Какие типы питания характерны для бактерий биология 5 класс ответ на вопрос кратко
Обновлено: 06.07.2024
Чтобы бактерии могли осуществлять нормальные процессы жизнедеятельности, им нужны определенные химические вещества. Среди них — калий, фосфор, углевод, азот, сера и др. Поэтому тема питания бактерий в микробиологии крайне важна.
Тип питания бактерий зависит от источника получения ими углерода. Бактерии по типу питания делятся на:
- автотрофы. Такие микроорганизмы используют для образования органических соединений, которые потом послужат основой для строения тела, диоксид углерода и прочие неорганические вещества. Среди таких неорганических веществ можно назвать серобактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др;
- гетеротрофы. Это группа микроорганизмов, которые употребляют в пищу уже готовые органические вещества. В группе гетеротрофов выделяют сапрофитов (организмы, которые утилизируют остатки отмерших организмов) и паразитов (организмы, которые питаются за счет организма своего хозяина).
Еще одна классификации бактерий по типу питания основана на виде окисляемого субстрата, который является донором водорода или электронов. Выделяют:
- литотрофные микроорганизмы. В качестве доноров водорода они используют неорганические соединения;
- органотрофные микроорганизмы. В качестве доноров водорода они используют органические соединения.
Также деление бактерий по способам питания зависит от источника энергии. Выделяют:
- фототрофы. К ним относят фотосинтезирующие организмы.
- хемотрофы. К ним относят организмы, которые используют химические источники энергии.
Факторы роста
Микроорганизмы нуждаются в дополнительных компонентах, чтобы они могли расти на питательных средах. Такие компоненты называются факторами роста.
Факторы роста — соединения, которые нужны микроорганизмам для роста, и которые они не могут самостоятельно вырабатывать.
Факторы роста добавляются в питательные среды.
Соединения, относящиеся к факторам роста:
- аминокислоты, участвующие в построении белков;
- пиримидины и пурины, образующие нуклеиновые кислоты;
- витамины, входящие в состав отдельных ферментов.
В зависимости от того, как микроорганизмы относятся к факторам роста, они делятся на прототрофы и ауксотрофы:
Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста.
Прототрофы синтезируют необходимые для роста соединения самостоятельно. Их особенность в том, что они способны создавать компоненты из солей глюкозы и аммония.
Механизмы питания бактерий
Есть целый ряд факторов, обуславливающих поступление веществ в бактериальную клетку. Это:
- pH среда;
- растворимость молекул в воде или липидах;
- концентрация веществ;
- различные факторы, которые влияют на проницаемость мембран и др.
Цитоплазматическая мембрана — основной регулятор поступления в клетку различных соединений.
Существуют (условно) 4 механизма поступления в клетку веществ:
- Простая диффузия. Вещества перемещаются за счет того, что существует разница концентраций по разным сторонам ЦМП. В процессе такого транспорта не тратится энергия. Органические молекулы и медицинские препараты в большинстве случаев проходят через липидный слой цитоплазматической мембраны. В отдельных случаях они проходят по каналам ЦМП, которые заполнены водой.
- Облегченная диффузия. В этом случае вещества также перемещаются за счет разницы концентраций по разным сторонам ЦМП. Такое перемещение возможно только в том случае, если есть специфические молекулы-переносчики, которые находятся в ЦМП. Каждый такой переносчик может перемещать через мембрану конкретное вещество.
К примеру, пермеазы выступают как белки-переносчики. Пермеазы синтезируются в цитоплазматической мембране.
- Активный транспорт. Он протекает при участии пермеаз — в направлении от веществ с меньшей концентрацией к веществам с большей концентрацией. В процессе расходуется АТФ, образованная в результате окислительно-восстановительных процессов в клетке.
- Транслокация или перенос групп. Этот процесс похож на предыдущий, но отличается тем, что в процессе переноса молекула видоизменяется (например, фосфорилируется). Выход веществ из клетки осуществляется в результате диффузии с участием транспортных систем.
Мы рассмотрели типы и механизмы питания бактерий. Теперь обратимся к ферментам.
Ферменты бактерий
Ферменты — белковые соединения, которые принимают участие в таких процессах как анаболизм и катаболизм, а также распознают нужные субстраты, взаимодействуют с ними и ускоряют химические процессы.
Выделяют эндоферменты — они катализируют метаболизм, который протекает внутри клетки.
Есть еще экзоферменты — это ферменты, выделяемые бактериальной клеткой в окружающую среду. Они расщепляют макромолекулы питательных сред до простых веществ, которые клетка легко усваивает.
Отдельные экзоферменты, к примеру, пенициллиназа, инактивируют антибиотики, выполняя тем самым защитную функцию.
Конститутивные ферменты синтезируются клеткой непрерывно. Этот процесс не зависит от наличия субстратов в питательной среде.
Индуцибельные или адаптивные ферменты могут синтезироваться клеткой только в том случае, если в среде есть субстрат этого фермента.
Ферменты агрессии призваны разрушать клетки и ткани. Благодаря этому бактерии и их токсины получают возможность широкого распространения. К таким ферментам относятся коллагеназа, дезоксирибонуклеаза, гиалуронидаза, лецитовителлаза, нейраминидаза и др.
-гетеротрофный – организмы используют готовые органические вещества.
Ещё по теме
Какие способы движения животных вам известны?
Назовите растения, ставшие редкими по вине человека.
Давно ли люди стали использовать бактерии в производстве?
Вообрази две ситуации. Одна большая семья живёт в доме с кухней, спальнями, гостиной, мастерской. В семье есть взрослые и грудные дети, кто-то занимается надомной работой, кто-то учится музыке. Другая такая же семья живёт в одной комнате, площадь которой равна площади дома первой семьи. Чем различается жизнь этих семей? Используя этот пример, сравни клетку эукариота с клеткой бактерии.
Чем животные отличаются от других организмов?
Что общего у всех травянистых равнин нашей планеты?
Чем отличается строение двух обитателей квартир: таракана и мыши?
Что вам известно о строении и образе жизни кишечнополостных?
Вообрази, что, переплывая озеро на лодке, ты уронил в воду тяжёлый ящик. Ты решил вернуться позже с аквалангом и разыскать на дне этот ящик. Изобрети способ пометить место, где находилась лодка в момент падения ящика, чтобы легко найти его по возвращении. Все необходимые для этого материалы есть на лодке. Расскажи, как твоя идея связана с многообразием форм водорослей.
Бактерии очень разнообразны. Среди них встречаются и гетеротрофные, и автотрофные организмы. Большинство известных науке бактерий относятся к гетеротрофам.
Гетеротрофы не способны самостоятельно производить органические вещества и поэтому используют то, что образовали другие организмы.
В зависимости от способа питания среди этих бактерий выделяют три группы: сапрофиты, симбионты и паразиты.
Существуют бактерии, которые сами производят органические вещества из неорганических. Их называют автотрофами.
К ним относятся цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые содержат в своих клетках хлорофилл и способны создавать органические вещества из неорганических, используя световую энергию (в их клетках происходит процесс фотосинтеза). Цианобактерии сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.
Другие, например, железобактерии, серобактерии, используют энергию, полученную из химических реакций, т. е. преобразования одних минеральных веществ в другие.
Гетеротрофные бактерии — микроорганизмы, добывающие углерод и энергию из органических соединений.
Такие микроорганизмы не умеют синтезировать необходимые для питания вещества путем хемо- или фотосинтеза. Среди них встречаются аэробы — организмы, которым, как и грибам, необходим свободный молекулярный кислород, анаэробы — организмы, не нуждающиеся в свободном кислороде.
Этот вид бактерий является активным компонентом общего круговорота веществ, находится в почве, грунте водоемах, воде, пищевых продуктах. Многие его представители утилизируют органические кислоты, спирты, сахара. А некоторые даже имеют отдельную специализацию: разлагают фенол, целлюлозу, углеводороды, кератин, хитин.
Если бы на Земле не было гетеротрофных бактерий, то перед человечеством давно бы встал вопрос об утилизации органических отходов: поверхность планеты покрылась бы слоем опавших веток, листвы, останками животных.
Автотрофные бактерии
Автотрофные бактерии — это микроорганизмы, способные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических путем фото- или хемосинтеза.
К использующим фотосинтез или фототрофным относятся зеленые и пурпурные серобактерии, синтезирующие части тела из углекислого газа и минеральных веществ. Энергию такие микроорганизмы получают за счет солнечного света.
Применяющие хемосинтез в биологии делятся на три типа:
- Нитрифицирующие — превращающие аммиак и аммонийные соли в усваиваемые растениями нитраты.
- Серобактерии — окисляющие соединения серы.
- Железобактерии — преобразующие соединения железа.
Автотрофные серо- и железобактерии обитают в пресных и соленых водоемах. Нитрифицирующие — постоянные обитатели плодородных почв.
Особенности питания бактерий
В таблицах с особенностями и основными характеристиками питания бактерий обычно отображают следующие признаки:
- отсутствие специализированных органов пищеварения;
- высокую скорость энергетического обмена;
- способность усваивать питательные вещества всей поверхностью клетки;
- повышенную адаптивность к изменяющимся условиям питания;
- расщепление сложной органики вне клетки.
Представители царства бактерий отличаются огромным разнообразием использования неорганических и органических веществ.
Живущие в бескислородной среде гетеротрофные бактерии бывают сапрофитами и паразитами. Сапрофиты питаются останками растений и животных. Паразиты используют органику живых тел.
Схема питания бактерий
На уроках микробиологии можно узнать о четырех схемах поступления питательных соединений в клетки бактерий:
- Активный транспорт при помощи пермеаз — белков-переносчиков.
- Простая диффузия через липидный слой цитоплазматической мембраны.
- Облегченная диффузия через липидный слой с участием специфических молекул-переносчиков.
- Транслокация с видоизменением молекулы, к примеру, ее фосфорилированием.
Выбор рабочего способа является ответом адаптивной системы микроорганизма на воздействия окружающей среды, обусловлен рядом факторов: уровнем pH среды, степенью растворимости веществ в липидах или воде, концентрацией соединений, проницаемостью мембраны.
Читайте также: