบราณ") และส่วนที่เหลือทั้งหมดเรียกว่า eubacteria (Eubacteria - "แบคทีเรียที่แท้จริง") เชื่อกันว่าอาร์คีแบคทีเรียเมื่อเปรียบเทียบกับยูแบคทีเรียนั้นมีความดั้งเดิมมากกว่าและอยู่ใกล้กับบรรพบุรุษร่วมกันของโปรคาริโอตและยูคาริโอต แบคทีเรียเหล่านี้แตกต่างจากแบคทีเรียอื่นๆ ในลักษณะที่สำคัญหลายประการ รวมถึงองค์ประกอบของโมเลกุลไรโบโซมอล RNA (rRNA) ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน โครงสร้างทางเคมีของไขมัน (สารคล้ายไขมัน) และการมีอยู่ของสารอื่น ๆ ในผนังเซลล์แทน มูรินโพลีเมอร์โปรตีนคาร์โบไฮเดรต ในระบบการจำแนกประเภทข้างต้น Archaebacteria ถือเป็นเพียงหนึ่งในประเภทของอาณาจักรเดียวกันซึ่งรวมแบคทีเรีย Eubacteria ทั้งหมดเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม ตามที่นักชีววิทยาบางคนกล่าวไว้ ความแตกต่างระหว่างอาร์คีแบคทีเรียมและยูแบคทีเรียนั้นลึกซึ้งมากจนเป็นการถูกต้องมากกว่าที่จะถือว่าอาร์คีแบคทีเรียภายในโมเนราเป็นอาณาจักรย่อยพิเศษ เมื่อเร็ว ๆ นี้ข้อเสนอที่รุนแรงยิ่งกว่านั้นก็ปรากฏขึ้น การวิเคราะห์ทางโมเลกุลได้เปิดเผยความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างยีนระหว่างโปรคาริโอตทั้งสองกลุ่มนี้ ซึ่งบางคนมองว่าการมีอยู่ของพวกมันในอาณาจักรสิ่งมีชีวิตเดียวกันนั้นไร้เหตุผล ในเรื่องนี้ เสนอให้สร้างหมวดหมู่อนุกรมวิธาน (แท็กซอน) ในระดับที่สูงกว่า โดยเรียกมันว่าโดเมน และแบ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดออกเป็นสามโดเมน - ยูคาเรีย (ยูคาริโอต), อาร์เคีย (อาร์เคแบคทีเรีย) และแบคทีเรีย (ยูแบคทีเรียปัจจุบัน) .

นิเวศวิทยา

หน้าที่ทางนิเวศน์ที่สำคัญที่สุดสองประการของแบคทีเรียคือการตรึงไนโตรเจนและการทำให้แร่ของสารอินทรีย์ตกค้าง
การตรึงไนโตรเจนการจับกันของโมเลกุลไนโตรเจน (N2) เพื่อสร้างแอมโมเนีย (NH3) เรียกว่าการตรึงไนโตรเจน และการเกิดออกซิเดชันของโมเลกุลไนโตรเจน (NO-2) และไนเตรต (NO-3) เรียกว่าไนตริฟิเคชัน กระบวนการเหล่านี้เป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับชีวมณฑล เนื่องจากพืชต้องการไนโตรเจน แต่สามารถดูดซับได้เฉพาะรูปแบบที่ผูกไว้เท่านั้น ปัจจุบันประมาณ 90% (ประมาณ 90 ล้านตัน) ของปริมาณไนโตรเจน "คงที่" ต่อปีนั้นมาจากแบคทีเรีย ส่วนที่เหลือผลิตโดยโรงงานเคมีหรือเกิดขึ้นระหว่างฟ้าผ่า ไนโตรเจนในอากาศซึ่งมีประมาณ 80% ของบรรยากาศส่วนใหญ่ถูกผูกมัดโดยสกุลแกรมลบไรโซเบียมและไซยาโนแบคทีเรีย สายพันธุ์ไรโซเบียมเข้าสู่ symbiosis กับพืชตระกูลถั่วประมาณ 14,000 สายพันธุ์ (ตระกูล Leguminosae) ซึ่งรวมถึงเช่นโคลเวอร์อัลฟัลฟาถั่วเหลืองและถั่วลันเตา แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า ก้อน - บวมเกิดขึ้นที่รากต่อหน้า แบคทีเรียจะได้รับสารอินทรีย์ (สารอาหาร) จากพืช และจะให้ไนโตรเจนคงที่แก่โฮสต์ ตลอดระยะเวลาหนึ่งปี ด้วยวิธีนี้จะมีการแก้ไขไนโตรเจนได้มากถึง 225 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ พืชที่ไม่ใช่พืชตระกูลถั่ว เช่น ออลเดอร์ ก็สามารถอยู่ร่วมกันกับแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนชนิดอื่นๆ ได้เช่นกัน ไซยาโนแบคทีเรียสังเคราะห์แสงเหมือนพืชสีเขียวเพื่อปล่อยออกซิเจน หลายชนิดยังสามารถตรึงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งพืชและสัตว์จะบริโภคในที่สุด โปรคาริโอตเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งสำคัญของไนโตรเจนคงที่ในดินโดยทั่วไปและโดยเฉพาะนาข้าวในภาคตะวันออก เช่นเดียวกับซัพพลายเออร์หลักสำหรับระบบนิเวศในมหาสมุทร
แร่ชื่อนี้เป็นชื่อที่ตั้งให้กับการสลายตัวของสารอินทรีย์ตกค้างเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) น้ำ (H2O) และเกลือแร่ จากมุมมองทางเคมี กระบวนการนี้เทียบเท่ากับการเผาไหม้ ดังนั้นจึงต้องใช้ออกซิเจนจำนวนมาก ชั้นบนสุดของดินประกอบด้วยแบคทีเรีย 100,000 ถึง 1 พันล้านตัวต่อ 1 กรัม เช่น ประมาณ 2 ตันต่อเฮกตาร์ โดยปกติแล้ว สารอินทรีย์ตกค้างทั้งหมดเมื่ออยู่ในพื้นดินจะถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วโดยแบคทีเรียและเชื้อรา สารอินทรีย์ที่มีสีน้ำตาลเรียกว่ากรดฮิวมิกมีความทนทานต่อการสลายตัวมากกว่า ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากลิกนินที่มีอยู่ในไม้ มันสะสมอยู่ในดินและปรับปรุงคุณสมบัติของมัน

แบคทีเรียและอุตสาหกรรม

เมื่อพิจารณาถึงความหลากหลายของปฏิกิริยาเคมีที่เร่งปฏิกิริยาของแบคทีเรีย จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่แบคทีเรียเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต ในบางกรณีมาตั้งแต่สมัยโบราณ Prokaryotes แบ่งปันความรุ่งโรจน์ของผู้ช่วยเหลือมนุษย์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยเชื้อราซึ่งส่วนใหญ่เป็นยีสต์ซึ่งเป็นกระบวนการหมักแอลกอฮอล์ส่วนใหญ่เช่นในการผลิตไวน์และเบียร์ ขณะนี้มีความเป็นไปได้ที่จะนำยีนที่เป็นประโยชน์เข้าสู่แบคทีเรีย ทำให้พวกมันสังเคราะห์สารที่มีคุณค่า เช่น อินซูลิน ได้ การประยุกต์ใช้ทางอุตสาหกรรมของห้องปฏิบัติการที่มีชีวิตเหล่านี้ได้รับแรงกระตุ้นอันทรงพลังใหม่ ดูเพิ่มเติมที่ พันธุวิศวกรรม
อุตสาหกรรมอาหาร.ปัจจุบัน อุตสาหกรรมนี้ใช้แบคทีเรียเพื่อการผลิตชีส ผลิตภัณฑ์นมหมักอื่นๆ และน้ำส้มสายชูเป็นหลัก ปฏิกิริยาเคมีหลักที่นี่คือการก่อตัวของกรด ดังนั้น ในการผลิตน้ำส้มสายชู แบคทีเรียในสกุล Acetobacter จะออกซิไดซ์เอทิลแอลกอฮอล์ที่มีอยู่ในไซเดอร์หรือของเหลวอื่นๆ ให้เป็นกรดอะซิติก กระบวนการที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อกะหล่ำปลีเป็นกะหล่ำปลีดอง: แบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนหมักน้ำตาลที่มีอยู่ในใบของพืชนี้ให้เป็นกรดแลคติคเช่นเดียวกับกรดอะซิติกและแอลกอฮอล์ต่างๆ
การชะล้างแร่แบคทีเรียใช้ในการชะล้างแร่คุณภาพต่ำ เช่น เปลี่ยนให้เป็นสารละลายเกลือของโลหะมีค่า โดยเฉพาะทองแดง (Cu) และยูเรเนียม (U) ตัวอย่างคือการประมวลผลของ chalcopyrite หรือ copper pyrite (CuFeS2) กองแร่นี้จะถูกรดน้ำเป็นระยะซึ่งมีแบคทีเรียเคมีบำบัดในสกุล Thiobacillus ในช่วงชีวิตของพวกเขา พวกมันจะออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ (S) กลายเป็นทองแดงและเหล็กซัลเฟตที่ละลายน้ำได้: CuFeS2 + 4O2 ใน CuSO4 + FeSO4 เทคโนโลยีดังกล่าวทำให้การสกัดโลหะมีค่าจากแร่ง่ายขึ้นอย่างมาก โดยหลักการแล้วเทียบเท่ากับกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติระหว่างการผุกร่อนของหิน
การรีไซเคิลแบคทีเรียยังช่วยเปลี่ยนของเสีย เช่น สิ่งปฏิกูล ให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีอันตรายน้อยลงหรือแม้แต่มีประโยชน์อีกด้วย น้ำเสียเป็นปัญหาเร่งด่วนที่สุดประการหนึ่งของมนุษยชาติยุคใหม่ การทำให้เป็นแร่โดยสมบูรณ์นั้นต้องการออกซิเจนจำนวนมาก และในอ่างเก็บน้ำธรรมดาซึ่งเป็นเรื่องปกติที่จะทิ้งของเสียนี้ ก็ไม่มีออกซิเจนเพียงพอที่จะ "ทำให้เป็นกลาง" อีกต่อไป วิธีแก้ปัญหาอยู่ที่การเติมอากาศน้ำเสียเพิ่มเติมในสระน้ำพิเศษ (ถังเติมอากาศ) ส่งผลให้แบคทีเรียที่ทำให้เกิดแร่ธาตุมีออกซิเจนเพียงพอที่จะย่อยสลายสารอินทรีย์ได้อย่างสมบูรณ์ และในกรณีที่ดีที่สุด น้ำดื่มกลายเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของกระบวนการ ตะกอนที่ไม่ละลายน้ำที่หลงเหลืออยู่ตามทางสามารถถูกหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนได้ เพื่อให้แน่ใจว่าโรงบำบัดน้ำดังกล่าวใช้พื้นที่และเงินน้อยที่สุด จำเป็นต้องมีความรู้ที่ดีเกี่ยวกับแบคทีเรียวิทยา
การใช้งานอื่นๆ.การนำแบคทีเรียไปใช้ในทางอุตสาหกรรมที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ กลีบลินิน เช่น การแยกเส้นใยปั่นออกจากส่วนอื่น ๆ ของพืชตลอดจนการผลิตยาปฏิชีวนะโดยเฉพาะสเตรปโตมัยซิน (แบคทีเรียในสกุล Streptomyces)

การต่อสู้กับแบคทีเรียในอุตสาหกรรม

แบคทีเรียไม่เพียงแต่มีประโยชน์เท่านั้น การต่อสู้กับการสืบพันธุ์จำนวนมากเช่นในผลิตภัณฑ์อาหารหรือในระบบน้ำของโรงงานเยื่อและกระดาษกลายเป็นกิจกรรมทั้งหมด อาหารเน่าเสียภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรีย เชื้อรา และเอ็นไซม์ของมันเองที่ทำให้เกิดการสลายอัตโนมัติ ("การย่อยตัวเอง") เว้นแต่จะถูกทำให้หมดฤทธิ์ด้วยความร้อนหรือวิธีการอื่น เนื่องจากแบคทีเรียเป็นสาเหตุหลักของการเน่าเสีย การพัฒนาระบบจัดเก็บอาหารที่มีประสิทธิภาพจึงต้องมีความรู้เกี่ยวกับขีดจำกัดความทนทานของจุลินทรีย์เหล่านี้ หนึ่งในเทคโนโลยีที่พบบ่อยที่สุดคือการพาสเจอร์ไรซ์ในนม ซึ่งฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ทำให้เกิดวัณโรคและโรคแท้งติดต่อ นมจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 61-63°C เป็นเวลา 30 นาที หรือที่ 72-73°C เพียง 15 วินาที สิ่งนี้ไม่ทำให้รสชาติของผลิตภัณฑ์ลดลง แต่ช่วยยับยั้งแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค ไวน์ เบียร์ และน้ำผลไม้สามารถพาสเจอร์ไรส์ได้ ประโยชน์ของการเก็บอาหารในที่เย็นเป็นที่รู้กันมานานแล้ว อุณหภูมิต่ำไม่ได้ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย แต่ป้องกันไม่ให้พวกมันเติบโตและแพร่พันธุ์ จริงอยู่เช่นเมื่อแช่แข็งถึง -25 ° C จำนวนแบคทีเรียจะลดลงหลังจากผ่านไปไม่กี่เดือน แต่จุลินทรีย์เหล่านี้จำนวนมากยังคงอยู่ ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ แบคทีเรียจะยังคงเพิ่มจำนวนต่อไปแต่ช้ามาก วัฒนธรรมที่มีชีวิตสามารถเก็บไว้ได้เกือบไม่มีกำหนดหลังจากการทำแห้งแบบเยือกแข็ง (การทำแห้งแบบเยือกแข็ง) ในตัวกลางที่มีโปรตีน เช่น ซีรั่มในเลือด วิธีการเก็บอาหารอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จัก ได้แก่ การอบแห้ง (การทำให้แห้งและการรมควัน) การเติมเกลือหรือน้ำตาลจำนวนมาก ซึ่งเทียบเท่ากับการสูญเสียน้ำทางสรีรวิทยา และการดอง กล่าวคือ ใส่ในสารละลายกรดเข้มข้น เมื่อความเป็นกรดของสภาพแวดล้อมสอดคล้องกับ pH 4 และต่ำกว่า กิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียมักจะถูกยับยั้งหรือหยุดลงอย่างมาก

แบคทีเรียและโรคต่างๆ

ศึกษาแบคทีเรีย

แบคทีเรียหลายชนิดเจริญเติบโตได้ง่ายในสิ่งที่เรียกว่า อาหารเลี้ยงเชื้อซึ่งอาจรวมถึงน้ำซุปเนื้อ โปรตีนที่ย่อยได้บางส่วน เกลือ เดกซ์โทรส เลือดครบส่วน ซีรั่ม และส่วนประกอบอื่นๆ ความเข้มข้นของแบคทีเรียในสภาวะดังกล่าวมักจะสูงถึงประมาณหนึ่งพันล้านต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ส่งผลให้สภาพแวดล้อมมีเมฆมาก เพื่อศึกษาแบคทีเรีย จำเป็นต้องได้รับวัฒนธรรมบริสุทธิ์หรือโคลนซึ่งเป็นลูกหลานของเซลล์เดียว สิ่งนี้จำเป็นเพื่อตรวจสอบว่าแบคทีเรียชนิดใดที่ติดเชื้อในผู้ป่วยและยาปฏิชีวนะชนิดใดที่ไวต่อ ตัวอย่างทางจุลชีววิทยา เช่น ผ้าเช็ดลำคอหรือบาดแผล เลือด น้ำ หรือวัสดุอื่นๆ จะถูกเจือจางอย่างมากและนำไปใช้กับพื้นผิวของตัวกลางกึ่งแข็ง โดยที่โคโลนีทรงกลมพัฒนาจากเซลล์แต่ละเซลล์ สารทำให้แข็งตัวสำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อมักจะเป็นวุ้น ซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ได้จากสาหร่ายทะเลบางชนิดและแบคทีเรียเกือบทุกชนิดไม่สามารถย่อยได้ สื่อวุ้นใช้ในรูปแบบของ “สันดอน” เช่น พื้นผิวเอียงที่เกิดขึ้นในหลอดทดลองยืนอยู่ในมุมที่กว้างเมื่ออาหารเลี้ยงเชื้อที่หลอมละลายแข็งตัวหรือในรูปแบบของชั้นบาง ๆ ในจานเพาะเชื้อแก้ว - ภาชนะทรงกลมแบนปิดด้วยฝาปิดที่มีรูปร่างเหมือนกัน แต่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเล็กน้อย โดยปกติภายในหนึ่งวัน เซลล์แบคทีเรียจะขยายตัวได้มากจนก่อตัวเป็นอาณานิคมซึ่งมองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า สามารถถ่ายโอนไปยังสภาพแวดล้อมอื่นเพื่อการศึกษาต่อไปได้ อาหารเลี้ยงเชื้อทั้งหมดจะต้องผ่านการฆ่าเชื้อก่อนที่จะเริ่มเพาะแบคทีเรีย และในอนาคตควรดำเนินมาตรการเพื่อป้องกันการตกตะกอนของจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ ในการตรวจสอบแบคทีเรียที่เติบโตในลักษณะนี้ ให้อุ่นห่วงลวดเส้นเล็กในเปลวไฟ แตะไปที่อาณานิคมหรือสเมียร์ก่อน จากนั้นจึงหยดน้ำลงบนแผ่นกระจกสไลด์ เมื่อกระจายวัสดุที่ถ่ายในน้ำนี้อย่างสม่ำเสมอ แก้วก็จะถูกทำให้แห้งและผ่านเปลวไฟของหัวเผาอย่างรวดเร็วสองหรือสามครั้ง (ควรหงายด้านที่มีแบคทีเรียขึ้น): ส่งผลให้จุลินทรีย์อยู่อย่างมั่นคงโดยไม่เสียหาย ติดอยู่กับวัสดุพิมพ์ หยดสีย้อมลงบนพื้นผิวของสารเตรียม จากนั้นแก้วจะถูกล้างในน้ำแล้วเช็ดให้แห้งอีกครั้ง ตอนนี้คุณสามารถตรวจสอบตัวอย่างด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้ การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียที่บริสุทธิ์จะถูกระบุโดยลักษณะทางชีวเคมีเป็นหลัก เช่น ตรวจสอบว่าพวกมันก่อตัวเป็นแก๊สหรือกรดจากน้ำตาลบางชนิด พวกมันสามารถย่อยโปรตีน (เจลาตินเหลว) ได้หรือไม่ พวกมันต้องการออกซิเจนเพื่อการเจริญเติบโตหรือไม่ เป็นต้น พวกเขายังตรวจสอบด้วยว่าเปื้อนด้วยสีย้อมเฉพาะหรือไม่ ความไวต่อยาบางชนิด เช่น ยาปฏิชีวนะ สามารถกำหนดได้โดยการวางแผ่นกระดาษกรองขนาดเล็กที่แช่อยู่ในสารเหล่านี้ไว้บนพื้นผิวที่มีแบคทีเรียรบกวน หากสารประกอบเคมีใดๆ ฆ่าแบคทีเรีย ก็จะเกิดเขตปลอดแบคทีเรียขึ้นรอบๆ ดิสก์ที่เกี่ยวข้อง

สารานุกรมถ่านหิน. - สังคมเปิด. 2000 .

ชีวิตบนโลกของเราเริ่มต้นด้วยแบคทีเรีย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านี่คือจุดสิ้นสุดของเรื่อง มีเรื่องตลกว่าเมื่อมนุษย์ต่างดาวศึกษาโลก พวกเขาไม่เข้าใจว่าใครเป็นเจ้าของที่แท้จริง - คนหรือบาซิลลัส ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับแบคทีเรียถูกเลือกไว้ด้านล่าง

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันซึ่งสืบพันธุ์โดยการแบ่ง ยิ่งแหล่งที่อยู่อาศัยดีเท่าไรก็ยิ่งแบ่งตัวเร็วขึ้นเท่านั้น จุลินทรีย์เหล่านี้อาศัยอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เช่นเดียวกับในน้ำ อาหาร ต้นไม้เน่า และพืช

รายการไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเท่านี้ แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ดีบนวัตถุที่มนุษย์สัมผัส ตัวอย่างเช่น บนราวจับในการขนส่งสาธารณะ บนที่จับตู้เย็น บนปลายดินสอ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแบคทีเรียถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา จากการสังเกตของพวกเขา จุลินทรีย์ "ที่กำลังหลับ" อาศัยอยู่บนดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่านี่เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกจากนี้ในความเห็นของพวกเขาแบคทีเรียจากต่างดาวสามารถ "ฟื้น" บนโลกได้

จุลินทรีย์ถูกตรวจสอบครั้งแรกในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Antonius van Leeuwenhoek เมื่อปลายศตวรรษที่ 17 ปัจจุบันมีแบคทีเรียที่รู้จักประมาณสองพันสายพันธุ์ ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น:

• เป็นอันตราย;
• มีประโยชน์;
• เป็นกลาง.

ในขณะเดียวกัน ผู้ที่เป็นอันตรายมักจะต่อสู้กับผู้ที่เป็นประโยชน์และเป็นกลาง นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดว่าทำไมคนเราถึงป่วย

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุด

โดยทั่วไปแล้ว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีส่วนร่วมในทุกกระบวนการของชีวิต

แบคทีเรียและผู้คน

ตั้งแต่แรกเกิด บุคคลจะเข้าสู่โลกที่เต็มไปด้วยจุลินทรีย์หลากหลายชนิด บ้างก็ช่วยให้เขามีชีวิตรอด บ้างก็ทำให้เกิดการติดเชื้อและโรคต่างๆ

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับแบคทีเรียและผู้คน:

ปรากฎว่าบาซิลลัสสามารถรักษาบุคคลได้อย่างสมบูรณ์หรือทำลายสายพันธุ์ของเรา ปัจจุบันสารพิษจากแบคทีเรียมีอยู่แล้ว

แบคทีเรียช่วยให้เรารอดได้อย่างไร?

ต่อไปนี้เป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์:

• แบคทีเรียบางประเภทช่วยปกป้องผู้คนจากการแพ้
• ด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรีย คุณสามารถกำจัดของเสียอันตราย (เช่น ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม)
• หากไม่มีจุลินทรีย์ในลำไส้ บุคคลก็ไม่สามารถอยู่รอดได้

จะบอกเด็กเกี่ยวกับแบคทีเรียได้อย่างไร?

เด็กพร้อมที่จะพูดคุยเกี่ยวกับแบคทีเรียเมื่ออายุ 3-4 ปี เพื่อถ่ายทอดข้อมูลอย่างถูกต้องควรบอกข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่น สำหรับเด็ก สิ่งสำคัญมากคือต้องเข้าใจว่าจุลินทรีย์ที่ชั่วร้ายและดีก็มีอยู่ ที่คนดีสามารถเปลี่ยนนมเป็นนมอบหมักได้ และยังช่วยย่อยอาหารอีกด้วย

ต้องให้ความสนใจกับแบคทีเรียชั่วร้าย บอกพวกเขาว่ามีขนาดเล็กมากจึงมองไม่เห็น ว่าเมื่อพวกเขาเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ จะมีจุลินทรีย์จำนวนมากอย่างรวดเร็ว และพวกมันก็เริ่มกินเราจากภายใน

เด็กต้องรู้ที่จะป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ชั่วร้ายเข้าสู่ร่างกาย:

• ล้างมือให้สะอาดหลังจากออกไปข้างนอกและก่อนรับประทานอาหาร
• อย่ากินของหวานมากนัก
• รับวัคซีน.

วิธีที่ดีที่สุดในการสาธิตแบคทีเรียคือผ่านรูปภาพและสารานุกรม

นักเรียนทุกคนควรรู้อะไรบ้าง?

สำหรับลูกคนโต ไม่ควรพูดถึงเชื้อโรค แต่เกี่ยวกับแบคทีเรียจะดีกว่า สิ่งสำคัญคือต้องให้เหตุผลสำหรับข้อเท็จจริงที่น่าสนใจสำหรับเด็กนักเรียน นั่นคือเมื่อพูดถึงความสำคัญของการล้างมือ คุณสามารถบอกได้ว่าแบคทีเรียที่เป็นอันตราย 340 อาณานิคมอาศัยอยู่บนที่จับโถสุขภัณฑ์

คุณสามารถค้นหาข้อมูลร่วมกันเกี่ยวกับแบคทีเรียที่ทำให้เกิดฟันผุได้ และบอกนักเรียนด้วยว่าช็อกโกแลตในปริมาณเล็กน้อยมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย

แม้แต่นักเรียนชั้นประถมศึกษาก็สามารถเข้าใจได้ว่าวัคซีนคืออะไร นี่คือเมื่อมีไวรัสหรือแบคทีเรียจำนวนเล็กน้อยเข้าสู่ร่างกายและระบบภูมิคุ้มกันจะเอาชนะมันได้ ด้วยเหตุนี้การฉีดวัคซีนจึงเป็นเรื่องสำคัญมาก

ตั้งแต่วัยเด็กควรมีความเข้าใจว่าประเทศของแบคทีเรียเป็นโลกทั้งใบที่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างถี่ถ้วน และตราบใดที่จุลินทรีย์เหล่านี้ยังมีอยู่ เผ่าพันธุ์มนุษย์ก็ยังดำรงอยู่