Бактерии — живые организмы
Бактерии — самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение.
Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас еще сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоемов.
Строение бактерий
Большинство бактерий — очень мелкие одноклеточные организмы. Их размеры в десятки раз меньше размеров клеток эукариот. У бактерий в зависимости от их внешнего вида различают несколько форм: одиночные округлые — кокки, сложенные в цепочку — стрептококки, палочковидные — бациллы, спиралевидные — спириллы, в виде запятой — вибрионы и др.
В преобладающем большинстве они имеют вид палочек, толщина которых составляет 0,5-1 мкм, а длина 2-3 мкм. Гигантами считаются бактерии, тело которых в длину достигает 30-100 мкм. Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой — клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придает бактерии постоянную, характерную для нее форму.
Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через нее питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи — капсула.
Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула предохраняет бактерию от высыхания.
Строение и внешний вид бактерии
На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превосходить размеры тела бактерий. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.
Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма.
Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра.
В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информацию бактерии, – нуклеиновая кислота — ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.
Клетки бактерий называют безъядерными. По этому признаку (и ряду других) бактерий относят к прокариотам и отличают от организмов, имеющих оформленное ядро с ядерной оболочкой, – эукариот.
Размножаются бактерии простым делением надвое. Эти дочерние клетки быстро растут и вскоре сами начинают делиться.
В благоприятных условиях бактерии растут и делятся очень быстро. Причем этот процесс может повторяться примерно каждые 20-30 мин. Так что по быстроте размножения бактерии превосходят все другие организмы.
Если запасы питательных веществ истощились, то рост колонии бактерий замедляется и останавливается, но многие бактерии в таких условиях приступают к образованию спор. Споры служат им не для размножения, как у растений, а только для сохранения особей и вида.
Спора образуется их клетки бактерии, вырабатывающей при этом особо плотную оболочку. В итоге споры оказываются очень стойкими к неблагоприятным условиям (высыханию, низким и высоким температурам и пр.
) и сохраняют жизнеспособность сотни и тысячи лет (например, в египетских мумиях, в толщах недр, в трупах мамонтов из сибирской вечной мерзлоты).
Все бактерии в процессе жизнедеятельности выделяют в окружающую среду продукты своего обмена веществ, которые часто тормозят размножение или вызывают гибель других организмов.
Сравнение клеток бактерий и растений
Клетки бактерий похожи на клетки растений: и у тех и у других имеется жесткая клеточная стенка. Некоторые бактерии способны к фотосинтезу. Поэтому очень долго бактерий относили к низшим растениям, и их изучали ботаники.
Но у растительных и бактериальных клеток признаков различия гораздо больше, чем признаков сходства. Клетки растений намного крупнее и сложнее клеток бактерий. В клетке растений цитоплазма постоянно движется, а у бактерий она неподвижна.
В растительной клетке имеются ядро и хлоропласты, окруженные двойной мембраной. У бактерий нет оформленного ядра, поэтому их относят к прокариотам (доядерным).
По своеобразию строения, процессов жизнедеятельности и в связи с огромным разнообразием бактерии представляют собой особое царство живых организмов в надцарстве прокариот.
Бактерии — самая древняя группа живых существ на нашей планете. Клетка бактерий имеет более простое строение, чем клетка растений. В ней нет ядра, и цитоплазма неподвижна. Размножаются бактерии простым делением клетки надвое. Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство — Бактерии.
Источник: http://blgy.ru/biology6/bacteria
Разработка урока по биологии на тему “Бактерии живые организмы”
Тема урока: «Бактерии – живые организмы»
Цели и задачи урока:
-познакомить обучающихся с самой древней группой живых существ – бактериями, а так же
особенности строения, питания, размножения, распространения;
– выявить отличительные черты бактерий от растений;
– раскрыть значение бактерий в природе и жизни человека;
– познакомить со способами применения бактерий в сельском хозяйстве;
– сформировать знания о бактериях – возбудителях болезней, о мерах профилактики инфекционных заболеваний и необходимости соблюдения гигиенических норм и правил в быту;
– вырабатывать умения работать с микроскопом;
Тип урока – комбинированный.
Оборудование:
-мультимедийная презентация к уроку;
– микроскопы
– предметные и покровные стекла, салфетки;
– культура сенной палочки;
– таблица «Строение бактерий»;
Ход урока.
I. Организационный момент.
-
Сообщение темы и целей урока.
Сегодня на уроке нам предстоит познакомиться с самыми древними обитателями нашей планеты. С бактериями.
В ходе изучения темы «Бактерии – живые организмы»
Мы познакомимся со строением бактериальной клетки; формами бактерий; распространением бактерий на планете; о способах питания, дыхания, существования бактерий в неблагоприятных условиях бактерий, а так же значение бактерий в природе и жизни человека.
Около 5 млрд. лет назад, на Земле было пустынно. Над пустынными просторами без конца и без края ползли низкие зеленые (от избытка хлора в воздухе) тучи и почти не переставая , лили горячие дожди. Неделями, месяцами, годами заливали они равнины, пологие холмы и дымившиеся сопки вулканов.
Из края в край гулял по Земле ветер, встречая на своем пути только камень. Лишь временами раздавался клекот огненных лав, с шипением изливавшихся и застывающих. В разводьях туч изредка появлялось мутное, зеленоватое солнце. Оно отражалось в мелких озерах-морях, которые можно было перейти вброд.
Только некому было ни ходить, ни летать, ни ползать – ничего живого не было на Земле, опаленной, темной, с ядовито- кислой водой, с ядовитым воздухом. И долго еще планета была безжизненной и пустынной. Миллионы и миллионы лет прошли, прежде чем в раннем докембрии, около 3,5 – 3,8 млрд.
лет назад, появились бактерии, а затем и сине- зеленые водоросли, производительницы свободного кислорода.
Итак, они появились….. Бактерии господствовали на Земле около 2 миллионов лет прежде, чем появились другие организмы. Пройдя такой длинный эволюционный путь, они до сих пор являются процветающей группой организмов.
– Где можно встретить бактерии?
В настоящее время их можно встретить практически везде. Даже там, где другие живые организмы выжить не могут. Их находят в струях гейзеров с температурой около 105 С, в вечной мерзлоте Арктики, где они пробыли 2-3 млн. лет. В океане, на глубине 11 км. , на высоте 41 км в атмосфере, в недрах земной коры на глубине нескольких километров.
Бактерии прекрасно чувствуют себя в воде, охлаждающей ядерные реакторы; остаются жизнеспособными, получив дозу радиации, в 10 тыс. раз превышающую смертельную для человека.
Они выдерживали двухнедельное пребывание в глубоком вакууме, не погибали в открытом космосе, помещенные на 18 часов, под смертоносным воздействием солнечной радиации.
Бактерии освоили все сферы жизни (водную, наземно-воздушную, почву, организмы других животных) и живут в организмах растений и животных.
1.- Почему бактерии, являясь одними из древних на Земле, пройдя длинный эволюционный путь, широко распространены и существуют на ряду с высокоорганизованными организмами?
2.- Возможно ли существование современной биосферы и человека в ней без бактерий?
-
Решение познавательных задач.
Изучение нового материала.
– Как вы думаете, сколько живых организмов находится сейчас в кабинете?
– Сколько бактерий находится в кабинете?
– Почему нельзя назвать их точное число?
(Они являются невидимыми, в связи с тем, что имеют микроскопическое строение)
1. Строение бактерий.
Бактерии – это примитивные одноклеточные организмы, имеющие микроскопические размеры. Давайте познакомимся с их строением.
Величина бактерий измеряется в микрометрах (мкм).
Снаружи многие бактерии одеты в капсулу. Она подобна домику чехлу. Можно растворить капсулу, но бактерия останется живой и отрастит себе новую.
Бактериальная клетка окружена плотной клеточной стенкой, благодаря которой она сохраняет постоянную форму. Прочность клеточной стенке придает муреин, который характерен только для бактерий и не встречается в растительных и животных клетках.
В цитоплазме располагается ядерное вещество, так как оформленного ядра у бактерий нет.
Поэтому бактерии относятся к Прокариотам (безъядерным).
Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков. Жгутик может вращаться со скоростью 3000 об/ мин. Скорость высокая, если сравнивать со скоростью передвижения человека. Человек, передвигаясь с такой скоростью проходил бы за час 20 – 30 км., а не 4-5 км.
(Задание в тетради №1. Подписать основные органоиды бактериальной клетки).
2. Рассматривание бактериальной клетки под микроскопом.
Лабораторная работа.
Инструктаж по технике безопасности. (на парте).
Рассмотреть и зарисовать бактерию.
3. Многообразие форм бактерий.
С/ работа с текстом учебника. Выполнение задания в тетради №3.
4. Дыхание бактерий.
Дыхание бактерий осуществляется следующими способами: с использованием кислорода воздуха (аэробное) и есть бактерии, которым кислород воздуха не нужен (анаэробное).
Заполните схему в тетради №4
5. Что и как «едят» бактерии?
Способы питания бактерий столь же разнообразны, как и условия их жизни. Пожалуй, нет такого органического вещества, которое не пошло бы в пищу тем или иным бактериям. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы питаются в процессе фотосинтеза (фототрофы). Только кислород в отличие от растений они не выделяют. Некоторые питаются малосъедобными веществами, как аммиак, соединения железа, серы. Они получают необходимую энергию, окисляя неорганические вещества (хемотрофы).
Заполните схему в тетради №5.
6. Размножение бактерий.
Размножаются простым делением надвое. Каждые 20 минут в благоприятных условиях количество бактерий удваивается.
Если, например, в организм человека попала всего одна бактерия, то через 12 часов их может стать уже несколько миллиардов.
При такой скорости размножения потомство от одной бактерии за 5 суток может образовать массу, которая может заполнить за 5 суток все моря и океаны. Но этого не происходит.
– Как вы думаете почему?
Оказывается, большинство бактерий погибает под действием солнечного света, высушивании, недостатке пищи, нагревании, под действием дезинфицирующих средств. На этом основаны и методы борьбы с бактериями.
7. Спорообразование.
В неблагоприятных условиях (при недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) цитоплазма бактериальной летки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки, округляется и образует внутри нее на своей поверхности новую, более плотную оболочку. Такую бактериальную клетку называют спорой.
Споры некоторых бактерий сохраняются очень долго в самых неблагоприятных условиях. Они выдерживают высушивание, жару и мороз, не сразу погибают даже в кипящей воде. Споры легко разносятся ветром, водой. Живые споры находили в вечной мерзлоте.
В «Фаусте» Мефистофель говорит о неистребимости жизни:
……все в мире так ведется,
Что в воздухе, в воде и на сухом пути,
В тепле и в холоде зародыш разовьется;
Один огонь еще, спасибо, остается,
А то б убежища, ей – богу, не найти.
Их много в воздухе и в почве. В благоприятных условиях спора прорастает и становится жизнедеятельной бактерией.
Споры бактерий – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.
Заполните схему в рабочей тетради.
8.Значение бактерий в природе и жизни человека.
(Работа в группах).
1-я группа. «Роль бактерий в круговороте веществ».
В природе постоянно происходит гибель живых организмов. Почему же планета не превращается в гигантское кладбище неразложившихся трупов? Кроме того, живые организмы накапливают в своем теле различные химические элементы. Существуют данные, что если не будет происходить круговорот веществ, то жизнь в океане прекратится приблизительно через 2 тысячи лет, а на суше через 60-100 лет.
Так вот, главная роль в разложении органических веществ, принадлежит бактериям и грибам. Они могут разлагать органические вещества, отмерших организмов до минеральных веществ, которые могут использовать растения. Бактерии тем самым расчищают дорогу для новой жизни.
Большинство процессов, происходящих в почве, носит биологический характер, то есть связано с жизнедеятельностью бактерий. Об этом свидетельствует огромное число бактерий в почве. Так, в бедных тундровых и песчаных почвах их насчитывается до 500 млн. бактерий в 1 грамме, а в слабоподзолистых – до миллиарда, а в черноземах – от 2 миллиардов и выше.
Общий вес микробов в пахотном слое 1 гектара достигает 4-5 тонн. Любой комочек почвы, богатый перегноем, это крохотный мир деятельности бактерий.
Вывод: бактерии разлагают органические вещества до минеральных, способствуют круговороту веществ, без чего жизнь на Земле была бы не возможной.
2 –я группа. Клубеньковые бактерии (симбиоз с бобовыми растениями).
Улучшая качество почвы, человек использует органические и минеральные удобрения. Есть и третий тип удобрений – зеленое . Его использовали еще в Древней Греции и Древнем Риме.
Там на зеленые удобрения сеяли озимую рожь и горчицу. В Древнем Египте как зеленое удобрение сеяли клевер. В современной агротехнике используют севообороты.
Обязательно высевают на полях раз в 3-4 года растения семейства Бобовых.
Много клевера сортов:
Белый, желтый, красный…
Сладок запах их цветов
В летний полдень ясный.
В них сокрыт обильный мед,
Вкусный и душистый.
И не даром жадно льнет
Шмель к ним волосистый.
Земледельцу клевер – клад.
Дар чудесный неба.
И везде его велят
Сеять возле хлеба.
Ничего от почвы он
Даром не похитит
Ею вскормлен и взращен,
И ее насытит.
Оказывается, несмотря на огромное количество азота в атмосфере (78%) растения, так нуждающиеся в этом химическом элементе, не могут его усвоить. В этом им могут способствовать бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Их так и называют – клубеньковые. Эти бактерии выделяют азотистые соединения, которые используют растения.
От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Связь, которая возникла между этими организмами, полезна им обоим минеральные соли. Бобовые растения (вика, клевер, горох, фасоль, люцерна) накапливают азот в своих телах и обогащают почву азотом. Хороший клевер накапливает за лето 150 кг азота на гектар.
Вот почему эти растения могут использоваться как зеленое удобрение.
Вывод: Бактерии улучшают качество почвы, повышают ее плодородие.
Группа 3. Бактерии и продукты питания.
Кисломолочные продукты не только можно, но и нужно употреблять. Вроде бы испорченный продукт через некоторое время вдруг приобретает совершенно новый вкус и приятный аромат. Люди давно заметили это свойство молока и употребили его себе во благо.
Русские издавна готовят простоквашу и варенец, грузины – мацони, казахи – кумыс, украинцы – ряженку, болгары – йогурт. Все это кисломолочные продукты. В качестве заквасок используют чистые культуры молочнокислых бактерий. Занимаясь проблемами долгожительства, И.И.
Мечников в начале 20 века пришел к выводу, что одной из причин преждевременного старения является постоянное отравление организма продуктами распада пищи.
Молочно-кислые бактерии выделяют кислоту, которая подавляет жизнедеятельность гнилостных бактерий, а это прямой путь к долголетию.
Вывод:
Кисломолочные продукты не только можно, но и нужно употреблять.
Группа 4 – 5. Бактерии возбудители многих болезней.
Такие бактерии называются патогенными. Бактерии могут вызывать заболевания растений, животных, человека. У человека бактерии вызывают такие заболевания как ангина, тиф, холера, дизентерия, столбняк, туберкулез, и другие, всего около 200.
В летописях средних веков описаны страшные картины свирепствования чумы. Чума известна с глубокой древности. В 4- веке в Византийской империи чума продолжалась 50 лет и унесла 100 миллионов человек.
От чумы в16- веке в Европе погибло четверть населения – 10 миллионов человек. Чуму называли черной смертью. Ее эпидемии производили трагическое опустошение. Они вызывали отчаяние и ужас у людей, беспомощных перед неминуемой смертью.
Так описывает «черную смерть»
А. С. Пушкин в «Пире во время чумы.»
Царица грозная чума
Теперь идет на нас сама
И льстится жатвою богатой;
И к нам в окошко день и ночь
Стучит могильною лопатой…
Что делать нам? и чем помочь?
Города и селения вымирали, на улицах можно было только могильщиков.
Со временем люди научились бороться со многими болезнями. Зная причины болезни и пути заражения можно обезопасить себя. В настоящее время проводят специальные мероприятия для предупреждения заразных заболеваний. Людей заболевших бактериальным заболеванием лечат в больницах.
Сап.
Опасная инфекционная болезнь, возбудителем которой являются палочковидные бактерии. В нашей стране отдельные случаи сапа встречаются только у лошадей.
Человек может заразиться при соприкосновении с больными животными, их трупами, шерстью, подстилкой. Возбудитель может проникнуть через микротравмы на коже, слизистой с грязных рук.
Летальность при острой форме, в отсутствии лечения, составляет 100%.
Столбняк.
Острая раневая инфекция животных и человека. Бацилла столбняка. Столбнячная палочка живет в кишечнике животных и человека. С фекалиями они попадают в почву и образуют там споры. Споры устойчивы к любым воздействиям. В высушенном виде сохраняются до 11 лет, при кипячении погибают через 1-3 часа. Человек заражается через поврежденные кожные покровы.
Ботулизм.
Острое тяжелое пищевое отравление людей и животных, вызываемое токсинами бактерий, характеризуется параличом глотки, языка и нижней челюсти. Возбудители болезни анаэробные спорообразующие бактерии клостридии.
Практически все продукты, загрязненные почвой, содержат возбудителей ботулизма, но заболевание возникает в том случае, если перед употреблением продукты хранились в анаэробных условиях без достаточной термической предварительной обработки ( консервы, копченые, вяленые мясные и рыбные изделия).
Вывод: Существует огромное количество патогенных бактерий.
Поэтому человеку нужно внимательнее относиться к своему здоровью, к продуктам питания.
Группа 6. Бактерии помощники.
Некоторые бактерии принимают участие в образовании таких полезных ископаемых, как сера, фосфор, каменный уголь, нефть.
Используются человеком для очистки сточных и технических вод.
Используют при производстве кормовых белков.
У личинок сверчков, мух, мошек и у многих других жуков бактерии наполняют слепые выросты кишечника – своего рода «бродильные чаны»: пища в них действительно бродит. Бактерии разлагают клетчатку – основное вещество, из которого состоит всякое растение. И то, что в « бродильном чане» после этого остается, всасывает кишечник насекомого.
Ежегодно в клиниках всего мира хирурги, спасая заболевших аппендицитом, удаляют около 200 тысяч человеческих аппендиксов. Ведь аппендиксы- червеобразные отростки слепых выростов кишечника воспаляются, когда в них попадает что-нибудь труднопереваримое. В них поселяются бактерии, разлагающие клетчатку. Поэтому все растительноядные имеют большие аппендиксы.
Вывод: бактерии играют положительную роль в жизни многих живых организмов, принимают участие в образовании полезных ископаемых.
Используются человеком для очистки сточных и технических вод.
Используют при производстве кормовых белков.
Какие правила гигиены нужно соблюдать, чтобы избежать заражения инфекционными заболеваниями?
– Мыть руки перед едой, после посещения туалета.
– Мыть овощи и фрукты.
– Следить за чистотой тела.
– Делать профилактические прививки.
Всегда ли вы соблюдаете правила гигиены?
А) всегда Б) часто В) изредка Г) никогда.
Попробуем доказать необходимость мыть руки перед едой.
Для опыта возьмем 2 чашки Петри с питательной средой из картофеля.
К одной чашке прикоснемся пальцами немытой руки, а к другой пальцами вымытой руки. Поместим их в теплое место на несколько дней. Затем сравним результаты.
V. Закрепление изученного материала.
1. Тестирование (взаимопроверка).
2. Игра «Выбери меня».
Перед вами чудо-стол – выберите продукты, которые имеют отношение к нашему уроку. И объясните почему.
(На столе: квашеная капуста (молочная кислота, которая образовалась в результате деятельности молочнокислых бактерий, предохраняет капусту от разложения, гниения)
Кефир, йогурт ( результат деятельности молочнокислых бактерий)
Горох, бобы (клубеньковые бактерии, поселяясь на корнях бобовых растений, усваивают азот из воздуха, после отмирания корней обогащают почву азотом)
3. Кроссворд.
Ответы:1- бациллы, 2- анаэробы, 3- кокки, 4- автотрофы, 5- гетеротрофы, 6- спора, 7- вибрионы (БАКТЕРИИ)
Источник: https://infourok.ru/razrabotka-uroka-po-biologii-na-temu-bakterii-zhivie-organizmi-1390944.html
Бактерии – живые организмы, как и простейшие, грибы и водоросли
Так что же это за загадочные звери, которыми нас усиленно пугают? Бактерии – это действительно живые организмы, существующие бок о бок с нами.
Они есть в земле, в воде, в воздухе, в растениях, внутри и снаружи всех живых организмов. Главные признаки любого живого организма – изменчивость и наследственность.
У бактерий за наследственность отвечают ДНК или РНК, которые содержатся в единственной молекуле с простым строением – хромосоме.
Немного истории
Бактерии появились на нашей планете несколько миллиардов лет назад, и царили на ней безраздельно в течение примерно одного миллиарда лет. Для сравнения, история человечества насчитывает всего сотни тысяч лет (даже не миллионы). За этот немаленький период микробы научились разнообразить свое строение и приспосабливаться к различным, порой весьма агрессивным, условиям окружающей среды.
На полюсах нашей планеты в глубине ледников ученые находят микроорганизмы, застрявшие там несколько миллионов лет назад и до сих пор способные жить. В глубинах океанов, под чудовищным давлением воды, в горячих источниках тоже существуют живые бактерии.
Не так давно эти простейшие организмы были обнаружены в подводных горячих источниках с температурой воды, превышающей точку кипения.
Это тем более удивительно, что современная наука была уверена, что молекула ДНК (а именно она является основой строения этих простейших микроорганизмов) разрушается уже при нагревании до 80 градусов.
В условиях агрессивной среды микроорганизмы умеют «закукливаться», впадать в спячку на огромный срок. С изменением условий микробы открывают глазки, снимают пижаму и, засучив рукава, приступают к работе. Не исключено, что сама жизнь появилась на нашей планете благодаря живым бактериям, заключенным внутри метеоритов, долетевших к нам из глубин космоса.
Немного науки
До изобретения микроскопа люди даже не подозревали о существовании мельчайших живых организмов. Поэтому они не могли понять той опасности, которую несут бактерии и вирусы. Лекари того времени не утруждали себя даже мытьем рук перед проведением хирургических операций. Пациенты частенько выживали не благодаря, а вопреки лечению.
Получив в свое распоряжение современнейшее по тем временам оборудование – микроскоп, голландский ученый Антони ван Левенгук первым рассмотрел микробы.
Сотню лет спустя француз Луи Пастер обнаружил связь микроорганизмов с распространением инфекционных заболеваний и порчей пищевых продуктов. Он же разработал процесс обработки молока без кипячения для уничтожения живых микробов.
Все молочные продукты в наших магазинах обязательно подвергаются пастеризации.
Микроорганизмы – кем или чем они являются?
Изучением бактерий, вирусов и водорослей, их строения занимается микробиология, которая сформировалась во второй половине 19 века как наука о возбудителях болезней, то есть как раздел медицины.
Основы этой науки заложили известные ученые того времени – Паскаль, Мечников, Кох, Эрлих и другие.
Последующие полтора столетия наука стремительно развивалась, от основного течения отделились в самостоятельные отрасли биотехнология и генная инженерия.
Микроорганизмами (или микробами) считают все живые организмы, которые не фиксируются невооруженным глазом, то есть попросту являются невидимыми. Современная наука разделяет микроорганизмы на три домена (области, уровня):
- вирусы;
- простейшие и грибы;
- истинные бактерии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, риккетсии, актиномицеты.
Такие простые и сложные микробы
Бактерии отличаются от простейших, грибов и водорослей тем, что они не имеют ядра. Эти одноклеточные организмы могут образовывать группы сходных по характеристикам клеток. Такие группы отличаются по происхождению и способу воздействия на организм. Например:
- Культура в микробиологии – совокупность бактерий, выращенная на питательной среде и заметная невооруженным глазом, то есть группа появилась в одном месте и в одно время.
- Штамм – группа бактерий одного вида, полученных в разное время из разных источников или одного источника, например, штамм одной болезни, полученный от разных людей.
Благодаря такой способности бактерий объединяться в группы, ученые имеют возможность изучать и «приручать» живые микроорганизмы.
По характерной форме бактерии разбиты на группы:
- шарообразные (кокки),
- палочковидные (бациллы),
- изогнутые (вибрионы),
- спиральные (спириллы).
Загадочные стрептококки – это кокки, соединенные цепочкой. А если они объединятся в гроздь – получится стафилококк.
Каждая клетка бактерий делится один раз приблизительно в 20 мин. Их количество быстро стало бы непредставимым, если бы мудрая природа не позаботилась о балансе сил – микробы погибают от прямых солнечных лучей примерно через три часа. Еще один способ избавиться от микробов – обработать паром температурой +120°С в течение 20 минут.
Далеко не всегда микроорганизмы нужно уничтожать. Они помогают усовершенствовать и разнообразить нашу жизнь. Они являются нашими помощниками в различных областях: от пищевой промышленности (кисломолочные продукты, консервы) до биотехнологии. В медицине живые бактерии являются помощниками в получении антибиотиков, витаминов, аминокислот.
Что такое бактериальные споры
Бактерии неимоверно живучи. Споры – это клетки микробов в состоянии анабиоза, они образуются в результате неблагоприятных условий и дают возможность микроорганизмам пережить тяжелые времена. Спорообразующие палочки называются бациллами, но это не способ размножения, а метод выживания в плохих условиях. Увеличения количества клеток при выходе из анабиоза не происходит.
Для выхода из спячки бактериям нужны определенные условия. Для одних это — воздух и органика для еды, но есть и такие, которые создают органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые водоросли и цианобактерии. Только благодаря этим маленьким героям на планете появился кислород, а следом за ним и жизнь.
Что мы знаем о вирусах?
Большинство живых организмов, от микробов до синего кита, состоит из клеток. Однако есть исключение – вирусы и фаги, которые являются доклеточными. Самая главная их особенность – вирусы паразитируют на клетках, то есть самостоятельно выжить не могут. Основные характеристики вирусов:
- Размеры сопоставимы с большой молекулой белка.
- Строение тоже имеет отличия. В них содержится только один тип нуклеиновой кислоты – ДНК (дезоксирибонуклеиновая) или РНК (рибонуклеиновая). Среди остальных живых существ абсолютно все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК.
- Отсутствует обмен веществ, они питаются и размножаются, используя клетку-хозяина.
- Без клетки не существуют, поэтому в лаборатории вырастить их невозможно. Вирусам подавай живые клетки, причем только определенные.
На данный момент различают около тысячи различных вирусов, паразитирующих на всем, что состоит из клеток, в том числе и на нас с вами.
Результатом жизнедеятельности и размножения вируса нередко становится гибель клетки, что ведет за собой возникновение болезни. У человека вирусы отвечают за следующие заболевания:
- свинка,
- корь,
- полиомиелит,
- ВИЧ-инфекция,
- грипп,
- бешенство,
- оспа,
- некоторые онкологические болезни,
- энцефалит.
Вирусы могут передаваться по воздуху, при контакте с больным, через укус насекомого, половым путем или проникать в организм вместе с пищей.
Однако не все так плохо. Попадая в организм, вирус не обязательно тут же начинает действовать, он может существовать в неактивном состоянии довольно долго, возможно, бесконечно долго.
Дело в том, что вирусы очень избирательны и будут терпеливо ожидать подходящих для себя условий – искать нужную клетку.
Только предварительно ослабленный организм подвергнется немедленной атаке – еще один существенный довод трепетно сохранять свое здоровье.
Простейшие и грибы
Грибы относят к группе эукариотов (эу – истинный, карион – ядро), то есть к организмам, имеющим клеточное ядро. Грибы по размерам больше бактерий, иногда значительно, и имеют более сложное строение.
Клетки, соединенные в линию или нить, называют гифами. Совокупность таких нитей и есть мицелий, или грибница. Размножение организмов идет либо почкованием, либо спорами.
В отличие от бактерий, грибам споры нужны для размножения, и поэтому они не так хорошо защищены, как бактериальные.
Грибы не умеют синтезировать органику – им нужна готовая пища. Они могут есть растения, насекомых, животных, человека и, конечно же, любые продукты. Тот кусочек колбаски, который завалялся в вашем холодильнике, тоже подойдет.
Плесневые грибы будут в восторге от такого подарка. Мукоровые грибы образуют на продуктах белый пушистый налет или «мягкую гниль» на овощах и фруктах.
Некоторые виды способны вырабатывать даже токсичные вещества, опасные для человека.
Однако, наравне с «плохими» свойствами, грибы обладают и достоинствами – их используют в медицине (добывают пенициллин), в пищевой промышленности (производство сыров) и других отраслях.
Отдельно стоят дрожжи – микроскопические одноклеточные грибы, структурой напоминающие бактерию. Они часто встречаются в природе в «диком» виде, а без «одомашненных» дрожжей невозможно себе представить ни одной цивилизации. На определенном периоде развития люди обязательно начинали использовать дрожжи для производства хлеба, вина и, немного позже, спирта.
Наши «родные» микробы
Медицинская микробиология изучает микроорганизмы – как нормальную микрофлору организма, так и возбудителей болезней.
Организм человека и населяющие его живые микроорганизмы – это единая экосистема. Количество бактерий, живущих на коже и слизистых человека, в несколько раз больше числа собственных клеток тела, и это нормальное состояние организма. Микрофлора создает тонкую биопленку, покрывающую все поверхности тела, в которой живут бактерии. У каждого человека свой состав биопленки. Он зависит от:
- возраста, пищевого рациона;
- условий работы и внешней среды;
- перенесенных болезней;
- травм и стрессов.
Пришлые, чужие микроорганизмы могут оказаться болезнетворными или патогенными. Продукты их жизнедеятельности разрушают клетки и ослабляют организм человека.
Наиболее страшные из них – возбудители чумы, сибирской язвы, туляремии, а также бактерии-пневмококки.
Кроме того, патогены, как и вирусы, передаются по воздуху (туберкулез, коклюш), с пищей (тиф, дизентерия, холера), половым путем (гонорея, сифилис).
Однако в теле человека есть органы, свободные от бактерий:
- головной и спинной мозг;
- все внутренние органы;
- альвеолы легких;
- кровь, лимфа;
- внутреннее и среднее ухо.
Это объясняет, почему любая царапина, не говоря уже о серьезных травмах, может вызвать печальные последствия – бактерии и вирусы находят открытую дверь во внутренний мир человека и с радостью устремляются туда. В здоровом состоянии кожа выступает защитным барьером и пресекает подобные безобразия.
Микроорганизмы первыми населили нашу планету и неустанно трудились миллиарды лет, подготавливая для нас комфортные условия. Именно им мы обязаны самой возможностью своего существования.
Но бактерии для нас – не только заботливые няньки, но и строгие учителя. За любой ошибкой тут же последует наказание. Например, не вымыл руки – заболел, съел несвежее – занимаешь туалет дольше обычного.
Таким нехитрым методом кнута и пряника микробы учат нас вести правильный образ жизни и беречь свое драгоценное здоровье.
Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/vital-functions/bakterii-zhivye-organizmy.html
Царство Бактерии
Настоящие бактерии. “Это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. По причине микроскопических размеров клеток от 0,1 до 10—3 0 мкм бактерии получили название микробов или микроорганизмов.
Бактерии живут в почве, воде, воздухе, снегах полярных областей и горячих источниках, на теле животных и растений и внутри организма. Особенно много их в почве — от 200—500 млн. до 2 млрд. и более особей в 1г в зависимости от типа почвы.
По форме и особенностям объединения клеток: различают несколько морфологических групп бактерий: шаровидные (кокки), прямые палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спирально изогнутые (спириллы) и др. Кокки, сцепленные попарно, получили название диплококки, соединенные в виде цепочки — стрептококки, в виде гроздей —стафилококки и др. Реже встречаются нитчатые формы (рис. 5.1).
Строение клетки. Клеточная стенка придает бактериальной клетке определенную форму, защищает ее содержимое от воздействия неблагоприятных условий среды и выполняет ряд других функций.
Основу клеточной стенки бактерий (как и всех прокариот) составляет особое вещество — муреин (полисахарид в соединении с несколькими аминокислотами).
Многие виды бактерий окружены слизистой капсулой, которая служит дополнительной защитой для клеток.
Рис: 5.1.
Бактерии (а) и цианобактерии (б): 1,2 — бациллы; 3 — спирохеты; 4 — кокки; 5 — спириллы; 6 — вибрионы; 7 — стрептококки и диплококки; 8 — сарцины; 9 — нитевидные формы; 10 — жгутиковые формы; 11—реснитчатые формы; 12 — хроококк; 13 — нить ностока с гетероцистами (указаны стрелками); 14 — осциллатория (справа в увеличенном виде).
Бактерии часто снабжены органоидами движения — жгутиками (от 1 до 50). У одних бактерий они расположены на одном конце клетки, у других — на двух или на всей поверхности. Способ расположения жгутиков является одним из характерных признаков при классификации подвижных форм бактерий.
Плазматическая мембрана по структуре и функциям не отличается от мембраны эукариотической клетки. У некоторых бактерий плазмалемма способна образовывать впячивания внутрь цитоплазмы, называемые мезосомами.
На складчатых мембранах мезосом находятся окислительно-восстановительные ферменты, а у фотосинтезирующих бактерий — и соответствующие пигменты (в том числе бактериохлорофилл), благодаря чему мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов и других органелл, а также участвовать в фиксации азота.
В цитоплазме имеется около 20 тыс. рибосом и одна крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, длина которой в 700 или тысячу раз превышает длину самой клетки. Кроме того, у большинства видов бактерий в цитоплазме имеются еще и мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Мембранные структуры (органеллы), характерные для эукариотических клеток, у бактерий отсутствуют.
У ряда водных и почвенных бактерий, лишенных жгутиков, в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные — передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки — это полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера.
Большинство бактерий бесцветны, и только некоторые (зеленые и пурпурные) содержат в цитоплазме пигменты, подобные зеленому хлорофиллу и красному фикоэритрину.
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.
Размножение. Бактерии размножаются путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) молекулы 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.
Значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве. Роль бактерий в биосфере велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ отмерших растений и животных.
Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ, без которого была бы невозможна жизнь на Земле.
Бактерии вместе с грибами и лишайниками разрушают горные породы, участвуя тем самым в начальных стадиях почвообразовательных процессов.
Особую роль в природе играют бактерии, способные связывать свободный молекулярный азот, недоступный для высших растений. К этой группе относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Проникая через корневой волосок в корень, они вызывают сильное разрастание клеток корня, имеющее форму клубеньков.
На первых порах бактерии живут за счет растения, а затем начинают фиксировать азот с последующим образованием аммиака, а из него — нитритов и нитратов. Образовавшихся азотистых веществ достаточно и для бактерий, и для растений. Кроме того, часть нитритов и нитратов выделяется в почву, повышая ее плодородие.
Количество фиксируемого азота клубеньковыми бактериями может достигать 450—550 кг/га в год.
Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных молочных продуктов (сметаны, простокваши, масла, сыра и др.). Они же способствуют консервированию продуктов.
Бактерии широко используются в современной биотехнологии для промышленного получения молочной, масляной, уксусной и пропионовой кислот, ацетона, бутилового спирта и т. д. В процессе их жизнедеятельности образуются биологически активные вещества — антибиотики, витамины, аминокислоты.
Наконец, бактерии являются объектом для исследований в области генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др.
Отрицательная роль принадлежит болезнетворным, или патогенным, бактериям. Они способны проникать в ткани растений, животных и человека и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма.
Такие болезнетворные бактерии, как возбудитель чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмококки в организме животных и человека устойчивы против фагоцитоза и антител.
Известен целый ряд других болезней человека бактери-ального происхождения, которые передаются воздушно-капельным путем (бактериальная пневмония, туберкулез, коклюш), через пищу и воду (брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, холера), при половом контакте (гонорея, сифилис и др.).
Бактерии могут поражать и растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.). Бактериозы довольно часто встречаются у картофеля, томатов, капусты, огурцов, свеклы, бобовых культур, плодовых деревьев.
Сапротрофные бактерии вызывают порчу продуктов питания.
При этом наряду с выделением углекислого газа, аммиака и энергии, избыток которой вызывает нагревание субстрата (например, навоза, влажного сена и зерна) вплоть до его самовоспламенения, происходит образование и ядовитых веществ.
Поэтому для предотвращения порчи пищевых продуктов человек создает условия, при которых бактерии в значительной мере теряют способность к быстрому размножению, а иногда и погибают.
Широко распространенными методами борьбы с бактериями являются: высушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна; их охлаждение и замораживание в холодильниках и ледниках; маринование продуктов в уксусной кислоте; высокая концентрация сахара, например при изготовлении варенья, вызывает плазмолиз в клетках бактерий и нарушает их жизнедеятельность; засолка. При засолке огурцов, помидоров, грибов, квашении капусты за счет деятельности молочнокислых бактерий создается кислая среда, угнетающая развитие бактерий. На этом основано консервирование продуктов питания и силосование кормов.
Для уничтожения вегетативных форм бактерий и сохранения молока, вина, фруктовых соков и других продуктов применяется метод пастеризации—нагревание до 65°Свтечение 10—20 мин, а для очищения среды от спорообразующих бактерий наиболее эффективен метод стерилизации -— кипячение и повышенное давление в автоклавах.
Высокая температура вызывает денатурацию белков и гибель всех бактериальных клеток. Помимо этого в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве для дезинфекции, т. е.
для уничтожения патогенных микроорганизмов, используются йод, пероксид водорода, борная кислота, марганцевокислый калий, спирт, формалин и другие неорганические и органические вещества.
Цианобактерии. Это микроскопические одноклеточные, колониальные и многоклеточные (нитчатые) организмы различной морфологической структуры (см. рис. 5.1). У ряда нитчатых циа-нобактерий имеются гетероцисты — специализированные клетки с сильно утолщенными бесцветными двухслойными оболочками, принимающие участие в процессах размножения и фиксации атмосферного азота.
В цитоплазме расположены фотосинтезируюшие мембранные структуры и пигменты: хлорофилла, каротиноиды и фикобилины.
Последние поглощают свет в области длины волны 540—630 нм, которая другими фототрофными организмами используется в меньшей степени.
Благодаря такому разнообразию пигментов ци-анобактерии способны к поглощению световых волн различной длины и могут обитать на больших глубинах морей и океанов.
Процессы фотосинтеза у цианобактерий и эукариотных организмов осуществляются сходным образом. Основным запасным углеводом у них является гликоген.
Размножаются цианобактерии только бесполым путем.
Цианобактерии распространены в пресных и соленых водах, на поверхности почвы, на скалах, в горячих источниках, входят в состав лишайников.
Они обогащают почву органикой и азотом, являются кормом для зоопланктона и рыб, используются для получения ряда ценных веществ, продуцируемых ими в процессе жизнедеятельности (аминокислоты, витамин В12 пигменты и др.
) Отдельные виды цианобактерий (например, носток, спирулина) могут применяться в пищу.
В период массового размножения цианобактерий в водоемах (так называемого «цветения воды») происходит процесс их гниения: вода приобретает неприятный запах и становится непригодной для питья, наблюдается массовая гибель (замор) рыбы. При цветении воды на поверхности часто образуется маслянистая грязно-зеленая пленка, состоящая из отмерших цианобактерий.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов “Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы”
Источник: http://sbio.info/materials/orgbiol/orgprokariot/70
Ответы@Mail.Ru: какие 4 царства живых организмов существуют
Бактерии и вирусы не имеют оформленного клеточного ядра, поэтому их объединяют в одно надцарство, называемое надцарством прокариотов (от лат: pro – до, перед и karyon – ядро). Исторически и структурно прокариоты образуют первый (низший) эшелон жизни на Земле, или жизнь в её непосредственной форме.
Живые организмы, составляющие три других царства, – растения, грибы и животные – имеют оформленное клеточное ядро, по причине чего их также объединяют в одно надцарство, называемое надцарством эукариотов (от лат: eu – хорошо, полностью и karyon – ядро). Эукариоты представляют собой второй (высший) эшелон жизни на Земле.
Осуществляемый ими процесс жизни опосредован деятельностью организмов-прокариотов. Прокариоты Надцарство прокариотов производит жизнь в её непосредственной форме. Оно включает в себя, как было уже сказано, два царства живых организмов: бактерии, вирусы. Различие между ними состоит в том, что бактерии синтезируют живое вещество, а вирусы его разрушают. Царство бактерий §458.
В царство бактерий входят: настоящие бактерии (эубактерии), цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и археобактерии. Все они являются одноклеточными организмами, которые существуют как в виде отдельных особей, так и в виде колоний. Поскольку они действуют на атомном уровне обмена с окружающей средой, то имеют микроскопические размеры.
В среднем они в 1000-10000 раз меньше размеров клеток многоклеточных организмов. Сколько всего бактерий существует на планете, не поддаётся счёту. В 1 г почвы их содержится до 100 млн, а в 1 куб. см. молока – до 3 млрд. Биосферная функция бактерий состоит в том, что они находятся на переднем крае взаимодействия живого вещества с неорганическим веществом планеты.
Именно бактерии вовлекают девственную неорганику в биохимический процесс. Они обитают выше всех и ниже всех, при самых высоких и самых низких температурах. Первыми заселяют вулканические лавы и пепелища костров, омертвевшие водоёмы и упавшие на землю метеориты.
Бактерии извлекают из неорганической среды все необходимые для жизни элементы и синтезируют из них первичные органические соединения. Они разлагают углекислый газ и воду, “грызут” гранит и базальт, расщепляют растворённые в воде минералы. Бактерии единственные способны поглощать находящийся в свободном состоянии атмосферный азот и приводить его в связанное состояние.
Все другие царства живых организмов получают доступ к азоту только благодаря посредствующей деятельности бактерий. В этом и состоит их биосферная функция, они синтезируют первичные органические соединения из элементов, извлекаемых из девственной неорганической среды. Царство вирусов (Vira)
Четыре царства: Животные, Грибы, Растения и Бактерии. Уж элементарное не знать… В учебнике биологии все есть, читать надо!
растения, животные, бактерии, грибы, а пятое на самом деле их вирусы
Какие царства живых организмов существуют на земле? Бактерии, вирусы, растения, грибы, животные.
Бактерии, растения, грибы, животные и вирусы но их не считают.<\p>
Бактерии, протисты, грибы, растения, животные. 6 класс стыдно, стыдно!
Бактерии, растения, грибы, животные и вирусы но их не считают.
Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/183481630
Загрузка...
