नए शोध से पता चलता है आश्यर्चजनक तथ्यकई प्रकार के आंत बैक्टीरिया के बारे में जो बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। इलेक्ट्रोजेनिक बैक्टीरिया ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जो एक निश्चित मात्रा में बिजली पैदा करने में सक्षम होते हैं। प्रोफेसर डैन पोर्टनॉय के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने नेचर जर्नल में अपनी खोज प्रकाशित की।

बैक्टीरिया और बिजली

अब तक, इलेक्ट्रोजेनिक बैक्टीरिया बल्कि विशिष्ट में पाए गए हैं प्राकृतिक वातावरण, जैसे विभिन्न जल निकायों से वर्षा। ये वातावरण आमतौर पर अवायवीय होते हैं - इनमें मुक्त ऑक्सीजन नहीं होती है। पहली बार, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया है कि मानव आंत में सैकड़ों विभिन्न बैक्टीरिया भी इलेक्ट्रोजेनिक होते हैं। इनमें कई प्रकार के बैक्टीरिया शामिल हैं, रोगजनकों से जो रोग पैदा कर सकते हैं और प्रोबायोटिक्स जो आंत के स्वास्थ्य को बढ़ावा देते हैं। हालांकि, ये आंत बैक्टीरिया एक अलग तंत्र का उपयोग करके बिजली का उत्पादन करते हैं।

बिजली उत्पन्न करने वाले रोगजनक

वैज्ञानिकों ने बिजली पैदा करने वाले बैक्टीरिया की पहचान की है जिसमें लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स (दस्त में एक सामान्य अपराधी), क्लोस्ट्रीडियम परफिरिंगेंस (गैंग्रीन का कारण बनता है), और एंटरोकोकस फ़ेकलिस (एक अस्पताल में रहने के दौरान प्राप्त एक रोगज़नक़) शामिल हैं। हालांकि, आंत में बिजली पैदा करने वाले कई अन्य बैक्टीरिया रोगजनक नहीं होते हैं। उनमें से कुछ प्रोबायोटिक्स हैं।

अध्ययन के लेखक कहते हैं, "तथ्य यह है कि इतने सारे बैक्टीरिया जो मनुष्यों के साथ बातचीत करते हैं, या तो रोगजनकों के रूप में, या प्रोबायोटिक्स, या किण्वन में शामिल हैं, इलेक्ट्रोजेनिक हैं जिन्हें पहले अनदेखा किया गया है।" "यह हमें इस बारे में बहुत कुछ बता सकता है कि ये बैक्टीरिया हमें कैसे संक्रमित करते हैं या स्वस्थ आंत रखने में हमारी मदद करते हैं।"

यह खोज हमें क्या देगी?

वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि उनकी अप्रत्याशित खोज माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं के निर्माण के उद्देश्य से भविष्य की परियोजनाओं में भी उपयोगी हो सकती है, अक्षय ऊर्जा पैदा करने के लिए एक अभिनव रणनीति।

शोधकर्ता बताते हैं कि बैक्टीरिया अपने चयापचय के हिस्से के रूप में बिजली उत्पन्न करते हैं, एक प्रक्रिया जिसे वे श्वसन से पसंद करते हैं। हालांकि, ऑक्सीजन युक्त वातावरण में रहने वाले पौधे और जानवर जैसे जीव ऑक्सीजन का उपयोग उन्हें चयापचय में मदद करने के लिए करते हैं, अवायवीय वातावरण में रहने वाले बैक्टीरिया को अन्य का उपयोग करना चाहिए रासायनिक तत्व. उदाहरण के लिए, झीलों के तल पर रहने वाले बैक्टीरिया आमतौर पर अपनी जटिल चयापचय प्रक्रिया के दौरान लोहे या मैंगनीज जैसे खनिजों का उपयोग करते हैं, जिससे बिजली पैदा होती है। हालांकि, आंतों में रहने वाले इलेक्ट्रोजेनिक बैक्टीरिया में बिजली पैदा करने की एक सरल प्रक्रिया होती है, और वे इसका उपयोग करते हैं कार्बनिक मिश्रण, एक फ्लेविन के रूप में जाना जाता है, जो विटामिन बी 2 का व्युत्पन्न है।

पहले अध्ययन के लेखक सैम लाइट बताते हैं, "ऐसा प्रतीत होता है कि इन जीवाणुओं की सेलुलर संरचना और विटामिन समृद्ध पारिस्थितिक जगह पर कब्जा कर लिया जाता है, जिससे सेल से इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करना अधिक आसान और अधिक लागत प्रभावी हो जाता है।" आंतों के बैक्टीरिया कितनी ऊर्जा पैदा करते हैं?

शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए अतिरिक्त परीक्षण किए कि ये आंत बैक्टीरिया कितनी बिजली पैदा कर सकते हैं। उन्होंने पाया कि आंत बैक्टीरिया अन्य इलेक्ट्रोजेनिक बैक्टीरिया के रूप में लगभग उतनी ही बिजली उत्पन्न करते हैं: प्रति सेल प्रति सेकंड 100,000 इलेक्ट्रॉन तक।

विशेष रूप से, वैज्ञानिकों को यह जानकर आश्चर्य हुआ कि लैक्टोबैसिलस, जो किण्वन में भूमिका निभाता है और पनीर, दही और सायरक्राट बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है, में भी इलेक्ट्रोजेनिक गुण होते हैं।

अब वैज्ञानिक सोच रहे हैं कि क्या इन गुणों का उस स्वाद से कोई लेना-देना है जो लैक्टोबैसिली किण्वित खाद्य पदार्थों में पैदा करता है।

"यह पूरी तरह से बैक्टीरियल फिजियोलॉजी है जिसे लोग नहीं जानते थे और इसमें हेरफेर किया जा सकता है," लाइट ने निष्कर्ष निकाला।

बैक्टीरिया प्रोकैरियोट्स के राज्य से संबंधित सबसे सरल सूक्ष्मजीवों का एक समूह है (उनके पास एक नाभिक नहीं है)। जीव विज्ञान में बैक्टीरिया की लगभग 10.5 हजार प्रजातियां हैं। उनके बीच मुख्य अंतर जीवन के रूप, संरचना और तरीके हैं। मूल रूप:

• रॉड के आकार का (बेसिली, क्लोस्ट्रीडिया, स्यूडोमोनैड);
• गोलाकार (कोक्सी);
• सर्पिल (स्पिरिला, विब्रियोस)।

यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि सूक्ष्मजीव ग्रह पृथ्वी पर पहले निवासी थे। उनकी जीवन गतिविधि की प्रकृति से, प्रोकैरियोट्स के राज्य के प्रतिनिधियों को हर जगह (मिट्टी, हवा, पानी, जीवित जीवों में) वितरित किया जाता है, वे उच्च और निम्न तापमान के प्रतिरोधी होते हैं। एकमात्र स्थान जहां कोई जीवित प्रोकैरियोट्स नहीं हैं, ज्वालामुखी क्रेटर और परमाणु बम विस्फोट के उपरिकेंद्र के करीब के क्षेत्र हैं।

पारिस्थितिकी में, प्रोकैरियोट साम्राज्य के बैक्टीरिया नाइट्रोजन को ठीक करने और मिट्टी में कार्बनिक अवशेषों को खनिज बनाने का काम करते हैं। इन सुविधाओं के बारे में अधिक जानकारी:

• संपूर्ण पारिस्थितिकी के लिए नाइट्रोजन स्थिरीकरण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। आखिरकार, नाइट्रोजन के बिना पौधे (एन 2) जीवित नहीं रहेंगे। लेकिन अपने शुद्ध रूप में, यह अवशोषित नहीं होता है, लेकिन केवल अमोनिया (एनएचओ 3) वाले यौगिकों में - बैक्टीरिया इस बंधन में योगदान करते हैं।
• खनिजकरण (क्षय) कार्बनिक अवशेषों के CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड), H 2 O (पानी) और खनिज लवणों के अपघटन की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया को करने के लिए पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, क्योंकि वास्तव में, अपघटन को दहन के बराबर किया जा सकता है। कार्बनिक पदार्थ, एक बार मिट्टी में, बैक्टीरिया और कवक के कार्यों के कारण ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

प्रकृति में, एक और जैविक प्रक्रिया है - विकृतीकरण। यह नाइट्रोजन के अणुओं में नाइट्रेट की कमी है जबकि साथ ही साथ CO2 और H2O कार्बनिक घटकों को ऑक्सीकरण करता है। डीनाइट्रिफाइंग प्रक्रिया का मुख्य कार्य NO 3 का विमोचन है।

अच्छी फसल पाने के लिए किसान हमेशा नई बुवाई से पहले मिट्टी में खाद डालने की कोशिश करते हैं। यह अक्सर खाद और घास के मिश्रण के साथ किया जाता है। उर्वरक लगाने के कुछ समय बाद, यह सड़ जाता है और मिट्टी को ढीला कर देता है - इस तरह इसमें पोषक तत्व मिल जाते हैं। यह जीवाणु कोशिकाओं के कार्य का परिणाम है, क्योंकि क्षय की प्रक्रिया भी उनका कार्य है।

एक विशेष उपकरण के बिना, नग्न आंखों से, सूक्ष्मजीव केवल मिट्टी में नहीं देखे जा सकते हैं, लेकिन उनमें से लाखों हैं। उदाहरण के लिए, ऊपरी मिट्टी की परत में एक हेक्टेयर खेत में 450 किलोग्राम तक सूक्ष्मजीव होते हैं।

अपने मुख्य कार्य करते हुए, जीवाणु मिट्टी की उर्वरता और उत्सर्जन प्रदान करते हैं कार्बन डाइआक्साइडपौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है।

बैक्टीरिया और आदमी

मानव जीवन, पौधों की तरह, बैक्टीरिया के बिना असंभव है, क्योंकि अदृश्य सूक्ष्मजीव जन्म के बाद हवा की पहली सांस के साथ मानव शरीर में बस जाते हैं। वैज्ञानिकों ने साबित किया है कि एक वयस्क के शरीर में 10,000 तक विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया होते हैं, और वजन के मामले में यह 3 किलो तक पहुंच जाता है।

प्रोकैरियोट्स का मुख्य स्थान आंतों में होता है, उनमें से कम जननांग पथ और त्वचा पर होते हैं। "हमारे" बैक्टीरिया में से 98% लाभकारी कार्य करते हैं, और 2% हानिकारक होते हैं। मजबूत मानव प्रतिरक्षा उनके बीच संतुलन प्रदान करती है। लेकिन जैसे ही प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर होती है, हानिकारक जीवाणु कोशिकाएं तीव्रता से गुणा करना शुरू कर देती हैं, जिसके परिणामस्वरूप रोग स्वयं प्रकट होता है।

शरीर में लाभकारी प्रोकैरियोट्स

मानव प्रतिरक्षा सीधे आंतों में रहने वाले जीवाणुओं पर निर्भर करती है। लाभकारी जीवाणुओं की भूमिका महान है, क्योंकि वे अपचित खाद्य अवशेषों को तोड़ते हैं, पानी-नमक चयापचय का समर्थन करते हैं, इम्युनोग्लोबुलिन ए के उत्पादन में मदद करते हैं, और रोगजनक बैक्टीरिया और कवक से लड़ते हैं।

बैक्टीरिया का मुख्य कार्य आंतों के माइक्रोफ्लोरा को संतुलित करना है, जिससे मानव प्रतिरक्षा का सामान्य कामकाज होता है। करने के लिए धन्यवाद आधुनिक उपलब्धियांजीव विज्ञान, ऐसे उपयोगी प्रोकैरियोट्स जैसे बिफीडोबैक्टीरिया, लैक्टोबैसिली, एंटरोकोकी, ई। कोलाई और बैक्टेरॉइड्स ज्ञात हो गए। उन्हें आंतों के वातावरण को 99% तक आबाद करना चाहिए, और शेष 1% रोगजनक वनस्पतियों (स्टैफिलोकोकस ऑरियस, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, और अन्य) के बैक्टीरिया हैं।

• बिफीडोबैक्टीरिया एसीटेट और लैक्टिक एसिड का उत्पादन करता है। नतीजतन, वे अपने आवास को अम्लीकृत करते हैं, जिससे रोगजनक प्रोकैरियोट्स के प्रजनन को दबा दिया जाता है जो क्षय और किण्वन की प्रक्रिया बनाते हैं। वे विटामिन डी, कैल्शियम और आयरन की सही मात्रा के अवशोषण में मदद करते हैं, एक एंटीऑक्सिडेंट प्रभाव होता है। नवजात शिशुओं के लिए बिफीडोबैक्टीरिया भी बहुत महत्वपूर्ण हैं - वे खाद्य एलर्जी के जोखिम को कम करते हैं।
• ई. कोलाई कॉलिसिन पैदा करता है, एक ऐसा पदार्थ जो हानिकारक रोगाणुओं के प्रजनन को रोकता है। एस्चेरिचिया कोलाई के कार्यों के कारण, विटामिन के, समूह बी, फोलिक और निकोटिनिक एसिड का संश्लेषण होता है।
• एंटीबायोटिक्स के एक कोर्स के बाद आंतों के माइक्रोफ्लोरा को बहाल करने के लिए एंटरोबैक्टीरिया आवश्यक हैं।
• लैक्टोबैसिली के कार्य एक रोगाणुरोधी पदार्थ के निर्माण के उद्देश्य से हैं। इस प्रकार, अवसरवादी और पुटीय सक्रिय प्रोकैरियोट्स की वृद्धि कम हो जाती है।

हानिकारक बैक्टीरिया

हानिकारक रोगाणु हवा, भोजन, पानी और संपर्क के माध्यम से शरीर में प्रवेश करते हैं। यदि प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर हो जाती है, तो वे विभिन्न बीमारियों का कारण बनती हैं। सबसे आम हानिकारक प्रोकैरियोट्स में शामिल हैं:

• स्ट्रेप्टोकोकस समूह ए, बी - मौखिक गुहा, त्वचा, नासोफरीनक्स, जननांगों, बड़ी आंत में निवास करते हैं। क्रमशः लाभकारी जीवाणुओं के विकास और प्रतिरक्षा को कम करें। संक्रामक रोगों का प्रमुख कारण बनें।
• न्यूमोकोकी - ब्रोंकाइटिस, निमोनिया, साइनसाइटिस और ओटिटिस मीडिया, मेनिन्जाइटिस का कारण है।
• जिंजिवलिस रोगाणु - मुख्य रूप से मौखिक गुहा में पाए जाते हैं, जो पीरियोडोंटाइटिस का कारण बनते हैं।
• स्टैफिलोकोकस - पूरे मानव शरीर में फैलता है, प्रतिरक्षा में कमी और अन्य कारकों के प्रभाव से, यह त्वचा, हड्डियों, जोड़ों, मस्तिष्क, बड़ी आंत और आंतरिक अंगों के रोगों में प्रकट होता है।

बड़ी आंत में सूक्ष्मजीव

बड़ी आंत का माइक्रोफ्लोरा एक व्यक्ति द्वारा खाए जाने वाले भोजन के आधार पर बदलता है, इसलिए रोगाणु एक दूसरे को बाहर निकाल सकते हैं। पुटीय सक्रिय बैक्टीरिया को लैक्टिक एसिड सूक्ष्मजीवों से लड़ा जा सकता है।

जंक फूड आंतों में "अच्छे" सूक्ष्मजीवों के कार्यों को बाधित करता है

एक व्यक्ति जन्म से ही जीवाणुओं के साथ रहता है - सूक्ष्म और स्थूल जीवों के बीच का संबंध बहुत मजबूत होता है। इसलिए अच्छे स्वास्थ्य के लिए लाभकारी और हानिकारक जीवाणुओं के बीच स्पष्ट रूप से संतुलन बनाए रखना आवश्यक है। यह करना आसान है, व्यक्तिगत स्वच्छता और उचित पोषण का पालन करना।

बैक्टीरिया
एककोशिकीय सूक्ष्मजीवों का एक व्यापक समूह जो एक झिल्ली से घिरे कोशिका नाभिक की अनुपस्थिति की विशेषता है। उसी समय, एक जीवाणु (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए) की आनुवंशिक सामग्री कोशिका में एक बहुत विशिष्ट स्थान पर होती है - एक क्षेत्र जिसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। इस कोशिका संरचना वाले जीवों को प्रोकैरियोट्स ("पूर्व-परमाणु") कहा जाता है, अन्य सभी के विपरीत - यूकेरियोट्स ("सच्चा परमाणु"), जिसका डीएनए एक खोल से घिरे नाभिक में स्थित होता है। बैक्टीरिया, जिसे कभी सूक्ष्म पौधे माना जाता था, अब एक अलग साम्राज्य के रूप में वर्गीकृत किया गया है, मोनेरा, वर्तमान वर्गीकरण प्रणाली में पांच में से एक, पौधों, जानवरों, कवक और प्रोटिस्ट के साथ।

जीवाश्म साक्ष्य। जीवाणु शायद जीवों का सबसे पुराना ज्ञात समूह है। स्तरित पत्थर की संरचनाएं - स्ट्रोमेटोलाइट्स - कुछ मामलों में आर्कियोज़ोइक (आर्कियन) की शुरुआत तक, अर्थात्। जो 3.5 अरब साल पहले पैदा हुआ था - बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि का परिणाम, आमतौर पर प्रकाश संश्लेषक, तथाकथित। नीले हरे शैवाल। इसी तरह की संरचनाएं (कार्बोनेट के साथ गर्भवती बैक्टीरियल फिल्में) अभी भी बनती हैं, मुख्य रूप से ऑस्ट्रेलिया के तट पर, बहामास, कैलिफोर्निया और फारस की खाड़ी में, लेकिन वे अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं और पहुंच नहीं पाते हैं। बड़े आकार, क्योंकि वे गैस्ट्रोपोड्स जैसे शाकाहारी जीवों को खाते हैं। आज, स्ट्रोमेटोलाइट मुख्य रूप से वहां उगते हैं जहां ये जानवर पानी की उच्च लवणता के कारण या अन्य कारणों से अनुपस्थित हैं, लेकिन विकास के दौरान शाकाहारी रूपों की उपस्थिति से पहले, वे विशाल आकार तक पहुंच सकते थे, जो समुद्री उथले पानी का एक आवश्यक तत्व बनाते थे। , आधुनिक प्रवाल भित्तियों की तुलना में। कुछ प्राचीन चट्टानों में छोटे-छोटे जले हुए गोले पाए गए हैं, जिन्हें बैक्टीरिया के अवशेष भी माना जाता है। पहला परमाणु, यानी। यूकेरियोटिक, कोशिकाएं लगभग 1.4 अरब साल पहले बैक्टीरिया से विकसित हुई थीं।
पारिस्थितिकी।मिट्टी में, झीलों और महासागरों के तल पर - हर जगह जहाँ कार्बनिक पदार्थ जमा होते हैं, कई बैक्टीरिया होते हैं। वे ठंड में रहते हैं, जब थर्मामीटर शून्य से थोड़ा ऊपर होता है, और गर्म एसिड स्प्रिंग्स में तापमान 90 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होता है। कुछ बैक्टीरिया पर्यावरण की बहुत अधिक लवणता को सहन करते हैं; विशेष रूप से, वे मृत सागर में पाए जाने वाले एकमात्र जीव हैं। वातावरण में, वे पानी की बूंदों में मौजूद होते हैं, और वहां उनकी बहुतायत आमतौर पर हवा की धूल से संबंधित होती है। इसलिए, शहरों में, वर्षा जल में ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में बहुत अधिक बैक्टीरिया होते हैं। हाइलैंड्स और ध्रुवीय क्षेत्रों की ठंडी हवा में उनमें से कुछ हैं, फिर भी, वे समताप मंडल की निचली परत में भी 8 किमी की ऊंचाई पर पाए जाते हैं। जानवरों का पाचन तंत्र बैक्टीरिया (आमतौर पर हानिरहित) से घनी आबादी वाला होता है। प्रयोगों से पता चला है कि वे अधिकांश प्रजातियों के जीवन के लिए आवश्यक नहीं हैं, हालांकि वे कुछ विटामिनों को संश्लेषित कर सकते हैं। हालांकि, जुगाली करने वालों (गायों, मृग, भेड़) और कई दीमकों में, वे पौधों के खाद्य पदार्थों के पाचन में शामिल होते हैं। इसके अलावा, जीवाणुओं द्वारा उत्तेजना की कमी के कारण बाँझ परिस्थितियों में उठाए गए जानवर की प्रतिरक्षा प्रणाली सामान्य रूप से विकसित नहीं होती है। आंत के सामान्य जीवाणु "वनस्पति" भी हानिकारक सूक्ष्मजीवों के दमन के लिए महत्वपूर्ण हैं जो वहां प्रवेश करते हैं।

बैक्टीरिया की संरचना और जीवन

बैक्टीरिया बहुकोशिकीय पौधों और जानवरों की कोशिकाओं की तुलना में बहुत छोटे होते हैं। उनकी मोटाई आमतौर पर 0.5-2.0 माइक्रोन होती है, और उनकी लंबाई 1.0-8.0 माइक्रोन होती है। मानक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी (लगभग 0.3 माइक्रोन) का संकल्प मुश्किल से आपको कुछ रूपों को देखने की अनुमति देता है, लेकिन प्रजातियों को 10 माइक्रोन से अधिक की लंबाई और चौड़ाई के साथ भी जाना जाता है जो इन सीमाओं से परे भी जाता है, और कई बहुत पतले बैक्टीरिया कर सकते हैं लंबाई में 50 माइक्रोन से अधिक। इस साम्राज्य के एक लाख मध्यम आकार के प्रतिनिधि एक पेंसिल के साथ निर्धारित बिंदु के अनुरूप सतह पर फिट होंगे।
संरचना।आकृति विज्ञान की विशेषताओं के अनुसार, बैक्टीरिया के निम्नलिखित समूहों को प्रतिष्ठित किया जाता है: कोक्सी (अधिक या कम गोलाकार), बेसिली (गोल सिरों वाली छड़ या सिलेंडर), स्पिरिला (कठोर सर्पिल) और स्पाइरोकेट्स (पतले और लचीले बाल जैसे रूप)। कुछ लेखक अंतिम दो समूहों को एक - स्पिरिला में संयोजित करते हैं। प्रोकैरियोट्स यूकेरियोट्स से मुख्य रूप से एक अच्छी तरह से गठित नाभिक की अनुपस्थिति और उपस्थिति में, एक विशिष्ट मामले में, केवल एक गुणसूत्र की उपस्थिति में भिन्न होते हैं - एक बहुत लंबा गोलाकार डीएनए अणु जो एक बिंदु पर कोशिका झिल्ली से जुड़ा होता है। प्रोकैरियोट्स में माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट नामक झिल्ली-बाध्य इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल की भी कमी होती है। यूकेरियोट्स में, माइटोकॉन्ड्रिया श्वसन के दौरान ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, और प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में होता है (सेल भी देखें)। प्रोकैरियोट्स में, पूरी कोशिका (और, सबसे पहले, कोशिका झिल्ली) एक माइटोकॉन्ड्रियन का कार्य करती है, और प्रकाश संश्लेषक रूपों में, एक ही समय में, क्लोरोप्लास्ट। यूकेरियोट्स की तरह, जीवाणु के अंदर छोटे न्यूक्लियोप्रोटीन संरचनाएं होती हैं - प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक राइबोसोम, लेकिन वे किसी भी झिल्ली से जुड़े नहीं होते हैं। बहुत कम अपवादों के साथ, बैक्टीरिया स्टेरोल्स, यूकेरियोटिक कोशिका झिल्ली के आवश्यक घटकों को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं। कोशिका झिल्ली के बाहर, अधिकांश बैक्टीरिया एक कोशिका भित्ति के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं, जो कुछ हद तक पौधों की कोशिकाओं की सेल्यूलोज दीवार की याद दिलाते हैं, लेकिन अन्य पॉलिमर से युक्त होते हैं (उनमें न केवल कार्बोहाइड्रेट, बल्कि अमीनो एसिड और बैक्टीरिया के लिए विशिष्ट पदार्थ भी शामिल हैं)। यह खोल परासरण के कारण पानी में प्रवेश करने पर जीवाणु कोशिका को फटने से रोकता है। कोशिका भित्ति के ऊपर अक्सर एक सुरक्षात्मक म्यूकोसल कैप्सूल होता है। कई बैक्टीरिया फ्लैगेला से लैस होते हैं, जिसके साथ वे सक्रिय रूप से तैरते हैं। बैक्टीरियल फ्लैगेला समान यूकेरियोटिक संरचनाओं की तुलना में सरल और कुछ अलग हैं।

"विशिष्ट" बैक्टीरियल सेलऔर इसकी मुख्य संरचनाएं।

संवेदी कार्य और व्यवहार।कई बैक्टीरिया में रासायनिक रिसेप्टर्स होते हैं जो पर्यावरण की अम्लता और एकाग्रता में परिवर्तन का पता लगाते हैं विभिन्न पदार्थजैसे शर्करा, अमीनो एसिड, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड। प्रत्येक पदार्थ के अपने प्रकार के ऐसे "स्वाद" रिसेप्टर्स होते हैं, और उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप उनमें से एक के नुकसान से आंशिक "स्वाद अंधापन" होता है। कई प्रेरक जीवाणु भी तापमान में उतार-चढ़ाव और प्रकाश संश्लेषक प्रजातियों में प्रकाश में परिवर्तन का जवाब देते हैं। कुछ जीवाणु क्षेत्र रेखाओं की दिशा को समझते हैं चुंबकीय क्षेत्र, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र सहित, उनकी कोशिकाओं में मौजूद मैग्नेटाइट कणों (चुंबकीय लौह अयस्क - Fe3O4) की मदद से। पानी में, बैक्टीरिया अनुकूल वातावरण की तलाश में बल की तर्ज पर तैरने की इस क्षमता का उपयोग करते हैं। बैक्टीरिया में वातानुकूलित सजगता अज्ञात है, लेकिन उनके पास एक निश्चित प्रकार की आदिम स्मृति है। तैरते समय, वे उत्तेजना की कथित तीव्रता की तुलना इसके पिछले मूल्य से करते हैं, अर्थात। निर्धारित करें कि क्या यह बड़ा या छोटा हो गया है, और इसके आधार पर, आंदोलन की दिशा बनाए रखें या इसे बदलें।
प्रजनन और आनुवंशिकी।बैक्टीरिया अलैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं: उनकी कोशिका में डीएनए दोहराया जाता है (दोगुना), कोशिका दो में विभाजित होती है, और प्रत्येक बेटी कोशिका को माता-पिता के डीएनए की एक प्रति प्राप्त होती है। बैक्टीरियल डीएनए को गैर-विभाजित कोशिकाओं के बीच भी स्थानांतरित किया जा सकता है। उसी समय, उनका संलयन नहीं होता है (यूकेरियोट्स में) व्यक्तियों की संख्या में वृद्धि नहीं होती है, और आमतौर पर जीनोम का केवल एक छोटा सा हिस्सा (जीन का पूरा सेट) दूसरे सेल में स्थानांतरित होता है, इसके विपरीत "वास्तविक" यौन प्रक्रिया, जिसमें वंशज प्रत्येक माता-पिता से जीन का एक पूरा सेट प्राप्त करता है। इस तरह के डीएनए ट्रांसफर को तीन तरह से किया जा सकता है। परिवर्तन के दौरान, जीवाणु पर्यावरण से "नग्न" डीएनए को अवशोषित करता है, जो अन्य जीवाणुओं के विनाश के दौरान वहां मिला या प्रयोगकर्ता द्वारा जानबूझकर "फिसल गया"। प्रक्रिया को परिवर्तन कहा जाता है, क्योंकि इसके अध्ययन के शुरुआती चरणों में, मुख्य रूप से हानिरहित जीवों के विषाक्त जीवों में परिवर्तन (परिवर्तन) पर ध्यान दिया गया था। डीएनए के टुकड़े बैक्टीरिया से बैक्टीरिया में विशेष वायरस - बैक्टीरियोफेज द्वारा भी स्थानांतरित किए जा सकते हैं। इसे पारगमन कहा जाता है। एक प्रक्रिया भी है जो निषेचन से मिलती-जुलती है और इसे संयुग्मन कहा जाता है: बैक्टीरिया एक दूसरे से अस्थायी ट्यूबलर बहिर्गमन (कोपुलेटरी फ़िम्ब्रिया) से जुड़े होते हैं, जिसके माध्यम से डीएनए "पुरुष" कोशिका से "महिला" में जाता है। कभी-कभी बैक्टीरिया में बहुत छोटे अतिरिक्त गुणसूत्र होते हैं - प्लास्मिड, जिसे एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में भी स्थानांतरित किया जा सकता है। यदि उसी समय प्लास्मिड में ऐसे जीन होते हैं जो एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोध का कारण बनते हैं, तो वे संक्रामक प्रतिरोध की बात करते हैं। यह चिकित्सा की दृष्टि से महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह विभिन्न प्रजातियों और यहां तक ​​कि बैक्टीरिया की पीढ़ी के बीच फैल सकता है, जिसके परिणामस्वरूप संपूर्ण जीवाणु वनस्पति, आंतों का कहना है, कुछ दवाओं की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी हो जाता है।

उपापचय

आंशिक रूप से बैक्टीरिया के छोटे आकार के कारण, उनके चयापचय की तीव्रता यूकेरियोट्स की तुलना में बहुत अधिक होती है। सबसे अनुकूल परिस्थितियों में, कुछ बैक्टीरिया लगभग हर 20 मिनट में अपने कुल द्रव्यमान और बहुतायत को दोगुना कर सकते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि उनके कई सबसे महत्वपूर्ण एंजाइम सिस्टम बहुत तेज गति से कार्य करते हैं। तो, एक खरगोश को प्रोटीन अणु, और बैक्टीरिया - सेकंड को संश्लेषित करने के लिए कुछ मिनटों की आवश्यकता होती है। हालांकि, प्राकृतिक वातावरण में, उदाहरण के लिए, मिट्टी में, अधिकांश बैक्टीरिया "भुखमरी आहार पर" होते हैं, इसलिए यदि उनकी कोशिकाएं विभाजित होती हैं, तो हर 20 मिनट में नहीं, बल्कि हर कुछ दिनों में।
भोजन।जीवाणु स्वपोषी और विषमपोषी हैं। स्वपोषी ("स्व-भोजन") को अन्य जीवों द्वारा उत्पादित पदार्थों की आवश्यकता नहीं होती है। वे कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का उपयोग कार्बन के मुख्य या एकमात्र स्रोत के रूप में करते हैं। जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं में CO2 और अन्य अकार्बनिक पदार्थ, विशेष रूप से अमोनिया (NH3), नाइट्रेट्स (NO-3) और विभिन्न सल्फर यौगिकों सहित, वे उन सभी जैव रासायनिक उत्पादों को संश्लेषित करते हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। हेटरोट्रॉफ़्स ("दूसरों को खिलाना") अन्य जीवों द्वारा संश्लेषित कार्बनिक (कार्बन युक्त) पदार्थों का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से शर्करा में, कार्बन के मुख्य स्रोत के रूप में (कुछ प्रजातियों को भी CO2 की आवश्यकता होती है)। ऑक्सीकृत, ये यौगिक कोशिकाओं की वृद्धि और महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आवश्यक ऊर्जा और अणुओं की आपूर्ति करते हैं। इस अर्थ में, हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया, जिसमें अधिकांश प्रोकैरियोट्स शामिल हैं, मनुष्यों के समान हैं।
ऊर्जा के मुख्य स्रोत।यदि सेलुलर घटकों के गठन (संश्लेषण) के लिए मुख्य रूप से प्रकाश ऊर्जा (फोटॉन) का उपयोग किया जाता है, तो प्रक्रिया को प्रकाश संश्लेषण कहा जाता है, और इसके लिए सक्षम प्रजातियों को फोटोट्रॉफ़ कहा जाता है। फोटोट्रॉफिक बैक्टीरिया को फोटोहेटरोट्रॉफ़्स और फोटोऑटोट्रॉफ़्स में विभाजित किया जाता है, जिसके आधार पर यौगिक - कार्बनिक या अकार्बनिक - कार्बन के उनके मुख्य स्रोत के रूप में काम करते हैं। फोटोऑटोट्रॉफिक सायनोबैक्टीरिया (नीला-हरा शैवाल), हरे पौधों की तरह, प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके पानी के अणुओं (H2O) को तोड़ते हैं। यह मुक्त ऑक्सीजन (1/2O2) छोड़ता है और हाइड्रोजन (2H+) पैदा करता है, जिसे कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करने के लिए कहा जा सकता है। हरे और बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया में, पानी को तोड़ने के लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन अन्य अकार्बनिक अणु, जैसे हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S)। नतीजतन, हाइड्रोजन भी उत्पन्न होता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड को कम करता है, लेकिन ऑक्सीजन नहीं निकलता है। इस तरह के प्रकाश संश्लेषण को एनोक्सीजेनिक कहा जाता है। Photoheterotrophic जीवाणु, जैसे कि बैंगनी नॉनसल्फर बैक्टीरिया, कार्बनिक पदार्थों से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से आइसोप्रोपेनॉल में, लेकिन गैसीय H2 इसके स्रोत के रूप में भी काम कर सकता है। यदि कोशिका में ऊर्जा का मुख्य स्रोत ऑक्सीकरण है रासायनिक पदार्थजीवाणुओं को कीमोथेरोट्रॉफ़ या कीमोऑटोट्रॉफ़ कहा जाता है, जिसके आधार पर अणु कार्बन के मुख्य स्रोत के रूप में कार्य करते हैं - कार्बनिक या अकार्बनिक। पूर्व में, ऑर्गेनिक्स ऊर्जा और कार्बन दोनों प्रदान करते हैं। केमोआटोट्रॉफ़ अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जैसे हाइड्रोजन (पानी में: 2H4 + O2 से 2H2O), लोहा (Fe2+ से Fe3+) या सल्फर (2S + 3O2 + 2H2O से 2SO42- + 4H+), और कार्बन CO2 से। इन जीवों को केमोलिथोट्रॉफ़ भी कहा जाता है, इस प्रकार इस बात पर जोर दिया जाता है कि वे चट्टानों पर "फ़ीड" करते हैं।
सांस।कोशिकीय श्वसन - विमोचन प्रक्रिया रासायनिक ऊर्जामहत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं में इसके आगे उपयोग के लिए "भोजन" अणुओं में संग्रहीत। श्वसन एरोबिक और एनारोबिक हो सकता है। पहले मामले में, इसे ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। यह तथाकथित के काम के लिए आवश्यक है। इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली: इलेक्ट्रॉन एक अणु से दूसरे अणु में जाते हैं (ऊर्जा निकलती है) और अंततः हाइड्रोजन आयनों के साथ ऑक्सीजन से जुड़ जाती है - पानी बनता है। अवायवीय जीवों को ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है, और इस समूह की कुछ प्रजातियों के लिए यह जहरीला भी होता है। श्वसन के दौरान छोड़े गए इलेक्ट्रॉन अन्य अकार्बनिक स्वीकर्ता से जुड़े होते हैं, जैसे कि नाइट्रेट, सल्फेट या कार्बोनेट, या (इस तरह के श्वसन के रूपों में से एक में - किण्वन) एक निश्चित मात्रा में। कार्बनिक अणुविशेष रूप से ग्लूकोज के लिए। मेटाबॉलिज्म भी देखें।

वर्गीकरण

अधिकांश जीवों में, एक प्रजाति को व्यक्तियों का एक प्रजनन रूप से पृथक समूह माना जाता है। पर व्यापक अर्थइसका मतलब यह है कि इस प्रजाति के प्रतिनिधि उपजाऊ संतान पैदा कर सकते हैं, केवल अपनी तरह के साथ संभोग कर सकते हैं, लेकिन अन्य प्रजातियों के व्यक्तियों के साथ नहीं। इस प्रकार, एक विशेष प्रजाति के जीन, एक नियम के रूप में, अपनी सीमा से आगे नहीं जाते हैं। हालांकि, बैक्टीरिया न केवल विभिन्न प्रजातियों के व्यक्तियों के बीच, बल्कि विभिन्न प्रजातियों के भी जीनों का आदान-प्रदान कर सकते हैं, तो क्या यहां सामान्य अवधारणाओं को लागू करना वैध है? विकासवादी मूलऔर रिश्तेदारी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। इस और अन्य कठिनाइयों के संबंध में, बैक्टीरिया का आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरण अभी तक मौजूद नहीं है। नीचे इसके व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रूपों में से एक है।
मोनेरा का साम्राज्य

फाइलम ग्रेसिलिक्यूट्स (पतली दीवार वाले ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया)

क्लास स्कोटोबैक्टीरिया (गैर-प्रकाश संश्लेषक रूप, जैसे मायक्सोबैक्टीरिया) क्लास एनोक्सीफोटोबैक्टीरिया (ऑक्सीजन-विमोचन प्रकाश संश्लेषक रूप, जैसे बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया) क्लास ऑक्सीफोटोबैक्टीरिया (ऑक्सीजन-विमोचन प्रकाश संश्लेषक रूप, जैसे सायनोबैक्टीरिया)

फाइलम फर्मिक्यूट्स (मोटी दीवार वाले ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया)

क्लास फर्मीबैक्टीरिया (कठोर-कोशिका वाले रूप जैसे क्लोस्ट्रीडिया)
वर्ग थैलोबैक्टीरिया (शाखित रूप, जैसे एक्टिनोमाइसेट्स)

टेनेरिक्यूट्स फ़ाइलम (कोशिका दीवार के बिना ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया)

क्लास मॉलिक्यूट्स (सॉफ्ट सेल फॉर्म, जैसे माइकोप्लाज्मा)

मेंडोसिक्यूट टाइप करें (दोषपूर्ण कोशिका भित्ति वाले बैक्टीरिया)

क्लास आर्कबैक्टीरिया (प्राचीन रूप, जैसे मीथेन फॉर्मर्स)

डोमेन।हाल के जैव रासायनिक अध्ययनों से पता चला है कि सभी प्रोकैरियोट्स स्पष्ट रूप से दो श्रेणियों में विभाजित हैं: आर्कबैक्टीरिया का एक छोटा समूह (आर्कबैक्टीरिया - "प्राचीन बैक्टीरिया") और बाकी सभी, जिसे यूबैक्टेरिया (यूबैक्टीरिया - "सच्चा बैक्टीरिया") कहा जाता है। यह माना जाता है कि आर्कबैक्टीरिया यूबैक्टेरिया की तुलना में अधिक आदिम हैं और प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के सामान्य पूर्वज के करीब हैं। वे कई महत्वपूर्ण तरीकों से अन्य बैक्टीरिया से भिन्न होते हैं, जिसमें प्रोटीन संश्लेषण में शामिल राइबोसोमल आरएनए (पीआरएनए) अणुओं की संरचना, लिपिड की रासायनिक संरचना (वसा जैसे पदार्थ) और सेल की दीवार में कुछ अन्य पदार्थों की उपस्थिति शामिल है। प्रोटीन-कार्बोहाइड्रेट बहुलक म्यूरिन। उपरोक्त वर्गीकरण प्रणाली में, आर्कबैक्टीरिया को उसी साम्राज्य के प्रकारों में से एक माना जाता है जिसमें सभी यूबैक्टेरिया शामिल होते हैं। हालांकि, कुछ जीवविज्ञानियों के अनुसार, आर्कबैक्टीरिया और यूबैक्टेरिया के बीच का अंतर इतना गहरा है कि मोनेरा में एक अलग उप-राज्य के रूप में आर्कबैक्टीरिया पर विचार करना अधिक सही है। हाल ही में, एक और भी कट्टरपंथी प्रस्ताव सामने आया है। आणविक विश्लेषण ने प्रोकैरियोट्स के इन दो समूहों के बीच जीन की संरचना में इतना महत्वपूर्ण अंतर प्रकट किया है कि कुछ जीवों के एक ही साम्राज्य के भीतर उनकी उपस्थिति को अतार्किक मानते हैं। इस संबंध में, इसे एक डोमेन कहते हुए और भी उच्च रैंक की एक टैक्सोनोमिक श्रेणी (टैक्सन) बनाने का प्रस्ताव रखा गया था, और सभी जीवित चीजों को तीन डोमेन - यूकेरिया (यूकेरियोट्स), आर्किया (आर्किया) और बैक्टीरिया (वर्तमान यूबैक्टेरिया) में विभाजित करने का प्रस्ताव था। )

पारिस्थितिकीय

जीवाणुओं के दो सबसे महत्वपूर्ण पारिस्थितिक कार्य नाइट्रोजन स्थिरीकरण और कार्बनिक अवशेषों का खनिजकरण हैं।
नाइट्रोजन नियतन।अमोनिया (NH3) बनाने के लिए आणविक नाइट्रोजन (N2) के बंधन को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहा जाता है, और बाद के नाइट्राइट (NO-2) और नाइट्रेट (NO-3) के ऑक्सीकरण को नाइट्रिफिकेशन कहा जाता है। ये जीवमंडल के लिए महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं, क्योंकि पौधों को नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, लेकिन वे केवल इसके बाध्य रूपों को आत्मसात कर सकते हैं। वर्तमान में, इस तरह के "स्थिर" नाइट्रोजन की वार्षिक मात्रा का लगभग 90% (लगभग 90 मिलियन टन) बैक्टीरिया द्वारा प्रदान किया जाता है। बाकी रासायनिक संयंत्रों द्वारा उत्पादित किया जाता है या बिजली के निर्वहन के दौरान होता है। हवा में नाइट्रोजन, जो लगभग है। वायुमंडल का 80% मुख्य रूप से ग्राम-नकारात्मक जीनस राइजोबियम (राइजोबियम) और सायनोबैक्टीरिया से जुड़ा है। राइजोबियम प्रजातियां फलीदार पौधों (परिवार लेगुमिनोसे) की लगभग 14,000 प्रजातियों के साथ सहजीवन करती हैं, जिनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, तिपतिया घास, अल्फाल्फा, सोयाबीन और मटर। ये बैक्टीरिया तथाकथित में रहते हैं। पिंड - सूजन जो उनकी उपस्थिति में जड़ों पर बनती है। जीवाणु पौधे से कार्बनिक पदार्थ (पोषण) प्राप्त करते हैं, और बदले में मेजबान को बाध्य नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं। इस प्रकार एक वर्ष के लिए प्रति हेक्टेयर 225 किग्रा तक नाइट्रोजन का निर्धारण किया जाता है। गैर-फलियां पौधे, जैसे कि एल्डर, अन्य नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में प्रवेश करते हैं। सायनोबैक्टीरिया हरे पौधों की तरह प्रकाश संश्लेषण करते हैं, ऑक्सीजन छोड़ते हैं। उनमें से कई वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्थिर करने में भी सक्षम हैं, जिसे बाद में पौधों द्वारा और अंततः जानवरों द्वारा ग्रहण किया जाता है। ये प्रोकैरियोट्स सामान्य रूप से मिट्टी में और विशेष रूप से पूर्व में चावल के खेतों में निश्चित नाइट्रोजन के एक महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में काम करते हैं, साथ ही साथ समुद्री पारिस्थितिक तंत्र के लिए इसके मुख्य आपूर्तिकर्ता के रूप में भी काम करते हैं।
खनिजकरण।यह कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), पानी (H2O) और खनिज लवणों में कार्बनिक अवशेषों के अपघटन को दिया गया नाम है। रासायनिक दृष्टिकोण से, यह प्रक्रिया दहन के बराबर है, इसलिए इसके लिए बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। ऊपरी मिट्टी की परत में प्रति 1 ग्राम में 100,000 से 1 बिलियन बैक्टीरिया होते हैं, अर्थात। लगभग 2 टन प्रति हेक्टेयर। आमतौर पर, सभी कार्बनिक अवशेष, एक बार जमीन में, बैक्टीरिया और कवक द्वारा जल्दी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं। अपघटन के लिए अधिक प्रतिरोधी एक भूरा कार्बनिक पदार्थ है जिसे ह्यूमिक एसिड कहा जाता है, जो मुख्य रूप से लकड़ी में निहित लिग्निन से बनता है। यह मिट्टी में जम जाता है और इसके गुणों में सुधार करता है।

बैक्टीरिया और उद्योग

बैक्टीरिया द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विविधता को ध्यान में रखते हुए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि वे प्राचीन काल से कुछ मामलों में उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। प्रोकैरियोट्स ऐसे सूक्ष्म मानव सहायकों की महिमा को कवक के साथ साझा करते हैं, मुख्य रूप से खमीर, जो अल्कोहल किण्वन की अधिकांश प्रक्रियाएं प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए, वाइन और बीयर के निर्माण में। अब जबकि उपयोगी जीनों को बैक्टीरिया में शामिल करना संभव हो गया है, जिससे वे इंसुलिन जैसे मूल्यवान पदार्थों को संश्लेषित कर सकते हैं, इन जीवित प्रयोगशालाओं के औद्योगिक उपयोग को एक शक्तिशाली नई गति मिली है। जेनेटिक इंजीनियरिंग भी देखें।
खाद्य उद्योग।वर्तमान में, इस उद्योग द्वारा मुख्य रूप से चीज, अन्य किण्वित दूध उत्पादों और सिरका के उत्पादन के लिए बैक्टीरिया का उपयोग किया जाता है। यहाँ की मुख्य रासायनिक अभिक्रिया अम्लों का बनना है। इसलिए, जब सिरका प्राप्त किया जाता है, तो एसिटोबैक्टर जीनस के बैक्टीरिया ऑक्सीकृत हो जाते हैं इथेनॉलएसिटिक एसिड के लिए साइडर या अन्य तरल पदार्थों में निहित है। सायरक्राट के दौरान इसी तरह की प्रक्रियाएं होती हैं: एनारोबिक बैक्टीरिया इस पौधे की पत्तियों में निहित चीनी को लैक्टिक एसिड, साथ ही एसिटिक एसिड और विभिन्न अल्कोहल में किण्वित करता है।
अयस्कों का निक्षालन।जीवाणुओं का उपयोग खराब अयस्कों के निक्षालन के लिए किया जाता है, अर्थात्। उनमें से मूल्यवान धातुओं, मुख्य रूप से तांबा (Cu) और यूरेनियम (U) के लवण के घोल में स्थानांतरित करना। एक उदाहरण चाल्कोपीराइट, या कॉपर पाइराइट (CuFeS2) का प्रसंस्करण है। इस अयस्क के ढेर को समय-समय पर थियोबैसिलस जीनस के केमोलिथोट्रोफिक बैक्टीरिया युक्त पानी से सींचा जाता है। अपनी जीवन गतिविधि के दौरान, वे सल्फर (एस) का ऑक्सीकरण करते हैं, घुलनशील तांबे और लौह सल्फेट बनाते हैं: CuFeS2 + 4O2 से CuSO4 + FeSO4। ऐसी प्रौद्योगिकियां अयस्कों से मूल्यवान धातुओं के उत्पादन को बहुत सरल बनाती हैं; सिद्धांत रूप में, वे चट्टानों के अपक्षय के दौरान प्रकृति में होने वाली प्रक्रियाओं के बराबर हैं।
अपशिष्ट की रीसाइक्लिंग।बैक्टीरिया भी अपशिष्ट, जैसे सीवेज, को कम खतरनाक या उपयोगी उत्पादों में बदलने का काम करते हैं। अपशिष्ट- आधुनिक मानव जाति की तीव्र समस्याओं में से एक। उनके पूर्ण खनिजकरण के लिए भारी मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और सामान्य जलाशयों में, जहां इन कचरे को डंप करने की प्रथा है, यह अब उन्हें "बेअसर" करने के लिए पर्याप्त नहीं है। समाधान विशेष पूल (एयरोटैंक) में अपशिष्ट जल के अतिरिक्त वातन में निहित है: नतीजतन, खनिज बैक्टीरिया में पर्याप्त ऑक्सीजन होती है पूर्ण अपघटनऑर्गेनिक्स, और इनमें से एक अंतिम उत्पादसबसे अनुकूल मामलों में प्रक्रिया बन जाती है पेय जल. रास्ते में शेष अघुलनशील अवक्षेप को अवायवीय किण्वन के अधीन किया जा सकता है। ऐसे जल उपचार संयंत्रों के लिए जितना संभव हो उतना कम जगह और पैसा लेने के लिए, यह आवश्यक है अच्छा ज्ञानजीवाणु विज्ञान।
अन्य उपयोग।बैक्टीरिया के औद्योगिक अनुप्रयोग के अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्रों में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, फ्लैक्स लोब, अर्थात। इसके कताई तंतुओं को पौधे के अन्य भागों से अलग करना, साथ ही एंटीबायोटिक दवाओं का उत्पादन, विशेष रूप से स्ट्रेप्टोमाइसिन (जीनस स्ट्रेप्टोमाइसेस के बैक्टीरिया) में।

उद्योग में जीवाणु नियंत्रण

बैक्टीरिया न केवल फायदेमंद होते हैं; उनके बड़े पैमाने पर प्रजनन के खिलाफ लड़ाई, उदाहरण के लिए, खाद्य उत्पादों में या लुगदी और पेपर मिलों की जल प्रणालियों में, गतिविधि का एक पूरा क्षेत्र बन गया है। भोजन बैक्टीरिया, कवक और उनके स्वयं के ऑटोलिसिस ("स्व-पाचन") एंजाइमों द्वारा खराब हो जाता है, जब तक कि वे गर्मी या अन्य माध्यमों से निष्क्रिय न हों। चूंकि बैक्टीरिया खराब होने का मुख्य कारण हैं, इसलिए कुशल खाद्य भंडारण प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए इन सूक्ष्मजीवों की सहनशीलता सीमा के ज्ञान की आवश्यकता होती है। सबसे आम तकनीकों में से एक दूध पास्चराइजेशन है, जो बैक्टीरिया को मारता है, उदाहरण के लिए, तपेदिक और ब्रुसेलोसिस। दूध को 61-63 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए या 72-73 डिग्री सेल्सियस पर केवल 15 सेकंड के लिए रखा जाता है। यह उत्पाद के स्वाद को खराब नहीं करता है, लेकिन रोगजनक बैक्टीरिया को निष्क्रिय करता है। शराब, बीयर और फलों के रस को भी पास्चुरीकृत किया जा सकता है। भंडारण के लाभ लंबे समय से ज्ञात हैं खाद्य उत्पादठंड में। कम तापमान बैक्टीरिया को नहीं मारता है, लेकिन वे उन्हें बढ़ने और गुणा करने की अनुमति नहीं देते हैं। सच है, जब ठंड होती है, उदाहरण के लिए, -25 डिग्री सेल्सियस तक, कुछ महीनों के बाद बैक्टीरिया की संख्या कम हो जाती है, लेकिन इनमें से बड़ी संख्या में सूक्ष्मजीव अभी भी जीवित रहते हैं। शून्य से ठीक नीचे के तापमान पर, बैक्टीरिया गुणा करना जारी रखते हैं, लेकिन बहुत धीरे-धीरे। उनकी व्यवहार्य संस्कृतियों को रक्त सीरम जैसे प्रोटीन युक्त माध्यम में lyophilization (ठंड - सुखाने) के बाद लगभग अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जा सकता है। अन्य प्रसिद्ध खाद्य संरक्षण विधियों में सुखाने (सुखाने और धूम्रपान करना), बड़ी मात्रा में नमक या चीनी जोड़ना शामिल है, जो शारीरिक रूप से निर्जलीकरण के बराबर है, और अचार बनाना, यानी। एक केंद्रित एसिड समाधान में रखा गया। पीएच 4 और उससे नीचे के माध्यम की अम्लता के साथ, बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि आमतौर पर बहुत बाधित या बंद हो जाती है।

बैक्टीरिया और रोग

बैक्टीरिया का अध्ययन

तथाकथित में कई बैक्टीरिया विकसित करना आसान होता है। संस्कृति माध्यम, जिसमें मांस शोरबा, आंशिक रूप से पचने वाला प्रोटीन, लवण, डेक्सट्रोज, संपूर्ण रक्त, इसका सीरम और अन्य घटक शामिल हो सकते हैं। ऐसी परिस्थितियों में बैक्टीरिया की सांद्रता आमतौर पर लगभग एक अरब प्रति घन सेंटीमीटर तक पहुंच जाती है, जिसके परिणामस्वरूप बादल छाए रहते हैं। बैक्टीरिया का अध्ययन करने के लिए, उनकी शुद्ध संस्कृतियों, या क्लोनों को प्राप्त करने में सक्षम होना आवश्यक है, जो एक ही कोशिका की संतान हैं। यह आवश्यक है, उदाहरण के लिए, यह निर्धारित करने के लिए कि किस प्रकार के बैक्टीरिया ने रोगी को संक्रमित किया और कौन सा एंटीबायोटिक यह प्रजातिसंवेदनशील। माइक्रोबायोलॉजिकल नमूने, जैसे गले या घाव से लिए गए स्वैब, रक्त, पानी या अन्य सामग्री के नमूने, अत्यधिक पतला होते हैं और अर्ध-ठोस माध्यम की सतह पर लागू होते हैं: गोलाकार कॉलोनियां उस पर अलग-अलग कोशिकाओं से विकसित होती हैं। संस्कृति माध्यम सख्त करने वाला एजेंट आमतौर पर अगर होता है, कुछ समुद्री शैवाल से प्राप्त एक पॉलीसेकेराइड और किसी भी प्रकार के बैक्टीरिया द्वारा लगभग अपचनीय होता है। आगर मीडिया का उपयोग "स्क्यूवर्स" के रूप में किया जाता है, अर्थात। पिघले हुए कल्चर माध्यम के जमने पर या कांच के पेट्री डिश में पतली परतों के रूप में बड़े कोण पर खड़ी परखनलियों में बनने वाली झुकी हुई सतहें - सपाट गोल बर्तन समान आकार के ढक्कन के साथ बंद होते हैं, लेकिन व्यास में थोड़े बड़े होते हैं। आमतौर पर, एक दिन के बाद, जीवाणु कोशिका के पास इतना अधिक गुणा करने का समय होता है कि वह एक कॉलोनी बनाती है जो आसानी से नग्न आंखों को दिखाई देती है। इसे आगे के अध्ययन के लिए दूसरे वातावरण में स्थानांतरित किया जा सकता है। बैक्टीरिया के बढ़ने से पहले सभी कल्चर मीडिया को बाँझ होना चाहिए, और बाद में उन पर अवांछित सूक्ष्मजीवों के निपटान को रोकने के लिए उपाय किए जाने चाहिए। इस तरह से उगाए गए जीवाणुओं की जांच करने के लिए, एक पतले तार के लूप को लौ पर शांत किया जाता है, पहले यह कॉलोनी या स्मीयर को छूता है, और फिर कांच की स्लाइड पर जमा पानी की एक बूंद। इस पानी में ली गई सामग्री को समान रूप से वितरित करते हुए, कांच सूख जाता है और जल्दी से दो या तीन बार बर्नर की लौ के ऊपर से गुजरता है (बैक्टीरिया के साथ पक्ष को चालू किया जाना चाहिए): नतीजतन, सूक्ष्मजीव, क्षतिग्रस्त हुए बिना, मजबूती से जुड़े होते हैं सब्सट्रेट को। एक डाई को तैयारी की सतह पर टपकाया जाता है, फिर गिलास को पानी में धोया जाता है और फिर से सुखाया जाता है। नमूना अब माइक्रोस्कोप के तहत देखा जा सकता है। शुद्ध संस्कृतियांबैक्टीरिया की पहचान मुख्य रूप से उनकी जैव रासायनिक विशेषताओं से होती है, अर्थात। निर्धारित करें कि क्या वे कुछ शर्करा से गैस या एसिड बनाते हैं, क्या वे प्रोटीन (द्रवीकृत जिलेटिन) को पचाने में सक्षम हैं, क्या उन्हें विकास के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता है, आदि। वे यह भी जांचते हैं कि क्या वे विशिष्ट रंगों से सना हुआ है। कुछ दवाओं के प्रति संवेदनशीलता, जैसे कि एंटीबायोटिक्स, को बैक्टीरिया से संक्रमित सतह पर इन पदार्थों से लथपथ फिल्टर पेपर की छोटी डिस्क रखकर निर्धारित किया जा सकता है। यदि कोई रासायनिक यौगिक बैक्टीरिया को मारता है, तो उनसे मुक्त क्षेत्र संबंधित डिस्क के चारों ओर बनता है।

कोलियर इनसाइक्लोपीडिया। - खुला समाज. 2000 .

गृहकार्य की जाँच 33 पी.पी. 148 प्रत्येक जीवाणु 1 मिनट के भीतर दो भागों में विभाजित हो जाता है। प्रारंभिक क्षण में एक जीवाणु होता है। 10 मिनट के बाद बैक्टीरिया की संख्या की गणना के लिए एल्गोरिदम का फ़्लोचार्ट बनाएं। चर मानों की तालिका में इसके प्रत्येक चरण को ठीक करते हुए, एल्गोरिथ्म को निष्पादित करें। alg जीवाणु विभाजन प्रारंभ f:= 1 nc i के लिए 1 से 10 f:= f * 2 kc आउटपुट f अंत प्रारंभ अंत f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f डेटा सूची i, f - पूर्णांक

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एल्गोरिदम की मूल बातें पाठ 31 का निर्माण इस विषय पर पाठ 10 कक्षा कार्य

एल्गोरिथम का अनुक्रमिक निर्माण कार्य सेटिंग आदेशों का सरलीकरण कार्य को सरल भागों में विभाजित किया गया है समस्या के प्रत्येक भाग का समाधान एक अलग कमांड (नुस्खे) में तैयार किया गया है, जो कि निष्पादक की क्षमताओं से परे जाने वाले नुस्खे सरल के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं आदेश मैं कार्य को हल नहीं कर सकता !?

निष्पादक रोबोट के लिए क्रमिक शोधन की विधि द्वारा एक एल्गोरिथ्म का विकास रोबोट एक क्षैतिज गलियारे के एक निश्चित सेल में स्थित है। गलियारे के किसी भी कक्ष को चित्रित नहीं किया गया है। रोबोट को इस कॉरिडोर की सभी कोशिकाओं पर पेंट करना होगा और अपनी मूल स्थिति में लौटना होगा।

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एल्गोरिथम के विवरण में औपचारिक मापदंडों का उपयोग किया जाता है। वास्तविक पैरामीटर वे मान हैं जिनके लिए सहायक एल्गोरिथम निष्पादित किया जाएगा। औपचारिक और वास्तविक मापदंडों के प्रकार, संख्या और क्रम का मिलान होना चाहिए। औपचारिक और वास्तविक पैरामीटर

उदाहरण। किसी भी वास्तविक संख्या a के लिए प्राकृतिक घातांक n के साथ डिग्री की गणना के लिए एल्गोरिदम, एक पुनरावर्ती एल्गोरिथ्म के रूप में दर्शाया गया है पुनरावर्ती एल्गोरिथ्म प्रारंभ करें a, n st (a, n-1,y) y:=a*y y उस पर समाप्त होता है, जैसा कि a सहायक एल्गोरिथ्म को पुनरावर्ती कहा जाता है।

स्नोफ्लेक कोच उदाहरण। एक ज्यामितीय आकृति के निर्माण के लिए एल्गोरिथ्म पर विचार करें, जिसे कोच स्नोफ्लेक कहा जाता है। निर्माण प्रक्रिया का चरण मौजूदा खंडों में से प्रत्येक के मध्य तीसरे को समान लंबाई के दो नए लोगों के साथ बदलना है। हर कदम के साथ यह आंकड़ा और विचित्र होता जा रहा है। कोच स्नोफ्लेक सीमा अनंत चरणों के प्रदर्शन के बाद वक्र की स्थिति है। प्रारंभ स्थिति पहला चरण दूसरा चरण तीसरा चरण
एल्गोरिथ्म के अनुक्रमिक निर्माण की सबसे महत्वपूर्ण विधि: मूल समस्या को कई भागों में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक पूरी समस्या की तुलना में सरल है, और प्रत्येक भाग का समाधान एक अलग कमांड में तैयार किया गया है; यदि आदेश प्राप्त होते हैं जो कलाकार की क्षमताओं से परे जाते हैं, तो उन्हें और भी सरल निर्देशों के एक सेट के रूप में प्रस्तुत किया जाता है; प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि कलाकार को सभी निर्देश स्पष्ट नहीं हो जाते। सहायक एल्गोरिथ्म - एक एल्गोरिथ्म जो पूरी तरह से किसी अन्य एल्गोरिथ्म के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है। एक एल्गोरिथ्म जो प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप से इसे एक सहायक एल्गोरिथ्म के रूप में संदर्भित करता है, पुनरावर्ती कहलाता है।

प्रश्न और कार्य एक जटिल समस्या को हल करते समय सभी आवश्यक कार्यों को तुरंत निर्दिष्ट करना क्यों मुश्किल है? एल्गोरिथम के निर्माण में क्रमिक परिशोधन की विधि क्या है? एल्गोरिथम के अनुक्रमिक निर्माण की विधि और निबंध लिखने या बहु-दिवसीय शिविर यात्रा की तैयारी जैसी प्रक्रियाओं के बीच क्या संबंध है? 9A ग्रेड के N विद्यार्थियों और 9B ग्रेड के M विद्यार्थियों में से प्रत्येक की ऊंचाई ज्ञात है। इन कक्षाओं में छात्रों की औसत ऊंचाई की तुलना करने के लिए बढ़े हुए ब्लॉकों में एक एल्गोरिथ्म का वर्णन करें। रोबोट के दाईं ओर दस कोशिकाओं की एक पंक्ति में, कुछ कोशिकाओं को छायांकित किया जाता है। अंतिम छायांकित वर्ग एक दीवार से सटा हो सकता है। एक एल्गोरिथम लिखें जो प्रत्येक छायांकित सेल के ऊपर और नीचे की कोशिकाओं को पेंट करता है। निम्नलिखित मामलों में एल्गोरिथम के संचालन की जाँच करें: ** सहायक एल्गोरिदम किसके लिए हैं? मुख्य एल्गोरिथम में सहायक एल्गोरिथम कॉल निर्देश को क्रियान्वित करने की प्रक्रिया का वर्णन करें। क्या आपको गणित और भौतिकी का अध्ययन करते समय औपचारिक और वास्तविक मापदंडों का विचार आया है? एक उदाहरण दें। क्या एल्गोरिदम को पुनरावर्ती कहा जाता है? जीवन से प्रत्यावर्तन का एक उदाहरण दीजिए। एल्गोरिदम बनाएं जिसके तहत रोबोट निर्दिष्ट कोशिकाओं पर पेंट करेगा। *** एक बी सी

संदर्भ सार एल्गोरिदम के अनुक्रमिक निर्माण की विधि एल्गोरिदम के निर्माण के मुख्य तरीकों में से एक है। कार्य सेटिंग आदेशों का सरलीकरण कार्य को और अधिक में विभाजित किया गया है सरल उपायसमस्या के प्रत्येक भाग को एक अलग कमांड में तैयार किया जाता है। निर्देश जो कलाकार की क्षमताओं से परे जाते हैं, उन्हें सरल कमांड के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। सहायक एल्गोरिथ्म - एक एल्गोरिथ्म जो पूरी तरह से दूसरे एल्गोरिथ्म के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है।