Микробы разрушители
- Микробы разрушители
Царство: бактерии.
Тип: актинобактирия
Класс: актинобактерии
Порядок: актиномециалис
Подпорядок: микрококкины
Семейство: целюломонадециоды
Род: Целлюломонас
Cellulomonas — род грамположительных стержнеобразных бактерий, из «семьи» актинобактерий. Одной из основных отличительных особенностей, является их способность разрушать целлюлозу, с использованием бактериальных ферментов, таких как эндоглюканаза и экзоглюканаза.
Исследование показало, что фотосинтез производит до 1,510 тонн сухого растительного материала на Земле каждый год. Это огромное количество растительного материала в основном состоит из растительных клеточных стенок, «сотканных» из полимеров лигнина, целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. Разрушение этих огромных количеств полимеров клеточных стенок растений осуществляется микроорганизмами, наиболее значимыми из которых являются аэробные бактерии Целлюломонас. Эта бактерия использует ряд экссудатов, содержащих ферменты, которые специализированно результативны при разрушении стенок из целлюлозы. Бактерии используются в производстве одноклеточного белка и ксиланазы.
Cellulomonas была одной из первых бактерий, чью последовательность ДНК изучили. Поэтому это одна из наиболее исследованных бактерий.
Разрушение клеточных стенок, является одним из самых важных явлений в ферментационной и бактериальной активности.
Понимание процесса разложения помогло бы многим процессам в целлюлозно-бумажной отрасли промышленности. Уже найдены штаммы микроорганизмов, выдерживающих большие концентрации щелочи и продолжающих расщепляет целлюлозу.
Единственный и действительно практичный способ иметь биотопливо из обильного вторичного сырья – это заполучить разрушитель или деструктор травы, соломы пшеницы и других древесных растений, чьи клеточные стенки состоят из лигно-целлюлозы.
После предварительной обработки, по удалению лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы, массу ферментируют спирт-производящими микроорганизмами, для образования био-топлива.
«Каждый дополнительный шаг в процессе добавляет цент к стоимости готового продукта», говорит Майкл Коэн, профессор биологии в Департамент энергетики США Национальной лаборатории Лоренса Беркли. Но такая обработка бактериями может повысить эффективность и снизить стоимость переработки био-топлива. «Разновидности бактерий мы тестируем, дабы объединить два важных шага в переработке, в один».
Коэн нашел уникальный штамм бактерий в необычной и изолированной части Калифорнии под названием «Кедры», который может переносить высокую щелочность и одновременно разлагать целлюлозу. Расположена эта часть в глубине страны от Тимбер-Коув, в районе «наружного» побережья штата. Глубокие каньоны и скалистые змеевидные барьеры, все, кроме невидимых с нескольких общественных дорог, создают «биологически обособленный остров», в котором живут живые существа, которые редко встречаются в других местах. Эродирующая серпантинная скала в кедрах создает сильнощелочные источники почвенного раствора. Лигнин в растительном веществе, попадающем в эти источники, подвергается воздействию щелочности, тогда как алкалоустойчивые штаммы Cellulomonas и других микроорганизмов разрушают целлюлозу и обрабатывают сахара.
Метаболизм этой бактерии
Cellulomonas имеет либо окислительный, либо ферментативный обмен веществ. Большинство типов производят обмен, как в аэробных, так и анаэробных условиях, получая кислоты из глюкозы, мальтозы, сахарозы, ксилозы и лактозы.
Cellulomonas способна гидролизовать целлюлозу (на целлюлазы), крахмал и желатин. Кроме того, эти бактерии разлагают нитраты до нитритов и производят ДНКазы.
Микробное разложение соединения целлюлоза
Молекулы целлюлозы представляют собой цепочки молекул глюкозы. Основной единицей является дисахарид целлобиоза. Целлюлоза состоит из аморфных (неупорядоченных) и упорядоченных (кристаллических) единиц.
Целлюлазы разлагаются (гидролизуются) ферментами. Они связаны с клеточной поверхностью Cellulomonas, так что продукт растворённый, то есть полученный разложением, может быть быстро поглощён бактерией. Есть два основных типа целлюлаз: ферментный комплекс прочно соединенный с бактерией, и другой, свободно расположенный во внеклеточном пространстве. Целлюлазы образуют целое семейство фермента.
Cellulomonas flavigena применяет оба метода. Целлобиозы и глюкозы, наконец, впитываются в клетку.
Микробное разложение соединения гемицеллюлоза
Гемицеллюлоза представляет собой щелочной растворимый полисахарид, и состоит из трех основных компонентов сахара (ксиланы, маннаны, галактановых соединения), и многих боковых групп, таких как ацетил, метил и уроновая кислота.
Гемицеллюлоза, легко разлагаемая и водорастворимая, не схожая с целлюлозой, так как она обеспечивается более короткой цепью связей, менее разветвленной, и не является «кристаллической». Для отщепления её боковых групп, необходимы другие ферменты, чем для целлюлозы. Основные продукты деградации: р -D — ксилюлоза и дисахарид ксилобиозы.
В природе существует множество так называемых пищевых цепочек. Одни животные питаются растениями. Другие – плотью организмов, потребляющих растительную пищу. А теми, в свою очередь, может питаться человек. Но всему живому когда-либо приходит время, так уж устроена природа.
Закон обновления природы
В самом деле, представьте, если бы организмы существовали вечно? В мире давно уже произошло бы перенаселение, приведшее к недостатку стабильного питания, а также к глобальному загрязнению окружающей среды. Поэтому, согласно законам, существующим в биосфере, все живые организмы рождаются, взрослеют, оставляют после себя потомство, стареют и умирают. А биосфера таким образом обновляется ежесекундно!
Царства природы: растения, животные, грибы, бактерии
Все они вовлечены в этот разумный и сбалансированный круговорот веществ. А когда любой организм прекращает свою жизнедеятельность, наступает час разложения материи на составляющие. И тут на помощь самой природе приходят бактерии и грибы. Почему грибы и бактерии называют разрушителями? Это понятие напрямую можно связать с их деятельностью.
Сапрофиты
Так по-научному называются те организмы, которые осуществляют свое питание за счет останков других животных и растений. В основном к ним относятся бактерии и грибы. Они разлагают мертвую плоть на «исходники» — неорганические простейшие соединения, микроэлементы, давая возможность природе построить из них новые организмы или использовать для питания существующих. Вот почему грибы и бактерии называют разрушителями. Но своей разлагающей деятельностью они приносят скорее пользу, чем вред.
Мир без сапрофитов
Представьте себе, что бы произошло, если бы бактерии и грибы не перерабатывали отмершие клетки? Сама бы жизнь, наверное, задохнулась под ежечасно увеличивающимся слоем мертвых останков. А сапрофиты, осуществляя питание, как бы «утилизируют» мертвые ткани, выступают в роли санитаров или дворников, помогающих убирать ненужное, перерабатывать отходы. Вот почему грибы и бактерии называют разрушителями, утилизирующими останки умерших организмов. Ныне научно доказан положительный эффект воздействия этого глобального биологического процесса на окружающую среду.
Занимательная биология: бактерии, грибы, растения – сапрофиты
Само понятие имеет греческие корни и происходит от двух слов «гнилой» и «растения». Какие же организмы можно отнести к этой группе?
- В первую очередь это многие бактерии. Они разлагают органику, вызывают гниение продуктов питания, участвуют в минерализации и фиксации азота. А некоторые бактерии расщепляют даже целлюлозу, образуют углеводороды. Некоторые микроорганизмы отличаются особой требовательностью к субстрату: используют в качестве питания только определенные виды органики (например, молочные продукты). Другие же практически всеядны и могут питаться различными органическими соединениями: спиртами, белками, углеводами и кислотами.
- К данной группе можно отнести и многие крупные грибы. Ведь солома и перегной, опавшие листья, навоз, перья, отпавшие рога и многое другое служат им в качестве субстрата с питательными веществами. Опенок летний, как правило, живет на остатках листвы и деревьев, а ложные опята выбирают хвойные породы. Навозник белый развивается в богатых азотом местах. А микроскопические грибы-сапрофиты портят человеческую еду, делая ее непригодной. Многие грибы вступают в симбиоз с высшими растениями, перерабатывая их отходы в микроэлементы, которыми могут питаться растения из почвы. Этот процесс взаимовыгоден и отражается порой в самих названиях грибов: подберезовик, подосиновик. Группа грибов-хищников, питающихся мелкими насекомыми, условно также может быть отнесена к сапрофитам. Поскольку, когда живая добыча отсутствует, они могут питаться мертвой органикой.
- Есть сапрофиты и среди представителей фауны. К ним можно отнести: росянку, омелу, повилику, например.
Теперь вы знаете, почему грибы и бактерии называют разрушителями (скорее, имеют в виду их положительную роль в природе). Все сапрофиты и сапрофаги «ответственны» за круговорот веществ в биосфере и утилизацию умерших организмов, без которой, наверное, планета перестала бы существовать.
Почему грибы называют разрушителями
0
1128
Рейтинг статьи
Кира Столетова
Такое явление, как круговорот веществ в природе, а точнее в биосфере, является неотъемлемой частью жизни на планете. Все живые организмы проходят 5 стадий жизни: рождение, взросление, размножение, старение и смерть. После смерти любое тело начинает разлагаться. И это становится объектом питания части представителей грибных видов. Поэтому они и получили название «грибы-разрушители».
Грибы разрушители
Роль грибов в пищевой цепочке
Любая пищевая цепочка в природе, которая называется «цепь выедания» заканчивается грибами и такими микроорганизмами, как бактерии, т.е с редуцентами. Растения обычно находятся в начале этой пищевой цепочки, в процессе фотосинтеза образуют питательные вещества и являются пищей для многих насекомых, грызунов, птиц и части крупных животных. Эту группу называют травоядные, или консументы 1-го порядка. Все эти живые существа со своей стороны служат пищей для потребителей (консументов) 2 и 3 порядка, то есть, хищников. А многих животных, птиц, насекомых, морских обитателей и элементы растительности поедает человек.
Но все живые существа, в том числе и люди, в результате умирают и становятся «пищевым набором» из органических соединений для грибов и бактерий. Они питаются мертвыми организмами и разлагают их на простые исходные составляющие – неорганические соединения. Поэтому грибы и бактерии называют разрушителями, или редуцентами. Они выполняют важную роль в пищевой цепочке, потому что утилизируют мертвые останки растительности, животных и людей. Микроэлементы, которые остаются от мертвых организмов после жизнедеятельности грибов и бактерий, являются основой для роста новой растительности, и круговорот веществ начинается заново. С этих самых грибков и бактерий начинается еще один тип пищевой цепи «детритная», или «цепь разложения».
Грибы и бактерии разрушители выполняют роль природных ассенизаторов.
Виды грибов
В зависимости от способа питания всех представителей грибной культуры разделяют на 3 вида:
- сапрофиты;
- паразиты;
- симбиотики (те, что создают микоризный симбиоз).
Ирина Селютина (Биолог):
Можно выделить следующие экологические группы грибов-разрушителей (в основном это касается макромицетов) по источнику питания:
- Сапрофиты (сапротрофы): источник пищи мертвая органика (подстилочные и гумусовые). Внимание! Не путать с сапрофагами. Этот термин относится к животным.
- Ксилотрофы: дереворазрушители, которые могут быть как паразитами, так и сапрофитами.
- Копротрофы: источник органических веществ – экскременты животных.
- Бриотрофы: источник питательных веществ – отмершие части мхов.
- Микотрофы, или сапротрофные микофилы: представители группы развиваются на мумифицированных плодовых телах шляпочных грибов.
Чтобы очищать планету от мертвых останков животных и растений, эти представители грибного царства должны в больших количествах существовать во всех уголках Земли, где есть жизнь.
Сапрофиты
Сапрофитами бывают не только грибные представители, а и любые организмы, которые питаются органическими соединениями мертвых растений и животных. Многие виды крупных грибов относятся к данной группе организмов. Кроме как из останков живых существ, они извлекают питательные вещества из перегноя, опавших листьев, соломы, стволов и ветвей разных деревьев, пней и древесного угля.
Биологи дополнительно разделяют сапрофиты на 2 группы:
- К первой относятся те представители, которые выбрали своей средой обитания растительные и животные отходы и продукты жизнедеятельности – листья, навоз, перья и т.п.
- Ко второй группе относятся бактерии, которые могут обитать практически во всех организмах и веществах. Своей жизнедеятельностью они способствуют гниению тел организмов и их расщеплению на микроэлементы и таким способом помогают образованию и накоплению азота в почве.
Сапрофиты являются весьма полезными организмами, ведь благодаря разложению останков животных и растений на микроэлементы образуется ресурс для формирования нового организма.
Грибы-паразиты
Опята со временем разрушают дерево
Есть представители грибов, которые ведут паразитирующий образ жизни, то есть, живут на живых организмах и питаются за их счет. Они высасывают из своих хозяев большое количество питательных веществ. При этом они наносят им вред, разрушают их внутреннюю структуру или полностью уничтожают их.
Таких паразитов в царстве Грибы существует почти 2000 видов. К ним относятся некоторые опята (опёнок осенний), спорынья, головнёвые, ржавчиные, трутовики и многие другие. Некоторые грибы-паразиты обитают на других грибах. Примером служит моховик, который паразитирует на дождевике обыкновенном, или вольвариелла, обитающая обычно на говорушках.
Существуют также грибы-хищники, которые питаются насекомыми.
Микоризный симбиоз
Микориза – это взаимовыгодный симбиоз зеленых растений и грибов, который часто называют «жизненным сообщество». При этом мицелий грибов соединяется с корнями высших растений, даже с самыми маленькими, и таким способом получает от них все необходимые для собственной жизни питательные вещества. Некоторые грибы-разрушители способны проникать внутрь корней, однако ни этот, ни другой способ их существования не приносит вред растениям, а наоборот – приносит пользу. Ведь благодаря грибницам им открывается быстрый доступ к минеральным веществам, содержащимся в почве.
Ирина Селютина (Биолог):
В литературе выделяют 3 типа микоризы, которые различаются по особенностям строения:
- Эктотрофная: гифы гриба оплетают поверхность корня, образуя своеобразный чехол. Гифы проникают в кору корня и распространяются по межклетникам не заходя в клетки.
- Эндомикориза: гифы проникают в клетки коры корня, через поры. На поверхности корня микориза слабо заметна. Это означает, что основная масса гифов находится внутри корня.
- Эктоэндомикориза: представляет собой промежуточный вариант между первым и вторым типом.
Хорошим примером микоризного симбиоза является ассоциация грибов и хвойных деревьев. Определенные представители грибных видов размещаются на корнях сосен. Только при их наличии деревья вырастают высокими и сильными. Яркими представителями симбиотических тел являются лишайники. Они образуются из слоевища микобионта (гриба) и клеток фитобионта (микроскопической зеленой водоросли). Существует более 26 тыс. разновидностей лишайников.
Особенности грибов
Все представители грибов, как и представители царства флоры – растительность, растут постоянно. Они имеют сходство с животным миром – как и животные, питаются готовыми органическими веществами. Они могут расти как на полях – на зерновых культурах, так и в лесах – на любой древесине, а также на поверхности почвы, на испорченных продуктах и т.п. В любой сфере обитания они перерабатывают органические вещества, поэтому разные виды грибов и бактерий называют разрушителями.
Грибное тело – грибница, или мицелий, или вегетативное тело – состоит из множества клеток, которые внешне похожи на тонкие длинные нити. Клетки грибницы впитывают растворённые вещества, они помогают выполнять роль разрушителей. На грибнице вырастают плодовые тела, в них созревают споры, благодаря которым происходит размножение.
Грибы-паразиты. Видеоурок по биологии 5 класс
РЕЗУЛЬТАТ…!!! Как вырастить много грибов на дачном участке. Сентябрь 2018. How to grow MUSHROOMS.
Грибы паразиты. Биология 5 класс
Заключение
Грибы и бактерии – это прирожденные разрушители, которые во время своей жизнедеятельности очищают планету от скопления мертвых тел животных и растений, разлагая их органические остатки и превращая в питательные вещества. Они участвуют в пищевой цепочке, их деятельность помогает поддерживать непрерывность жизни на Земле. В числе всех разновидностей грибных представителей и бактерий одни приносят пользу, а другие – лишь вред и ущерб.
Микробы — разрушители — AgroXXI
О них рассказывает доктор биологических наук Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН Алла Ножевникова
Наука экобиотехнология сформировалась в 80-е годы прошлого века, она также носит название биотехнология окружающей среды, или природоохранная биотехнология.
Все биотехнологические процессы базируются на микробиологических процессах, и главное действующее «лицо» и инструмент, который обеспечивает прохождение тех или иных реакций, — это микроорганизмы.
Благодаря древним микроорганизмам произошли первые фотосинтезирующие микроорганизмы, затем высшие растения, которые обеспечили образование кислородной атмосферы на Земле. Постепенно стабилизировались современные глобальные циклы азота, кислорода, углерода и серы.
Самая важная роль микроорганизмов — это деструкция сложных органических соединений, обеспечивающая круговорот веществ в природе. Все то, что производится на Земле живыми существами — растениями, животными и человеком, — в конечном итоге разлагается микроорганизмами в окислительных или восстановительных процессах до простых веществ: воды, углекислоты, молекулярного азота, метана, солей разных элементов. Из трудноразлагаемых веществ формируется гумус, необходимый для формирования и поддержания почв.
Цель природоохранной биотехнологии и микробиологии — обезвредить последствия негативного влияния на окружающую среду и обеспечить человечеству хорошие условия жизни в экологически чистых местах обитания. Наиболее эффективные методы экобиотехнологии, по сути, представляют интенсификацию природных процессов.
В связи с развитием городов и промышленных предприятий антропогенный фактор в загрязнении биосферы Земли приобретает все большее значение.
О каких загрязнениях может идти речь и чем может помочь экобиотехнология? В первую очередь это загрязнения, которые называются биодеградабельными, то есть разлагаемыми в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Почти на любое вещество, даже не свойственное природе (ксенобиотик), находится микроорганизм или группа микроорганизмов, которые разлагают его до простых соединений. Пример — микробное разложение пестицидов и гербицидов.
Загрязнение тяжелыми металлами представляет собой колоссальную проблему. Но существуют микроорганизмы, которые помогают получать металлы из того, что уже отработано и выброшено. Таким образом, можно дополнительно производить металлы из отвалов руд и, что очень важно, при этом очищать окружающую среду.
Важной проблемой является биотехнология очистки сточных вод. Сделать из загрязненной воды чистую можно только с помощью микроорганизмов в условиях активной аэрации (активного снабжения воздухом). Микроорганизмы, которые используют кислород для окисления тех или иных органических соединений, могут использовать их в очень низких концентрациях, окисляя их до воды и диоксида углерода (углекислоты). При этом происходит глубокая очистка сточной воды, которая подходит для сброса в водоемы. Даже очень качественно очищенная сточная вода для питья непригодна. Попадая в реки, озера, она разбавляется и продолжает очищаться в естественных условиях, фильтруясь через грунты.
Есть микроорганизмы, которые живут без доступа кислорода — кислород для них даже вреден, — это анаэробные микроорганизмы, самые древние обитатели нашей планеты. Они могут разлагать органические соединения и при этом производить метан и водород, которые являются важными альтернативными источниками энергии.
Объединив усилия аэробных и анаэробных организмов, можно снизить стоимость очистки сточных вод и обработку отходов, получив метан. Подобные технологии уже применяются в Москве на Курьяновской станции. Биогаз, который получают в метантенках, используют для производства энергии. А в Хельсинки на городских очистных сооружениях порядка 50% энергетических затрат покрывается за счет использования биогенного метана, полученного на станции.
Важно также разработать эффективные методы для рекультивации и использования загрязненных территорий, например тех, которые заняты свалками. Микроорганизмы являются источниками различных ферментов, антибиотиков и других биологически активных веществ, которые могут использоваться в том числе и в биотехнологических процессах.
Алла Ножевникова, доктор биологических наук, Институт Микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН
Созидатели или разрушители?
Бактерии устроены гораздо проще, чем другие обитатели Земли, однако простота строения не мешает им играть самые разнообразные роли в экосистеме планеты.
Уже известные нам цианобактерии являются счастливыми обладателями зеленого пигмента хлорофилла и способны к фотосинтезу.: используя энергию солнечного света, они превращают углекислый газ и воду в органические молекулы сахаров, белков, витаминов и жиров, одновременно выделяя кислород.
По всей видимости, цианобактерии были первыми фотосинтезирующими организмами на Земле. С их появлением в атмосфере нашей планеты начал накапливаться кислород (до этого, в первичной атмосфере Земли, его не было). Когда кислорода накопилось достаточно, он начал частично превращаться в озон – газ, не пропускающий в атмосферу губительное для всего живого жесткое космическое излучение. Только после образования озонового слоя жизнь смогла проникнуть в верхний слой воды и выйти на сушу. А поскольку кислород и озон образовались в результате деятельности первых фотосинтезирующих бактерий, можно Смело сказать, что своим возникновением все остальные организмы обязаны именно им.
Многие виды бактерий питаются готовыми органическими веществами, подобно животным. Некоторые употребляют в пищу мертвые растительные и животные останки – их, вместе с грибами, по справедливости можно назвать санитарами планеты, очищающими ее поверхность от мертвой массы растений и животных.
Удивительна способность бактерий использовать в пищу, казалось бы, самые несъедобные вещества. Бактерии переваривают красители, пестициды, нефть, синтетические ткани, быстро осваивают совершенно новые материалы. Например, нейлон, впервые полученный в 1939 году, уже через несколько десятилетий стал источником пищи для бактерий из рода флавобактериум (Flavobacterium).
Если растения и цианобактерии являются строителями органического вещества, то другие бактерии, а также грибы – профессиональные разрушители. И эта профессия ничуть не менее важна. С помощью гнилостных бактерий и грибов органические вещества снова превращаются в неорганические и могут быть повторно использованы фотосинтезирующими организмами. Если бы на земном шаре жили только животные и растения, неизбежно наступил бы момент, когда весь углекислый газ воздуха, серные и азотные соединения почвы были бы усвоены растениями и перешли в органические соединения. Растения погибли бы из–за недостатка питательных веществ, а с ними погибли бы и животные. Этого не происходит благодаря бактериям и грибам, которые превращают органические соединения отмерших растений и животных в неорганические и вновь вовлекают их в природный круговорот веществ..
Роль бактерий в круговороте веществРастения и цианобактерии (1) синтезируют органические вещества, используя энергию солнечного света и простые неорганические соединения. Органические соединения потребляются животными (2). Органические соединения отмерших рас? тений и животных разрушаются бактериями и грибами (3) до простых неорганических соединений.
У бактерий и грибов, таких непохожих по другим признакам, помимо профессии мусорщиков есть еще одна общая черта: способ поглощения питательных веществ. В отличие от животных, которые активно заглатывают частицы пищи, грибы и бактерии всасывают растворенные питательные вещества всей поверхностью клеток. Для того чтобы сделать пищу доступной для всасывания, бактерии и грибы выделяют пищеварительные соки наружу и пищеварение у них происходит не внутри организма, как у животных, а снаружи (из животных такой тип питания используют пауки).
Среди бактерий встречаются и такие, что используют в пищу только органические вещества живых организмов – это многочисленные паразиты растений, животных и человека, вызывающие различные заболевания. В их числе и обычные простуды, и такие опасные заболевания, как коклюш, чума, дифтерит, туберкулез, сибирская язва, бруцеллез, и многие другие. Возбудители этих болезней разрушают клетки и ткани организма, отравляют его ядовитыми продуктами своей жизнедеятельности и часто вызывают гибель человека или животного.
Ядовитые продукты жизнедеятельности некоторых болезнетворных бактерий разрушающе действуют на организм животных в ничтожных концентрациях. Например, 30 г яда дифтерийных бацилл достаточно, чтобы убить 75.000 крупных собак. Поэтому, чтобы убить животное или человека достаточно самого ничтожного количества этих микробов. Главным образом, они концентрируются в глотке больного, а ядовитое вещество распространяется по всему организму, действуя на сердечную мышцу и почки, вызывая паралич дыхательного нерва и быструю смерть от удушья. Сейчас дифтерия встречается довольно редко, поскольку большинство детей проходят вакцинацию, но еще до середины XIX века от этой болезни погибало 50–60 детей из 100 заболевших.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
диалогический урок «Бактерии» (6 класс)
«Бактерии – крохотные разрушители органического вещества»
Тип урока: изучение нового материала
Форма организации урока: индивидуальная, парная, групповая
Продолжительность урока: 45 минут
Технология: проблемно – диалогическое обучение
Цели:
Построение учащимися знаний о бактериях – крохотных разрушителях органического вещества; о роли бактерий в природе и жизни человека;
Формирование познавательных УУД: поиск и выделение необходимой информации с применением методов информационного поиска;
Формирование коммуникативных УУД: общение и взаимодействие с партнёрами по совместной деятельности;
Планируемые результаты обучения:
Предметные: учащиеся знакомятся с особенностями строения бактерий и их многообразием; с процессами жизнедеятельности бактериальных клеток; с ролью бактерий.
Метапредметные: учащиеся учатся самостоятельно работать с текстом и иллюстрациями учебника, с информационным материалом; описывать процессы жизнедеятельности бактериальных клеток.
Личностные: интерес к изучению ранее незнакомых объектов живой природы способствует формированию у обучающихся мотивации к познанию нового и научного мировоззрения.
Основные понятия урока: бактерии, формы бактерий, спора, колонии, почвенные бактерии, болезнетворные бактерии, бактерии гниения, бактерии – паразиты, бактерии – сапрофиты.
Организация класса: для работы класс делится на группы на основе жеребьёвки с помощью карточек разных цветов. На некоторых карточках в каждой группе есть указание ролей: «секретарь» группы, главный «автоответчик», «сомвевающийся».
Литература: учебник С.Н.Ловягин, А.А.Вахрушев, А.С.Раутиан Биология. О тех, кто растёт, но не бегает.
А.А.Вахрушев, О.А.Родыгина Методические рекомендации. Биология 6 класс
Мельникова Проблемно – диалогическое обучение.
Ход урока
I. Проблемная ситуация и актуализация знаний (Постановка проблемы, осознание проблемы, формулирование проблемы учащимися).
1. «При увеличении в 1000 раз они выглядят как точки, запятые, черточки, скопления точек. Увеличенные в 10000 раз, они выглядят как шары, цистерны, шланги, заполненные жидкость,
капелькам, пластинками. Иногда у них есть жгутики, взмахивая которыми, они движутся».
— О каких организмах идёт речь?
— Чему будет посвящён наш урок?
— Какую проблему мы будем решать на уроке? Что мы должны узнать о бактериях? (обсуждают в группах проблему урока, определяют цель)
Чтение диалога на стр. 35 (Побуждение к осознанию противоречий)
Лена: Бактерии – крохотные капельки. Как же они могут влиять на крупные организмы?
Биолог: Бактерии могут лишь всасывать и выделять растворы, но и этой способности им хватает, чтобы влиять на жизнь Земли и её обитателей.
— что вас удивило в диалоге?
— какой вопрос возникает?
Учащиеся формулируют вопрос: Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?
3. Какие знания нам сегодня пригодятся для решения проблемы? Что мы уже знаем о бактериях? (учащиеся обсуждают в группах вопросы учителя)
— Где обитают бактерии?
— Подумайте, с чем связано столь широкое их распространение?
— Что бы вы хотели ещё узнать о бактериях? Запишите в тетради свои вопросы.
Ребята обсуждают вопросы в группах, затем сообщают их классу:
— Какую роль играют бактерии в природе?
— Есть ли полезные бактерии?
— Какие болезни вызывают бактерии?
— Как бороться с бактериями?
— Как размножаются бактерии?
— Как питаются бактерии?
— Как влияют бактерии на другие организмы?
II. Совместное открытие знаний (побуждающий к решению проблемы диалог)
1. Можно ли увидеть бактерий?
— Что можно сказать о бактериях? (рис. 9.1 на стр. 36).. Рассмотрите рисунок «Формы бактерий». Чем, по вашему мнению, можно объяснить такое разнообразие бактерий? Задача 9.11 из практикума.
2. Можно ли узнать о присутствии бактерий, не видя их? Как узнать? Приведите примеры. Объясните, почему такое происходит?
3. Как выглядят бактерии? Нарисуйте бактерии в тетради, опишите строение. Какие проблемы испытываете? (учащиеся приходят к выводу, что имеют недостаточно знаний для того, чтобы дать полное описание бактерий),
4. В группе. Работа с текстом учебника и рисунками:
— Используя рисунок стр. 36 учебника рис.9.1, сравните свои рисунки с рисунком учебника. Назовите основные особенности строения бактериальной клетки (учащиеся отмечают отсутствие в бактериальной клетке ядра, наличие клеточной оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы, рибосом).
— Чем бактериальная клетка отличается от клеток других царств живой природы?
— Какие затруднения у вас возникли? Как решить эту проблему? (учащиеся предлагают поработать с Интернет, энциклопедиями, словарями, учебником).
5. Работают в группе с источниками информации, сравнивают клетки бактерий с клетками растений, животных, грибов. Находят черты сходства (наличие мембраны, цитоплазмы, рибосом) и различия (в отличие от растений, животных, грибов, бактериальные клетки не имеют пластид, вакуолей, митохондрий и других органоидов).
5. Что можно сказать о среде обитания бактерий? Опишите условия, в которых они могут обитать.
— Как вы думаете, в какой среде обитают бактерии, имеющие жгутики?
6. В какой среде им лучше жить? Почему вы так думаете?
— Почему вся жизнь бактерий проходит в растворах?
7. Могут ли бактерии изменять свою среду обитания? Приведите примеры (учащиеся приводят примеры: скисание молока, жидкости изменяют запах, цвет; становятся сладкими, кислыми, мутными; в жидкости появляются пузырьки газа, осадок)
8. Может ли бактериальная клетка обмениваться веществами со средой? Обсудите в группе, сделайте предположения.
— Как это происходит?
— Какую роль играет мембрана клетки в обмене веществ? (учащиеся работают со схемой «Перенос молекул питательного вещества из раствора внутрь клетки», с текстом учебника).
9. Одиночным или колониальным формам легче жить?
10. Как передвигаются бактерии? Могут ли сами передвигаться? Есть ли помощники?
11. Если условия жизни благоприятны, то, как будут вести себя бактерии?
12. А если условия жизни неблагоприятны – они все погибнут?
13. Работа с учебником, стр.38, рис.9.4. Рассмотрите схему образования споры, пользуясь схемой, опишите, как образуется спора. Обсудите в парах, какую роль играет спора в жизни бактерий?
14. В группе. Подумайте, какую роль играют бактерии в экосистемах? Что могут разрушать бактерии? (Какие тела?)
15. Подскажи цепочку событий: что случится, если на Земле исчезнут все бактерии?
16. Работа в группах. Используя дополнительные источники информации, подготовьте сообщения о роли бактерий в природе и жизни человека. Запишите план сообщения. Укажите источники использованной информации
1 группа. Подготовить рассказ о положительной роли бактерий в природе.
2 группа. Подготовить рассказ о болезнетворных бактериях.
3 группа. Подготовить рассказ об использование бактерий человеком.
17. Представители групп делают сообщения о значении бактерий в природе и жизни человека.
III. Самостоятельное применение знаний.
Вопросы.
1. Важны ли для нас знания о бактериях?
2. Объясните ситуацию: Миша заболел ангиной. Врач, посмотрев горло мальчика, назначил ему антибиотики и обязательно приём молочно – кислых продуктов с бактериальной флорой.
3. Напишите в тетради пути заражения: ранки, пища, воздух, слюна, предметы, выделения животных, клещи, комары.
4. В группе. Сформулируйте гигиенические правила, объясните, что надо делать, чтобы не заразиться.
IV. Рефлексия.
Сегодня на уроке я……….
Приложение 1
Информационный материал
Бактерии – крохотные разрушители органического вещества
Отдел Бактерии охватывает около 2000 видов. Все они характеризуются общностью структуры клеток, а также особой формой размножения путём дробления. Важнейшие особенности бактериальных клеток – отсутствие ядра, пластид и красящего вещества. Лишь изредка встречаются окрашенные автотрофные бактерии — пурпурные или зелёные. Некоторые зелёные бактерии содержат близкий к хлорофиллу бактериохлорофилл (хлорбактерии). У пурпурных бактерий бактериохлорофилл маскируется красными каратиноидами. Клеточная стенка состоит из муреина и способна к ослизнению.
Бактерии распространены повсеместно. Они встречаются на поверхности почвы и в почве, в глубоких слоях земной коры, в воде, в теле живых и мёртвых растений и животных, в атмосфере. Различают основные формы бактерий:
Кокки – шаровидные, округлые клетки. Они могут быть одиночными, но чаще собраны по 2 (диплококки), по 4 (тетракокки) или крупными группами в виде цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки).
Бациллы – прямые длинные палочки.
Бактерии – короткие палочки.
Вибрионы – в виде запятой.
Спириллы – спирально закрученные в 2 – 3 завитка.
Спирохеты – более длинные, чем спириллы, и закрученные в виде спирали.
Значительную и разнообразную группу составляют подвижные формы. Они имею жгутики. Вращаясь со скоростью 3000 оборотов в минуту. Они тянут за собой клетку. Например, вибрион холеры может смещаться на 3000 длин своего тела в одну минуту. Жгутиков может быть 2 – 2 или больше.
Большинство бактерий гетеротрофы: питаются как сапрофиты, паразиты или иногда симбионты. Автотрофных бактерий немного. Часть их способна к хемосинтезу.
По отношению к кислороду бактерии делятся на анаэробы (существуют только в кислородной среде) и анаэробы (существуют в бескислородной среде). Факультативные бактерии живут как в кислородной, так и в бескислородной среде.
Размножаются бактерии простым делением клетки. Реже встречается почкование. В благоприятных условиях растут очень быстро, в геометрической прогрессии. В ограниченном объёме, захватив все ресурсы, популяция бактерий останавливает рост. Далее численность их снижается из – за отравления продуктами своего обмена. В проточной среде скорость роста постоянна и зависит от температуры и количества пищи.
В неблагоприятных условиях бактерии образуют споры – покоящиеся стадии, покрытые плотной оболочкой.
Обмен веществ у бактерий.
Самый простой способ – физический процесс диффузии. Мембрана клетки проницаема для низкомолекулярных соединений. Бактерия находится в растворе сахара. Молекулы сахара могут свободно проходить через мембрану как в клетку, так и из клетки. Пока концентрация сахара в среде выше, чем в клетке, процесс диффузии будет снабжать её пищей. Но это продлится недолго – до тех пор, пока концентрации сравняются. Тогда вероятность ухода нужной молекулы за пределы клетки сравняется с вероятностью её прихода.
Но ведь в клетке идут химические реакции, сахар расходуется, расщепляясь на воду и углекислый газ, или же связываясь в большие молекулы, которые проходят через поры мембраны. Поэтому разность концентрации «сырья» внутри и вне клетки сохраняется, и процесс диффузии будет «накачивать» сахар в клетку до тех пор, пока он в ней расходуется. Клетка также выделяет продукты диссимиляции: здесь, наоборот, идёт выкачивание воды и углекислого через мембрану в обратном направлении. Процесс диффузии ускоряется при помешивании, встряхивании.
Отсюда вытекает способ ускорить процесс ассимиляции – движение. Уже самые примитивные одноклеточные организмы могут переползать с места на место или обретают жгутики – органы движения. Израсходовав питательные вещества в одном месте, они переплывают в другое, обычно следуя по градиенту нужного им вещества.
Систематика бактерий
1. Эубактерии – настоящие бактерии.
2. Актиномицеты – палочковидные бактерии, нитчатые, без клеточных перегородок, похожи на крохотные грибы. Например: туберкулёзная палочка человека.
3. Хламидобактерии – палочковидные, нитчатые, хемосинтезирующие бактерии. Откладывают окись железа вокруг клетки; обычны в болотах.
4. Серобактерии – нитчатые, палочковидные бактерии, откладывают серу вокруг клетки.
5. Миксобактерии – слизистые, палочковидные, с гибкими тонкими стенками, передвигаются путём скольжения.
6. Спирохеты – длинные тонкие спиралевидные бактерии, передвигаются змееобразно или толчками. Пример: бледная спирохета, возбудитель сифилиса.
7. Микоплазмы – чрезвычайно мелкие паразиты самой разнообразной формы; нет жёсткой клеточной стенки; неподвижные.
8. Риккетсии – небольшие палочковидные облигатные паразиты, похожие на крупные вирусы. Размножаются на членистоногих, встречаются у позвоночных; пример: возбудитель тифа.
Бактерии в организме человека
Дифтерия. Возбудитель – палочковидная бактерия. Поражает верхние дыхательные пути, чаще всего глотку. Опасный токсин разносится с кровью по всем органам тела. Токсин действует на сердце. Способ распространения – капельная инфекция.
Туберкулёз. Возбудитель – палочковидная бактерия. Поражает главным образом лёгкие. Способ распространения – капельная инфекция, молоко больных животных.
Коклюш. Возбудитель – палочковидная бактерия. Поражает верхние дыхательные пути, вызывает мучительные приступы кашля. Способ распространения – капельная инфекция.
Тиф. Возбудитель – риккетсии. Поражает внутренние стенки кровеносных сосудов, что вызывает образование тромбов, сыпь на коже. Переносчиком являются вши или крысиные блохи.
Столбняк. Возбудитель – палочковидные бактерии. Поражает кровь. Образует токсин, который поражает двигательные нервы спинного мозга, мышцы, вызывает спазм мышц челюсти и судороги. Часто летальный исход. Способ распространения – раны. Столбнячная палочка обитает в почве.
Холера. Возбудитель – холерный вибрион. Обитает в воде. Поражает пищеварительный канал, чаще всего тонкий кишечник. Токсин поражает слизистую оболочку кишечника. Способ распространения – фекальные загрязнения; через воду и продукты, загрязнённые экскрементами больных; через загрязнённые предметы; мухи.
Дизентерия. Возбудитель – дизенетерийная палочка, дизентерийная амёба. Поражает пищеварительный канал, чаще всего толстую кишку. Способ распространения – загрязненная вода и продукты; фекальные загрязнения; экскременты больных; мухи.
Гастроэнтерит. Возбудитель – палочковидная бактерия. Поражает пищеварительный канал. Способ распространения – через заражённое мясо от больных животных.
Брюшной тиф. Возбудитель – палочковидная бактерия. Поражает пищеварительный канал, затем распространяется в лимфу, кровь, лёгкие, костный мозг, селезёнку. Способ распространения – как у холеры.
Бактерии в природе и промышленности
В природе и жизни человека бактерии играют важную роль: иногда положительную, иногда и резко отрицательную. Положительное значение бактерий определяется их участием в следующих процессах:
1. Минерализация – гниение остатков растений и трупов животных. гниение – это процесс разложения органических соединений. Он проходит в несколько этапов, Каждый этап протекает под воздействием определённой группы бактерий. Конечные продукты минерализации – вода, углекислый газ, сероводород.
2. Связывание свободного атмосферного азота. Этот процесс достигает в природе значительных масштабов и осуществляется азотофиксирующими бактериями, среди которых важнейшая роль принадлежит клубеньковым бактериям. Эти почвенные бактерии внедряются в корни бобовых растений, где за счёт атмосферного азота создают белковые компоненты своего тела. После отмирания бактерий эти вещества усваиваются растениями – хозяевами.
3. Брожение: молочно – кислое, масляно – кислое, уксусно – кислое. Большое значение имеют пектинобактерии, вызывающие пектиновое брожение. Они разлагают пектиновое межклеточное вещество.
4. В настоящее время бактерии приобрели большое значение как продуценты многих биологически активных веществ (антибиотиков, аминокислот, витаминов), изготавливаемых в промышленных масштабах. Применение препаратов резко повышает продуктивность животноводческих и птицеводческих хозяйств. Препарат энтобактерин применяется для борьбы с насекомыми – вредителями, а препараты клубеньковых бактерий — как удобрения многие бактерии способны активно развиваться на углеводородах нефти, что делает их перспективным источником получения кормового белка.
Отрицательное значение многих бактерий очень велико, поэтому возникла необходимость в мероприятиях по защите людей, растений, животных. Со многими бактериями – сапрофитами связаны потери пищевых продуктов. +Во избежание этого применяют разные способы консервирования, сушку, копчение, засолку, маринование.
Примечания к задачнику
9.2 Ход мысли: бактерии впитывают растворённые питательные вещества, значит, обезвоженными веществами они питаться не могут.
9.4. Обсуждаются жидкие и твёрдые среды и газы. Сыпучие твёрдые среды скатываются вниз по склону. Жидкости стекают по склону, просачиваются в рыхлые материалы, текут в руслах рек и с морскими течениями, перемещаются с жидкостями в телах организмов. Ветер поднимает сухую пыль и срывает капли воды с поверхности водоёма. Мелкие частицы становятся аэрозолем и могут месяцами находиться в подвижных воздушных потоках, пока их не смоет дождём на землю. Животные и люди также могут переносить бактерий на теле. Люди переносят бактерии при транспортировке вещей. При высыхании капли, при стекании капли, с каплей слюны при кашле, со сточными водами, на пылинке, несомой ветром, в теле больного.
9.6 Бактерии нужно избавляться от ядовитых веществ, образовавшихся ыв ходе химических реакций внутри организма, и от ненужных веществ, которые были впитаны ею вместе с нужными.
9.7. Бульон – жидкая среда, и перемещение бактерий возможно во всём объёме; все питательные вещества бульона могут быть усвоены. Котлета – плотное тело с включениями жидкой среды. Переход бактерий из одной капли жидкой среды в другую затруднительно.
9.11. Кокки – одиночные или собранные в группы шарики. Палочковидные – удлинённые и прямые, иногда чуть изогнутые. Извитые – удлинённые с несколькими изгибами.
Приложение 2
Формы бактериальных клеток
Почему грибы и бактерии называют разрушителями?
Ответ на загадку — ВОЛНУШКИ. И по описанию в тексте признать эти грибы можно легко. Прежде всего цвет шляпок и сравнение их с платьем. Ведь волнушки имеют по нижнему краю шляпки воздушную кисею, бахрому, что делает их похожими на нарядное платье. Волнушки обычно розовые или белые, впрочем, называют грибы также по разному, например белянки — те же волнушки по виду и вкусу. Растут волнушки вот именно что на опушке. В глубине леса волнушек вы не найдете, а вдоль тропинок, на опушке, особенно если опушка выходит на солнечный косогорчик волнушек множество. И растут волнушки огромными семействами, так что в урожайный год, набрать этих подружек можно несколько ведер за пару часов.
С виду вроде ничего необычного, но очень уж этот гриб похож на поганку, и вряд ли бы вы его срезали. Вот и мы какое то время эти грибы обходили стороной, потом выяснили, что эти грибы называются зонтиками, и на вкус просто чудо какое то. Во Франции эти грибы считаются большим деликатесом, и стоят бешеных денег, а у нас они растут в больших количествах.
А теперь в чем странность этих грибов. Во-первых, их шляпы достигают 40 см., ножки 50 см, растут на полянах, в больших количествах, образуя так называемое «ведьмино кольцо». Срезайте их без опаски, я их пробовала и сушить и отваренные замораживать, но вкус уже не тот, они очень вкусны свежие. «Мяса» в шляпках ну очень много, я их готовила так: шляпку резала на несколько секторов, солила, перчила, обмакивала в яйцо и обваливала в панировочных сухарях, получились на вид отбивные как будто, а на вкус не отличишь от мяса.
Заядлые грибники не собирают грибы разве только зимой. Теплое время года (весна, лето, осень) — время роста грибов.
Весной собирают сморчки, сыроежки, дождевики, маслята.
Летом сезон подосиновиков, маслят, сыроежек, шампиньонов.
И, конечно же, конец лета и начало осени — настоящий грибной сезон. В это время собирают белые грибы, подберезовики, лисички, зеленушки, рядовки, опята.
Стоит отметить, что не каждый год оказывается грибным, урожайность напрямую зависит от погодных условий.
Если вы любите собирать грибы, вам однозначно будет полезен этот сайт-группа вКонтакте, где все грибники подмосковья выкладывают свой улов ежедневно, и пишут, кто, что и где нашел.
Что б прочитать все это и посмотреть фото, можно даже не регистрироваться.
https://vk.com/club
Горьковское направление для сбора грибов имеет один существенный минус-грибные леса начинаются очень далено от Москвы,
Самые грибные места начинаются от Фрязино, Платформа 61-й км.
Можно собирать и у станции, а можно южнее от станции за селением Вселодово.
Еще очень хорошее грибное место-
Станция Казанское.Собирать грибы можно по обе стороны железной дороги.
Не пробовал, и не советую другим. Со слов чукчей, не сочтите за анекдот, имел с ними непосредственный контакт. Маленький кусочек засушенного мухомора, принятый во внутрь, обладает сильным психостимулирующим действием. Чукотские охотники благодаря засушенному мухомору способны выдерживать длительные физические нагрузки и обходиться без сна. Мухомор содержит алкалоид мускарин, напоминающий по структуре и действию никотин. «Капля, которого убивает лошадь».
бактерий | Cell, Evolution, & Classification
Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен в ядерной мембране, или прокариотических клеток, в которых генетический материал не отделен от остальной части клетка. Традиционно все прокариотические клетки назывались бактериями и классифицировались в прокариотическом царстве Монера. Однако их классификация как Monera, эквивалентная в таксономии другим царствам — Plantae, Animalia, Fungi и Protista — занижает замечательное генетическое и метаболическое разнообразие, проявляемое прокариотическими клетками по сравнению с эукариотическими клетками.В конце 1970-х годов американский микробиолог Карл Вёз впервые внес существенное изменение в классификацию, поместив все организмы в три области — эукарию, бактерии (первоначально называвшиеся Eubacteria) и археи (первоначально называвшиеся архебактериями) — чтобы отразить три древние линии эволюции. Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, были затем разделены на два из этих доменов, Бактерии и Археи. Бактерии и Археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и у них есть кольцевая ДНК.Однако они в корне отличаются друг от друга, и их разделение основано на генетических данных их древних и отдельных эволюционных линий, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.
бактериальных, животных и растительных клеток Бактериальные клетки отличаются от животных и растительных клеток несколькими способами. Одно фундаментальное отличие состоит в том, что в бактериальных клетках отсутствуют внутриклеточные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты и ядра, которые присутствуют как в клетках животных, так и в растительных клетках. Encyclopædia Britannica, Inc.Прокариотические клетки (т.е. бактерии и археи) принципиально отличаются от эукариотических клеток, которые составляют другие формы жизни. Прокариотические клетки определяются гораздо более простой конструкцией, чем у эукариотических клеток. Наиболее очевидным упрощением является отсутствие внутриклеточных органелл, которые являются признаками, характерными для эукариотических клеток. Органеллы представляют собой дискретные мембранно-заключенные структуры, которые содержатся в цитоплазме и включают в себя ядро, где генетическая информация сохраняется, копируется и экспрессируется; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия преобразуется в метаболическую энергию; лизосома, в которой перевариваются белки и делаются доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, где белки, которые синтезируются и высвобождаются из клетки, собираются, модифицируются и экспортируются.Все действия, выполняемые органеллами, также происходят в бактериях, но они не выполняются специализированными структурами. Кроме того, прокариотические клетки обычно намного меньше, чем эукариотические клетки. Небольшой размер, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, обитать и процветать практически в любой среде.
Схематическое изображение структуры типичной бактериальной клетки типа бацилл. Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодняПрокариотические и эукариотические клетки отличаются во многих других отношениях, включая липидный состав, структуру основных метаболических ферментов, ответы на антибиотики и токсины и механизм экспрессии генетической информации. Эукариотические организмы содержат несколько линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем они должны кодировать синтез белков. Существенные части копии рибонуклеиновой кислоты (РНК) генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК) отбрасываются, а оставшаяся мессенджерная РНК (мРНК) существенно модифицируется перед тем, как она переводится в белок.Напротив, бактерии имеют одну круговую хромосому, которая содержит всю их генетическую информацию, а их мРНК являются точными копиями своих генов и не модифицируются.
Бактерии — это микроскопические одноклеточные организмы, которые существуют миллионами в любой среде, как внутри, так и снаружи других организмов.
Некоторые бактерии вредны, но большинство служат полезной цели. Они поддерживают многие формы жизни, как растительные, так и животные, и используются в промышленных и медицинских процессах.
Бактерии, как полагают, были первыми организмами, появившимися на Земле, около 4 миллиардов лет назад.Самые старые известные окаменелости имеют бактерии, подобные организмам.
Бактерии могут использовать большинство органических и некоторых неорганических соединений в качестве пищи, а некоторые могут выжить в экстремальных условиях.
Растущий интерес к функции кишечного микробиома проливает новый свет на роль, которую бактерии играют в здоровье человека.
Бактерии — это одноклеточные организмы, которые не являются ни растениями, ни животными.
Они обычно измеряют несколько микрометров в длину и существуют вместе в сообществах миллионов.
грамм почвы обычно содержит около 40 миллионов бактериальных клеток. Миллилитр пресной воды обычно содержит около миллиона бактериальных клеток.
Земля, по оценкам, содержит не менее 5 ниллионов бактерий, и считается, что большая часть биомассы Земли состоит из бактерий.
Существует много разных видов бактерий. Один из способов их классификации — по форме. Есть три основных формы.
- Сферические. Бактерии, имеющие форму шара, называются кокками, а одна бактерия является кокком.Примеры включают группу стрептококков, ответственную за «острый фарингит».
- В форме палочки: они известны как бациллы (единственная палочка). Некоторые палочковидные бактерии изогнуты. Они известны как вибрион. Примеры палочковидных бактерий включают Bacillus anthracis ( B. anthracis ) или сибирскую язву.
- Спираль: Они известны как спирилла (единственная спирилла). Если их катушка очень плотная, их называют спирохетами. Лептоспироз, болезнь Лайма и сифилис вызваны бактериями этой формы.
В каждой группе фигур есть много вариаций.
Бактериальные клетки отличаются от клеток растений и животных. Бактерии — прокариоты, что означает, что они не имеют ядра.
Бактериальная клетка включает в себя:
- Капсула: слой, обнаруженный на внешней стороне клеточной стенки у некоторых бактерий.
- Клеточная стенка: слой, который сделан из полимера, называемого пептидогликан. Клеточная стенка дает бактериям свою форму. Он расположен вне плазматической мембраны.У некоторых бактерий клеточная стенка толще, она называется грамположительной.
- Плазменная мембрана: находится в клеточной стенке, вырабатывает энергию и транспортирует химические вещества. Мембрана проницаема, что означает, что вещества могут проходить через нее.
- Цитоплазма: желатиновое вещество внутри плазматической мембраны, которое содержит генетический материал и рибосомы.
- ДНК: содержит все генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании бактерии. Он расположен внутри цитоплазмы.
- рибосомы: это место, где белки производятся или синтезируются. Рибосомы представляют собой сложные частицы, состоящие из РНК-богатых гранул.
- Жгутик: используется для движения, чтобы продвигать некоторые виды бактерий. Есть некоторые бактерии, которые могут иметь более одного.
- Пили: эти волосяные отростки на внешней стороне клетки позволяют ей прилипать к поверхности и переносить генетический материал в другие клетки. Это может способствовать распространению болезней среди людей.
Бактерии питаются по-разному.
Гетеротрофные бактерии или гетеротрофы получают свою энергию за счет потребления органического углерода. Большинство из них поглощают мертвый органический материал, такой как разлагающаяся плоть. Некоторые из этих паразитических бактерий убивают своего хозяина, в то время как другие помогают им.
Автотрофные бактерии (или просто автотрофы) сами производят пищу либо посредством:
- фотосинтеза с использованием солнечного света, воды и углекислого газа, либо с помощью хемосинтеза
- с использованием углекислого газа, воды и химических веществ, таких как аммиак, азот, сера и др.
Бактерии, использующие фотосинтез, называются фотоавтотрофами.Некоторые типы, например, цианобактерии, производят кислород. Они, вероятно, сыграли жизненно важную роль в создании кислорода в атмосфере Земли. Другие, такие как гелиобактерии, не производят кислород.
Те, которые используют хемосинтез, известны как хемоавтотрофы. Эти бактерии обычно находятся в океанских жерлах и в корнях бобовых, таких как люцерна, клевер, горох, фасоль, чечевица и арахис.
Бактерии можно найти в почве, воде, растениях, животных, радиоактивных отходах, глубоко в земной коре, арктическом льду и ледниках и горячих источниках.В стратосфере есть бактерии, находящиеся в атмосфере на высоте от 6 до 30 миль, а в глубинах океана — до 32 800 футов или 10000 метров.
Аэробы, или аэробные бактерии, могут расти только там, где есть кислород. Некоторые типы могут вызвать проблемы для окружающей среды человека, такие как коррозия, загрязнение, проблемы с прозрачностью воды и неприятные запахи.
Анаэробы, или анаэробные бактерии, могут расти только там, где нет кислорода. У людей это в основном желудочно-кишечный тракт.Они также могут вызывать газ, гангрену, столбняк, ботулизм и большинство стоматологических инфекций.
Факультативные анаэробы или факультативные анаэробные бактерии могут жить как с кислородом, так и без него, но они предпочитают среду, в которой есть кислород. Они в основном встречаются в почве, воде, растительности и некоторой нормальной флоре людей и животных. Примеры включают в себя сальмонеллы .
Мезофилы, или мезофильные бактерии, являются бактериями, ответственными за большинство человеческих инфекций. Они процветают при умеренных температурах, около 37 ° C.Это температура человеческого тела.
Примеры включают в себя Listeria monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Staphylococcus aureus , Streptococcus pyrogenes , Streptococcus pneumoniae , , , Streptococcus pneumoniae , , , .
Кишечная флора человека, или кишечный микробиом, содержит полезные мезофильные бактерии, такие как диетическая Lactobacillus acidophilus .
Экстремофилы, или экстремофильные бактерии, могут противостоять условиям, которые считаются слишком экстремальными для большинства форм жизни.
Термофилы могут жить при высоких температурах, до 75-80 ° C, а гипертермофилы могут выживать при температурах до 113 ° C.
Глубоко в океане бактерии живут в полной темноте с помощью тепловых отверстий, где температура и давление высоки. Они делают свою собственную пищу, окисляя серу, которая поступает из глубины земли.
Другие экстремофилы включают:
- галофилов, встречающихся только в соленой среде
- ацидофилов, некоторые из которых живут в таких кислых средах, как pH 0
- алкилифилов, живущих в щелочных средах до pH 10.5
- психрофилов, обнаруженных при низких температурах, например, в ледниках
Экстремофилы могут выжить там, где не может другой организм.
Бактерии могут размножаться и изменяться с использованием следующих методов:
- Бинарное деление: бесполая форма размножения, при которой клетка продолжает расти, пока новая клеточная стенка не прорастет через центр, образуя две клетки. Они разделяются, образуя две клетки с одинаковым генетическим материалом.
- Передача генетического материала. Клетки приобретают новый генетический материал посредством процессов, известных как конъюгация, трансформация или трансдукция.Эти процессы могут сделать бактерии более сильными и более способными противостоять угрозам, таким как лечение антибиотиками.
- Споры: когда у некоторых видов бактерий мало ресурсов, они могут образовывать споры. Споры содержат материал ДНК организма и содержат ферменты, необходимые для прорастания. Они очень устойчивы к воздействию окружающей среды. Споры могут оставаться неактивными в течение столетий, пока не появятся правильные условия. Тогда они могут реактивировать и стать бактериями.
- Споры могут выживать в периоды воздействия окружающей среды, включая ультрафиолетовое (УФ) и гамма-излучение, высыхание, голодание, химическое воздействие и экстремальные температуры.
Некоторые бактерии производят эндоспоры или внутренние споры, в то время как другие производят экзоспоры, которые выделяются наружу. Они известны как кисты.
Clostridium является примером эндоспоровой бактерии. Существует около 100 видов Clostridium , включая Clostridium botulinim ( C. botulinim ) или ботулизм, ответственных за потенциально смертельный вид пищевого отравления, и Clostridium difficile ( C.Difficile ), который вызывает колит и другие кишечные проблемы.
Бактерии часто считают плохими, но многие полезны. Мы бы не существовали без них. Кислород, которым мы дышим, вероятно, был создан активностью бактерий.
Выживание человека
Многие бактерии в организме играют важную роль в выживании человека. Бактерии в пищеварительной системе расщепляют питательные вещества, такие как сложные сахара, на формы, которые может использовать организм.
Неопасные бактерии также помогают предотвращать заболевания, занимая места, к которым хотят присоединиться патогенные или вызывающие заболевания бактерии.Некоторые бактерии защищают нас от болезней, нападая на патогены.
Фиксация азота
Бактерии забирают азот и высвобождают его для использования растениями после смерти. Растения нуждаются в азоте в почве, чтобы жить, но они не могут сделать это сами. Чтобы гарантировать это, у многих семян растений есть небольшой контейнер с бактериями, который используется, когда растение прорастает.
Пищевая технология
Молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Lactococcus вместе с дрожжами и плесенью или грибами, используются для приготовления таких продуктов, как сыр, соевый соус, натто (ферментированные соевые бобы), уксус, йогурт и соленые огурцы.
Ферментация полезна не только для консервирования продуктов, но и некоторые из этих продуктов могут принести пользу для здоровья.
Например, некоторые ферментированные продукты содержат типы бактерий, которые похожи на те, которые связаны со здоровьем желудочно-кишечного тракта. Некоторые процессы ферментации приводят к появлению новых соединений, таких как молочная кислота, которые оказывают противовоспалительное действие.
Необходимы дополнительные исследования для подтверждения пользы для здоровья ферментированных продуктов.
Бактерии в промышленности и исследованиях
Бактерии могут разрушать органические соединения.Это полезно для таких операций, как переработка отходов и очистка от разливов нефти и токсичных отходов.
Фармацевтическая и химическая промышленность используют бактерии в производстве определенных химикатов.
Бактерии используются в молекулярной биологии, биохимии и генетических исследованиях, потому что они могут быстро расти и относительно легко манипулировать. Ученые используют бактерии для изучения работы генов и ферментов.
Бактерии необходимы для изготовления антибиотиков.
Bacillus thuringiensis (Bt) — это бактерия, которая может использоваться в сельском хозяйстве вместо пестицидов.Он не имеет нежелательных экологических последствий, связанных с использованием пестицидов.
Некоторые виды бактерий могут вызывать заболевания у людей, такие как холера, дифтерия, дизентерия, бубонная чума, пневмония, туберкулез (ТБ), брюшной тиф и многие другие.
Если организм человека подвергается воздействию бактерий, которые организм не считает полезными, иммунная система атакует их. Эта реакция может привести к симптомам отека и воспаления, которые мы видим, например, в инфицированной ране.
В 1900 году пневмония, туберкулез и диарея были тремя основными причинами смерти в Соединенных Штатах. Методы стерилизации и антибиотики привели к значительному снижению смертности от бактериальных заболеваний.
Однако чрезмерное использование антибиотиков затрудняет лечение бактериальной инфекции. По мере того как бактерии мутируют, они становятся более устойчивыми к действующим антибиотикам, что затрудняет лечение инфекций. Бактерии трансформируются естественным путем, но чрезмерное использование антибиотиков ускоряет этот процесс.
«Даже если будут разработаны новые лекарства без изменения поведения, устойчивость к антибиотикам останется главной угрозой».
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)
По этой причине ученые и органы здравоохранения призывают врачей не назначать антибиотики, если в этом нет необходимости, и чтобы люди практиковали другие способы профилактики заболеваний, такие как хорошая гигиена питания, руки стирка, вакцинация и использование презервативов.
Недавние исследования привели к новому и растущему осознанию того, как человеческое тело взаимодействует с бактериями, и особенно сообществами бактерий, живущих в кишечном тракте, известном как кишечный микробиом, или кишечная флора.
В 2009 году исследователи опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что у женщин с ожирением чаще встречались бактерии определенного типа, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , во рту.
В 2015 году ученые из Университета Северной Каролины обнаружили, что в кишечнике людей с анорексией содержатся «очень разные» бактерии или микробные сообщества по сравнению с людьми, у которых нет этого заболевания. Они предполагают, что это может оказать психологическое воздействие.
Более 2000 лет назад римский автор, Маркус Терентий Варро, предположил, что болезнь может быть вызвана крошечными животными, которые плавали в воздухе. Он посоветовал людям избегать болотистых мест во время строительных работ, потому что они могут содержать насекомых, слишком маленьких, чтобы глаз мог видеть, что они попадают в организм через рот и ноздри и вызывают заболевания.
В 17 веке голландский ученый Антони ван Левенгук создал микроскоп с одной линзой, с помощью которого он увидел то, что он назвал животными, позже названными бактериями.Он считается первым микробиологом.
В 19 веке химики Луи Пастер и Роберт Кох говорили, что болезни были вызваны микробами. Это было известно как теория микробов.
В 1910 году ученый Пол Эрлих объявил о разработке первого антибиотика, Сальварсана. Он использовал это, чтобы вылечить сифилис. Он также был первым ученым, обнаружившим бактерии с помощью пятен.
В 2001 году Джошуа Ледербург ввел термин «кишечный микробиом», и ученые всего мира в настоящее время стремятся описать и понять более точно структуры, типы и виды применения «кишечной флоры» или бактерий в организме человека.
Со временем эта работа должна пролить новый свет на широкий круг заболеваний.
бактерий | Cell, Evolution, & Classification
Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен в ядерной мембране, или прокариотических клеток, в которых генетический материал не отделен от остальной части клетка. Традиционно все прокариотические клетки назывались бактериями и классифицировались в прокариотическом царстве Монера. Однако их классификация как Monera, эквивалентная в таксономии другим царствам — Plantae, Animalia, Fungi и Protista — занижает замечательное генетическое и метаболическое разнообразие, проявляемое прокариотическими клетками по сравнению с эукариотическими клетками.В конце 1970-х годов американский микробиолог Карл Вёз впервые внес существенное изменение в классификацию, поместив все организмы в три области — эукарию, бактерии (первоначально называвшиеся Eubacteria) и археи (первоначально называвшиеся архебактериями) — чтобы отразить три древние линии эволюции. Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, были затем разделены на два из этих доменов, Бактерии и Археи. Бактерии и Археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и у них есть кольцевая ДНК.Однако они в корне отличаются друг от друга, и их разделение основано на генетических данных их древних и отдельных эволюционных линий, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.
бактериальных, животных и растительных клеток Бактериальные клетки отличаются от животных и растительных клеток несколькими способами. Одно фундаментальное отличие состоит в том, что в бактериальных клетках отсутствуют внутриклеточные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты и ядра, которые присутствуют как в клетках животных, так и в растительных клетках. Encyclopædia Britannica, Inc.Прокариотические клетки (т.е. бактерии и археи) принципиально отличаются от эукариотических клеток, которые составляют другие формы жизни. Прокариотические клетки определяются гораздо более простой конструкцией, чем у эукариотических клеток. Наиболее очевидным упрощением является отсутствие внутриклеточных органелл, которые являются признаками, характерными для эукариотических клеток. Органеллы представляют собой дискретные мембранно-заключенные структуры, которые содержатся в цитоплазме и включают в себя ядро, где генетическая информация сохраняется, копируется и экспрессируется; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия преобразуется в метаболическую энергию; лизосома, в которой перевариваются белки и делаются доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, где белки, которые синтезируются и высвобождаются из клетки, собираются, модифицируются и экспортируются.Все действия, выполняемые органеллами, также происходят в бактериях, но они не выполняются специализированными структурами. Кроме того, прокариотические клетки обычно намного меньше, чем эукариотические клетки. Небольшой размер, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, обитать и процветать практически в любой среде.
Схематическое изображение структуры типичной бактериальной клетки типа бацилл. Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодняПрокариотические и эукариотические клетки отличаются во многих других отношениях, включая липидный состав, структуру основных метаболических ферментов, ответы на антибиотики и токсины и механизм экспрессии генетической информации. Эукариотические организмы содержат несколько линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем они должны кодировать синтез белков. Существенные части копии рибонуклеиновой кислоты (РНК) генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК) отбрасываются, а оставшаяся мессенджерная РНК (мРНК) существенно модифицируется перед тем, как она переводится в белок.Напротив, бактерии имеют одну круговую хромосому, которая содержит всю их генетическую информацию, а их мРНК являются точными копиями своих генов и не модифицируются.
БЕСПЛАТНОЙ доставки NextDay!
«,» tooltipDuration «:» 5 «,» tempUnavailableMessage «:» Скоро возвращаемся! «,» TempUnavailableTooltipText «:»Мы прилагаем все усилия, чтобы восстановить и запустить.
- Временно в ожидании из-за высокого спроса.
- Пожалуйста, продолжайте проверять наличие.
0″},»search «: {» searchUrl «:» / search / «,» enabled «:» true «,» tooltipText «:»
Скажите нам, что вам нужно
«,» tooltipDuration «: 5000,» nudgeTimePeriod «: 10000}}}, «uiConfig»: { «webappPrefix»: «», «артефакт»: «колонтитул-приложение», «ApplicationVersion»: «20.0.26», «applicationSha»: «17ebb73d7c865c83106a9dc51a9155d82f2381f9», «ApplicationName»: «колонтитул », «узел»: «888373455», «облако»: «Prod-аз-southcentralus-13», «oneOpsEnv»: «Prod-а», «профиль»: «ПРОД», «BasePath»: «/ GlobalNav» , «происхождение»: «https: // WWW.walmart.com » «apiPath»: «/ колонтитул / электрод / апите», «loggerUrl»: «/ колонтитул / электрод / API / регистратор», «storeFinderApi»: { «storeFinderUrl»:» / магазин / Ajax / предпочтительная-выпадающий «},» searchTypeAheadApi «: {» searchTypeAheadUrl «:» / поиск / автозаполнение / v1 /», «enableUpdate» ложь «typeaheadApiUrl»: «/ машинописный / v2 / полный», «skipSearchProxy»: ложь}, «emailSignupApi»: { «emailSignupUrl»: «/ счет / электрод / счет / API / подписаться»}, «feedbackApi»: { «fixedFeedbackSubmitUrl»: «/ клиент-опрос / отправить»}, «каротаж»: { «logInterval»: 1000, «isLoggingAPIEnabled»: правда, «isQuimbyLoggingFetchEnabled»: правда, «isLoggingFetchEnabled»: правда, «isLoggingCacheStatsEnabled»: истинно}, «окр»: «производство»}, «envInfo»: { «APP_SHA»:» 5a5b2c822049f25935fcf8446e079275223f2fbd » «APP_VERSION»:» 20.0.26-20200709_175258.17ebb73d7 «},» expoCookies «: {}}Введите местоположение
Введите почтовый индекс или город, штат.Ошибка: Пожалуйста, введите действительный почтовый индекс или город и штатОбновите местоположение
Хорошие новости — Вы все еще можете получить бесплатную 2-дневную доставку, бесплатный самовывоз и многое другое.
Продолжить покупки Попробуйте еще один почтовый индекс
Доставка до
.
Leave A Comment