Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Amp; 8. Строение и жизнедеятельность бактерий. Роль бактерий в природе, медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Болезнетворные бактерии и борьба с ними




Бактерии и другие доядерные организмы (прокариоты) относятся к царству Дробянки.

Бактерии изучает наука микробиология (греч.микрос – маленький, логос – наука). Ископаемые бактерии найдены в осадочных породах Северной и Южной Америки, Западной Австралии (3,5 млрд.лет).

Бактерии - прокариоты, образующие самостоятельное царство (3000 видов). Открыты Левенгуком (1675 г).

Среда обитания: воздух, вода, почва, глубины земной коры, живые организмах. Бактерии обнаружены на дне океана (10 км), в нефтяных водах (1,7 км), в условиях высокого вакуума.

Распространение:меньше всего бактерий в воздухе (в местах скопления людей их больше); в водах рек вблизи городов – до 400тыс.в 1см3; в почве – до 100млн. в 1г гумуса; в 1см3 молока – более 3млрд.

Условия жизни: температура от +35С до +40С; достаточное количество воды и питательных ве-в, большинству необходим кислород (некоторые развиваются при температуре от -2С до +80С, губителен - прямой солнечный свет.

Строение и жизнедеятельность бактерий:

¨ состоят из одной клетки (хотя и встречаются нитевидные формы, включающие несколько клеток);

¨ по форме бактериальной клетки различают:

- кокки (шаровидной формы) - диплококки, стафилококки (в виде грозди), стрептококки (в виде цепочки);

- палочки (вид палочек) - кишечная, туберкулезная;

- вибрионы (в виде запятой) - холерный вибрион;

- спирохеты (извитые формы) - возбудители тифа, сифилиса.

¨ размеры бактерий0,2 – 0,5 мкм; среди бактерий встречаются неподвижные формы, у подвижных есть жгутики;

¨ движение бактерий – осуществляется с помощью жгутиков, которые представляют собой скрученные винтообразные нити; безжгутиковые перемещаются благодаря выбрасыванию слизи или вращению вокруг своей оси.

¨ клетка ограничена цитоплазматической мембраной; кнаружи от неё есть клеточная стенка, в которой есть жесткая решетка, образованная муреином (полисахариды + пептиды), которая придаёт форму, выполняет функцию защиты; у некоторых бактерий есть слизистая капсула из мурамовой, диаминопимелиновой кислот;

¨ в гиалоплазме находятся: рибосомы, включения, ферменты; органоидов имеющих мембранное строение нет, их функционально заменяют мезосомы - выпячивания цитоплазматической мембраны, на которых находятся окислительные ферменты, участвующие в процессе дыхания; в гиалоплазме могут быть гранулы запасных питательных ве-в – гликогена, белков и капли липидов.

¨ морфологически обособленное ядро отсутствует (нет ядрышка, ядерной оболочки, кариоплазмы, хромосом); наследственный материал представлен нуклеоидом - кольцевой молекулой ДНК, не связанной с белками;

¨ жизнедеятельность:

- высокая активность биохимических процессов;

- энергию для жизнедеятельности гетеротрофные бактерии получают в процессах дыхания; гниения; брожения;

- по типу диссимиляции бактерии бывают:

Аэробы - нуждающиеся в кислороде (окисление внутри органических ве-в кислородом с выделением углекислого газа, воды и хим. энергии (галлионелла, ризобиум);

Анаэробы - существуют в бескислородной среде (расщепление органических ве-в без участия кислорода с высвобождением энергии, при этом высвобождается энергии в 18 раз меньше, чем при дыхании; например, бактерии молочнокислого брожения, попав в молоко, образуют ферменты, разлагающие сахар, который они поглощают из молока; из каждой молекулы сахара образуется 2 молекулы молочной кислоты и химическая энергия):

С6Н12О6 =3Н6О3+ энергия.

Молочнокислое брожение происходит и при квашении капусты, смлосовании трав и т.п.

- по типу ассимиляции бактерии бывают:

Гетеротрофы - питаются органическими веществами:

· сапрофиты - питаются органическими веществами умерших организмов (бактерии гниения и брожения);

· паразиты - питаются органическими веществами живых организмов (болезнетворные бактерии);

Автотрофы - имеют минеральное питание, сами синтезируют органические вещества:

· фототрофы, использующие солнечный свет в качестве источника энергии (зеленые и пурпурные бактерии, имеют фотосинтезирующий пигмент зеленого цвета, но не хлорофилл); у них цитоплазматическая мембрана образует трубчатые или пластинчатые впячивания, где находится хлорофилл и происходит ф.с.

· хемотрофы, получающие энергию в ходе ОВР (серобактерии - окисляют сероводород и серу, железобактерии - окисляют Fe2+, нитрифицирующие - окисляют аммиак или нитриты)

2S + O2 à 2H2O + 2S+ E

2S + 3O2 + 2H2O à 2H2SO4 + E

4Fe2+ + O2 à 4Fe3+ +2O2- + E

2NH3 + 3O2 à 2HNO2 + 2H2O + E

2HNO2 + O2 à 2HNO3 + E

При неблагоприятных условиях происходит спорообразование: спора образуется внутри клетки бактерии (при этом 60% воды переходит в связанное состояние, протопласт сжимается и покрывается толстой оболочкой); оболочка клетки разрушается и спора освобождается.

В благоприятных условиях - споры набухают, оболочка разрывается и споры выходят наружу.

Размножение бактерий:

· простое деление клетки надвое (перед делением хромосома удваивается и каждая клетка получает по одной дочерней хромосоме; каждые 20-30мин. клетка приступает к делению в благоприятных условиях.

· делению клетки надвое может предшествовать половой процесс (коньюгация),

· почкование.

· Некоторые бактерии способны синтезировать вещества – пигменты разных цветов (белые, фиолетовые, цвета индиго, голубые, зеленые, желтые, красные, оранжевые) - бактерия серрация марцесценс вырабатывает пигмент ярко-красного цвета.

Роль бактерий в природе:

­ участвуют в круговороте веществ, являясь звеном цепи питания (бактерии гниения являются редуцентами в биогеценозах),

­ клубеньковые бактерии связывают атмосферный азот и синтезируют доступные растениям азотистые соединения, обогащая почву азотными удобрениями (бактерии рода Ризобиум, которые поглощают атмосферный азот и преобразуют его в соединения, легко усваеваемые растениями – особенно много белка в семенах фасоли и сои – до 40%);

­ участвуют в окислительно-восстановительной функции живого вещества биосферы (хемосинтетики);

­ бактерии вступают в симбиоз: в желудке (рубец) жвачных животных бактерии разлагают целлюлозу, в кишечнике млекопитающих синтезируют витамины;

­ участвуют в очистке сточных вод, где они выполняют ту же ф-цию, что и в почве.

Роль бактерий в с/х:

­ органические удобрения (навоз) обогащают почву после того, как будут разложены нитрифицирующими бактериями, которые переводят азотистые соединения в нитраты;

­ силосование (бактерии молочнокислого брожения);

­ порча сена;

­ заболевания животных и растений;

Роль бактерий в промышленности:

­ в пищевой: приготовление сыров (бактерии маслянокислого брожения), сметаны, кефира, масла, простокваши (молочнокислого брожения, которые сбраживают молочный сахар – лактозу до молочной кислоты, которая способствует сгусанию белка казеина, используемого при изготовлении сыра); при закваске капусты, засолке огурцов, помидор, получении уксусной кислоты используют ве-ва-консерванты (соль, сахар, уксус) и низкие температуры снижают активность бактерий, тормозят их рост и размножение;

­ в микробиологической (ферменты, витамины);

­ в обработке льна, кожи, шелка, кофе, какао, сушке табачных листьев, виноделии;

­ порча продуктов, материалов, книг, рукописей.

Роль бактерий в медицине:

­ некоторые препараты из сапрофитных бактерий применяют для нормализации функции ЖКТ;

­ вызывают заболевания человека (тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, чуму, пневмонию, бруцеллез, коклюш, скарлатина).

­

Пути попадания бактерий в организм человека:

· воздушно-капельный,

· контактно-бытовой,

· половой,

· алиментарный (с продуктами и Н2О),

· трансплацентарный,

· при несоблюдении асептики (при инъекциях).

Меры борьбы с болезнетворными бактериями:

Ø физические факторы (высушивание, замораживание, УФЛ; пастеризация (нагревание до 60-700 в течение 10-20 мин); стерилизация (нагревание до 120о под давлением в течение 30 мин);автоклавирование – спец. Обработка материалов и инструментов при высоком давлении и температуре в спец. плотно закрывающихся емкостях с металлическими стенками – автоклавах;

Ø химические факторы (формалин, Н2О2, спирт, хлорная известь, хлорамин, карболовая кислота, марганцовка) т. е. дезинфекция (уничтожение патогенных микробов);

Ø применение антибиотиков, вакцин, сывороток;

Ø санитарно-просветительная работа;

Ø закаливание.

Цианобактерии (греч. цианус – синий и бактерия).

Это группа фототрофных прокариотических организмов, окрашенных в основном в сине-зеленый цвет, они содержат хлорофилл. Возникли, вероятно, около 3 млрд. лет тому назад (считалось, что изменение в составе атмосферы архейской эры и накопление в ней кислорода связаны с фотосинтетической деятельноястью цианобактерий – строматолитов).

Распространены: пресноводные бассейны, в почве, в основании стволов деревьев, небольшое количество – в морях; некоторые – в горячих источниках, замерзших озерах Антарктики - залегают в воде ниже уровня постоянного льда на глубине 5м.

Форма бывает: округлой, эллиптической, цилиндрической и др.

Бывают одноклеточные, соединены в цепочки и очень немногие образуют округлые или неправильной формы колонии, в которых множество клеток покрыто общим слизистым чехлом; некоторые образуют нити длиной до 1м и способны наращивать большую биомассу; прикрепляются друг к другу только оболочками, или слизистыми капсулами, поэтому каждая клетка не зависит отдругих; жгутиков не имеют.

Строение цианобактерий такое же как и других бактерий; внутри клетки находятся пигменты: хлорофилл, каротин (оранжевый), фикоэритрин (красный), фикоцианин (синий), которые обеспечивают ф.с. и придают различную окраску, благодаря которой придают цвет среде при массовом размножении.

Цианобактерии поверхностного слоя воды пресных и морских водоемов в клетках имеют газовые вакуоли, регулирующие плавучесть и позволяют им оставаться в толще воды. При потере плавучести ( перепады температуры, нарушениях кислородного обмена), которой способствовало массовое размножение, всплывшие бактерии окрашивают воду в определенный цвет («цветение»), при этом цианобактерии выделяют химические ве-ва (токсичные), приводящие к гибели некоторые организмы.

У некоторых нитчатых цианобактерий есть специализированные клетки – гетероцисты с сильно утолщенными бесцветными оболочками (участвуют в размножении и фиксации азота).

Представители многих родов способны фиксировать атмосферный азот (поэтому в Азии рис долго произрастает на одном участке без применения удобрений); поэтому заселяют голые поверхности скал и бедные почвы; морские виды фиксируют четверть всего азота, поглощаемого морем.

Вступают в симбиоз с протистами, водорослями, мхами, грибами (при этом теряют оболоч

ку и выполняют ф-цию хлоропластов.

Размножение: одноклеточные и колониальные – путем деления клетки пополам; большинство нитчатых – делением участков нитей (нити распадаются в области гетероцист).

Количество видов: 2тыс. В Беларуси – роды микроцистис, осциллятория, анабена, носток и др.

Значение цианобактерий:

- обогощают почву органическими ве-вами и азотом, а водоемы и воздух – кислородом;

- водные формы – корм для мелких животных и рыб;

- «поставщики» белковых ве-в, витаминов, пигментов и др.

 

 







Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 1989. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия