Люди — редкое исключение в мире бактерий.
Бактерии (греч. bakterion — палочка) — простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам.
В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.
Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность
связана с их быстрым размножением — при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий
внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).
Строение бактерий
Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот,
доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили —
поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.
Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus — ядро + греч. eidos вид) —
одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.
Долгое время выделяли «особый органоид» бактерий — мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.
Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только
лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).
При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку — спору. При образовании споры клетка частично теряет воду,
уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!
В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды
на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.
Энергетический обмен бактерий
Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии,
которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.
К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные
бактерии составляют микрофлору нашего кишечника — бескислородную среду обитания.
Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.
Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.
Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад
возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся
Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений — сапротрофы (редуценты), либо же они
питаются органами и тканями животных и растений — паразиты.
Биотехнология
Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии — генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).
В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон — инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой
собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который
человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.
Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.
Классификация бактерий по форме
При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.
По форме бактериальные клетки подразделяются на:
- Стафилококки — их скопления похожи на виноградные грозди
- Диплококки — округлой формы, расположенные попарно
- Стрептококки — объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
- Палочки
- Вибрионы — изогнутые в виде запятой
- Спириллы — спирально извитые палочки
- Спирохеты — сильно извитые (до 10-15 витков) палочки
Размножение бактерий
Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза — наличие ядра.
Бактерии делятся бинарным делением клетки.
В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление
в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.
При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии — видимые невооруженным глазом скопления клеток,
образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.
Бактериальные инфекции
Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях
применяются антибиотики, дающие хороший эффект.
От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После
вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит
болезнь в легкой форме.
К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез,
дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.
Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание.
Кварцевание — процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для
микроорганизмов.
При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для
избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Вирусы — неклеточные формы жизни
Характеристика вирусов
Наряду с клеточной формой жизни существуют также и неклеточные ее формы — вирусы, вироиды и прионы. Вирусами (от лат. вира — яд) называют мельчайшие живые объекты, неспособные к проявлению каких-либо признаков жизни вне клеток. Факт их существования был доказан еще в 1892 году русским ученым Д. И. Ивановским, установившим, что болезнь растений табака — так называемая табачная мозаика — вызывается необычным возбудителем, который проходит через бактериальные фильтры, однако только в 1917 году Ф. Д’Эррель выделил первый вирус — бактериофаг. Вирусы изучает наука вирусология (от лат. вира — яд и греч. логос — слово, наука).
Вирусы существуют в двух формах: покоящейся, или внеклеточной, и воспроизводящейся, или внутриклеточной. Свободноживущих вирусов не существует, все они внутриклеточные паразиты на генетическом уровне.
В наше время известно уже около 1 000 вирусов, которые классифицируют по объектам поражения, форме и другим признакам, однако наиболее распространенной является классификация по особенностям химического состава и строения вирусов.
Особенности объектов поражения предопределяют подразделение вирусов на две большие группы: собственно вирусы и бактериофаги. Первые являются паразитами эукариотических клеток (животных, растений и грибов), а вторые — только клеток бактерий.
В отличие от клеточных организмов, вирусы состоят только из органических веществ — в основном нуклеиновых кислот и белка, однако часть вирусов содержит также липиды и углеводы.
Все вирусы условно делят на простые и сложные. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Капсид не монолитен, он собран из субъединиц белка — капсомеров. У сложных вирусов капсид покрыт липопротеиновой мембраной — суперкапсидом, в состав которого входят также гликопротеины и неструктурные белки-ферменты.
Несмотря на принадлежность к простым вирусам, наиболее сложное строение имеют вирусы бактерий — бактериофаги (от греч. бактерион — палочка и фагос — пожиратель), у которых выделяют головку и отросток, или «хвост». Головка бактериофага образована белковым капсидом и заключенной в нее нуклеиновой кислотой. В хвосте различают белковый чехол и спрятанный внутри него полый стержень. В нижней части стержня имеется специальная пластинка с шипами и нитями, ответственными за взаимодействие бактериофага с поверхностью клетки.
В отличие от клеточных форм жизни, у которых имеется и ДНК, и РНК, в вирусах присутствует только один вид нуклеиновой кислоты (либо ДНК, либо РНК), поэтому их делят на ДНК- (вирусы оспы, простого герпеса, аденовирусы, некоторые вирусы гепатита и бактериофаги) и РНК-содержащие вирусы (вирусы табачной мозаики, ВИЧ, энцефалита, кори, краснухи, бешенства, гриппа, остальные вирусы гепатита, бактериофаги и др.). У вирусов ДНК может быть представлена одноцепочечной молекулой, а РНК — двухцепочечной.
Так как вирусы лишены органоидов движения, заражение происходит при непосредственном контакте вируса с клеткой. В основном это происходит воздушно-капельным путем (грипп), через пищеварительную систему (гепатиты), кровь (ВИЧ) или переносчика (вирус энцефалита).
Непосредственно в клетку вирусы могут попадать случайно, с жидкостью, поглощаемой путем пиноцитоза, однако чаще их проникновению предшествует контакт с мембраной клетки-хозяина, в результате которого нуклеиновая кислота вируса или вся вирусная частица оказывается в цитоплазме. Большинство вирусов проникает не в любую клетку организма-хозяина, а в строго определенную, например, вирусы гепатита поражают клетки печени, а вирусы гриппа — клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей, так как они способны взаимодействовать со специфическими белками-рецепторами на поверхности мембраны клетки-хозяина, которые отсутствуют в других клетках.
В связи с тем, что у растений, бактерий и грибов клетки имеют прочные клеточные стенки, у вирусов, поражающих эти организмы, сформировались соответствующие приспособления к проникновению. Так, бактериофаги после взаимодействия с поверхностью клетки-хозяина «прокалывают» ее своим стержнем и вводят в цитоплазму клетки-хозяина нуклеиновую кислоту. У грибов заражение происходит в основном при повреждении клеточных стенок, у растений возможен как вышеупомянутый путь, так и проникновение вируса по плазмодесмам.
После проникновения в клетку происходит «раздевание» вируса, то есть утрата капсида. Дальнейшие события зависят от характера нуклеиновой кислоты вируса: ДНК-содержащие вирусы встраивают свою ДНК в геном клетки-хозяина (бактериофаги), а на РНК либо сначала синтезируется ДНК, которая затем встраивается в геном клетки-хозяина (ВИЧ), либо на ней может непосредственно происходить синтез белка (вирус гриппа). Воспроизведение нуклеиновой кислоты вируса и синтез белков капсида с использованием белоксинтезирующего аппарата клетки являются обязательными компонентами вирусной инфекции, после чего происходят самосборка вирусных частиц и их выход из клетки. Вирусные частицы в одних случаях покидают клетку, постепенно отпочковываясь от нее, а в других случаях происходит микровзрыв, сопровождающийся гибелью клетки.
Вирусы не только угнетают синтез собственных макромолекул в клетке, но и способны вызывать повреждение клеточных структур, особенно во время массового выхода из клетки. Это приводит, например, к массовой гибели промышленных культур молочнокислых бактерий в случае поражения некоторыми бактериофагами, нарушения иммунитета вследствие уничтожения ВИЧ Т4-лимфоцитов, представляющих собой одно из центральных звеньев защитных сил организма, к многочисленным кровоизлияниям и гибели человека в результате заражения вирусом Эбола, к перерождению клетки и образованию раковой опухоли и т. д.
Несмотря на то, что проникшие в клетку вирусы часто быстро подавляют ее системы репарации и вызывают гибель, вероятен также и иной сценарий развития событий — активация защитных сил организма, которая связана с синтезом противовирусных белков, например интерферона и иммуноглобулинов. При этом размножение вируса прерывается, новые вирусные частицы не образуются, а остатки вируса выводятся из клетки.
Происхождение вирусов не совсем ясно, однако полагают, что вирусы и бактериофаги — это обособившиеся генетические элементы клеток (например, плазмиды бактерий), которые эволюционировали вместе с клеточными формами жизни. Существуют также гипотезы упрощения прокариотических организмов вследствие паразитирования, доклеточного происхождения вирусов и занесения их из космоса.
Вирусы вызывают многочисленные заболевания человека, животных и растений. У растений это мозаичность табака и тюльпанов, у человека — грипп, краснуха, корь, СПИД и др. В истории человечества вирусы черной оспы, «испанки», а теперь и ВИЧ унесли жизни сотен миллионов человек. Однако инфицирование способно и повышать устойчивость организма к разнообразным возбудителям заболеваний (иммунитет), и таким образом способствовать их эволюционному прогрессу. Кроме того, вирусы способны «прихватывать» части генетической информации клетки-хозяина и переносить их следующей жертве, обеспечивая тем самым так называемый горизонтальный перенос генов, образование мутаций и, в конце концов, поставку материала для процесса эволюции.
В наше время вирусы широко используют в изучении строения и функций генетического аппарата, а также принципов и механизмов реализации наследственной информации, они применяются как инструмент генетической инженерии и биологической борьбы с возбудителями некоторых заболеваний растений, грибов, животных и человека.
Заболевание СПИД и ВИЧ-инфекция
ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) был обнаружен только в начале 80-х годов ХХ века, однако скорость распространения вызываемого им заболевания и невозможность излечения на данном этапе развития медицины заставляют уделять ему повышенное внимание. В 2008 году Ф. Барре-Синусси и Л. Монтанье за исследование ВИЧ была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины.
ВИЧ — сложный РНК-содержащий вирус, который поражает главным образом Т4-лимфоциты, координирующие работу всей иммунной системы. На РНК вируса при помощи фермента РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы) синтезируется ДНК, которая встраивается в геном клетки-хозяина, превращается в провирус и «затаивается» на неопределенное время. Впоследствии с этого участка ДНК начинается считывание информации о вирусной РНК и белках, которые собираются в вирусные частицы и практически одновременно покидают ее, обрекая на гибель. Вирусные частицы поражают все новые клетки и приводят к снижению иммунитета.
ВИЧ-инфекция имеет несколько стадий, при этом длительный период человек может быть носителем заболевания и заражать других людей, однако сколько бы ни длился этот период, все равно наступает последняя стадия, которая называется синдромом приобретенного иммунодефицита, или СПИДом.
Заболевание характеризуется снижением, а затем и полной потерей иммунитета организма ко всем возбудителям заболеваний. Признаками СПИДа являются хроническое поражение слизистых оболочек полости рта и кожи возбудителями вирусных и грибковых заболеваний (герпесом, дрожжевыми грибами и т. д.), тяжелая пневмония и другие СПИДассоциированные заболевания.
ВИЧ передается половым путем, через кровь и другие жидкости организма, но не передается через рукопожатия и бытовые предметы. В первое время в нашей стране инфицирование ВИЧ чаще было сопряжено с неразборчивыми половыми контактами, особенно гомосексуальными, инъекционной наркоманией, переливанием зараженной крови, в настоящее же время эпидемия вышла за пределы групп риска и быстро распространяется на другие категории населения.
Основными средствами профилактики распространения ВИЧ-инфекции являются использование презервативов, разборчивость в половых связях и отказ от употребления наркотиков.
Меры профилактики распространения вирусных заболеваний
Основным средством профилактики вирусных заболеваний у человека является ношение марлевых повязок при контакте с больными заболеваниями дыхательных путей, мытье рук, овощей и фруктов, протравливание мест обитания переносчиков вирусных заболеваний, вакцинация от клещевого энцефалита, стерилизация медицинских инструментов в лечебных учреждениях и др. Во избежание заражения ВИЧ следует также отказаться от употребления алкоголя, наркотиков, иметь единственного полового партнера, использовать индивидуальные средства защиты при половых контактах и т. д.
Вироиды
Вироиды (от лат. вирус — яд и греч. эйдос — форма, вид) — это мельчайшие возбудители болезней растений, в состав которых входит только низкомолекулярная РНК.
Их нуклеиновая кислота, вероятно, не кодирует собственные белки, а только воспроизводится в клетках растения-хозяина, используя ее ферментные системы. Нередко она может также разрезать ДНК клетки-хозяина на несколько частей, обрекая тем самым клетку и растение в целом на гибель. Так, несколько лет назад вироиды вызвали гибель миллионов кокосовых пальм на Филиппинах.
Прионы
Прионы (сокр. англ. proteinaceous infectious и —on) — это небольшие инфекционные агенты белковой природы, имеющие форму нити или кристалла.
Такие же по составу белки имеются и в нормальной клетке, однако прионы обладают особой третичной структурой. Попадая в организм с пищей, они помогают соответствующим «нормальным » белкам приобретать свойственную самим прионам структуру, что приводит к накоплению «ненормальных» белков и дефициту нормальных. Естественно, что это вызывает нарушения функций тканей и органов, в особенности центральной нервной системы, и развитие неизлечимых в настоящий момент заболеваний: «коровьего бешенства», болезни Крейтцфельдта – Якоба, куру и др.
Царство бактерий, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе.
Бактерии — возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика
заболеваний, вызываемых бактериями
Царство бактерий
Бактерии — типичные прокариоты, представленные в основном одноклеточными и колониальными, реже многоклеточными формами. Среди них есть как автотрофы, так и гетеротрофы. Бактерии появились на Земле около 3,5 млрд лет назад и сыграли ключевую роль в преобразовании атмосферы и литосферы планеты. Обитают они во всех средах, от ледниковой минусовой температуры до кипящих источников, их находят даже на метеоритах, упавших на Землю, в атмосфере над ее поверхностью и в океанских глубинах. В настоящее время известно более 100 000 видов бактерий, однако только около 3000 из них изучены в той или иной степени. Изучением бактерий занимается наука бактериология, являющаяся разделом микробиологии. Впервые бактерии были описаны в XVII веке выдающимся микроскопистом А. ван Левенгуком.
Строение бактерий
Средние размеры клетки бактерий составляют 0,5–10 мкм. Бактериальная клетка имеет типичное для прокариот строение: кольцевая молекула ДНК, или хромосома бактерий, не отделена от цитоплазмы мембраной, а располагается в особом ее участке — нуклеоиде. Хромосома может быть не единственной молекулой ДНК в клетке — дополнительные маленькие кольцевые молекулы ДНК, способные встраиваться в хромосому, называются плазмидами. Плазмиды могут нести гены болезнетворности или устойчивости к антибиотикам.
Органоиды бактерий представлены в основном рибосомами, на которых происходит синтез белков. Все ферменты этих организмов находятся либо в цитоплазме, либо на немногочисленных мембранах, например, впячивании плазмалеммы — мезосоме.
Запасные вещества бактерий чаще всего откладываются в виде зерен крахмала или гликогена, капель жира и гранул волютина. У ряда бактерий, особенно у синезеленых водорослей, клетки содержат также вакуоли с белковыми оболочками, выполняющие функцию связывания атмосферного азота.
Так как многие бактерии подвижны, они имеют органоиды движения — жгутики. Кроме того, у них могут быть другие образования — ворсинки, служащие для прикрепления к субстрату или обмена наследственной информацией.
Как и эукариотические клетки, клетка бактерий окружена плазмалеммой, поверх которой чаще всего расположены клеточная стенка и капсула или облако слизи. Основу клеточной стенки большинства бактерий составляет сложное органическое вещество — муреин, цианобактерии имеют целлюлозные клеточные стенки. Муреин расщепляется компонентом слюны человека — лизоцимом, на чем и основывается его бактерицидное действие.
Капсула бактерий представляет собой уплотненный слой слизи, тогда как облако не имеет четко очерченных границ. Бактериальная слизь в основном имеет углеводную природу.
Компоненты поверхностного аппарата выполняют целый ряд функций: защищают бактериальную клетку от воздействия факторов окружающей среды, в том числе от проникновения бактериофагов, придают ей форму, помогают удерживать воду и принимают участие в транспорте веществ, служат резервуаром питательных веществ, объединяют клетки в колонии и цепочки, а также обеспечивают их прикрепление к субстрату.
Некоторые бактерии не образуют ни клеточной стенки, ни капсулы, тогда как другие утратили их в результате воздействия антибиотиков и факторов окружающей среды.
В зависимости от формы клетки бактерии делят на кокки, бациллы, вибрионы, спириллы и спирохеты. Кокки — это бактерии сферической формы, бациллы — палочковидной, спириллы — спиральной, вибрионы имеют вид запятой, тогда как спирохетами называют тонкие, длинные и извитые бактерии, способные к движению. Отдельные сферические бактерии называются микрококками, их группы по две — диплококками, гроздевидные скопления — стафилококками, а вытянутые цепочки — стрептококками. Эти морфологические особенности учитываются в классификации бактерий.
Большинство бактерий, вызывающих заболевания человека, имеют палочковидную форму, например дизентерийная, ботулиническая, дифтерийная, чумная, сибиреязвенная и столбнячная палочки, палочка Коха (туберкулез) и сальмонеллы (сальмонеллез и брюшной тиф). Реже это могут быть вибрионы, как хеликобактерии (язва желудка и двенадцатиперстной кишки) и холерный вибрион, а также спирохеты (сифилис) или диплококки (гонорея).
Если настоящие бактерии представлены одиночными клетками или колониальными формами, то среди цианобактерий (синезеленых водорослей) встречаются также многоклеточные формы, у которых клетки могут различаться по строению и выполняемым функциям. Так, у водоросли анабены среди вегетативных клеток встречаются и большие по размерам клетки — гетероцисты, имеющие общий чехол со всеми остальными клетками. Гетероцисты выполняют функции связывания атмосферного азота и вегетативного размножения, так как именно по этим клеткам происходит разрыв нити водоросли. Цианобактерии содержат хлорофилл и другие пигменты фотосинтеза (каротиноиды и фикобилины), что обусловливает их окраску. К ним принадлежат носток, анабена, осциллятория и др. Особенности строения и процессов жизнедеятельности синезеленых водорослей способствовали их выделению в отдельное подцарство цианобактерий (синезеленых водорослей), тогда как остальные представители царства относятся к подцарству бактерий.
Современная классификация бактерий учитывает не только морфологические их особенности, но и строение их клеточной стенки и процессы жизнедеятельности. По этим критериям бактерии предлагают разделить на два царства: археи и бактерии. Археи составляют сравнительно малоизученную группу прокариотических организмов, одни из которых обитают в экстремальных условиях среды, например в горячих гейзерах и сильно засоленных водоемах, а другие способны выделять метан в процессе жизнедеятельности. Археи присутствуют и в кишечнике человека, где синтезируют витамин В12. По организации наследственной информации и ряду других признаков археи ближе к эукариотическим организмам, чем бактерии.
Жизнедеятельность бактерий
Бактериям присущи все признаки живого, в том числе обмен веществ и превращения энергии, способность к самовоспроизведению и др. По способу питания бактерии относят к гетеротрофам и автотрофам. Среди гетеротрофных бактерий есть сапротрофы, паразиты, мутуалисты и даже хищники. Большинство бактерий поглощают пищу в растворенном виде из-за наличия клеточной стенки, а не заглатывают ее.
Сапротрофы обеспечивают расщепление органических веществ до минеральных, способствуя круговороту веществ в природе. Паразитические бактерии вызывают многочисленные заболевания, например чуму, холеру, туберкулез, пневмонию и другие. Мутуалистами являются бактерии кожи и слизистых оболочек человека, а также кишечника. Они не только защищают человека от других болезнетворных бактерий, но и могут синтезировать витамины, которые не образуются в организме человека. Следует отметить, что попадание мутуалистических бактерий в несвойственные им места приводит к развитию воспалительных процессов, например, стафилококк эпидермальный, в норме обитающий на нашей коже, может вызвать цистит, а стафилококк золотистый со слизистых оболочек — образование нарывов на месте ранок.
Не менее важен симбиоз клубеньковых бактерий с корнями растений. Эти бактерии связывают атмосферный азот в доступной для растений форме, а взамен получают от растений воду и органические вещества.
Автотрофные бактерии получают энергию за счет фотосинтеза или хемосинтеза. Значительная часть фотосинтезирующих бактерий относится к цианобактериям, или синезеленым водорослям, которые представлены свободноживущими формами, компонентами лишайников и мутуалистами, как синезеленая водоросль анабена, образующая симбиоз с водным папоротником азоллой.
Среди автотрофных бактерий, не относящихся к цианобактериям, можно найти как фототрофов, так и хемотрофов. Последние относятся к серо-, железо-, нитрифицирующим и водородным бактериям.
По потребности в кислороде бактерии делят на анаэробов (не нуждающихся в кислороде) и аэробов (требующих кислорода для своей жизнедеятельности). Соотношение этих форм бактерий зависит от особенностей среды обитания.
При неблагоприятных условиях бактерии образуют споры и цисты, имеющие плотные капсулы. Споры способны находиться в неактивном состоянии в течение многих лет (например, споры сибирской язвы — свыше 30 лет), однако при благоприятных условиях «спящая» бактерия возобновляет свою жизнедеятельность.
Размножение бактерий
Бактерии размножаются в основном делением клетки надвое, которому предшествует удвоение ДНК. При благоприятных условиях среды бактерии способны делиться каждые 20–30 мин. Нетрудно подсчитать, какое количество бактерий дает одна-единственная материнская клетка в течение суток.
Вегетативное размножение характерно только для многоклеточных цианобактерий, у которых образуются и отделяются специальные нити для размножения, однако нити могут разрываться и по гетероцистам.
У бактерий наблюдаются также процессы одностороннего переноса наследственной информации. В одних случаях происходит передача плазмиды от одной бактерии к другой с помощью специальной ворсинки — это конъюгация. В других случаях определенный участок ДНК от одной зараженной клетки к другой переносит бактериофаг — это трансдукция. Однако одним из наиболее интересных способов передачи наследственной информации является трансформация, при которой клетка не только поглощает ДНК другой бактерии из окружающей среды, но и встраивает ее в собственную хромосому, приобретая закодированные признаки. Открытие явления трансформации бактерий-пневмококков Ф. Гриффитом в 1928 году позволило вскоре установить функции нуклеиновых кислот как основного носителя наследственной информации, а в наше время широко используется в генетике бактерий и генной инженерии.
Роль бактерий в природе
В 1 г сельскохозяйственных почв содержится до 2,5 млрд бактерий, несколько меньше их в воде и в воздухе, до 2 кг этих организмов могут находиться на коже, слизистых оболочках и в кишечнике человека, тогда как не связанные напрямую с окружающей средой органы практически лишены бактериальной микрофлоры.
Бактерии играют исключительную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Они возвращают в почву неорганические вещества (совместно с грибами), разлагая органические, в результате их деятельности образовались кислород земной атмосферы, залежи железной руды, карбонатов и других полезных ископаемых, они связывают азот в почве, образуя симбиоз с корнями бобовых и других растений (клубеньковые бактерии), переводя его в доступную для растений форму. Бактерии принимают активное участие и в биологической очистке водоемов. В отсутствие этих организмов существенно замедляются процессы почвообразования.
Бактерии нашли широкое применение в хозяйственной деятельности человека. Так, молочнокислые бактерии используются не только в производстве молочнокислых продуктов, но и в процессе квашения овощей и силосования кормов. Кишечная палочка с помощью методов генной инженерии «освоила» производство инсулина, она также является индикатором загрязнения воды. Другие бактерии благодаря способности концентрировать металлы используются для их добычи из бедных руд и отвалов.
Вред, наносимый бактериями, не менее значителен. Так, массовое размножение цианобактерий приводит к «цветению» воды, при этом в воду выделяется значительное количество токсических веществ, которые способны вызвать гибель самих синезеленых водорослей и других организмов. При нарушении санитарных норм бактерии портят продукты питания и загрязняют лекарственные препараты, что может приводить к негативным последствиям для здоровья человека, не говоря уже о том, что сами по себе многие бактерии являются болезнетворными организмами.
Бактерии — возбудители заболеваний растений, животных, человека
Паразитические бактерии вызывают заболевания человека, животных и растений, называемые бактериозами. У растений широко распространены такие бактериальные заболевания, как кольцевая гниль и парша картофеля, бактериальный ожог, рак и увядание томатов и др., которые наносят значительный вред сельскому хозяйству.
Животные не менее растений подвержены бактериальным заболеваниям, например чуме, туляремии, сальмонеллезу, сибирской язве, бруцеллезу и др. Больные животные представляют опасность и для человека, так как при контакте с ними или через переносчика (блох, клещей, комаров и др.) может происходить инфицирование. Чаще всего источниками инфекции являются грызуны, домашний скот и птица. В связи с этим необходимо строго придерживаться гигиенических норм и правил при контакте с животными.
Заражение человека возбудителями бактериальных инфекций происходит через пищеварительную систему, органы дыхания, при укусах переносчиков, а также через слизистые оболочки и повреждения кожи. В связи с этим бактериозы делят на кишечные (язва желудка, холера, дизентерия, сальмонеллез, брюшной тиф, ботулизм), респираторные (дифтерия, коклюш, туберкулез), кровяные инфекции (чума, сыпной тиф) и инфекции наружных покровов (сибирская язва, столбняк, сифилис и гонорея).
Механизм болезнетворного влияния бактерий в корне отличается от такового у вирусов, поскольку бактерии выделяют токсические вещества, оказывающие комплексное неблагоприятное воздействие на организм. При этом они могут даже не размножаться в тканях, как при столбняке и ботулизме. Последний вызывается ботулиническим токсином, который вырабатывается бактерией рода клостридиум в неправильно приготовленных и длительное время хранившихся консервах.
К категории особо опасных инфекций бактериальной природы относятся чума, бруцеллез, сибирская язва, сап и холера, так как их возбудители способны заразить почти каждого человека, протекают в тяжелой форме и вызывают как эпидемии, так и пандемии.
Несмотря на четкую организацию санитарно-эпидемиологической службы в Российской Федерации и других странах мира, постоянно сохраняется опасность возникновения эпидемий чумы и холеры, в последнее время вызывают также тревогу и темпы распространения туберкулеза.
Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями
Основным средством профилактики бактериальных заболеваний у человека является повышение санитарной культуры населения, своевременное выявление и лечение больных, ношение марлевых повязок при контакте с больными, мытье рук, овощей и фруктов, протравливание мест обитания переносчиков соответствующих заболеваний, вакцинация и др. Например, если профилактика дифтерии заключается в периодической вакцинации, то от туберкулеза вакцины не существует, поэтому требуется своевременное выявление заболевших. Для этого в детском и подростковом возрасте делают пробу Манту, а взрослые обязаны ежегодно проходить флюорографическое исследование. При подозрении на туберкулез берутся дополнительные анализы, по результатам которых ставится окончательный диагноз. Поскольку туберкулезная палочка может поражать не только легкие, но и другие внутренние органы, а в последнее время наблюдается рост заболеваемости туберкулезом и выявлены чрезвычайно опасные его формы, требуется изоляция больных, соблюдение гигиенического режима и длительное лечение в специальных лечебницах и санаториях.
Для лечения бактериальных заболеваний чаще всего применяются антибиотики — сложные химические вещества, выделяемые микроорганизмами и способные подавлять развитие других микроорганизмов и раковых клеток или даже убивать их. Первый пригодный для клинического применения антибиотик — пенициллин — был получен в 1929 году А. Флемингом. Во время Великой Отечественной войны благодаря применению пенициллина были спасены жизни многих солдат. В настоящее время антибиотики применяют для лечения большого количества заболеваний человека, животных и растений, однако длительное применение приводит к появлению устойчивых к ним форм микроорганизмов. Поэтому во всем мире поднимается вопрос об отказе от антибиотиков как от лекарственного средства. Антибиотики применяются также в животноводстве для повышения продуктивности и для исследования тонких механизмов жизнедеятельности, поскольку они способны прерывать некоторые процессы, например образование клеточной стенки или синтез белка.
Бактерии объединены в царство микроскопических организмов. Их можно увидеть только при увеличении микроскопа в 500-1000 раз. Бактерии распространены повсюду: в воздухе, в воде, в почве, в мёртвых телах и в живых организмах.
Примером бактерий может служить сенная палочка. Она несколько крупнее других бактерий, поэтому её можно рассмотреть в школьный микроскоп. Бактерия сенная палочка имеет форму, соответствующую её названию. Она состоит из одной клетки. Снаружи клетка покрыта тонкой оболочкой, поэтому она сохраняет свою постоянную форму. Внутри находится протоплазма. Ядра нет, как нет и хлорофилла. Содержимое клетки бесцветно.
Многие бактерии имеет форму палочки. Само слово «бактерия» происходит от греческого слова «бактерион», что означает палочка. Однако многие бактерии имеют форму шара, изогнутых палочек, запятых или спиралей.
Бактерии растут и размножаются необыкновенно быстро. Холерная бактерия делится на две клетки через каждые 20 минут. Новые клетки вырастают до размеров взрослой бактерии и снова делятся.
Бактерии нуждаются в пище, влаге, в определённой температуре для поддержании своей жизнедеятельности. При наступлении неблагоприятных для их жизни условий, например при недостатке пищи, влаги или при резком понижении или повышении температуры, протоплазма бактерии сжимается в шарик и покрывается новой прочной оболочкой. Такое состояние бактерий называется cпopoй.
В состоянии споры бактерия не питается и не движется — она находится в покое. Споры многих бактерий выдерживают длительное высушивание, кипячение, замораживание, а также действие различных ядов. Большинство бактерий гибнет уже при температуре +85° и –100°. Споры же некоторых бактерий переносят нагревание до температуры 140° тепла и охлаждение до 253° мороза. Попав во влажную питательную среду, споры набухают и затем прорастают. Из споры снова образуется бактерия, которая начинает двигаться, питаться и размножаться. Так, путём образования спор бактерии сохраняют своё существование.
Таким образом, бактерии объединяются в царство мельчайших организмов очень простого строения. Бактерии большей частью питаются органическими веществами; среди них встречаются сапрофиты и паразиты. Бактерии растут и размножаются очень быстро. Поэтому они быстро распространяются.
Строение бактерий
Большинство бактерий ― одноклеточные структуры. Исключением являются такие растения, как нитчатые цианобактерии и актиномицеты. Форма клеток бактерий может быть округлая (кокки), извитая (спириллы, вибрионы), палочковидная (бациллы, псевдомонады), иногда ― звездчатые, кубические, С-образные, и т. д.
Рисунок 1. Формы бактерий
В строении бактерий выделяют три обязательных клеточных элемента: цитоплазматическую мембрану, нуклеотид, рибосомы. Почти все бактерии имеют внешнюю оболочку ― клеточную стенку, благодаря которой форма бактерий постоянна. Эта клеточная оболочка выполняет основные механические и физиологические функции. Ее главный структурный элемент ― биополимер муреин. Микробиологи делят все виды бактерий на грамположительные, грамотрицательные и бактерии без клеточной стенки (микоплазмы), так как в связи с особенностями строения клеточной стенки бактерии по-разному реагируют на окрашивание способом Грама. У грамположительных бактерий стенка утолщена и содержит большее количество муреина, тогда как у грамотрицательных видов клеточная стенка тонкая, а снаружи имеется мембрана, включающая белки, фосфолипиды, липополисахариды. Главная функция внешней мембраны ― транспортная. Многие бактерии имеют на своей поверхности ворсинки либо жгутики, обеспечивающие передвижение организма. Некоторые бактерии покрыты снаружи слизистыми капсулами, состоящими из полисахаридов (в некоторых случаях полипептидов или гликопротеинов).
Рисунок 2. Строение клетки бактерии
От клеточной стенки цитоплазму бактерий отделяет цитоплазматическая мембрана. Ее основная функция ― создание осмотического барьера в клетке, регуляция транспорта веществ. Такие важные для жизнедеятельности организма процессы, как дыхание, хемосинтез, фиксация азота и др., происходят в мембране. Часто формируются выпячивания цитоплазматической мембраны ― мезосомы. В мембране осуществляется биосинтез клеточной стенки, а также спорообразование.
В целом клетка бактерии устроена достаточно просто. Главное отличие прокариот (бактериальной клетки) от эукарит ― это отсутствие ядерной мембраны и других внутрицитоплазматических мембран, которые не являются производными цитоплазматической мембраны. Вся генетическая информация об организме бактерии, необходимая для ее жизнедеятельности, заключена в одной ДНК, которая присутствует в клетке в виде замкнутого кольца. Она называется нуклеоид. Хромосома обычно в бактериальной клетке имеется в единственном экземпляре, но иногда может содержаться несколько ее копий.
У фототрофных, нитрифицирующих бактерий имеется обширная сеть цитоплазматических мембран, представленная сливающимися пузырьками, как граны хлоропластов у эукариот. У тех бактерий, которые живут в водной среде, есть газовые вакуоли (аэросомы), функция которых заключается в регуляции плотности. Также в цитоплазме имеются включения запасных питательных веществ: полифосфатов, полисахаридов, соединений серы, т.д. Основным элементом бактериальной клетки являются рибосомы, расположенные в цитоплазме клетки. У цианобактерий имеются видоизмененные рибосомы ― карбоксисомы, представляющие собой тельца, содержащие фермент, с помощью которого происходит фиксация СО2. У некоторых видов спорообразующих бактерий в параспоральных тельцах образуется токсин, вызывающий гибель личинок насекомых.
Размножение Бактерий
По достижении определенных параметров клетки бактерии начинают размножаться бесполым и половым способом. Многие бактерии лишены полового процесса, и размножение у них протекает только путем деления или почкования. Так, практически всем видам бактерий присуще множественное равновеликое бинарное деление, представляющее собой ряд последовательных простых делений каждой клетки за короткий отрезок времени на две идентичные клетки. Деление грамположительной бактериальной клетки осуществляется после репликации (удвоения) ДНК.
Рисунок 3. Деление бактериальной клетки
Особенность бесполого способа размножения грамотрицательных бактерий состоит в том, что деление происходит путем формирования перетяжки при втягивании мембраны и клеточной стенки внутрь клетки. Почкование представляет собой процесс образования и роста почки на одном из полюсов материнской клетки, которая проявляет признаки старения и не дает более дочерних клеток.
Половое размножение у бактерий осуществляется в примитивной форме. У бактерий не образуются гаметы, и нет слияния клеток. Однако самое важное событие полового процесса происходит ― это обмен генетическим материалом, что именуется генетической рекомбинацией. При половом процессе часть ДНК бактериальной клетки донора транспортируется в клетку реципиента и замещает аналогичную часть ДНК реципиента под воздействием необходимых ферментов. Новообразованная рекомбинантная ДНК бактерии содержит гены обеих родительских клеток. Особенностью клеток, образованных при половом размножении, является то, что у них наблюдается разнообразие признаков, благодаря соединению генов разных организмов. Это является основой эволюционных преобразований и появления новых видов бактерий. Изучены три способа образования рекомбинантов: трансформация, трансдукция и конъюгация.
Рисунок 4. Схема конъюгации бактерий
Роль бактерий в природе
Бактерии распространены повсеместно: в воздухе, в воде, в почве, в живых организмах. Бактерии были обнаружены даже на дне океана на глубине нескольких километров, в термальных источниках, температура воды которых достигает 90 градусов, в нефтеносных пластах, то есть они способны существовать в таких условиях, где другие живые организмы не встречаются вообще.
Благодаря жизнедеятельности почвенных бактерий совместно с другими организмами ― растениями,грибами ― обеспечивается плодородие почвы. В 1 грамме чернозема содержится около 10 миллиардов бактерий. Они разлагают органические вещества, оставшиеся от мертвых животных и растений, которые поступают в грунт. Благодаря этому, образуются неорганические вещества, которые позднее могут употреблять другие организмы, в том числе растения, а также выделяется углекислый газ, необходимый растениям для фотосинтеза. Большое количество перегноя образуется бактериями при удобрении почвы навозом, при культивировании многолетних и однолетних травянистых растений, у которых отмирают многочисленные корни. При наличии кислорода в почве бактерии за короткий период времени подвергают превращению перегноя в минеральные вещества для питания растений, в том числе культурных.
С целью обеспечить лучшие условия для жизнедеятельности полезных почвенных бактерий в сельском хозяйстве проводят обработку и удобрение почвы. Благодаря рыхлению верхнего слоя почвы, сохраняется влага, и происходит обогащение почвы воздухом, что необходимо как для жизни культурных растений, так и для почвенных бактерий. Также и внесение навоза питает не только культурные растения, но и бактерии.
Цианобактерии и некоторые бактерии почвы способны усваивать азот воздуха и преобразовывать его в доступную для употребления растениями форму. Клубеньковые бактерии являются одной из таких групп бактерий. Они поселяются на корнях бобовых и некоторых других растений (облепихи, шелковицы). Клубеньковые бактерии способны усваивать азот из воздуха и продуцировать органические азотсодержащие вещества, обогащая ими почву.
Рисунок 5. Клубеньковые бактерии
Усваивая органические вещества, бактерии обеспечивают очищение водоемов. Но также они могут провоцировать обратный процесс ― «цветение воды». Цианобактерии, зеленые и пурпурные серные бактерии вместе с растениями формируют запасы органических веществ в природе, образуя их из неорганических соединений. А цианобактерии еще и выделяют в атмосферу свободный кислород, которым дышат все живые существа. Образование залежей природного газа и нефти также происходило с участием определенных видов бактерий.
Жизнь на Земле невозможна без жизнедеятельности бактерий, так как они участвуют в круговороте веществ в природе, осуществляя химические превращения, не доступные ни животным, ни растениям.
Роль бактерий в жизни человека
Одной из сред жизни бактерий являются другие живые организмы, в том числе человек. Отношения, которые возникают при этом могут быть разными. Есть бактерии, которые приносят пользу. Так, в кишечнике человека живут бактерии (к примеру, кишечная палочка, бифидобактерии), которые способствуют процессам пищеварения, синтезируют некоторые витамины и препятствуют деятельности болезнетворных бактерий. В случае чрезмерного приема антибактериальных препаратов эти полезные бактерии погибают, что негативно отражается на здоровье. Сами же бактерии, благодаря поселению в кишечнике человека, постоянно обеспечены питательными веществами.
В кишечнике домашних жвачных животных, которые составляют основу животноводства, (коров, коз, овец) также живут бактерии. Жвачные животные употребляют растительную пищу, богатую на клетчатку, но самостоятельно переваривать клетчатку не способны. Эту функцию выполняют бактерии.
Среди бактерий есть также немало паразитических видов, которые поселяясь в организме человека, растений и животных, провоцируют развитие разнообразных заболеваний. От больного в другой организм бактерии могут проникать вместе с едой, водой, воздухом, через покровы тела. Самый распространенный путь проникновения бактерий в организм человека ― воздушно-капельный.
Болезнетворные бактерии могут переносить и кровососущие насекомые. Так, возбудителя чумы переносят блохи, а сыпного тифа ― вши.
Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков и других лекарственных средств.
Бактериальные заболевания человека
Название болезни |
Место поражения |
Дифтерия |
Верхние дыхательные пути |
Туберкулез |
Легкие, органы брюшной полости, кости и суставы, лимфоузлы |
Коклюш |
Верхние и нижние дыхательные пути |
Гонорея |
Половые органы |
Сифилис |
Половые органы, при длительном течении — большинство органов и систем |
Сыпной тиф |
Внутренние стенки кровеносных сосудов |
Столбняк |
Кровь, двигательные нейроны спинного мозга |
Брюшной тиф |
Пищеварительный тракт, лимфа, кровь, легкие, костный мозг, селезенка |
Сальмонеллез |
Пищеварительный тракт |
Бациллярная дизентерия |
Подвздошная и толстая кишка |
Холера (холерный вибрион) |
Тонкий кишечник |
Бактерии широко используются в хозяйстве человеком. Так, с древних времен человек применяет способность некоторых бактерий вызывать брожение для получения определенных продуктов: молочнокислой продукции (йогуртов, сыров, кефира), масляной и уксусной кислот, т. д. Без бактерий невозможно дубление кожи и изготовление льняного волокна.
Применяют определенные группы бактерий и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и некоторых других веществ. В сельском хозяйстве их используют для силосования зеленых кормов.
Одна из важных проблем современности ― это очищение сточных вод. В очистных сооружениях используют бактерии, которые разлагают органические остатки. Кроме того, изучая численность и видовой состав бактерий в воде можно определить степень загрязненности водоемов. С помощью некоторых бактерий человек борется с кровососущими животными, вредителями сельского и лесного хозяйства. Изобретены специальные антибактериальные препараты, которые поражают только определенные виды вредных бактерий.
Бактерии могут наносить вред хозяйственной деятельности человека, к примеру, портить продукты питания. При этом бактерии вырабатывают ядовитые вещества, которые могут отравить организм человека или животного, если они будут употреблять в пищу испорченные продукты. Например, палочка ботулизма может развиваться в консервированных мясных и растительных продуктах, рыбе, колбасе, если при консервировании не придерживаться строгих правил технологического процесса. Чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, их стерилизуют либо пастеризуют.
«Прокариоты. ЦАРСТВО БАКТЕРИИ»
Надцарство ПРОКАРИОТЫ
В надцарство Прокариоты
объединяются одноклеточные организмы с прокариотическим типом строения клетки.
Это древнейшие известные организмы; они появились на Земле около 3,5 млрд лет
назад.
В
настоящее время прокариоты очень многочисленны, они населяют все среды обитания
(воздух, воду, почву и другие организмы). В атмосфере они присутствуют в каплях
воды и частичках пыли; встречаются на высоте до 8 км. Прокариоты населяют все
водоёмы Земли: горячие кислотные источники (с температурой выше 90 °С),
океанические разломы (при температуре выше 360 °С). Они найдены во льдах
Антарктики, взятых с глубины более 430 м. Огромное число бактерий обитает в
почве, они играют важную роль в круговороте различных химических элементов.
Обитая в других организмах, они могут быть возбудителями различных заболеваний
(бактериальные инфекции) или помогать организму хозяина переваривать пищу
(жвачные животные и термиты).
Некоторые прокариоты — автотрофы, осуществляющие
фото- или хемосинтез, другие — гетеротрофы.
Прокариот принято делить на два царства:
царство Эубактерии (Бактерии) и царство Архебактерии (Археи). Царство БАКТЕРИИ
Эубактерии — большая
группа организмов, к которой относятся бактерии, цианобактерии и микоплазмы. В
школьной литературе принято называть эубактерий просто бактериями. На
сегодня описано около 10 000 видов и предполагается, что их существует свыше
миллиона. Обычно имеют небольшие размеры, прокариотический тип организации
клетки.
По форме клетки бактерии делятся на кокки — более или менее
Подавляющее |
|
• • паразиты • эндосимбионты |
|
Жизнедеятельность бактерий
Питание:
•
автотрофное (синтез органических веществ из неорганических) —
фотосинтез, хемосинтез
•
гетеротрофное (использование готовых органических веществ:
сапрофиты, симбионты, паразиты) Дыхание:
•
аэробное (используют для дыхания кислород)
•
анаэробное (живут в отсутствие кислорода) Движение:
•
с помощью жгутиков
•
с помощью волнообразных сокращений. Размножение:
•
бесполое (бинарным делением клетки). Иногда разделившиеся
клетки не расходятся — образуются цепочки. Бактерии способны очень быстро
размножаться.
•
половое (конъюгация, обмен генетической информацией).
Типы полового процесса у бактерий:
1. При
трансформации бактерия поглощает из окружающей среды свободную ДНК,
попавшую туда при разрушении других бактерий (или, в условиях эксперимента,
введённую исследователем).
2. При
трансдукции фрагменты ДНК могут также переноситься от бактерии к
бактерии вирусами (бактериофагами).
3. При
конъюгации бактерии соединяются друг с другом временными трубчатыми
выростами (копуляционными фимбриями), через которые ДНК переходит из «мужской»
клетки в «женскую».
При неблагоприятных условиях бактеpии образуют споры,
имеющие плотные капсулы. Эти споры выдерживают кипячение, замораживание,
высушивание. Они способны находиться в неактивном состоянии в течение многих
лет.
Почти
все бактеpии содержат мелкие добавочные хромосомы — плазмиды, которые
могут встраиваться в нуклеоид. Зачастую плазмиды содержат гены, обусловливающие
устойчивость к антибиотикам. Обмен плазмидами (в результате
конъюгации) может происходить между различными видами и даже родами бактерий.
Роль и значение бактерий
Положительная
роль:
•
участие в круговороте веществ в природе
•
участие в почвообразовании
•
образование полезных ископаемых
•
симбиотическое взаимодействие с грибами и растениями
•
биологическая очистка водоёмов
• получение
кисломолочных продуктов Отрицательная роль:
•
порча пищевых продуктов
•
разрушение построек и механизмов
•
цветение воды
•
заболевания растений, животных и человека (холера, чума,
дифтерия, туберкулёз, сифилис)
Большинство
антибиотиков получают в культурах микроорганизмов, и лишь небольшое число — путём
химического синтеза. На основе природных антибиотиков получено большое число
синтетических (например, ампициллин, цефалексин и др.).
У бактерий достаточно быстро развивается устойчивость к
определённым антибиотикам (часто она передаётся с плазмидами), поэтому
постоянно разрабатываются новые, всё более мощные антибиотики. Антибиотики
способствуют возникновению бактерий, лишённых клеточной стенки. Эти бактерии
менее болезнетворны, но способны длительное время сохраняться в поражённом
организме. Применение антибиотиков нарушает нормальную микрофлору кожи и
кишечника. По этой причине лечение антибиотиками допустимо только по
назначению врача, с соблюдением всех его рекомендаций.
Цианобактерии Цианобактерии — фототрофные, прокариотические |
|
• автотрофы, • не • могут • размножаются |
|
Микоплазмы
Микоплазмы — мельчайшие бактерии (0,1 мкм). От остальных
эубактерий отличаются отсутствием клеточной стенки и связанной с этим
изменчивостью формы, малым размером генома и неподвижностью.
Микоплазмы широко распространены в природе; некоторые из них ведут
сатротрофный образ жизни, другие — паразитируют в организме животных и
растений. У человека микоплазмы вызывают заболевания дыхательных путей, в том
числе воспаление лёгких (пневмонию), а также воспалительные
заболевания мочеполовой системы. Микоплазмы нечувствительны к антибиотикам
(например, к пенициллину), которые подавляют рост бактерий, воздействуя на их
клеточную стенку.
Царство Бактерии.
1. Не имеют ядра и мембранных органоидов в клетке (митохондрий, лизосом, комплекса Гольджи, ЭПС, вакуолей)
2. Имеют одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеоид), расположенную в неподвижной цитоплазме. Кроме нуклеоида в цитоплазме содержатся мелкие кольцевые ДНК – плазмиды, обеспечивающие приспособление бактерий к определенным условиям.
3. Имеют мелкие рибосомы (70S), клеточные включения (волютин), впячивания мембраны —мезосомы, которые выполняют функции мембранных органоидов.
4. Имеют клеточную стенку из муреина или пектина, сохраняющую форму бактерий. Поверх стенки могут располагаться пили – нитевидные белки, выполняющие функции контакта между клетками, паразитические используют пили для прикрепления к клеткам хозяина.
5. Многие бактерии имеют жгутики, образуют слизистую капсулу.
6. Размножение путем деления надвое (бинарное деление) через каждые 20-30 минут, некоторые могут конъюгировать— обмениваться генетическим материалом (разновидность полового процесса).
7.При неблагоприятных условиях образуют споры, которые служат исключительно для перенесения неблагоприятных условий и распространения, но не для размножения! Споры могут быть очень устойчивыми и сохраняться десятки и более 100 лет.
8.Среды обитания бактерий различные: водная; наземно-воздушная; почвенная; организменная. Бактерии существуют везде: в почве, пресной и соленой воде, в организме человека, животных, растений, на разных предметах, в отбросах, в продуктах питания, в нефтяных водах, в горячих источниках и т. д.
9.Могут жить в бескислородной среде— анаэробы: молочно-кислые, масляно-кислые, болезнетворные и в кислородной среде – аэробы (бактерии гниения, бактерии, обитающие в воде, воздухе и верхних слоях почвы). Есть также бактерии, способные к обитанию и в кислородной, и в бескислородной среде (факультативные анаэробы)
10. По питанию большинство – гетеротрофы (паразитические, симбионты и сапротрофные). Автотрофами являются цианобактерии (фототрофы) и хемосинтезирующие бактерии- хемотрофы (серо-, железобактерии, метанобактерии, нитрифицирующие и водородные бактерии). Симбиозное питание у клубеньковых бактерий (азотфиксирующих), обитающих на корнях бобовых культур: обогащая почву азотом, они получают от растений органические вещества. А также бифидо- и лактобактерии, обитающие в кишечнике человека.
11.Для большинства бактерий губительное действие оказывают высокие температуры, УФ- лучи, кислоты, спирты, формалин, хлор и лекарственные вещества – антибиотики. Поэтому для борьбы с болезнетворными бактериями проводят кварцевание, стерилизацию (нагревание до 120 градусов), пастеризацию (нагревание до 60 – 80 градусов).
По форме бактерии делят на группы:
кокки- шаровидные
бациллы — палочковидные
вибрионы — изогнутые в виде запятой
спириллы — спиралевидные
ПО БАКТЕРИЯМ ОСОБО ЗАПОМИНАЕМ СЛЕДУЮЩЕЕ:
1.Термины нуклеоид, мезосома, муреин, плазмиды, пили, хемотрофы, кокки, бациллы, спириллы, вибрионы относятся только к бактериям!
2.Все паразитические бактерии в экосистемах консументы, сапротрофы- редуценты, цианобактерии и хемотрофы-продуценты (кроме нитрифицирующих и денитрифицирующих, так как они участвуют в окислении неорганических соединений, выделенных при разложении детрита).
3. По источнику получения энергии бактерии делятся на группы:
фотоавтотрофные (цианобактерии — используют энергию света и углерод берут из углекислого газа)
фотогетеротрофные (пурпурные, зеленые — фотосинтез идет без выделения кислорода, углерод берут из готовых органических веществ: сахаров, жирных кислот, аминокислот и др.) (в ЕГЭ пока ни разу про их особенности вопросы не встречала…)
хемоавтотрофные (все хемосинтезирующие бактерии)
хемогетеротрофные -все гетеротрофные бактерии, то есть большинство бактерий: сапротрофы, паразиты, симбионты.
4. В круговороте азота участвуют азотфиксаторы (клубеньковые, синезеленые (цианобактерии)), аммонификаторы гнилостные), нитрифицирующие (окисляют ионы аммония, образуя соли азота — нитриты и нитраты) и денитрифицирующие (образуют молекулярный азот, замыкая круговорот азота) -хемотрофы
6.Клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) — по питанию не хемотрофы, а гетеротрофы!!!
7. Синтез углеводов, липидов, АТФ идет у бактерий на мезосомах, выполняющих функцию мембранных органоидов
Установите соответствие между признаком организма и группой, для которой он характерен.
ПРИЗНАК |
ГРУППА ОРГАНИЗМОВ |
|
A) клеточное строение тела Б) наличие собственного обмена веществ B) встраивание собственной ДНК в ДНК клетки хозяина Г) состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки Д) размножение делением надвое Е) способность к обратной транскрипции |
1) прокариоты 2) вирусы |
|
ОСОБЕННОСТЬ ВИРУСОВ И БАКТЕРИЙ |
ПРЕДСТАВИТЕЛЬ |
|
А) нет клеточной стенки Б) наследственный материал заключён в коль- цевой ДНК В) наследственный материал заключён в РНК Г) может иметь жгутик Д) внутриклеточный паразит Е) симбионт человека |
1) вирус иммунодефицита человека 2) кишечная палочка |
Бактерий относят к прокариотическим организмам, которые не имеют ядерных оболочек, пластид, митохондрий и других мембранных органелл. Для них характерно наличие одной кольцевой ДНК. Размеры бактерий достаточно малы 0,15— 10 мкм. По форме клеток их можно разделить на три основные группы: шаровидные, или кокки, палочковидные и извитые. Бактерии, хотя и относятся к прокариотам, имеют довольно сложное строение.
Строение бактерий
Бактериальная клетка покрыта несколькими внешними слоями. Клеточная стенка обязательна для всех бактерий и является основным компонентом бактериальной клетки. Клеточная стенка бактерий придает форму и жесткость и, кроме того, выполняет ряд важных функций:
- защищает клетку от повреждений
- участвует в метаболизме
- у многих патогенных бактерий токсична
- участвует в транспорте экзотоксинов
Основным компонентом клеточной стенки бактерий является полисахарид муреин. В зависимости от строения клеточной стенки бактерии делятся на две группы: грамположительные (окрашиваются по Граму при приготовлении препаратов для микроскопирования) и грамотрицательные (не окрашиваются этим способом) бактерии.
Формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — диплококки и тетракокки; 3 — сарцины; 4 — стрептококки; 5 — стафилококки; 6, 7 — палочки, или бациллы; 8 — вибрионы; 9 — спириллы; 10 — спирохеты
Сроение бактериальной клетки: I — капсула; 2 — клеточная стенка; 3 — цитоплазматическая мембрана; 4 — нуклеоид; 5 — цитоплазма; 6 — хроматофоры; 7 —тилакоиды; 8 — мезосома; 9 — рибосомы; 10 — жгутики; II — базальное тельце; 12 — пили; 13 — капли жира
Клеточные стенки грамположительной (а) и грамотрицательной (б) бактерий:1 — мембрана; 2 — мукопептиды (муреин); 3 — липопротеиды и белки
Схема строения клеточной оболочки бактерии: 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — микрокапсула; 4 — капсула; 5 — слизистый слой
Обязательных клеточных структур бактерий – три:
- нуклеоид
- рибосомы
- цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)
Органами движения бактерий являются жгутики, которых может быть от 1 до 50 и более. Для кокков характерно отсутствие жгутиков. Бактерии имеют способность к направленным формам движения — таксисам.
Таксисы бывают положительными, если движение направлено к источнику стимула, и отрицательными, когда движение направлено от него. Можно выделить следующие виды таксисов.
Хемотаксис — движение, основанное на разнице в концентрации химических веществ в среде.
Аэротаксис — на разнице концентраций кислорода.
При реакциях на свет и магнитное поле возникают соответственно фототаксис и магнитотаксис.
Важным компонентом в строении бактерий являются производные плазматической мембраны — пили (ворсинки). Пили принимают участие в слиянии бактерий в большие комплексы, прикреплении бактерий к субстрату, транспорте веществ.
Питание бактерий
По типу питания бактерии делят на две труппы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от того, какую энергию используют автотрофы для синтеза органических веществ, различают фото- (зеленые и пурпурные серобактерии) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, бесцветные серобактерии и др.). Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами отмерших остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (симбионты).
К сапротрофам относятся бактерии гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие соединения, вторые — углерод-содержащие. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности.
Надо отметить огромное значение бактерий в круговороте азота. Только бактерии и цианобактерии способны усваивать атмосферный азот. В дальнейшем бактерии осуществляют реакции аммонификации (разложение белков из мертвой органики до аминокислот, которые затем дезаминируются до аммиака и других простых азотсодержащих соединений), нитрификации (аммиак окисляют в нитриты, а нитриты — в нитраты), денитрификации (нитраты восстанавливаются в газообразный азот).
Дыхание бактерий
По типу дыхания бактерий можно разделить на несколько групп:
- облигатные аэробы: растут при свободном доступе кислорода
- факультативные анаэробы: развиваются как при доступе кислорода воздуха, так и в отсутствии его
- облигатные анаэробы: развиваются при полном отсутствии кислорода в окружающей среде
Размножение бактерий
Бактерии размножаются путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) ДНК. Почкование встречается как исключение.
У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса. Например, у кишечной палочки половой процесс напоминает конъюгацию, при которой происходит передача части генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте. После этого клетки разъединяются. Количество особей в результате полового процесса остается прежним, но происходит обмен наследственным материалом, т. е. осуществляется генетическая рекомбинация.
Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий, у которых известны два типа спор: эндогенные, образующиеся внутри клетки, и микроцисты, образующиеся из целой клетки. При образовании спор (микроцист) в бактериальной клетке уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность, протопласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры обеспечивают возможность переносить неблагоприятные условия. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100°С и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65—80°С и т. д. В благоприятных условиях споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку бактерий.
Несмотря на постоянную гибель бактерий (поедание их простейшими, действие высоких и низких температур и других неблагоприятных факторов), эти примитивные организмы сохранились с древнейших времен благодаря способности к быстрому размножению (клетка может делиться через каждые 20—30 мин), образованию спор, чрезвычайно устойчивых к факторам внешней среды, и их повсеместному распространению.
Задание ollbio025820162017
Перед вами список пищевых продуктов, в состав которых либо входят сами живые организмы и их части, либо продукт приготовлен при помощи живых организмов (продукты обозначены буквами). Во втором столбце даны зашифрованные писания этих живых организмов (обозначены цифрами).
♦ Описания каких организмов даны цифрами? Как их используют при приготовлении продуктов?
♦ Установите соответствие между пунктами первого и второго столбца. Обратите внимание на то, что одному продукту может соответствовать несколько организмов и наоборот.
Организмы, которые могут случайно попасть в продукт, не указывайте!
При выполнении задания важно сразу соотнести живые объекты, из которых приготовляют определенные продукты питания, и их зашифрованные описания.
1. Это растения с чертырьмя чашелистиками и четырьмя лепестками. Признак, типичный для сем. Крестоцветных (Капустных). Можно более узко указать, что это – капуста. Многие крестоцветные – медоносы, их нектар пчёлы могут собирать для получения мёда.
Соответствие: 1 – Е, И.
2. Эти организмы не имеют ядра, генетический материал организован в виде кольцевой ДНК. Описание соответствует бактериям. Бактерии случайно могут попадать во все продукты. Однако для производства некоторых продуктов они необходимы. Так, молочнокислые бактерии используются для получения кефира, сметаны, а также квашении капусты и солении огурцов.
Соответствие: 2 – Б, В, Е, З.
3. Глаза этих организмов состоят из отдельных фасеток (омматидиев). Такой признак есть, в частности, у насекомых. Из всего перечня продуктов с помощью насекомых получен только мёд.
Соответствие: 3 – И.
4. Это почкующиеся одноклеточные организмы, с ядром, митохондриями и клеточной стенкой, но у них нет хлоропластов. Описание соответствует дрожжам. Дрожжи используются в производстве кефира и хлебного кваса, причем в производстве хлебного кваса – дважды. Сначала для выпечки хлеба, а потом – для сбраживания самого напитка. Случайно дрожжи
могут попадать в мёд или размножиться в сметане, образовать плёнку на поверхности огуречного рассола. Но эти ответы не стоит считать правильными.
Соответствие: 4 – Б, Ж.
5. У этих растений плод – тыквина. Явное указание на представителей семейства Тыквенные, к которым относится огурец.
Соответствие: 5 – З.
6. Это животные с четырёхкамерным сердцем и с четырёхкамерным желудком, три из пяти пальцев конечностей у них недоразвиты. Строение сердце позволяет сказать, что это – либо птицы, либо млекопитающие. Четырёхкамерный желудок характерен для некоторых представителей Парнокопытных. Он состоит следующих отделов: рубца, сетки, книжки и
сычуга. Строение конечностей также соответствует Парнокопытным. Наиболее вероятно, что дано описание коровы. Таким образом, все молочные продукты (кефир, сметана) произведены с ее участием. Кроме того, из соединительных тканей получают желатин, который используется
в пищевой промышленности как желирующий агент. Поэтому можно указать, что фруктовое желе также получено с участием продуктов из коровы.
Соответствие: 6 – А, Б, В.
7. Это растения из класса Двудольных с числом частей цветка, не кратным четырём. Под это описание подходят очень многие растения (более конкретно в контексте вопроса сказать нельзя). В частности, многие плодовые растения, которые дают фрукты, многие медоносы, а также сахарная свекла. Кроме того, у представителей семейства Злаковых также число частей цветка не кратно 4. Это означает, что мы можем указать достаточно много продуктов, полученных с использованием таких растений: фруктовое желе (фрукты, сахар, лимонная кислота), мармелад (сахар, лимонная кислота, лимон), сахар рафинад, хлебный квас, соленые
огурцы, мёд.
Соответствие: 7 – А, Г, Д, Ж, З, И.
8. Эти живые организмы накапливают багрянковый крахмал, а также образуют фикобилисомы. Явно имеются в виду Красные водоросли («багрянки»). Из них получают агар-агар, который используют как желирующий агент. Поскольку указано, что фруктовое желе приготовлено на желатине, этот ответнельзя считать правильным. Агар-агар из перечисленных продуктов используется только для производства мармелада.
Соответствие: 8 – Г.
9. Это растения с невзрачными цветками из класса Однодольных, обычно опыляются ветром. Описание соответствует представителям семейства Злаковые (Мятликовые). Зерновки злаков используют в производстве хлеба, т.е. один из продуктов – хлебный квас. Кроме того, сахар можно
получить из сахарного тростника (в задании не указано, какое растение использовали в производстве).Сахар входит в состав желе и мармелада. Его также добавляют при приготовлении кваса. Конечно, злаками откармливают корову, но такие ответы с участием пищевых цепей не будут
засчитаны.
Соответствие: 9 – А, Г, Д, Ж.
pазбирался: Надежда | обсудить разбор | оценить
Задание EB0921
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для цианобактерий?
- встречаются в составе лишайников
- имеют спиралевидный хроматофор
- являются редуцентами
- вызывают «цветение» воды
- являются прокариотическими фототрофами
- размножаются зооспорами
Цианобактерии, они же синезеленые водоросли.
- Цианобактерии действительно встречаются в составе лишайников, т.к цианобактерии способны к фотосинтезу.
- Цианобактерии не имеют хроматофора, но он есть у хламидомонады. Помимо отсутствия хроматофора, у синезеленых водорослей нет вакуолей и ядра.
- Синезеленые водоросли способны к фотосинтезу, значит, они являются продуцентами, а не редуцентами.
- Синезеленые водоросли действительно вызывают цветение воды. Под «цветением» нужно понимать бурное размножение водорослей, которое приводит к тому, что водоем становится зеленым.
- Цианобактерии – прокариоты. Так как они способны к фотосинтезу, но они являются фототрофами.
- Цианобактерии размножаются простым делением надвое.
Ответ: 145
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB0818D
Установите соответствие между организмами и особенностями строения тела: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОРГАНИЗМЫ | ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ТЕЛА |
А) хлорелла Б) дрожжи В) планария Г) пеницилл Д) медуза Е) сенная палочка |
1) одноклеточные 2) многоклеточные |
Хлорелла – одноклеточная зеленая водоросль.
Дрожжи – одноклеточные грибы.
Планария – многоклеточный организм, плоский червь.
Пеницилл – многоклеточный плесневый гриб.
Медуза – многоклеточное кишечнополостное животное.
Сенная палочка – одноклеточная бактерия.
Ответ: 112221
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB2502o
Назовите возможные способы получения и использования энергии бактериями и кратко раскройте их биологический смысл.
- Бактерии-фототрофы. Это сине-зелёные водоросли, содержащие в своих клетках хлорофилл и способные к фотосинтезу.
- Бактерии-хемотрофы. Преобразуют энергию неорганических соединений для создания собственных органических веществ.
- Бактерии-гетеротрофы, использующие органические соединения мёртвых или живых тел (паразиты и сапрофиты).
Ответ: см. решение
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB17894
Благодаря каким особенностям бактерии широко применяются в биотехнологии? Назовите не менее трёх особенностей.
- высокая скорость размножения;
- способность синтезировать биологически активные вещества;
- способность к мутациям и возможность получения новых высокопродуктивных штаммов;
- относительно простые способы выращивания бактерий.
Ответ: см. решение
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB23053
Найдите три ошибки в приведённом тексте «Бактерии». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
(1)Все бактерии по способу питания являются гетеротрофами. (2)Азотфиксирующие бактерии обеспечивают усвоение атмосферного азота. (3)К группе азотфиксаторов относят клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. (4)Бобовые растения используют соединения азота для синтеза белка. (5)Денитрифицирующие бактерии осуществляют процесс нитрификации, повышающий плодородие почвы. (6)К хемотрофам относят железобактерии, серобактерии, водородные бактерии и нитрифицирующие бактерии. (7)Для всех хемотрофов характерен анаэробный тип энергетического обмена.
Исправляем ошибки в предложениях:
(1)Бактерии по способу питания бывают гетеротрофами и автотрофами.
(5) Нитрифицирующие бактерии осуществляют процесс нитрификации (процесс окисления аммиака до азотистой кислоты), повышающий плодородие почвы (Денитрифицирующие бактерии осуществляют процесс денитрификации — процесс восстановления нитратов до газообразных оксидов и молекулярного азота).
(7)Для хемотрофов характерен и анаэробный и аэробный тип энергетического обмена.
Ответ: см. решение
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB20712
Проанализируйте график скорости размножения молочнокислых бактерий.
Выберите утверждения, которые можно сформулировать на основании анализа полученных результатов. Скорость размножения бактерий
- всегда прямо пропорциональна изменению температуры среды.
- зависит от ресурсов среды, в которой находятся бактерии.
- зависит от генетической программы организма.
- в интервале от 20 до 36 °С повышается.
- уменьшается при температуре выше 36 °С в связи с денатурацией части белков в клетке бактерии.
- Неверно, так как при повышении температуры с 36 градусов до 40 численность бактерий падает.
- Нет информации.
- Нет информации.
- Верно.
- Верно.
Ответ: 45
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB16139
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
ОСОБЕННОСТЬ ВИРУСОВ И БАКТЕРИЙ | ПРЕДСТАВИТЕЛЬ |
А) нет клеточной стенки Б) наследственный материал заключён в кольцевой ДНК В) наследственный материал заключён в РНК Г) может иметь жгутик Д) внутриклеточный паразит Е) симбионт человека |
1) вирус иммунодефицита человека 2) кишечная палочка |
Вирус не имеет клеточной стенки, у бактерии она из муреина, у бактерий ДНК кольцевая, у вирусов наследственный материал может быть заключен в РНК, бактерии могут иметь жгутик.
Вирусы — это только внутриклеточные паразиты, а кишечная палочка — симбионт человека, живущая в кишечнике.
Ответ: 121212
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB10238
Бактерии, в отличие от животных
- относят к безъядерным организмам
- являются эукариотами
- питаются готовыми органическими веществами
- могут быть хемотрофами
- структура молекулы ДНК только линейная
- имеют ДНК кольцевидной формы
Бактерии – безъядерные организмы, а животные- эукариоты.
Животные и большинство бактерий — гетеротрофы.
Некоторые бактерии способны хемосинтезировать, ни одно животное так не может.
У животных ДНК по форме- линейная, а у бактерий – кольцевая.
Ответ: 146
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB20706
Известно, что бактерия туберкулёзная палочка — аэробный, микроскопический, болезнетворный организм. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию перечисленных выше признаков бактерии.
(1) Размеры туберкулёзной палочки составляют в длину 1–10 мкм, а в диаметре 0,2–0,6 мкм. (2) Организм неподвижен и не способен образовывать споры. (3) При температуре выше 20 °C во влажном и тёмном месте сохраняет жизнеспособность до 7 лет. (4) Для своего развития организм нуждается в наличие кислорода. (5) Туберкулёзная палочка является паразитическим организмом. (6) В природе организм распространяется не только с каплями жидкости, но и ветром.
Из перечисленных предложений, которые описывают туберкулёзную палочку, необходимо выбрать те, которые соответствуют условиям: аэробный, микроскопический, болезнетворный. Аэробный: для своего развития организм нуждается в наличие кислорода. Микроскопический: размеры туберкулёзной палочки составляют в длину 1–10 мкм, а в диаметре 0,2−0,6 мкм. Болезнетворный: туберкулёзная палочка является паразитическим организмом.
Ответ: 145
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB21645
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. В процессе эволюции сформировались организмы разных царств. Какие признаки характерны для царства, представитель которого изображён на рисунке?
- клеточная стенка состоит в основном из муреина
- хроматин содержится в ядрышке
- хорошо развита эндоплазматическая сеть
- отсутствуют митохондрии
- наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК
- пищеварение происходит в лизосомах
Это прокариотичская клетка, четко оформленного ядра нет.
Клеточная стенка из муреина – подходит
ЭПС, как и прочих мембранных органоидов в ней нет.
Наследственная информация хранится в кольцевой молекуле ДНК.
Лизосомы — одномембранные органоиды, их у прокариот нет.
Ответ: 145
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB10240
Почему бактерии относят к прокариотам?
- содержат в клетке ядро, обособленное от цитоплазмы
- состоят из множества дифференцированных клеток
- имеют одну кольцевую хромосому
- не имеют клеточного центра, комплекса Гольджи и митохондрий
- не имеют обособленного от цитоплазмы ядра
- имеют цитоплазму и плазматическую мембрану
Раз прокариоты, то оформленного ядра просто быть не может. Множество клеток — это уже ткань. 3,4,5- подходят, а вот вариант 6 относится к эукариотическим организмам.
Ответ: 345
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Даниил Романович | Просмотров: 17.7k
Скачать материал
Скачать материал
- Сейчас обучается 82 человека из 39 регионов
- Сейчас обучается 45 человек из 23 регионов
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Царство Бактерии (Прокариоты)
-
-
-
-
5 слайд
Бациллы (Палочковидные формы микроорганизмов).
Бациллы — аэробные спорообразующие микробы.
Примеры- кишечная, туберкулезная, коклюшная, дизентерийная, чумная палочка и др.
Формы бактерий
Извитые формы микроорганизмов.
1. Вибрионы- клетки, имеющие вид запятой. Патогенным представителем является холерный вибрион – возбудитель холеры.
3. Спириллы — имеют 2- 3 завитка.
4. Спирохеты имеют вид закрученных нитей с 8-12 равномерно мелкими завитками. Патогенным представителем является бледная трипонема — возбудитель сифилиса. -
6 слайд
Кокки (шарообразные) подразделяются на ряд вариантов.
1. Микрококки. Клетки расположены в одиночку. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают.
2. Диплококки. образуют пары клеток. Среди диплококков много патогенных микроорганизмов — гонококк, менингококк, пневмококк.
3. Стрептококки. образуют цепочки. Среди них много патогенных микроорганизмов — возбудителей ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов.
4. Тетракокки. Образуют тетрады (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют.
5. Сарцины. образуют тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе.
6. Стафилококки (от лат. — гроздь винограда). Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно- воспалительные. -
7 слайд
Отличия бактерий от других клеток
1. Бактерии не имеют обособленного ядра.
Нуклеоид – ядерное вещество, расположенное в цитоплазме клетки. Не имеет ядерной мембраны, ядрышек. В нем локализуется кольцевая ДНК (кольцевая хромосома).
Плазмида — это внехромосомный генетический элемент, это двуцепочечные замкнутые кольцевые молекулы ДНК. В основном, кодируют функции, придающие бактериям устойчивость в неблагоприятных условиях.
2. В клеточной стенке бактерий содержится углевод муреин.
3. Сверху покрыты капсулой из слизи.
4. В бактериальной клетке отсутствуют аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии.
5. Роль митохондрий выполняют мезосомы – инвагинации (впячивания) цитоплазматической мембраны.
6. В бактериальной клетке много рибосом.
7. У бактерий могут быть особые органоиды движения – жгутики и пили (нитевидные белковые структуры, расположенные на поверхности клетки).
8. Размеры бактерий колеблются от 0,3–0,5 до 5—10 мкм. -
8 слайд
Прокариоты наиболее примитивные, так как:
1) Лишены ядра.
2) Не имеют мембранных органоидов: митохондрий, комплекса Гольджи, ЭПС.
3) Не способны к митозу.пили
-
9 слайд
Дыхание бактерий
аэробы
анаэробы
Дышат, поглощая кислород и
Выделяя углекислый газ.
Не нуждаются в кислороде.
Живут в бескислородной среде.
Оптимальная температура от +4 до +40, если ниже, то большинство образуют спору, если выше, то погибают (исключение- бактерии, живущие в гейзерах).
Живут в нейтральной или щелочной среде. Кислая среда убивает большинство бактерий. На этом основаны принципы консервации продуктов.
Прямые солнечные лучи также убивают большинство бактерий. -
10 слайд
Автотрофы
Гетеротрофы
Паразиты питаются за счет других
Сапротрофы (бактерии разложенияи гниения) питаются мертвым органическим материалом, участвуют в минерализации (разрушении)останков растений и животных до более простых неорганических веществ.Группы бактерий по типу питания
Хемотрофы используют энергию химических связей (серо и железобактерии,нитрифицирующие ) хемосинтез
Фототрофы
используют солнечную энергию (цианобактерии, пурпурные, зеленые, гелиобактерии)-фотосинтез
При фотосинтезе бактерий кислород не образуется
Искл.- цианобактерии, они выделяют кислород -
11 слайд
Размножение-деление
днк
оболочка
цитоплазма
При благоприятных условиях размножаются каждые 15-20 мин. -
12 слайд
Споры бактерий – плотная наружная оболочка, приспособление к перенесению неблагоприятных условий среды.
-
13 слайд
Царство бактерии:
1. Подцарство Архебактерии
2. Подцарство Настоящие бактерии
3. Подцарство Оксифотобактерии -
-
15 слайд
Цианобактерии распространены в морях и пресных водоемах, почвенном покрове, могут участвовать в симбиозах (лишайники). Весомую часть фитопланктона водоемов составляют водоросли данной группы. Они способны образовывать толстые многослойные покровы на субстрате. Редкие виды обладают токсичностью и условно-патогенны для человека. Сине-зеленые водоросли основные элементы, вызывающие «цветение» воды, что приводит к массовой гибели рыб, отравлениям животных и людей.
Способны выделять кислород при фотосинтезе, фотосинтез протекает в цитоплазме с участием пигментных пластин и мезосом.
Для некоторых видов характерна редкая комбинация свойств: способность к фотосинтезу и одновременно фиксации азота из атмосферного воздуха. -
16 слайд
По мнению ученых, именно Цианобактерии спровоцировали в начале протерозойского периода (примерно 2,5 млрд лет назад) глобальную перестройку атмосферы – «кислородную катастрофу». Это повлекло кардинальные изменения в биосфере и гуронское оледенение.
-
17 слайд
1. Бактерии разложения и гниения
Разлагают трупы животных и мертвые растения до неорганических веществ, участвуют в круговороте веществ.
В почве содержится огромное число бактерий – сотни миллионов в 1г. В бедных тундровых почвах или песчаных почвах пустыни их насчитывается, в слабоподзолистых – до миллиарда, а в богатом органическим веществом чернозёме – до 2 миллиардов и выше. Это составляет около 35 сухой массы почвы.
Бактерии принимают участие в выветривании горных пород и минералов. Так, железобактерии сформировали крупные отложения железных руд.
17
Значение бактерий
Положительное: -
18 слайд
2. Азотфиксирующие (почвенные) бактерии
КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ — род бактерий, образующих на корнях многих бобовых растений клубеньки и фиксирующих молекулярный азот воздуха в условиях симбиоза с растением. Вступают в симбиоз с бобовыми растениями. Поселяясь в корнях бобовых, они вызывают образование на них клубеньков, за что и получили название клубеньковых бактерий. Растение поставляет бактериям необходимые им для роста и развития углеводы и минеральные соли, а взамен получает азот, который клубеньковые бактерии способны фиксировать из почвы. Тем самым способствуют повышению урожая.
18 -
19 слайд
3. Использование в хозяйственной деятельности человека
Бактерии используются:
1) В пищевой промышленности: бактерии брожения для получения напитков, молочно-кислых продуктов, при квашении, солении, виноделии, сыроделии;
2) в фармацевтике: для создания лекарств, вакцин;
3) в сельском хозяйстве: для приготовления силоса, сенажа (кормов для животных),
4) в коммунальном хозяйстве, в природоохранных мероприятиях: для очистки сточных вод, ликвидации нефтяных пятен;
5) в генной инженерии, микробиологии: с помощью них получают витамины, гормоны, лекарства, кормовые белки.Бактерии используются в биотехнологии, так как для них характерны:
1) высокая скорость размножения;
2) способность синтезировать биологически активные вещества;
3) способность к мутациям и возможность получения новых высокопродуктивных штаммов;
4) относительно простые способы выращивания бактерий. -
20 слайд
4. Бактерии-симбионты
Находятся в пищеварительном тракте многих животных (термиты, парнокопытные), участвуя в переваривании клетчатки. У человека кишечная палочка участвует в расщеплении клетчатки и синтеза витаминов, не дает размножаться другим бактериям.
Цианобактерии, совместно с грибами, образуют лишайники. -
21 слайд
Отрицательное
1. Порча продуктов питания.
Гниение продуктов вызывают гнилостные бактерии.
Их активность и размножение угнетают: низкая температура, отсутствие влаги или присутствие некоторых веществ — консервантов, например уксусной кислоты, большого количества поваренной соли и др.
Чтобы продукты не портились, их хранят в замороженном, консервированном, сухом виде, создавая неблагоприятные условия для жизни бактерий гниения.2. Заболевания человека (дифтерия, воспаление легких, ангина, холера, чума, туберкулез, дизентерия ), профилактика и лечение- прививки, антибиотики, гигиена, уничтожение переносчиков.
3. Вызывают болезни животных (сибирская язва, рожа, столбняк, туберкулез, сальмонеллез, бруцеллез) и растений (мокрая гниль, бактериоз огурцов, бактериальный рак томатов, черная ножка картофеля и др.). -
22 слайд
Стрептококк и стрептококковая инфекция
22
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
6 157 019 материалов в базе
- Выберите категорию:
- Выберите учебник и тему
- Выберите класс:
-
Тип материала:
-
Все материалы
-
Статьи
-
Научные работы
-
Видеоуроки
-
Презентации
-
Конспекты
-
Тесты
-
Рабочие программы
-
Другие методич. материалы
-
Найти материалы
Материал подходит для УМК
Другие материалы
- 15.10.2021
- 477
- 3
Вам будут интересны эти курсы:
-
Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
-
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
-
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
-
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
-
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
-
Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»