Значение бактерий кратко 9 класс

Обновлено: 05.07.2024

Ключевые слова конспекта: надцарство Прокариоты, царство Археи (архебактерии), царство Бактерии (эубактерии), цианобактерии, жизнедеятельность бактерий, роль и значение бактерий, антибиотики, микоплазмы.

Надцарство ПРОКАРИОТЫ

В надцарство Прокариоты объединяются одноклеточные организмы с прокариотическим типом строения клетки. Это древнейшие известные организмы; они появились на Земле около 3,5 млрд лет назад.

В настоящее время прокариоты очень многочисленны, они населяют все среды обитания (воздух, воду, почву и другие организмы). В атмосфере они присутствуют в каплях воды и частичках пыли; встречаются на высоте до 8 км. Прокариоты населяют все водоёмы Земли: горячие кислотные источники (с температурой выше 90 °С), океанические разломы (при температуре выше 360 °С). Они найдены во льдах Антарктики, взятых с глубины более 430 м. Огромное число бактерий обитает в почве, они играют важную роль в круговороте различных химических элементов. Обитая в других организмах, они могут быть возбудителями различных заболеваний (бактериальные инфекции) или помогать организму хозяина переваривать пищу (жвачные животные и термиты).

Некоторые прокариоты — автотрофы, осуществляющие фото- или хемосинтез, другие — гетеротрофы.

Прокариот принято делить на два царства: царство Эубактерии (Бактерии) и царство Архебактерии (Археи).

Царство БАКТЕРИИ

Эубактерии — большая группа организмов, к которой относятся бактерии, цианобактерии и микоплазмы. В школьной литературе принято называть эубактерий просто бактериями. На сегодня описано около 10 000 видов и предполагается, что их существует свыше миллиона. Обычно имеют небольшие размеры, прокариотический тип организации клетки.

По форме клетки бактерии делятся на кокки — более или менее сферические, бациллы — палочки или цилиндры с закруглёнными концами, спириллы — спиралевидные; вибрионы — короткие палочки, изогнутые в виде запятой. Бактерии относятся к одноклеточным организмам, но иногда после деления могут оставаться вместе, скрепляясь при помощи клеточных стенок или слизистых капсул. Кокки могут образовывать пары (диплококки), цепочки (стрептококки) или грозди (стафилококки); бациллы — нити. Цианобактерии могут образовывать нити длиной до 1 м, иногда собранные в округлые колонии.

Подавляющее большинство эубактерий относятся к гетеротрофам, которые делятся на три группы по образу жизни:

сапротрофы — питаются мёртвыми организмами и их остатками (наряду с грибами участвуют в минерализации органических остатков);
паразиты — питаются за счёт живых организмов, причиняя им вред (болезнетворные бактерии);
эндосимбионты — живут в других организмах и участвуют в их нормальном обмене веществ.

Жизнедеятельность бактерий

Питание:

автотрофное (синтез органических веществ из неорганических) — фотосинтез, хемосинтез
гетеротрофное (использование готовых органических веществ: сапрофиты, симбионты, паразиты)

Дыхание:

аэробное (используют для дыхания кислород)
анаэробное (живут в отсутствие кислорода)

Движение:

с помощью жгутиков
с помощью волнообразных сокращений.

Размножение:

бесполое (бинарным делением клетки). Иногда разделившиеся клетки не расходятся — образуются цепочки. Бактерии способны очень быстро размножаться.
половое (конъюгация, обмен генетической информацией).

Типы полового процесса у бактерий:

При неблагоприятных условиях бактеpии образуют споры, имеющие плотные капсулы. Эти споры выдерживают кипячение, замораживание, высушивание. Они способны находиться в неактивном состоянии в течение многих лет.

Почти все бактеpии содержат мелкие добавочные хромосомы — плазмиды, которые могут встраиваться в нуклеоид. Зачастую плазмиды содержат гены, обусловливающие устойчивость к антибиотикам. Обмен плазмидами (в результате конъюгации) может происходить между различными видами и даже родами бактерий.

Роль и значение бактерий

Положительная роль:

участие в круговороте веществ в природе
участие в почвообразовании
образование полезных ископаемых
симбиотическое взаимодействие с грибами и растениями
биологическая очистка водоёмов
получение кисломолочных продуктов

Отрицательная роль:

порча пищевых продуктов
разрушение построек и механизмов
цветение воды
заболевания растений, животных и человека (холера, чума, дифтерия, туберкулёз, сифилис)

Антибиотики — химические вещества, выделяемые бактериями и грибами для угнетения других микроорганизмов.
Открытие антибиотиков (пенициллина) в 1929 г. А. Флемингом обусловило значительный прогресс в лечении бактериальных инфекций (пенициллин начали применять в медицине с 1941 г.). Механизм их действия различен: часть антибиотиков (пенициллины) нарушает синтез клеточной оболочки; другие (тетрациклин, стрептомицин и др.) нарушают синтез белка, инактивируя бактериальные рибосомы. Сульфаниламидные препараты подавляют синтез фолиевой кислоты в бактериальных клетках.

Большинство антибиотиков получают в культурах микроорганизмов, и лишь небольшое число — путём химического синтеза. На основе природных антибиотиков получено большое число синтетических (например, ампициллин, цефалексин и др.).

У бактерий достаточно быстро развивается устойчивость к определённым антибиотикам (часто она передаётся с плазмидами), поэтому постоянно разрабатываются новые, всё более мощные антибиотики. Антибиотики способствуют возникновению бактерий, лишённых клеточной стенки. Эти бактерии менее болезнетворны, но способны длительное время сохраняться в поражённом организме. Применение антибиотиков нарушает нормальную микрофлору кожи и кишечника. По этой причине лечение антибиотиками допустимо только по назначению врача, с соблюдением всех его рекомендаций.

Цианобактерии

Цианобактерии — фототрофные, прокариотические организмы, окрашенные в сине-зеленый цвет. Характерные черты:

автотрофы,
не имеют жгутиков,
могут вступать в симбиоз,
размножаются только бесполым путем.

Микоплазмы

Микоплазмы — мельчайшие бактерии (0,1 мкм) . От остальных эубактерий отличаются отсутствием клеточной стенки и связанной с этим изменчивостью формы, малым размером генома и неподвижностью.

Микоплазмы широко распространены в природе; некоторые из них ведут сапротрофный образ жизни, другие — паразитируют в организме животных и растений. У человека микоплазмы вызывают заболевания дыхательных путей, в том числе воспаление лёгких (пневмонию), а также воспалительные заболевания мочеполовой системы. Микоплазмы нечувствительны к антибиотикам (например, к пенициллину), которые подавляют рост бактерий, воздействуя на их клеточную стенку.

Роль бактерий в природе очень важна, они являются главными участниками всех биологических круговоротов веществ. Основная часть неорганических и органических соединений изменяются под их воздействием. Эти микроорганизмы, которые появились на Земле 4 млрд лет назад, находились у источников основания оболочки планеты, перерабатывая живую и неживую органику.

Болезнетворные микроорганизмы
Использование человеком
Роль в жизни людей
Особенности размножения
Польза в природе
Полезные и вредные бактерии

Болезнетворные микроорганизмы

Значение бактерий для человека сложно однозначно определить, они играют как положительную, так и отрицательную роль. В основном микроорганизмы вредны для людей. К примеру:

Ботулинические бациллы являются причиной развития ботулизма, это заболевание часто приводит к летальному исходу. Этот класс микробов попадает в организм человека с плохо вымытыми продуктами питания и развивается при большом количестве белка в бескислородных условиях. Вследствие их жизнедеятельности скапливается сильное ядовитое вещество — ботулин.
Поверхностные раны могут заражаться стрептококками и стафилококками, вызывающими гнойные воспалительные процессы.
Дизентерию вызывает шигелла, а брюшной тиф — сальмонелла. Эти микробы разносятся воздушным путем с каплями слюны заболевшего человека во время кашля или чихания. Некоторые патогенные микроорганизмы устойчивы к высыханию и продолжительное время могут сохраняться в пыли.
Сапрофитные микробы могут испортить продукты. Для сохранения еды её необходимо подвергнуть обработке (стерилизация, термообработка, химическое очищение, высушивание, заморозка). Если этого не сделать, то из-за пищевого отравления может понадобиться серьезная медицинская помощь.
В земле живут микробы класса клостридиум, которые являются причиной развития столбняка и гангрены.

Многие инфекционные болезни передаются во время физического контакта с зараженным человеком. Нередко патогенные микроорганизмы передаются переносчиками. К примеру, мухи, находясь на нечистотах, могут переносить на лапках сотни микробов, оставляя их на продуктах, которые употребляют в пищу люди.

Заболевания могут вызываться попаданием инфекции через нарушенный кожный покров. В ранах, которые загрязнены почвой, часто развиваются болезнетворные организмы, вызывающие столбняк или гангрену. Это серьезные болезни, они могут закончиться смертью человека.

Открытие патогенных бактерий помогло создать лекарства для борьбы с множеством заболеваний. Но микробы быстро привыкают к лекарственным препаратам, и медики постоянно разрабатывают новые сильнодействующие средства.

Использование человеком

Жизнедеятельность некоторых микроорганизмов активно используется человеком. Отдельные разновидности могут вырабатывать мощные антибиотики (например, тетрациклин) — вещества, которые убивают либо подавляют развитие патогенных микроорганизмов.

Бактерии часто используются человеком для различных целей:

создание новых лекарств;
изготовление сыров, йогуртов, ряженки, уксуса, вина.
создание органических веществ;
приготовление продуктов;
бродильные бактерии используются для силосования кормов, закваске огурцов, капусты.

Способность микроорганизмов перерабатывать органические соединения, делая из них сначала перегной, а после неорганические составы, сделало их незаменимыми в круговороте веществ и почвообразовании.

Бактерии играют роль санитаров, очищая канализационные стоки, расщепляя органические соединения и делая из них безвредные экологически чистые неорганические вещества. Такое свойство активно применяется в очистных сооружениях.

Роль в жизни людей

Все бактерии, которые находятся в организме, постоянно борются за необходимые питательные элементы, требующиеся им для размножения, причем полезные микроорганизмы могут уничтожать патогенные.

Вне зависимости от вида продуктов, потребляемых людьми, на зубах, языке и в полости рта скапливаются бактерии, которые питаются частичками пищи. Человечество уже более века занимается чисткой зубов, делая это как для избавления от застрявших кусочков еды, так и от появления неприятного запаха изо рта.

Побочный эффект от жизнедеятельности любых микроорганизмов — появление запаха, остаточные продукты распада образуются и от полезных лактобактерий, и от вредных бактерий, которые используются людьми для готовки пищи.

На кожном покрове микробы активно размножаются, когда человек потеет (в жаркие дни или при физических нагрузках) либо же такой процесс начинается на участках появления ран или царапин. Пот был бы без запаха, но железы одновременно выделяют жир, который является пищей для разных микроорганизмов. Запах проявляется, когда они активно перерабатывают питательные вещества.

Для очищения подмышек от микробов всегда советуют использовать мыло и банные процедуры. Также для избавления от запаха можно обработать вспотевший участок перекисью. Если началось покраснение кожного покрова около раны — это признак развития воспаления из-за проникновения микроорганизмов на травмированный участок. Его нужно обработать дезинфицирующим составом (перекись, йод, спирт, зеленка), чтобы избежать в дальнейшем заражения крови.

Особенности размножения

Условия, при которых размножаются различные микроорганизмы, приблизительно одинаковые: им необходима повышенная влажность, высокая температура (+14−36 градусов), питательные вещества, темнота — эти условия находятся на теле каждого человека в районе паха и подмышек.

Определенным патогенным организмам даже не требуется воздух — класс анаэробных микробов может развиваться в консервах, а во время проникновения в организм начинают провоцировать появления ботулизма. Пониженные температуры сделает их малоподвижными, термообработка и солнечные лучи разрушают бактерии.

Сухой горячий воздух позволяет высушить любые организмы, при этом они превращаются в споры, которые продолжительное время могут сохранять возможность к возобновлению жизнедеятельности при благоприятных условиях.

Польза в природе

В естественной среде микроорганизмы перерабатывают отходы жизнедеятельности животных, ускоряя процесс разложения и появления полезных элементов, которые насыщают землю и передаются растительности. Без их вмешательства поверхность планеты находилась бы под большим слоем непереработанных веществ.

Это часто можно видеть на свалках, где скопилось множество искусственных отходов, не являющихся пищей для микроорганизмов. Вода из канализации проходит несколько этапов очищения бактериями на станциях и заново подается в трубопровод.

Без помощи бактерий человек и травоядные животные не могли бы перерабатывать растительную клетчатку в глюкозу, которая дает энергию организму. Обычного пережевывания растительности недостаточно для расщепления клетчатки, из которой синтезируются и усваиваются все полезные микроэлементы.

Такой же процесс требуется во время переваривания мякоти фруктов и ягод, так как она тоже имеет в структуре волокна, тем более, когда речь заходит о кожуре. То, что не подходит в пищу для бактерий, становится причиной развития плесени.

Полезные и вредные бактерии

Бактерии, которые попадают в желудочно-кишечный тракт одновременно с кисломолочными продуктами, улучшают переваривание и усвоение питательных элементов, находящихся в молоке. К младенцам они передаются с материнским молоком сразу после рождения, без них тут же развивается дисбактериоз, появляющийся как при интоксикациях, так и при отсутствии полезных микроорганизмов.

Основное правило при лечении дисбактериоза — определение причины его развития: после лечебного курса антибиотиками в желудочно-кишечном тракте не синтезируются ферменты либо отсутствуют полезные организмы. У взрослого человека, который употребляет свежее молоко, зачастую появляется диарея, а при потреблении кисломолочных продуктов это встречается редко.

Просто пастеризованное молоко не содержит в своем составе лактобактерий, которые изготовители продуктов добавляют лишь на втором этапе — переработка молочной продукции в кисломолочные изделия.

Патогенные микроорганизмы опасны для людей, поскольку это переносчики множества инфекционных болезней. Они передаются через ручки дверей, плохо помытые фрукты, во время чихания или разговора.

Гнилостные организмы, попав в кишечный тракт одновременно с какими-то продуктами, во время размножения выделяют газ, что вызывает вздутие живота, тошноту. Возникает ощущение давления на внутренние органы.

Роль бактерий в жизни человека очень важна. Без этих организмов не обходится ни один круговорот веществ на планете. Бактерии имеют свои плюсы и минусы, так как, помимо вредного воздействия, их использование помогает бороться с множеством заболеваний.

Строение и размножение

Бактерии — древнейшие живые организмы на Земле, которые существуют более 3,6–4,5 млрд лет. Они являются прокариотами, относятся к биологическому царству организмов, в клетках которых нет ядра и некоторых органоидов.

Бактерии могут быть палочковидной, сферической, изогнутой формы, встречаются всюду — в почве, воде, воздухе, на поверхности и внутри тел других организмов.

Рис. 1. Бактерии.

Организм — одна клетка.
Размеры колеблются в пределах от 1 до 15 мкм.
Снаружи покрыты плотной оболочкой и защитной слизистой капсулой.
Органы движения — ворсинки, один или несколько жгутиков на внешней оболочке клетки.
В клетках отсутствуют ядро, окружённое собственной мембраной, митохондрии и пластиды.
Наследственная информация находится в центральной зоне клетки в виде нити ДНК, замкнутой в кольцо (нуклеоид).

Способ размножения бактерий — простое деление клетки надвое. Сначала материнская клетка удлиняется, образуется поперечная перегородка. Она углубляется и постепенно формируются две дочерние клетки. Скорость размножения этих микроорганизмов очень высокая.

Одна бактерия в течение 24 часов способна образовывать миллионы новых клеток. Они расходятся или остаются связанными в цепочки, группы.

Разнообразие бактериальных клеток

По типу питания различают следующие группы бактерий:

гетеротрофы;
автотрофы (фототрофы и хемотрофы);
сапротрофы (питаются веществами мертвых тел или выделениями других организмов);
паразиты (живут за счёт других живых существ);
симбионты (способны к симбиозу с растениями).

Примеры автотрофов, которые самостоятельно создают для себя питательные вещества, — зелёные серобактерии и пурпурные бактерии. Фототрофы содержат хлорофилл, поглощают энергию Солнца для фотосинтеза. Хемотрофы используют химические реакции для создания органических веществ из неорганических.

кокки — шаровидные (стрептококки, пневмококки, стафилококки);
бациллы — палочковидные (сенная палочка);
вибрионы — изогнутые;
спириллы — извитые;
спирохеты — спирально закрученные.

По результатам жизнедеятельности выделяют бактерии гниения, брожения, патогенные. Каждая из этих групп отличается по особенностям питания и значению. Например, патогенные микроорганизмы вызывают заболевания человека, животных, растений.

Значение бактерий

Бактерии перерабатывают органические остатки в почве в минеральные вещества, участвуют в образовании перегноя, круговороте веществ в природе. Молочнокислые бактерии вызывают скисание молока, превращают его в простоквашу, сметану. Микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека, совместно образуют микрофлору, важную для пищеварения, иммунитета.

Рис. 3. Разнообразие бактерий.

Список заболеваний, которые вызывают бактерии у человека, довольно большой. Наиболее опасные бактериальные инфекции — сибирская язва, чума, тиф, холера, дифтерия, туберкулёз, дизентерия. Чтобы избежать инфицирования, нужно соблюдать личную гигиену, правильно хранить, мыть и приготавливать пищевые продукты, делать профилактические прививки.

Что мы узнали?

Бактерии состоят из одной клетки, не имеющей ядра. Одни бактериальные организмы питаются готовыми органическими веществами, другие создают их самостоятельно. Бактерии различаются по форме, и этот признак положен в основу классификации царства.

Царство Бактерии иди Дробянки объединяет солидную группу микроорганизмов. Их связывают некоторые общие черты, но есть и отличительные особенности: процессы жизнедеятельности, образ жизни и нюансы строения. Маленькие живые организмы, несмотря на простую организацию, доставляют человеку много хлопот, вызывая болезни, против которых ежегодно создаются сотни новых препаратов.

Царство Бактерии, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе

Рис. 1 Одна из разновидностей бактерии

Бактерии образуют три подцарства:

Архебактерии;
Настоящие бактерии (эубактерии);
Цианобактерии (сине-зеленые водоросли).

Архебактерии представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл, со свойственным им биохимическим составом и физиологическими особенностями (образованы 40 видами). Многочисленная группа – это эубактерии, которые характеризуются общим строением.

Бактерии открыл Антони ванн Левенгук, который с помощью оптического микроскопа увидел и описал удивительные мелкие организмы. Это событие произошло в 17 веке. А в 19 веке Луи Пастер выяснил, что микробы подразделяются на полезные и вредные. Дальнейшее развитие микробиологии стало возможно благодаря трудам Роберта Коха.

Характерные внешние черты бактерий

Отличительные внешние черты бактериальных микроорганизмов состоят в следующем:

Органоиды

Строение и функции

Оболочка

Состоит из двух слоев: мембраны и клеточной стенки из муреина. Некоторые формируют третий слой – слизистую капсулу.

Цитоплазма

Объединяет органоиды и обеспечивает приток питательных веществ.

Ядерное вещество

Одноцепочечная кольцевая ДНК. Она не всегда присутствует в одном экземпляре. В клетку способны встраиваться плазмиды – дополнительные маленькие кольцевые молекулы ДНК.

Рибосомы

Обеспечивают синтез белковых молекул.

Клеточные включения

Дополнительный источник питания: крахмал, гликоген, жиры, гранулы волютина.

Жгутик

Сформирован как вырост одноклеточной оболочки и позволяет клетке перемещаться в пространстве. Бактерия формирует от 1 до 1000 жгутиков (в зависимости от конкретного вида). Жгутики подразделяются на одиночные, расположенные в виде пучка или равномерно распределенные по поверхности. Иногда образуются ворсинки – приспособление для прикрепления к субстрату.

На заметку:Бактерии относятся к прокариотам (доядерным организмам). Они устроены просто и уступают по уровню развития клеткам эукариот. Несмотря на примитивное строение, они отлично приспособлены к жизни во внешней среде и вольготно чувствуют себя в организме человека.

Форма простейших микроорганизмов

Бактерии в зависимости от вида различаются формой и размерами.

Различие бактерий по типу питания

Живой мир приспособился получать энергию тремя способами. Их освоили простейшие микроорганизмы: это процессы дыхания, брожения и фотосинтеза. Но в эти химические превращения они включают некоторые соединения, недоступные для других видов организмов

По способу питания бактерии разделяют на две группы:

Гетеротрофы— они не способны синтезировать органическое вещество, а питаются готовым.
Автотрофы — способны синтезировать органические вещества из неорганических.
- сапрофиты — бактерии, которые питаются органическими веществами отмерших организмов (молочно-кислые бактерии, бактерии гниения);
- паразиты — бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов (менингококки, гонококки);
- симбионты — тесное сожительство бактерий с живыми организмами, приносящие пользу друг другу (клубеньковые бактерии на корнях бобовых).

Гетеротрофы окисляют органику для построения тела двумя основными способами:

при участии кислорода в процессе дыхания;
в результате брожения без доступа кислорода (анаэробные условия).

Благодаря микроорганизмам происходит спиртовое, молочнокислое, масляное и другие виды брожений. Спирты и органические кислоты, метанобразующие микроорганизмы превращают в метан и углекислоту.

Значение в природе

Большинство бактерий задействовано в круговороте веществ. В цепи питания играют роль редуцентов, разлагающих продуты жизнедеятельности других организмов, поэтому в основной своей массе они содержатся в почве. На 1 г почвы приходится до 200-500 млн. бактерий гниения. Это группы азотфиксирующих, нитрифицирующих, серобактерий и других микроорганизмов.

На заметку:Хищные бактерии, способные бороться с болезнетворными формами, помогают найти выход из сложившейся ситуации. Современные болезнетворные бактерии устойчивы к линии антибиотиков, что делает их неуязвимыми и опасными паразитами. Биохимики не успевают разрабатывать лекарства против вновь возникающих опасных штаммов.

Пути размножения

Микроорганизмы этого царства способны к делению следующими способами.

Деление пополам или удвоение, которое может повторяться неоднократно и привести к образованию до 1000 и более особей за короткий промежуток времени.
Почкование – это способность отделения части материнской клетки с цитоплазмой и органоидами.
Споры – бактериальные клетки, покрытые плотной оболочкой. Образуются из материнской клетки в больших количествах. В таком виде существуют в окружающей среде продолжительно, так как защищены плотной оболочкой от внешних неблагоприятных условий: кипячения, УФ-лучей; радиации, ультразвукового воздействия.

Несмотря на бесполое размножение бактерии способны к изменчивости. Это связано не только с мутациями (перестройкой ДНК по определенным причинам), но и с процессом конъюгации, когда клетки обмениваются участками и даже целыми хромосомами. Иногда они поглощают ДНК, найденное во внешней среде.

К сведению:Размер клеток бактерий уступает клеткам других организмов. Это мелкие живые существа от 0,5 до 10 мкм (1 мкм=1/1000мм) и за счет небольших параметров отличаются высокой скоростью деления. При наличии питательного субстрата они размножаются каждые 15-20 мин. Процессы метаболизма в маленьких клетках происходят быстрее.

Бактерии – возбудители заболеваний

К вызывающим заболевания или патогенным бактериям относятся паразитические разновидности. Среди шаровидных бактерий известны болезнетворные кокки:

Стафилококки, которые образуют скопления, похожие на виноградные гроздья. Среди них наиболее опасен золотистый стафилококк – источник гнойных воспалений и пищевых отравлений.
Стрептококки представляют собой цепочку клеток, которая сохраняется после деления. Вызывают серьезные воспалительные инфекции: ангину, отит, эндокардит и другие.

Бактерии в форме палочек образуют бациллы, окруженные плотной оболочкой. Способны вызывать ряд опасных заболеваний: сибирскую язву, дифтерию, ботулизм, столбняк, сальмонеллез. Микробы в форме спирали в большинстве безопасны. Известны также условно-патогенные микробы, которые живут в организме человека и никак себя не проявляют до тех пор, пока не ослабнут иммунные, защитные силы организма. С этого момента они становятся источником реальной опасности.

К сведению:Человеческий организм представляет собой вместилище для всевозможных видов бактерий: патогенных, условно-патогенных и симбионтов, которые помогают вытеснить колонии вредных микробов, участвуют в переваривании углеводов и синтезе витаминов.

Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями

Бактерии населяют окружающий мир и избежать контакта с ними невозможно. Но свести к минимуму их внедрение в организм реально при соблюдении ряда профилактических правил:

Читайте также: