Бактерии
Бактерии (греч. bakterion — палочка) — простые одноклеточные микроскопические организмы, принадлежащие к прокариотам. В пищевых цепях они играют важнейшую роль редуцентов: разлагают органические вещества мертвых животных и растений.
Бактерии обладают исключительной устойчивостью: их можно обнаружить даже на стенках ядерного реактора. Такая способность связана с их быстрым размножением — при благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. При изменении условий внешней среды (за счет мутаций) выживают и размножаются те формы, которые устойчивы к действию того или иного фактора (к примеру, радиации).
Строение бактерий
Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из муреина (пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий (прокариот, доядерных) отсутствуют мембранные органоиды. В их клетке можно найти только немембранные: рибосомы, жгутики, пили. Пили — поверхностные структуры, которые служат для прикрепления бактерии к субстрату.
Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у эукариот) в виде нуклеоида. Нуклеоид (лат. nucleus — ядро + греч. eidos вид) — одна сложная кольцевидная молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.
Долгое время выделяли «особый органоид» бактерий — мезосомы, считали, что они могут участвовать в некоторых клеточных процессах.
Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).
При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют защитную оболочку — спору. При образовании споры клетка частично теряет воду, уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут сохраняться тысячи лет!
В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.
Энергетический обмен бактерий
Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.
К аэробным бактериям относят многочисленных редуцентов, которые разлагают органические вещества мертвых растений и животных. Анаэробные бактерии составляют микрофлору нашего кишечника — бескислородную среду обитания.
Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.
Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.
Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 🙂
Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на разложении останков животных и растений — сапротрофы (редуценты), либо же они питаются органами и тканями животных и растений — паразиты.
Биотехнология
Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии — генной инженерии. Их используют для получения различных химических веществ (белков).
В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон — инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой собственный, в результате чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий синтезируется инсулин, который человек собирает, обрабатывает и использует как лекарство.
Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.
Классификация бактерий по форме
При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.
- Стафилококки — их скопления похожи на виноградные грозди
- Диплококки — округлой формы, расположенные попарно
- Стрептококки — объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
- Палочки
- Вибрионы — изогнутые в виде запятой
- Спириллы — спирально извитые палочки
- Спирохеты — сильно извитые (до 10-15 витков) палочки
Размножение бактерий
Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как основное условие митоза — наличие ядра. Бактерии делятся бинарным делением клетки.
В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.
При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии. Колонии — видимые невооруженным глазом скопления клеток, образуемые в процессе роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате. Колонии выращиваются в чашках Петри.
Бактериальные инфекции
Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.
От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.
К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.
Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто и в домашних условиях) используется кварцевание. Кварцевание — процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе, испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для микроорганизмов.
При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Урок биологии в 10-м классе по теме «Сходство и различие в строении клеток растений, животных, бактерий и грибов»
Оборудование: микропрепараты: растительная клетка, вольвокс, инфузория туфелька, чешуя лука, эвглена зеленая, животная клетка. Микроскопы, цифровой микроскоп, компьютер, мультимедиа. Таблицы: “Растительная клетка”, “Животная клетка”, “Бактериальная клетка”, “Грибы”.
— На прошлом уроке вы познакомились с особенностями строения прокариотических и эукариотических клеток, нашли сходство и различия в их строении.
Давайте обсудим следующие вопросы.
(Карточки раздаются 4 учащимся)
В чем особенность ДНК прокариот?
Чем в клетке бактерий заменены отсутствующие органоиды?
В чем биологическое значение спорообразования?
Что общего в строении клеток эукариот и прокариот?
(Класс делится на 3 варианта. Учитель читает текст, на экране этот текст дублируется)
1 вариант. Выпишите организмы, ведущие паразитический способ питания.
2 вариант. Выпишите организмы, ведущие сапрофитный способ питания.
3 вариант. Выпишите организмы – хемосинтетики.
1 – возбудители тифа,
2 – молочнокислые бактерии,
3 – гнилостные бактерии,
4 – серобактерии,
5 – железобактерии,
6 – возбудители ангины,
7 – холерный вибрион,
8 – азотобактерии,
9 – уксуснокислые бактерии,
10 – возбудители чумы.
Поверка выполнения задания.
(Устные ответы обучающихся)
На экране вы видите микропрепараты. Ваша задача — определить их название, к какому Царству они относятся.
На экране проецируются через цифровой микроскоп микропрепараты:
(1 – растительной клетки, 2 – вольвокса, 3 – инфузории туфельки, 4 – чешуи лука, 5 – эвглены зеленой, 6 – животной клетки, 7 – сенной палочки, 8 – дрожжей)
Поверка выполнения задания.
(Устные ответы обучающихся)
— Мы вспомнили особенности строения клеток прокариот и эукариот, нашли сходство и различия в их строении. Выяснили, что все живое состоит из клеток.
III. Изучение нового материала.
— Перечислите основные положения современной клеточной теории.
— На уроке мы остановимся на одном из них. Как вы думаете, на каком из них?
(Устные ответы обучающихся)
Верно. Тема урока “Сходство и различие в строении клеток растений, животных, бактерий и грибов”.
Сегодня на уроке вам необходимо сравнить строение растительной, грибной, бактериальной и животной клетки.
У вас на столах лежат инструкции по выполнению лабораторной работы.
“Изучение строения растительной, грибной, бактериальной и животной клеток под микроскопом”
Цель: закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом, находить особенности строения клеток различных организмов, сравнивать их между собой.
Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, лук репчатый, разведенные дрожжи, культура сенной палочки, микропрепараты клеток многоклеточных животных.
- Приготовьте микропрепараты кожицы лука, дрожжевых грибов, бактерии сенной палочки, рассмотрите их под микроскопом.
- Зарисуйте клетки в тетрадях и обозначьте видимые в световой микроскоп органоиды.
- Рассмотрите готовый микропрепарат клеток многоклеточного животного
- (клетки эпителиальной ткани).
- Сопоставьте увиденное с изображением объектов на таблицах.
- Сравните между собой эти клетки. Ответьте в выводе на следующие вопросы:
- В чем заключается сходство и различие этих клеток?
- Каковы причины сходства и различия.
Поверка выполнения задания.
IV. Первичное закрепление изученного материала.
— Перед вами лежат задания для каждой группы. На эту работу вам отводится 5 минут.
Задание 1. Найдите сходства и отличия в строении у растительной и животной клетки.
Задание 2. О чем свидетельствует сходство в строении клеток различных организмов?
Задание 3. О чем свидетельствует различие в строении клеток различных организмов?
Задание 4. Докажите, что клетка является основной структурной и функциональной единицей живого.
Поверка выполнения задания
— Какой вывод можно сделать?
V. Подведение итогов урока
Итак, мы расширили свои знания о строении клетки и пришли к выводу, что единство клеточного строения организмов находит подтверждение не только в сходстве строения различных клеток, но и в сходстве химического состава и метаболических процессов. Нуклеиновые кислоты, белки, процессы их синтеза и превращений универсальны и принципиально близки в клетках всех живых организмов.
Учащиеся сдают тетради с выполненной лабораторной работой.
Подготовить сообщения и презентации на темы:
«Строение и жизнедеятельность растительной клетки», «Строение и жизнедеятельность животной клетки «, «История создания клеточной теории».
Источник