Struktur bakterium

Bakterium ialah organisma prokariotik bersel tunggal. Selnya lebih ringkas daripada sel tumbuhan atau haiwan kerana ia tiada nukleus dan tiada organel bermembran, namun ia masih boleh menjalankan semua proses hidup.

Bakteria jauh lebih kecil daripada sel eukariotik, bakterium biasa panjangnya kira-kira sepersepuluh sel pipi, jadi struktur dalamannya hanya kelihatan di bawah mikroskop elektron. DSKP meletakkan bakterium di sebelah sel tumbuhan dan sel haiwan supaya anda dapat membandingkan ketiga-tiganya dan menerangkan perbezaan antara organisasi prokariotik dan eukariotik.

Struktur yang sama muncul semula kemudian dalam sukatan, iaitu dalam bab sistem imun, tempat dinding sel menjadi antigen yang dikenali badan, dan dalam bab bioteknologi, tempat plasmid menjadi alat.

Bahagian dan fungsi

Cara struktur sepadan fungsi

Oleh sebab bakterium adalah prokariotik, bahan genetiknya terletak bebas dalam sitoplasma sebagai nukleoid dan bukan diselaputi oleh membran nukleus, jadi selnya tiada nukleus, mitokondria, kloroplas atau retikulum endoplasma seperti sel tumbuhan atau haiwan. Struktur ringkas ini, ditambah dengan saiz sel yang sangat kecil, memberikan bakterium nisbah luas permukaan kepada isi padu yang besar, membolehkan nutrien dan bahan buangan meresap masuk dan keluar dengan cepat serta membolehkan sel membesar dan membahagi melalui pembelahan binari dengan pantas.

• Saiz kecil, nisbah luas permukaan kepada isi padu yang tinggi bermakna resapan sahaja sudah membekalkan seluruh sel, jadi tiada sistem pengangkutan diperlukan.
• Dinding sel tegar, bakteria sering hidup dalam persekitaran cair seperti air kolam; dinding menghalang sel daripada pecah apabila air masuk melalui osmosis.
• Lipatan membran plasma, tanpa mitokondria, enzim respirasi terletak pada membran plasma, dan lipatan ke dalam menambah luas permukaan yang tersedia.
• Satu kromosom bulatan, genom yang kecil disalin dengan cepat, jadi pembelahan binari boleh berlaku dalam masa sesingkat dua puluh minit dalam keadaan baik.
• Plasmid, gen tambahan boleh diperoleh atau diwariskan tanpa mengubah kromosom utama, membolehkan populasi menyesuaikan diri dengan pantas, contohnya dengan memperoleh kerintangan antibiotik.
• Flagelum dan pili, flagelum berputar untuk menggerakkan sel ke arah nutrien, manakala pili melekatkannya pada permukaan perumah.

Proses berkaitan

Bakteria membiak secara aseks melalui pembelahan binari: kromosom bulatan disalin, sel memanjang, kedua-dua salinan berpisah dan sel terbahagi kepada dua sel anak yang serupa. Oleh sebab tiada nukleus, proses ini bukan mitosis, dan soalan perbandingan mungkin meminta anda menerangkan perbezaan itu.

Dalam bab sistem imun, molekul pada dinding sel dan kapsul bakterium bertindak sebagai antigen. Fagosit memakan dan mencernakan bakteria, manakala limfosit menghasilkan antibodi yang berpadu dengan antigen pada permukaan.

Membran plasma dan dinding sel juga menjadi sasaran antibiotik, sebab itulah antibiotik membunuh bakteria tetapi bukan sel manusia di sekelilingnya, yang tiada dinding sel.

Dalam bioteknologi, plasmid dipotong dengan enzim pembatasan, gen berguna seperti gen insulin manusia dicantumkan dengan ligase, dan plasmid rekombinan dimasukkan semula ke dalam bakterium. Apabila bakterium membahagi, setiap sel anak membawa gen itu dan menghasilkan proteinnya.

Kesilapan biasa dalam peperiksaan

Kepentingan plasmid

Plasmid boleh disalin dan dipindahkan antara bakterium, dan dalam kejuruteraan genetik ia digunakan sebagai vektor untuk membawa gen berguna, seperti gen insulin manusia, ke dalam sel bakterium.

Soalan contoh berserta jawapan

Soalan (gaya Kertas 2 Bahagian A): Rajah Z menunjukkan satu bakterium. Struktur R ialah kawasan sitoplasma yang mengandungi bebenang DNA bergelung.

Struktur S ialah gelung kecil DNA. (a) Namakan R dan S. [2 markah] (b) Berikan dua perbezaan struktur antara sel ini dengan sel haiwan. [2 markah] (c) Terangkan mengapa struktur S berguna dalam kejuruteraan genetik. [2 markah]

Jawapan contoh: (a) R ialah nukleoid; S ialah plasmid. (b) Bakterium mempunyai dinding sel, manakala sel haiwan tiada; bakterium tiada nukleus (DNAnya tidak diselaputi membran nukleus), manakala sel haiwan mempunyai nukleus.

(Juga diterima: tiada mitokondria; DNA bulatan bukan lurus; ribosom lebih kecil.) (c) Plasmid ialah DNA bulatan kecil yang boleh dipotong dengan enzim pembatasan dan dicantumkan dengan gen asing; apabila dimasukkan semula ke dalam bakterium, ia disalin setiap kali sel membahagi, jadi gen itu diklon bersamanya.

Nota pemarkahan: dalam bahagian (b), setiap perbezaan mesti menyatakan kedua-dua pihak, apa yang ada pada bakterium dan apa yang ada pada sel haiwan. Menulis "dinding sel" sahaja hanya satu pihak perbandingan dan tidak mendapat markah.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim