Что относится к царству бактерий примеры
Царство бактерий
Бактерии считаются самыми древними существами на Земле. Они образовались более 3,5 млрд лет назад и в течение очень длительного времени (около миллиарда лет) были единственными организмами на нашей планете.
Виды бактерий
Существует несколько сложных классификаций бактерий, в зависимости от различных их характеристик. На Земле их несколько миллионов видов. Бактерий в организме человека в 10 раз больше, чем клеток, а их общий вес составляет около 2,5 кг. Многие из них выполняют жизненно необходимые функции (например, участвуют в пищеварении).
Некоторые виды бактерий безвредны, другие вредны лишь в больших количествах, а третьи вызывают опасные болезни. Большинство бактерий живут лишь в строго определённых условиях и сразу же погибают, попадая под воздействие солнечных лучей, высокой или низкой температуры и так далее.
Подавляющее большинство бактерий одноклеточны. Но даже по форме клеток они существенно отличаются друг от друга. Клетки бактерий бывают шаровидными (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты) и другие.
Есть подвижные и неподвижные бактерии. Среди подвижных одни свободно плавают при помощи специальных хвостиков — жгутиков, а другие просто скользят за счет волнообразных сокращений собственного тела.
Преобразование необходимых для жизни бактерий веществ происходит подобно аналогичным процессам в других живых организмах (за исключением некоторых особенностей). По способу их получения бактерии отличаются: часть из них способна синтезировать органические вещества из неорганических соединений (подобно растениям), другие же питаются готовыми органическими веществами (как животные и грибы). Бактерии размножаются лишь поперечным делением или почкованием.
Бактерии почвы
В почве содержится огромное количество бактерия. Одни из них, называемые бактериями разложения, принимают участие в разложении мертвых растений и животных Эта функция может показаться тебе весьма неприятной, но именно бактерии выполняют эту грязную, но важную для живых существ работу! Еще один очень полезный вид почвенных бактерий — клубеньковые. Они обогащают почву азотом, а потом помогают растениям его усваивать.
Бактерии в пище
Бактерии есть и в продуктах питания, но это полезные бактерии. Они участвуют в производстве сыров, соления квашеных и кисломолочных продуктов (кефира, сметаны, йогурта, простокваши и т.д.).
Бактерии в живом организме
Организм каждого человека представляет собой очень сложный биологический механизм, который работает по собственным законам. Человеческий организм населен огромным количеством бактерий. Ученые подсчитали, что их общий вес составляет от 1,5 до 2,5 кг! Живут бактерии в желудочно-кишечном тракте, рту, носовой полости и на коже. Основная цель бактерий заключается в создании в органах человека такой среды, в которой вредные микробы не могут выжить. Именно поэтому болезнетворные микробы, попадая, например, на кожу, в нос, рот или желудочно-кишечный тракт, погибают, так как среда, созданная полезными бактериями, является для них смертельной.
Самая важная функция бактерий — расщепление и переваривание пищи. Микроорганизмы, находящиеся на коже человека, можно назвать биологическим щитом, который не позволяет вредным бактериям повредить кожные покровы и проникнуть внутрь организма. А еще существуют бактерии, которые помогают нашей иммунной системе защищать нас от некоторых возбудителей болезней.
В организме животных также находится огромное количество полезных бактерий. Например, в желудке коровы живут специальные бактерии, помогающие ей расщеплять целлюлозу — вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Благодаря особым бактериям пищеварительного тракта коровы целлюлоза расщепляется на жирные кислоты, из которых животное получает необходимую ему энергию. Представь: если бы в организме человека были такие бактерии, мы могли бы питаться только растениями и вообще не нуждаться в другой пище!
Строение бактерий
Бактерия покрыта прочной оболочкой — клеточной стенкой. Этот орган во многом похож на клеточную стенку растений. Основная его функция — защита бактерии от внешних воздействий и придание ей определенной формы. Очень часто над клеточной стенкой образуется дополнительный защитный слой — капсула, которая предохраняет бактерию от высыхания.
На поверхности некоторых бактерий находятся жгутики или короткие ворсинки, которые помогают этим организмам двигаться.
Внутри клетка заполнена цитоплазмой. Ядра у бактерий нет, его место занимает особое вещество — ДНК, которое несет генетическую информацию клетки. Рибосомы, находящиеся в цитоплазме, выполняют функцию формирования молекул белка.
Бактерии и вирусы: в чем разница?
Бактерии — это одноклеточные существа, в изобилии существующие в любой точке нашей планеты, включая и живые организмы. По своей природе они могут быть как «хорошими», так и «плохими», т.е. приносить либо пользу, либо вред другим организмам Вирусы — самые маленькие из всех известных существ. Они в десятки или сотни раз меньше бактерий.
Вирус считается биклеточным организмом: для поддержания жизни ему нужно любое живое существо. Вирусы используют чужой организм например человеческий, в качестве хозяина. Это означает, что вирус вторгается в клетку тела человека и использует ее для собственного размножения. Так образуются сотни новых вирусов, которые распространяются по всему телу и могут инфицировать любой орган человека.
Но при этом они наносят вред живому организму, так как, внедрившись в чужую клетку, заставляют ее генетический материал работать только на собственное воспроизводство.
Вне клетки другого организма вирусы теряют жизнеспособность. Покинув клетку хозяина, они остаются в живых в течение очень короткого времени: например, продолжительность существования вируса гепатита С составляет 4 дня.
Бактерии, в отличие от вирусов, могут жить и размножаться как в теле человека, так и в окружающей среде. Они обитают абсолютно везде, и большинство из них не вызывает никаких заболеваний.
Бактерии размножаются путем деления.
При благоприятных условиях (подходящая температура и наличие питания) некоторые бактерии могут делиться каждые 20 минут.
Как распространяются бактерии и вирусы?
Несмотря на многочисленные различия, способы распространения вирусов и бактерий приблизительно одинаковы:
Можно ли избежать заражения?
Да, в большинстве случаев заражения можно избежать. И здесь самую важную роль играет личная гигиена. Необходимо чаще мыть руки и закрывать рот салфеткой во время кашля и чихания.
Нельзя оставлять без внимания даже незначительные порезы или ссадины.
А для того чтобы не возникло нагноение, их обязательно нужно обработать антисептическими препаратами и, если есть необходимость, заклеить специальным пластырем.
Чтобы избежать попадания микробов в желудочно-кишечный тракт, необходимо тщательно мыть овощи и фрукты перед едой, питаться только свежими продуктами. А летом — вовремя убирать пищу в холодильник, так как в тепле бактерии размножаются особенно быстро.
Защита от чужеродных бактерий
Если внешний бактериологический щит организма не смог справиться с возложенными на него функциями, то в бой с инфекциями вступают фагоциты. Эти особые клетки, свойственные организму человека и животных, защищают его от различных чужеродных частиц (бактерий и вирусов). Фагоциты настолько умны, что могут распознавать вредные для организма микробы, а затем поглощать их.
Ученые делят фагоциты на профессиональные и непрофессиональные. Основное различие между ними заключается в том, что на поверхности профессиональных фагоцитов находятся специальные частицы — рецепторы, которые в состоянии обнаружить чужеродные частицы. К профессиональным фагоцитам относятся макрофаги. Эти клетки способны захватить и переварить бактерии, остатки мертвых клеток и прочие вредные для организма человека и животных частицы.
Однако для полного уничтожения чужеродных частиц одного фагоцитоза недостаточно. Активное участие в борьбе с бактериями и вирусами принимают и антитела, выработка которых начинается благодаря присутствию макрофагов. Именно макрофаги захватывают чужеродные частицы и делят их на части. Затем в борьбу с этими разделенными частичками вступают еще одни клетки — лимфоциты, которые способны выделять в кровь антитела. В свою очередь, антитела, связываясь с вирусами и бактериями, препятствуют их размножению.
Открытие явления фагоцитоза принадлежит русскому биологу, одному из основателей иммунологии, И.И. Мечникову.
В ходе многочисленных исследований он наблюдал, как особые клетки защищают организм от инфекций. Свои первые опыты ученый проводил с личинками морских звезд.
Шипы мандаринового дерева, которые он воткнул в личинки, спустя некоторое время были окружены подвижными клетками, поглотившими занозы. Несколько позже Мечников проводил опыты с дафниями — небольшими прозрачными ракообразными. Грибные споры, попавшие на поверхность дафний, в конце концов были уничтожены ими.
В 1908 г. за исследования в области иммунологии и развитие теории фагоцитоза ученый был удостоен Нобелевской премии.
Бактерии
Строение бактерий
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).
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.
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 🙂
Биотехнология
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.
Размножение бактерий
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.
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.
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 2018-2021
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.
Царство бактерии общая характеристика
Общая характеристика царства растений и царства бактерий
Царство растений. Общая характеристика
Растения — царство эукариотических организмов, характеризующееся автотрофным питанием.
Растения, как правило, способны к фотосинтезу, то есть образованию органических веществ из неорганических за счет энергии солнечного света.
Клетки растений покрыты плотной целлюлозной оболочкой, или клеточной стенкой, не пропускающей твердые частицы. У большинства растений наблюдается высокая расчлененность тела, гораздо более выраженная, чем у животных.
Классификация растений
У растений существуют некоторые ограниченные движения (движение листьев к свету, лепестков цветка к солнцу, ростовые движения). Однако можно сказать, что растения, в противоположность животным, неподвижны. Растения могут размножаться при помощи спор, семян и вегетативных органов (черенками, отводками, корневыми отпрысками и т. п.) Запасным питательным веществом растений, как правило, служит крахмал. В жизни любого растения происходит чередование поколений.
Царство растений включает более 500 тысяч видов.
– растения способны к фотосинтезу;
– клетки растений покрыты плотной целлюлозной оболочкой;
– у растений наблюдается высокая расчлененность тела;
– существуют некоторые ограниченные движения, но в целом неподвижны;
– размножаются при помощи спор, семян и вегетативных органов;
– запасным питательным веществом растений служит крахмал;
– в жизни любого растения происходит чередование поколений.
Делится на подцарства: Багрянки, Настоящие водоросли, Высшие растения.
Низшие растения (Багрянки и Настоящие водоросли):
– не имеют органов и тканей;
– обитают чаще всего в воде;
– размножаются неподвижными спорами или подвижными зооспорами.
Высшие растения – это:
– тело их расчленено на органы и ткани;
– вегетативные органы выполняют функции обмена веществ и питания;
– у голосеменных и покрытосеменных особый орган полового размножения – семя.
Роль растений в природе и жизни человека
1. Обогащают атмосферный воздух планеты кислородом.
2. Ими питаются многие живые организмы.
3. Они являются строительным материал и энергетическим ресурсом, сырьем для производства лекарств, тканей.
4. Очищают воздух от пыли и вредных газов, влияют на микроклимат.
5. Приглушают вредные индустриальные шумы, снимают нервное напряжение.
6. Убивают бактерии.
7. В зарослях растений живут многие животные.
Наука, изучающая растения, называется ботаникой.
Царство бактерий. Общая характеристика
Известно около 2500 видов. Имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы. Бактерии по форме бывают: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки).
Большинство не содержит хлорофилла и питается готовыми органическими веществами – гетеротрофно. По способу добычи пищи гетеротрофные делятся на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты.
Формы бактериальных клеток
Освоили все среды обитания. Живут практически везде: в почве, в пыли, в воздухе, в воде, на теле животных, внутри живых организмов.
Размножаются каждые 20–30 минут.
Имеют очень важное значение для человека.
При жизнедеятельности почвенных бактерий происходит образование гумуса, который представляет собой разложившееся органическое вещество, содержащее все необходимые вещества для жизни растений.
Для очистки сточных вод применяются микроорганизмы, которые в короткие сроки могут перевести большинство органических соединений в неорганические.
В кишечнике многих животных и человека обитает микрофлора, которая способна переваривать потребляемую организмом пищу и синтезируют витамины (бактерии симбионты).
Путем брожения человек может получать различные вещества, например, уксусная кислота, силос, спирт, кисломолочные продукты.
Производство антибиотиков. Эти вещества выделяются некоторыми бактериями и грибами. Они вызывают угнетение жизнедеятельности других бактерий.
Производство кормового белка.
Производство ферментов и генная инженерия. Возможность промышленно производить инсулин, получать спирты, органические кислоты, полимерные вещества.
Биологические методы борьбы с вредителями, различные бактерии могут заражать и вызывать гибель вредителей сельского хозяйства.
Царство бактерий
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. Большое количество различных бактерий обнаружено даже в водах Северного Ледовитого океана.
Бактерии были найдены и на дне океана, на глубине нескольких тысяч метров. Особенно много бактерий живёт в гниющих органических остатках, в почве, в загрязнённой воде, в теле больных животных.
Примером бактерий может служить сенная палочка. Если настоять сено в воде, в ней разовьётся множество микробов. Среди них в большом количестве встречается бактерия сенная палочка.
Она несколько крупнее других бактерий, поэтому её можно рассмотреть в школьный микроскоп. Бактерия сенная палочка имеет форму палочки. 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.
Большинство бактерий имеет форму палочки. Самое слово «бактерия» происходит от греческого слова «бактерион», что означает палочка.
Однако многие бактерии имеют форму шариков, изогнутых палочек, запятых или спиралей. По своему строению бактерии сходны с сенной палочкой. Они состоят из одной клетки с оболочкой. Внутри клетки содержится протоплазма. Такая клетка не имеет ядра и хлорофилла.
Так как у бактерий нет хлорофилла, они не могут сами создавать органические вещества, необходимые для их питания. Большинство бактерий даже не выносит солнечного света и живёт в темноте. Как же бактерии питаются?
Оказывается, большинство бактерий для своего питания использует готовые органические вещества. Растворы они всасывают всей поверхностью своего тела.
Многие бактерии поселяются на трупах животных и растений. Такие, бактерии, питающиеся органическими веществами мёртвых организмов, называются сапрофитами. Они вызывают гниение трупов и остатков мёртвых растений.
Другие бактерии живут в теле живых организмов.
Они поселяются в теле людей, животных, иногда растений. Для своего питания они всасывают органические вещества из клеток живого организма. Такие бактерии называются паразитами. Некоторые из них вызывают у человека заразные болезни, например холеру, дифтерию, брюшной тиф, туберкулёз, чуму, скарлатину.
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.
При благоприятных условиях от одной холерной бактерии уже через 30 часов может получиться такое громадное количество бактерий, которое покрыло бы плёнкой всю поверхность земного шара. Если этого в действительности не происходит, то только потому, что бактерии не находят себе достаточно пищи и массами гибнут.
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 cnopoй.
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.
Таким образом, путём образования спор бактерии сохраняют своё существование.
В природе встречаются бактерии гниения и брожения. Многие бактерии вызывают порчу и гниение пищевых продуктов. Например, мясо и рыба, оставленные в тепле, под действием бактерий гниения быстро портятся.
Для того чтобы на продолжительное время предохранить скоропортящиеся продукты от гниения, их подвергают нагреванию при высокой температуре, при которой погибают не только бактерии, но и их споры.
Во время нагревания жестяные банки с продуктами запаивают, чтобы в дальнейшем прекратить доступ бактерий к продуктам из воздуха. Приготовленные таким образом консервы долгое время не портятся.
Пищевые продукты можно предохранить от порчи также высушиванием, замораживанием, солением, маринованием, засахариванием, так как в условиях сухости, низкой температуры, в крепком растворе соли или сахара жизнедеятельность бактерий прекращается.
Многие сапрофитные бактерии полезны.
К ним относится большинство бактерий, вызывающих брожение. Всем известно, что молоко, оставшееся в тепле, скисает. Из молока получают простоквашу и кефир, из сливок – сметану.
Скисание молока происходит под влиянием особых бактерий брожения. Такое же брожение наблюдается при квашении капусты, силосовании кукурузы и других растений.
К полезным бактериям принадлежат также почвенные бактерии. В почве их очень много. Например, в 1 г чернозёма насчитывается до 10 миллиардов бактерий.
Они разлагают органические вещества, оставшиеся от растений и мёртвых животных, и образуют перегной. Особенно много перегноя образуется бактериями при удобрении почвы навозом, при возделывании многолетних и однолетних трав, у которых отмирают многочисленные корни.
В присутствии кислорода в почве бактерии довольно быстро превращают перегной в минеральные вещества, которыми питаются культурные растения.
Чтобы создать лучшие условия для жизни полезных почвенных бактерий, почву обрабатывают и удобряют. Рыхление верхнего слоя почвы сохраняет в почве влагу, необходимую для жизни как культурных растений, так и бактерий, и обогащает почву воздухом, нужным для дыхания полезных почвенных бактерий.
Внесение навоза даёт пищу не только культурным растениям, но и бактериям. Это способствует увеличению количества микробов, так как в навозе их живёт очень много.
На корнях бобовых растений поселяются бактерии, образующие клубеньки.
Клубеньковые бактерии усваивают азот из воздуха и обогащают почву азотными веществами.
Большой урон здоровью человека наносят болезнетворные бактерии. В прежние времена, когда люди ещё ничего не знали о бактериях и их жизни, многие пытались лечиться заклинаниями знахарей, молитвами и «святой водой». Внезапное появление эпидемий заразных болезней, как например холеры, чумы, тифа, приписывалось «гневу божию» на людей за их «грехи».
Теперь мы знаем, что многие болезни человека и домашних животных вызываются бактериями-паразитами, которые поселяются в теле животных и человека. Например, туберкулёзные бактерии вызывают туберкулёз, дифтерийные — дифтерию, холерные — холеру.
Болезнетворные бактерии при благоприятных условиях быстро размножаются и разрушают живые клетки организма, в которых они поселились. Некоторые бактерии, например, при дифтерии и столбняке, выделяют ядовитые вещества в кровь организма.
Во время болезни человек принимает различные лекарства. Лекарства убивают бактерии в теле человека и таким образом освобождают организм человека от заразы. Йод, раствором которого обычно смазывают раны, убивает бактерии, попавшие в рану.
Во избежание распространения бактерий, вызывающих заразные заболевания, помещения дезинфицируют.
При дезинфекции убивают бактерии различными химическими средствами. Хорошим дезинфицирующим средством является солнечный свет, так как многие бактерии, например бактерии туберкулёза, не выносят прямых солнечных лучей и гибнут.
Таким образом, бактерии объединяются в царство мельчайших организмов очень простого строения.
Большинство из них — одноклеточные организмы. Бактерии большей частью питаются органическими веществами; среди них встречаются сапрофиты и паразиты. Бактерии растут и размножаются очень быстро. Поэтому они быстро распространяются. Многие бактерии приносят большой вред, вызывая тяжёлые заболевания у человека, животных, растений, порчу продуктов. Наука разработала способы борьбы с вредными бактериями.
Многие бактерии полезны.
В сельском хозяйстве большое значение имеют почвенные бактерии.
Царство бактерий. Общая характеристика
Бактерии – типичные прокариотические организмы. Бактерии самые древние поселенцы земли, они живут уже два миллиарда лет. Ученым известно около 2 500 видов.
Бактерии имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы.
Генетический материал у бактерий представлен пальцевыми молекулами ДНК длинной около 1 мм. Каждая такая молекула состоит из около 5 000 000 пар нуклеотидов.
Плазматическая мембрана у бактериальной клетки по структуре и функциям не отличается от таковой эукариотической. У некоторых бактерий плазматическая мембрана впячивается внутрь и образуются лизосомы – основная их функция – дыхание. Рибосомы в бактериальной клетке разбросаны по цитоплазме. На клеточной стенке некоторых бактерий имеются палочковидные белковые выступы – они необходимы для прикрепления клеток друг к другу.
Клеточная стенка придает бактериальной клетке жесткость и форму. Некоторые бактерии имеют слизистые слои – капсулы.
Они служат дополнительной защитой для клеток.
Большинство бактерий не содержит хлорофилла и питается готовыми органическими веществами – гетеротрофно. Бактерии освоили все среды обитания.
Они живут практически везде: в почве, в пыли, в воздухе, в воде, на теле животных, внутри живых организмов. Они сохраняют свою жизнеспособность в горячих источниках при температуре 90 градусов С, в нефтяных скважинах на глубине 1 700 метров, на дне океана – глубже 10 километров. Некоторые бактерии выживают после пятидневного кипячения, в условиях вакуума. Многие бактерии могут жить без кислорода. Численность бактерий огромна: в одном грамме плодородной почвы может находиться до 2 миллиардов бактерий.
Бактерии по форме разнообразны: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки).
Некоторые бактерии имеют жгутики.
Бактерии очень быстро размножаются, каждые 20-30 минут.
Теоретически их численность растет в геометрической прогрессии. Размножение ограничивается климатическими условиями, действием солнечного света, борьбой между видами, накоплением продуктов обмена. В оптимальных условиях бактериальная клетка растет с огромной скоростью. Достигнув определенного размера, бактериальная клетка приступает к бесполому размножению, перед делением происходит удвоение генетического материала.
У самых быстрорастущих бактерий деление происходит через каждые 20 мин.
По способу добычи пищи гетеротрофные делятся на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты.
Сапрофиты питаются мертвой органикой, вместе с грибами разлагают органические останки, являясь редуцентами любой экосистемы.
Среди них гнилостные бактерии, бактерии брожения.
Симбиотические бактерии живут на корнях растений и снабжают их азотом, который способны усваивать только бактерии.
Кишечные бактерии обеспечивают нормальную работу пищеварительной системы.
Для профилактики бактериальных заболеваний необходим строгий бактериологический контроль, соблюдение правил личной гигиены, предохранительные прививки.
Бактерии имеют очень важное значение для человека. Это обусловлено ролью микроорганизмов в биосфере.
При жизнедеятельности почвенных бактерий происходит образование гумуса, который представляет собой разложившееся с помощью бактерий органическое вещество, содержащее все необходимые вещества для жизни растений.
Кроме того, почвенные бактерии участвуют в круговороте различных веществ. Например, азота.
Очистка сточных вод. Для очистки сточных вод применяются микроорганизмы, которые в короткие сроки могут перевести большинство органических соединений в неорганические.
Бактерии симбионты. В кишечнике многих животных и человека обитает так называемая микрофлора, которая способна переваривать потребляемую организмом пищу и синтезируют витамины.
Путем брожения человек может получать различные вещества, например, уксусная кислота, силос, спирт, кисломолочные продукты.
Производство антибиотиков. Эти вещества выделяются некоторыми бактериями и грибами. Эти вещества вызывают угнетение жизнедеятельности других бактерий.
Производство кормового белка.
Производство ферментов и генная инженерия. Возможность промышленно производить инсулин, получать спирты, кетоны, органические кислоты, полимерные вещества.
Биологические методы борьбы с вредителями, различные бактерии могут заражать и вызывать гибель вредителей сельского хозяйства.
Царство бактерий. Общая характеристика.
Впервые бактерии увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических существ, он назвал их «анималькули».
Название «бактерии» ввёл в употребление в 1828 году Христиан Эренберг.
Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудахРоберта Коха, который в1905 году был удостоенНобелевской премииза исследованиятуберкулёза.
Бактерии – типичные прокариотические организмы. Бактерии самые древние поселенцы земли, они живут уже два миллиарда лет. Ученым известно около 2 500 видов. Бактерии имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы — прокариоты.
Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз.
Бактерии почти всегда гаплоидны; у них имеется только один набор генов.
Например, в клетках некоторых стафилококков содержится плазмида, несущая ген пенициллиназы – фермента, расщепляющего пенициллин. В результате клетка оказывается устойчивой к пенициллину.
Во время клеточного деления мезосомы, по-видимому, соединяются с ДНК, что обеспечивает разделение двух дочерних молекул ДНК после репликации и способствует образованию перегородки между дочерними клетками.
Рис 1.Деление бактерии
У фотосинтезирующих бактерий в мезосомах содержатся фотосинтетические пигменты (в том числе обязательно бактериохлорофилл). Сходные мембранные образования участвуют и в фиксации азота.
Они служат дополнительной защитой для клеток и для приклеивания к субстратам(например, в стенкам зубов)
Рис 2. Строение обобщенной палочковидной бактерии (типичной прокариотической клетки). Число субклеточных структур у таких бактерий значительно меньше, чем в эукариотической клетке.
Строение клеточной стенки грамположительных (слева) и грамотрицательных (справа) бактерий. При окрашивании бактерий по Граму на этапе обесцвечивания у грамотрицательных бактерии краситель легко вымывается из тонкого слоя муреина.
В 1884 г. датский биолог Кристиан Грам разработал метод окрашивания, с помощью которого было установлено, что бактерии подразделяются на две естественные группы, что, как теперь стало известно, обусловлено различиями в строении их клеточной стенки.
Одни бактерии, окрашивающиеся по Граму, получили названиеграмположительных, другие, не окрашивающиеся, –грамотрицательных.
Бактерии по форме разнообразны: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки).
Некоторые бактерии имеют жгутики.
Рис 4. Различные формы бактерий, проиллюстрированные на примере полезных и болезнетворных представителей.
Некоторые бактерии, главным образом относящиеся к родам Clostridium и Bacillus, образуют эндоспоры (т.е. споры, которые располагаются внутри клеток). Споры представляют собой толстостенные долгоживущие образования, отличающиеся очень высокой устойчивостью, особенно к нагреванию, коротковолновому облучению и высушиванию.
Способы питания бактерий
А)Автотрофы
Автотрофы органические вещества создают сами из неорганических.
Строение цианобактерии Апаbaепа. Клетки могут быть одиночными (Б) или объединенными в колонии (А).
На первом этапе аммиак окисляется до нитрита, что сопровождается выделением энергии. Этот этап осуществляется такими, например, бактериями, как Nitrosomonas. На втором этапе образовавшийся нитрит окисляется до нитрата с высвобождением дополнительной энергии. Этот этап осуществляется, например,Nitrobacter
Сходство и различие фотосинтеза и хемосинтеза
Б)Гетеротрофы
Гетеротрофы получают органические вещества в готовом виде, с пищей. К хемогетеротрофам относится большинство бактерий.
Способы питания хемогетеротрофов:
1. Паразиты –любой организм, живущий внутри тела или на теле другого организма (хозяина), от которого он получает пищу и, как правило, убежище (туберкулёзная палочка, холерный вибрион и т.п.)Паразиты, вызывающие болезни, называютпатогенами.
Одни паразиты, называемые облигатными, могут жить и расти только в живых клетках. Другие, называемыефакультативными, заражают хозяина, вызывают его гибель и затем живут на его остатках как сапротрофы. Паразитические бактерии, или болезнетворные, способны выделять токсины (ядовитые вещества, воздействующие на определенные системы органов).
Болезни, вызываемые бактериями: чума, сибирская язва, дифтерия, сифилис, холера, туберкулёз. Для профилактики бактериальных заболеваний необходим строгий бактериологический контроль, соблюдение правил личной гигиены, предохранительные прививки.
Опасность бактериальных заболеваний была сильно снижена в концеXIX векас изобретением методавакцинации, а в серединеXX векас открытием антибиотиков.
2. Cапрофиты (сапротрофы) – питаются мертвыми организмами (бактерии гниения, бактерии брожения).
3. Cимбионты(мутуалисты) – получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например:
Бактерии освоили все среды обитания.
Они живут практически везде: в почве, в пыли, в воздухе, в воде, на теле животных, внутри живых организмов. Они сохраняют свою жизнеспособность в горячих источниках при температуре 90 градусов С, в нефтяных скважинах на глубине 1 700 метров, на дне океана – глубже 10 километров. Некоторые бактерии выживают после пятидневного кипячения, в условиях вакуума. Многие бактерии могут жить без кислорода. Объяснение: образование покоящихся форм- спор – для переживания неблагоприятных условий.
Размножаются простым делением пополам (бесполое размножение).
Достигнув определенного размера, в бактериальной клетке происходит удвоение генетического материала.
У самых быстрорастущих бактерий деление происходит через
Бактерии способны расти как в присутствии свободного кислорода (аэробы), так и при его отсутствии (анаэробы).
Рис 5.Деление клетки бактерии пополам
Способы получения энергии у бактерий: фотосинтез, дыхание, брожение.
А)Фотосинтез
У одних фотосинтез сопровождается выделением кислорода (оксигенные бактерии), у других нет (аноксигенные фототрофы).
У зеленых бактерий фотосинтетический пигмент находится вхлоросомахи, частично, вклеточной мембране.
Б)Энергетический обмен (дыхание)
Какие процессы происходят на этапах энергетического обмена?
1) Подготовительная стадия энергетического обмена: сложные органические вещества (белки, жиры, углеводы) разлагаются до простых органических веществ (аминокислот, жирных кислот, моносахаров). Энергия, которая при этом выделяется, рассеивается в форме тепла (АТФ не образуется).
2)Гликолиз происходит в цитоплазме. Глюкоза окисляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК), при этом образуется 4 атома водорода и энергия на 2 АТФ.
В бескислородных условиях из ПВК и водорода образуется молочная кислота (молочнокислое брожение), либо спирт и углекислый газ (спиртовое брожение).
3) В присутствии кислорода продукты гликолиза (ПВК и Н) окисляются в митохондриях до углекислого газа и воды, при этом образуется энергия на 36 АТФ.
У бактерий анаэробов диссимиляция протекает только в два первых этапа. III этап (кислородный) не проходит, т.к. нет митохондрий.
С6Н12О6 +2 АДФ+ 2Ф = 2С3Н4О3+2 АТФ+2Н2О
В дальнейшем у бактерий происходит брожение.
В)Типы брожения у бактерий:
1.Спиртовое брожение-из одной молекулыглюкозы в результате получается две молекулы спирта (этанола) и две молекулыуглекислого газа.
2. Молочнокислое брожение, в ходе которогопируватвосстанавливается домолочной кислоты, осуществляютмолочнокислые бактерии.
При сбраживании молокамолочнокислые бактерии преобразуютлактозув молочную кислоту, превращая молоко в кисломолочные продукты (йогурт,простоквашаи др.)
C6H12O6 = 2 CH3CHOHCOOH или С3Н4О3(пируват) + Н= С3Н6О3(лактат)
Молочнокислое брожение лежит в основе силосования (Силосование – способ консервирования зеленого корма без доступа воздуха, при участии молочнокислых бактерий обитающих на поверхности растений), квашения овощей, переработки молока в кисломолочные продукты, сыра, кислосливочного масла и т.п.
Молочнокислые бактерии обитают на поверхности растений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека.