бактерии по дарвину. Царства Бактерии
 Скачать 102.88 Kb.
|
|
Тема: Царства Бактерии Бактерии изучает наука микробиология. Бактерии имеют прокариотическое строение клетки. У них отсутствует ядро, ДНК имеет кольцевой вид и находится в цитоплазме (нуклеоид). Иногда бывают дополнительные генетические элементы — плазмиды. Плазмиды несут необязательные, но полезные для выживания гены (например, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам). Есть плазмиды, которые участвуют в половом процессе бактерий — конъюгации. Внутри клетки бактерии находится неподвижная цитоплазма. Неподвижна она потому, что у прокариот отсутствует цитоскелет. Мембранные органоиды также отсутствуют (ЭПС, аппарат Гольджи, митохондрии, хлоропласты и др.), их функции иногда выполняют впячивания плазматической мембраны — мезосомы. Имеется большое количество рибосом, но они мелкие (70S) в отличие от эукариотической (ядерной) клетки. У фотосинтезирующих бактерий (цианобактерий, сине-зеленых водорослей) есть внутриклеточные фотосинтетические мембраны (аналоги тилакоидов хлоропластов). Клетка бактерии одета в особую плотную оболочку — клеточную стенку, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придает бактерии постоянную, характерную для нее форму. Клеточная стенка бактерии состоит из муреина. Она проницаема: через нее питательные вещества могут проходить в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду.  Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой — слизистая капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Она предохраняет бактерию от высыхания. У некоторых бактерий имеются жгутики. Длина жгутиков может во много раз превышать размеры тела бактерии. С помощью жгутиков бактерии передвигаются. Формы бактерий По форме бактерии бывают в виде запятых — вибрионы, палочек — бациллы, веретенообразные — спириллы и спирохеты, округлые — кокки. Кокки могут объединяться по двое — диплококки, образовывать цепочки — стрептококки и скопления, похожие на грозди винограда, — стафилококки.  Способы питания Среди бактерий есть автотрофы и гетеротрофы. 1. Автотрофные бактерии Самостоятельно синтезируют органику из неорганики. Фототрофами являются цианобактерии (сине-зеленые водоросли), хемотрофами — железобактерии, серобактерии, нитрифицирующие и др. (см. Метаболизм, Хемосинтез). 2. Гетеротрофные бактерии Используют для питания готовые органические вещества. По тому, как именно они получают органику, их можно разделить насапрофитов, паразитов и симбионтов. а) Бактерии-сапрофиты Извлекают питательные вещества из мертвого и разлагающегося органического материала или выделений живых организмов. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворенные продукты. б) Бактерии-паразиты Живут внутри другого организма или на нем и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания – бактериозы (тиф, столбняк, туберкулез, дизентерия, дифтерия, коклюш и др.). в) Бактерии-симбионты Живут совместно с другими организмами и приносят им пользу. Например, клубеньковые бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений, живут за счет органических веществ растений. Клубеньковые бактерии способны вовлекать инертный атмосферный азот в растворимые азотсодержащие ионы. В такой форме необходимый макроэлемент становится доступным для всасывания растениям. К бактериям-симбионтам относятся и бактерии желудочно-кишечного тракта животных и человека. Они помогают организмам переваривать пищу и вырабатывать некоторые витамины. Бактерии, живущие только в бескислородной среде,— анаэробы, в кислородной — аэробы. Спорообразование При неблагоприятных условиях (высокая температура, отсутствие влаги) бактерии могут покрываться плотной оболочкой и образовывать спору. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и другим неблагоприятным условиям. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжи- тельное кипячение и очень длительное промораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Частая ошибка: «споры бактерий служат для размножения». Для размножения споры используют растения и грибы. Споры бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях. Активация спор болезнетворных бактерий может вызывать вспышку инфекций. Поэтому, например, нельзя раскапывать скотомогильники с захоронением сибирской язвы. Есть мнение, что активация спор стала причиной «проклятья фараонов» — гибели археологов от инфекционных заболеваний после вскрытия Египетских пирамид, так как у современных людей иммунитет к этим штаммам бактерий отсутствовал. Размножение: размножаются бактерии делением клетки на две (бинарное деление). Затем каждая из них начинает питаться, расти, делиться и т.д. При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20–30 минут. Стоит помнить про половой процесс — конъюгацию. При нем между двумя бактериями образуется цитоплазматический мостик, по которому клетки обмениваются генетическим матери- алом. Это способствует рекомбинации генетического материала. Частая ошибка: «бактерияделится митозом». Термины «митоз» и «мейоз» — это деления ядер клеток, с характерными фазами (профаза, метафаза и т.д.), которых нет у бактериальных клеток. Роль бактерий в природе Бактерии — важное звено круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Бактерии выполняют рольредуцентов — проводят обратный процесс и минерализуют органические вещества, которые теперь возвращаются в почву и могут снова использоваться растениями. Таким образом, бактерии замыкают круговорот веществ. Болезнетворные бактерии вызывают инфекции у многих животных и растений, являясь важными регуляторами численности, как и другие паразиты. Симбиотические бактерии вступают во взаимовыгодные отношения. Деятельность некоторых хемосинтезирующих бактерий приводит к концентрации соединений и образованию полезных ископаемых — железных руд, залежей серы. Роль бактерий в жизни человека а) Возбудители заболеваний Бактерии являются возбудителями многих опасных заболеваний, таких как дифтерия, туберкулез, сифилис, тиф, столбняк, сальмонеллез, холера, чума и др. При этом у многих инфекций появляются резистентные к антибиотикам штаммы, что сильно осложняет лечение. Профилактика бактериальных инфекций зависит от пути их передачи. Для предотвращения кишечных инфекций нужно следить за соблюдением правил гигиены, чистотой помещений, соблюдать правила хранения продуктов питания и не употреблять продукты с истекшим сроком годности. При некоторых инфекциях дыхательных путей (туберкулез) требуется изоляция больного. Для профилактики туляремии и чумы проводят борьбу с грызунами, на которых живет блоха — переносчик заболевания. Сифилис и гонорея передаются при половых контактах, поэтому для их профилактики нужно пользоваться средствами защиты и избегать случайных связей. б) Бактерии-симбионты Бактерии-симбионты в толстом кишечнике вырабатывают витамины В и К. Участвуют в расщеплении клетчатки, что особенно важно для животных, питающихся растительной пищей (жвачные, термиты). Симбиотические бактерии на коже не позволяют развиваться на ней своим болезнетворным бактериям-конкурентам. в) Промышленность и биотехнология Некоторые бактерии используются в пищевой промышленности. Например, молочнокислые бактерии используются в производстве кисломолочной продукции, при квашении, виноделии и т.д. В сельском хозяйстве при приготовлении силоса и сенажа (корма для животных). Для природоохранных мероприятий: очистки сточных вод, ликвидации нефтяных пятен. Большое значение бактерии имеют в генной инженерии, и фармакологии (производство лекарств). г) Порча продуктов Бактерии-сапротрофы (сапрофиты) вызывают порчу продуктов. В таком случае их называют гнилостными бактериями. В пищевой промышленности для борьбы с порчей продуктов используются стерилизация и пастеризация. Пастеризация — это нагревание продукта до 60–70 °С, при этом бактериальные клетки погибают, но споры могут сохраняться и вызвать порчу через некоторое время. При стерилизации температура обработки выше 100 °С, при этом споры тоже погибают, и продукт может храниться значительно дольше. Также для борьбы с гнилостными бактериями используют низкую температуру, обезвоживание продуктов, вещества-консерванты. Все эти факторы приводят к снижению активности бактерий. В бытовых условиях в качестве консервантов используются уксусная кислота (маринование), большие количества поваренной соли (соление). При квашении образуется молочная кислота, которая также угнетает рост и активность гнилостных бактерий. |