地球上で最初に進化した生物の 1 つは、現代のバクテリアに似た単細胞生物でした。その後、生命は数千年にわたってさまざまな生命体に進化しました。しかし、私たちの祖先は単細胞生物にさかのぼります。
学習目標
このレッスンを終了すると、次のことができるようになります。
- 細菌とは何かを説明する
- 細菌の構造を説明する
- 細菌の分類を説明する
- 細菌の繁殖について説明する
- 細菌の害と利点を説明する
細菌とは、原核生物群に属する単細胞生物を指します。このグループ (原核生物) の生物は、真の核を持たず、いくつかのオルガネラを欠いています。
ほとんどの細菌は人間に有害です。しかし、一部の細菌は人間と相互に関係があり、私たちの生存に重要です。まずは細菌の構造から見ていきましょう。
下の図はバクテリアです。さまざまな部分でその構造を示しています。
バクテリアの構造はシンプルなボディデザイン。細菌は、単細胞で核や他の細胞小器官を持たない微生物です。このような生物は原核生物と呼ばれます。バクテリア細胞には以下が含まれます：
- カプセル。これは、細胞壁の外側にある一部の細菌の層です。
- 細胞壁。ペプチドグリカンポリマーからなる層です。それはバクテリアにその形を与えます。それは細胞膜の外側にあります。グラム陽性菌は細胞壁が厚い。
- 原形質膜。これは細胞壁にあります。エネルギーを生成し、化学物質を輸送します。透過性があるため、物質はこの膜を通過できます。
- 細胞質。これは原形質膜の内側にある物質です。遺伝物質とリボソームが含まれています。
- DNA。これは、細菌の機能と発生に使用される遺伝的指示のキャリアです。それは細胞質の中にあります。
- リボソーム。タンパク質が作られる場所です。これらは、RNA が豊富な顆粒で構成される複雑な粒子です。
- べん毛。細菌は鞭毛の助けを借りて移動します。それらは、いくつかのバクテリアを推進するために使用されます。一部の細菌には、複数の鞭毛があります。
- ピリ。これらは、細胞の外側にある付属肢のような毛です。それらは、細菌が表面に付着し、遺伝物質を他の細胞に移すことを可能にします.これは、人間の病気の広がりに貢献します。
細菌は非常に厳しい環境でも生き残る能力を持っています。
細菌のもう 1 つの特徴は、その細胞壁です。ペプチドグリカンとして知られるタンパク質で構成されており、保護に使用されます。このタンパク質は、細菌の細胞壁にのみ見られます。ただし、一部の細菌はこの細胞壁を欠いており、一部の細菌は莢膜と呼ばれる第 3 の保護層を持っています。細菌の外層には、1 つまたは複数の鞭毛が付着しています。べん毛は移動に使用されます。一部の細菌は、べん毛の代わりに線毛を持っています。線毛は、宿主の細胞に付着している間、一部のバクテリアを助けます。細菌は、リボソーム以外に植物や動物の細胞のような多くの細胞小器官を持っていません。
リボソームは、タンパク質が合成される部位です。この DNA とは別に、リボソームにはプラスミドとして知られる余分な環状 DNA があります。プラスミドは、一部の細菌株が抗生物質に耐性になるのを助けます。
細菌の分類
細菌は、その特徴と特徴に基づいてさまざまなカテゴリに分類できます。細菌の分類の主な根拠は次のとおりです。
形状に基づく細菌の分類
- 棒状。それらはバチルスと呼ばれます。大腸菌(E. coli) は、このタイプの細菌の例です。
- 螺旋。それらはスピリラと呼ばれます。 Spirillum volutans は、このタイプのバクテリアの例です。
- 球状。それらは球菌と呼ばれます。肺炎連鎖球菌は、このタイプの細菌の一例です。
- コンマ型。それらはビブリオと呼ばれます。コレラ菌は、このタイプの細菌の例です。
栄養様式による細菌の分類
- 独立栄養細菌。これらのバクテリアは自分の食べ物を作ります。これは、光合成 (二酸化炭素、太陽光、水を使用) または化学合成 (水、二酸化炭素、および硫黄、窒素、アンモニアなどの化学物質を使用) によって行うことができます。このタイプのバクテリアの例はシアノバクテリアです。
- 従属栄養細菌。これらのバクテリアは、有機炭素を消費することによってエネルギーを得ます。すべての病気の原因となる細菌は、このカテゴリに分類されます。
細胞壁の組成に基づく細菌の分類
- ペプチドグリカンの細胞壁。これらは、細胞壁がペプチドグリカンというタンパク質でできている細菌です。グラム陽性菌はこのカテゴリーに分類されます。
- リポ多糖細胞壁。これらは、リポ多糖でできた細胞壁を持つ細菌です。グラム陰性菌はこのカテゴリーに分類されます。
呼吸モードに基づく細菌の分類
- 好気性細菌。これらは、好気的に呼吸するバクテリアです (酸素を必要とします)。例はマイコバクテリアです。
- 嫌気性菌。これらは、嫌気的に（酸素なしで）呼吸する細菌です。例は放線菌です。
環境に基づく細菌の分類
- 好熱菌。これらは非常に高い温度で生き残るバクテリアです。
- 好酸菌。極度の酸性条件で生き残る細菌。
- アルカリ性物質。極度のアルカリ性条件下で生き残る細菌。
- ハロフィル。塩分の多い環境で見られる細菌。
- サイクロフィル。氷河などの低温で見られる細菌。
- 極限環境生物。過酷な環境でも生き抜く菌。
細菌の生殖
細菌の繁殖様式は無性です。二分裂として知られています。 1 つの細菌は、娘細胞と呼ばれる 2 つの細胞に分裂します。これらのセルは、互いに同一であり、親セルとも同一です。親細菌の DNA 複製は、分裂の開始を示します。最終的に、細胞は伸びて分裂し、2 つの娘細胞を形成します。
生殖のタイミングと速度は、温度や栄養素の利用可能性などの条件によって異なります。良好な条件下では、大腸菌は 7 時間ごとに約 200 万個の細菌を生成します。
細菌の繁殖は厳密には無性ですが、まれに有性のものもあります。細菌における遺伝子の組み合わせは、形質導入、形質転換、または接合によって起こります。このような場合、細菌が抗生物質に耐性を持つようになる可能性があります。これは、同じ遺伝物質が何世代にもわたって残る無性生殖とは異なり、遺伝物質の変化によって可能になります。
有用菌
ほとんどの細菌は有害ですが、一部の細菌はさまざまな方法で人間に有益です。細菌の利点は次のとおりです。
- 発酵食品。細菌は、ヨーグルトを作るときなど、食品を発酵させるときに使用されます。発酵にはバチルス菌と連鎖球菌が使用されます。
- 消化を助け、体の免疫システムを改善します。これらの細菌には、プロテオバクテリア、アクチノバクテリア、バクテロイデス、ファーミキューテスが含まれます。
- 他の細菌感染症の治療と予防に使用される抗生物質の製造。例えば、土壌細菌。
- 植物における窒素の固定。窒素は、植物の必須栄養素の 1 つです。根粒菌は、植物が利用できる土壌中の窒素を固定するのに役立ちます。
有害な細菌
ほとんどの細菌は有害であり、病気を引き起こす可能性があります。それらは、肺炎、梅毒、結核、虫歯、ジフテリアなどの多くの感染症の原因となっています。それらの影響は、抗生物質または処方薬を服用することで治療できます。しかし、予防はより効果的です。これらのバクテリアのほとんどは、表面を消毒したり道具を殺菌したりすることで除去できます。これは、熱、紫外線、消毒剤、低温殺菌などのさまざまな方法で実現できます。
まとめ
私たちはそれを学びました。
- 細菌とは、原核生物群に属する単細胞生物を指します。
- ほとんどのバクテリアは人間に有害ですが、他のバクテリアは人間と相互関係があります.
- 細菌は、単細胞で核や他の細胞小器官を持たない微生物です。
- 細菌は非常に厳しい環境でも生き残る能力を持っています。
- 細菌は、形状、栄養のモード、呼吸のモード、細胞壁の構成、および環境に基づいて分類できます。
