Как бактерии питаются? Строение и жизнедеятельность бактерий. Бактерии пищи на каждом трофическом уровне
Введение.
Строение и жизнедеятельность бактерий.
Сенсорные функции и поведение.
Размножение и генетика.
Метаболизм.
Главные источники энергии.
Классификация.
Экология.
Бактерии в промышленности.
Заболевания от бактерий.
Введение
Бактерии - обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место – зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами («доядерными») в отличие от всех остальных – эукариот («истинно ядерных»), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре.
Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera – одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.
История
Вероятно, бактерии – древнейшая известная группа организмов. Слоистые каменные структуры – строматолиты, – датируемые в ряде случаев началом археозоя (архея), т.е. возникшие 3,5 млрд. лет назад, – результат жизнедеятельности бактерий, обычно фотосинтезирующих, т.н. сине-зеленых водорослей . Подобные структуры (пропитанные карбонатами бактериальные пленки) образуются и сейчас, главным образом у побережья Австралии, Багамских островов, в Калифорнийском и Персидском заливах, однако они относительно редки и не достигают крупных размеров, потому что ими питаются растительноядные организмы, например брюхоногие моллюски . В наши дни строматолиты растут в основном там, где эти животные отсутствуют из-за высокой солености воды или по другим причинам, однако до появления в ходе эволюции растительноядных форм они могли достигать огромных размеров, составляя существенный элемент океанического мелководья, сравнимый с современными коралловыми рифами. В некоторых древних горных породах обнаружены крохотные обугленные сферы, которые также считаются остатками бактерий. Первые ядерные, т.е. эукариотические, клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.
Строение и жизнедеятельность бактерий
Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5–2,0 мкм, а длина – 1,0–8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине представителей этого царства.
По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий: кокки (более или менее сферические), бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами), спириллы (жесткие спирали) и спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы). Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну – спириллы. Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы – очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез. У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь – клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры – рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы – важные компоненты мембран эукариотической клетки.
Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.
Рисунок 1 – Строение типичной бактериальной клетки
Бактерии – древнейшая известная группа организмов
Слоистые каменные структуры – строматолиты, – датируемые в ряде случаев началом археозоя (архея), т.е. возникшие 3,5 млрд. лет назад, – результат жизнедеятельности бактерий, обычно фотосинтезирующих, т.н. сине-зеленых водорослей. Подобные структуры (пропитанные карбонатами бактериальные пленки) образуются и сейчас, главным образом у побережья Австралии, Багамских островов, в Калифорнийском и Персидском заливах, однако они относительно редки и не достигают крупных размеров, потому что ими питаются растительноядные организмы, например брюхоногие моллюски. Первые ядерные клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.
Самыми древними из ныне существующих живых организмов считаются археобактерии термоацидофилы (thermoacidophiles). Они живут в воде горячих источников с высоким содержанием кислоты. При температуре ниже 55oC (131oF) они гибнут!
90% биомассы в морях, оказывается, составляют микробы.
Жизнь на Земле появилась
3,416 млрд лет назад, то есть на 16 млн лет раньше, чем принято считать в научном мире. Анализы одного из кораллов, возраст которого превышает 3,416 млрд лет, доказали, что во время образования этого коралла на Земле уже существовала жизнь на уровне микробов.
Древнейшая микроокаменелость
Kakabekia barghoorniana (1964-1986 г.г.) была найдено в местечке Харич, Гунедд, Уэльс, ее предполагаемый возраст свыше 4 000 000 000 лет.
Самая древняя форма жизни
В Гренландии были обнаружены окаменевшие отпечатки микроскопических клеток. Оказалось их возраст составляет 3800 миллионов лет, что делает их самыми древними из известных нам форм жизни.
Бактерии и эукариоты
Жизнь может существовать в форме бактерий - простейших организмов, не имеющих ядра в клетке, древнейших (archaea), почти таких же простых, как бактерии, но отличающихся необычной мембраной, ее вершиной считаются эукариоты – собственно, все остальные организмы, генетический код которых хранится в клеточном ядре.
В Марианской впадине найдены древнейшие обитатели Земли
На дне самой глубокой в мире Марианской впадины в центре Тихого океана обнаружены 13 видов неведомых науке одноклеточных, существующих в неизменном виде уже почти миллиард лет. Микроорганизмы были найдены в пробах грунта, которые осенью 2002 года взял в разломе Челленджера японский автоматический батискаф "Кайко" на глубине 10.900 метров. В 10 кубических сантиметрах почвы обнаружены 449 ранее неизвестных первобытных одноклеточных круглой или удлиненной формы размером 0,5 - 0,7 мм. После нескольких лет исследований их подразделили на 13 видов. Все эти организмы практически полностью соответствуют т.н. "неведомым биологическим окаменелостям", которые в 80-х годах были обнаружены в России, Швеции и Австрии в слоях почвы древностью от 540 млн до миллиарда лет.
На основании генетического анализа японские исследователи утверждают, что найденные на дне Марианской впадины одноклеточные существуют в неизменном виде уже более 800 млн, а то и миллиард лет. Судя по всему, это самые древние из всех известных сейчас обитателей Земли. Одноклеточные из разлома Челленджера ради выживания были вынуждены уйти на крайние глубины, поскольку в мелких слоях океана не могли конкурировать с более молодыми и агрессивными организмами.
Первые бактерии появились в археозойскую эру
Развитие Земли разделено на пять промежутков времени, которые называются эрами. Первые две эры, археозой и протерозой, длились 4 миллиарда лет, то есть почти 80% всей земной истории. Во время археозоя произошло образование Земли, возникли вода и кислород. Около 3,5 миллиардов лет назад появились первые крохотные бактерии и водоросли. В эпоху протерозоя, около 700 лет назад, в море появились первые животные. Это были примитивные беспозвоночные существа, например черви и медузы. Палеозойская эра началась 590 миллионов лет назад и продолжалась 342 миллиона лет. Тогда Землю покрывали болота. Во время палеозоя появились крупные растения, рыбы и земноводные. Мезозойская эра началась 248 миллионов лет назад и длилась183 миллиона лет. В это время Землю населяли огромные ящеры динозавры. Появились также первые млекопитающие и птицы. Кайнозойская эра началась 65 миллионов лет назад и продолжается до сих пор. В эту пору возникли растения и животные, которые окружают нас сегодня.
Где живут бактерии
Бактерий много в почве, на дне озер и океанов – повсюду, где накапливается органическое вещество. Они живут в холоде, когда столбик термометра чуть превышает нулевую отметку, и в горячих кислотных источниках с температурой выше 90 С. Некоторые бактерии переносят очень высокую соленость среды; в частности, это единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море. В атмосфере они присутствуют в каплях воды, и их обилие там обычно коррелирует с запыленностью воздуха. Так, в городах дождевая вода содержит гораздо больше бактерий, чем в сельской местности. В холодном воздухе высокогорий и полярных областей их мало, тем не менее они встречаются даже в нижнем слое стратосферы на высоте 8 км.
Бактерии участвуют в пищеварении
Густо заселен бактериями (обычно безвредными) пищеварительный тракт животных. Для жизнедеятельности большинства видов они не обязательны, хотя и могут синтезировать некоторые витамины. Однако у жвачных (коров, антилоп, овец) и многих термитов они участвуют в переваривании растительной пищи. Кроме того, иммунная система животного, выращенного в стерильных условиях, не развивается нормально из-за отсутствия стимуляции бактериями. Нормальная бактериальная «флора» кишечника важна также для подавления попадающих туда вредных микроорганизмов.
В точке умещается четверть миллиона бактерий
Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5–2,0 мкм, а длина – 1,0–8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине бактерий.
Бактерии дают уроки самоорганизации
В колониях бактерий, называемых строматолитами, бактерии самоорганизуются и создают огромное рабочее объединение, хотя ни одна из них не руководит остальными. Такое объединение очень устойчиво и быстро восстанавливается при повреждениях или смене окружающей среды. Также интересен тот факт, что бактерии в строматолите выполняют разные роли, в зависимости от того, какое место они занимают в колонии, и все они используют общую генетическую информацию. Все эти свойства могут быть полезны для будущих коммуникационных сетей.
Способности бактерий
Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды – на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка – Fe3O4). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды.
Память бактерий
Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.
Бактерии удваиваются в численности каждые 20 мин
Отчасти в силу мелких размеров бактерий интенсивность их метаболизма очень высока. При самых благоприятных условиях некоторые бактерии могут удваивать свою общую массу и численность примерно каждые 20 мин. Это объясняется тем, что ряд их важнейших ферментных систем функционирует с очень высокой скоростью. Так, кролику для синтеза белковой молекулы требуются считанные минуты, а бактерии – секунды. Однако в естественной среде, например в почве, большинство бактерий находится «на голодном пайке», поэтому если их клетки и делятся, то не каждые 20 мин, а раз в несколько дней.
В течение суток из 1 бактерии могло бы образоваться 13 трлн других
Одна бактерия кишечной палочки (Esherichia coli) в течение суток могла бы дать потомство, общего объема которого хватило бы для постройки пирамиды площадью 2 кв.км и высотой 1 км. При благоприятных условиях за 48 часов один холерный вибрион (Vibrio cholerae) дал бы потомство массой 22*1024 т, что в 4 тыс. раз больше массы земного шара. К счастью, выживает лишь незначительное количество бактерий.
Сколько в почве бактерий
В верхнем слое почвы содержится от 100 000 до 1 млрд. бактерий на 1 г, т.е. примерно 2 т на гектар. Обычно все органические остатки, попав в землю, быстро окисляются бактериями и грибами.
Бактерии поедают пестициды
Генетически модифицированная обычная кишечная палочка способна поедать фосфорорганические соединения - ядовитые вещества, токсичные не только для насекомых, но и для человека. К классу фосфорорганических соединений относятся некоторые виды химического оружия, например, газ зарин, обладающий нервно-паралитическим действием.
Расправляться с фосфорорганикой модифицированной кишечной палочке помогает особый фермент - разновидность гидролазы, первоначально найденный у некоторых "диких" почвенных бактерий. Протестировав множество генетически близких разновидностей бактерий, ученые выбрали штамм, который уничтожает пестицид метилпаратион в 25 раз эффективнее, чем исходные почвенные бактерии. Чтобы пожиратели токсинов не "разбежались", их закрепили на матрице из целлюлозы - неизвестно, как поведет себя трансгенная кишечная палочка, оказавшись на свободе.
Бактерии с удовольствием съедят пластик с сахаром
Полиэтилен, полистирол и полипропилен, которые составляют пятую часть городских отходов, стали привлекательными для почвенных бактерий. При смешивании стироловых единиц полистирола с небольшим количеством другой субстанции образуются "крючки", за которые могут зацепиться частицы сахарозы или глюкозы. Сахара "висят" на стироловых цепочках, как подвески, составляя всего 3% от общего веса полученного полимера. Но бактерии Pseudomonas и Bacillus замечают присутствие сахаров и, съедая их, разрушают цепи полимера. В результате в течение нескольких дней пластики начинают разлагаться. Окончательные продукты переработки - двуокись углерода и вода, но на пути к ним возникают органические кислоты и альдегиды.
Янтарная кислота от бактерий
В рубце - отдел пищеварительного тракта жвачных животных – был обнаружен новый вид бактерий, производящих янтарную кислоту. Микробы прекрасно живут и размножаются без кислорода, в атмосфере углекислого газа. Кроме янтарной кислоты они производят уксусную и муравьиную. Основным питательным ресурсом для них служит глюкоза; из 20 грамм глюкозы бактерии создают почти 14 грамм янтарной кислоты.
Крем из глубоководных бактерий
Бактерии, собранные в гидротермальной трещине на двухкилометровой глубине тихоокеанского залива Калифорнии помогут создать лосьон для эффективной защиты кожи от губительных солнечных лучей. Среди микробов, обитающих здесь при высоких температурах и давлении, есть и Thermus thermophilus. Их колонии процветают при температуре 75 градусов Цельсия. Ученые собираются использовать процесс брожения этих бактерий. Результатом будет "коктейль из белков", включая энзимы, которые особенно рьяно уничтожают высокоактивные химические соединения, образующиеся при воздействии ультрафиолетовых лучей и участвующие в реакциях, разрушающих кожу. По словам разработчиков, новые компоненты могут уничтожать перекись водорода в три раза быстрее при 40 градусах Цельсия, чем при 25.
Люди - это гибриды человека разумного и бактерий
Человек - это собрание, собственно, человеческих клеток, а также бактериальных, грибковых и вирусных форм жизни, говорят англичане, и человеческий геном в этом конгломерате вовсе не преобладает. В теле человека несколько триллионов клеток и более 100 триллионов бактерий, пятисот, кстати, видов. По количеству ДНК в наших телах лидируют именно бактерии, а не человеческие клетки. Это биологическое сожительство выгодно обеим сторонам.
Бактерии накапливают уран
Один из штаммов бактерии псевдомонас способен эффективно улавливать из окружающей среды уран и другие тяжёлые металлы. Исследователи выделили эту разновидность бактерий из сточных вод одного из тегеранских металлургических заводов. Успешность работы по очистке зависят от температуры, кислотности среды и содержания тяжёлых металлов. Наилучшие результаты были при 30 градусах Цельсия в слабокислой среде при концентрации урана 0,2 грамма на литр. Его гранулы накапливаются в стенках бактерий, достигая 174 мг на грамм сухого веса бактерий. Кроме того, бактерия захватывает из окружающей среды медь, свинец и кадмий и другие тяжёлые металлы. Открытие может служить основой для разработки новых методов очистки сточных вод от тяжёлых металлов.
В Антарктике найдены два неизвестных науке вида бактерий
Новые микроорганизмы Sejongia jeonnii и Sejongia antarctica - это грамотрицательные бактерии, содержащие желтый пигмент.
Столько бактерий на коже!
На коже грызунов землекопов насчитывается до 516 000 бактерий на квадратный дюйм, на сухих участках кожи этого же животного, например, на передних лапах, всего 13 000 бактерий на квадратный дюйм.
Бактерии против ионизирующего излучения
Микроорганизм Deinococcus radiodurans способен выдержать 1.5 миллионов рад. ионизирующего излучения, превышающий смертельный уровень для других форм жизни более чем в 1000 раз. В то время как ДНК других организмов будет разрушен и уничтожен, геном этого микроорганизма не будет поврежден. Секрет подобной устойчивости заключается в специфической форме генома, которая напоминаете окружность. Именно этот факт способствует подобной устойчивости к воздействию радиации.
Микроорганизмы против термитов
Препарат для борьбы с термитами "Формосан" (США) использует природных врагов термитов - несколько видов бактерий и грибов, которые заражают и убивают их. После заражения насекомого грибы и бактерии поселяются в его теле, образуя колонии. Когда насекомое гибнет, его останки становятся источником спор, которые заражают собратьев. Были отобраны микроорганизмы, которые размножаются сравнительно медленно - у зараженного насекомого должно остаться время вернуться в гнездо, где инфекция передастся всем членам колонии.
Микроорганизмы живут на полюсе
Колонии микробов обнаружены на камнях в районе северного и южного полюсов. Места эти не слишком подходят для жизни - сочетание крайне низких температур, сильных ветров и жесткого ультрафиолетового излучения выглядят устрашающе. Но 95 процентов исследованных учеными каменистых равнин заселены микроорганизмами!
Этим микроорганизмам хватает того света, который попадает под камни через щели между ними, отражаясь от поверхностей соседних камней. Из-за перепадов температур (камни нагреваются солнцем и остывают, когда его нет) происходят подвижки в каменных россыпях, некоторые камни оказываются в полной темноте, а другие, наоборот, попадают на свет. После таких подвижек микроорганизмы "мигрируют" с затемненных камней на освещенные.
Бактерии живут в шлаковых отвалах
Самые щелочелюбивые живые организмы на планете живут в загрязненной воде в США. Ученые обнаружили микробиальные сообщества, благоденствующие в шлаковых отвалах в области озера Калюме на юго-западе Чикаго, где уровень кислотности воды (рН) составляет 12,8. Жизнь в такой среде сравнима с обитанием в каустической соде или жидкости для мытья пола. В подобных отвалах воздух и вода вступают в реакцию со шлаками, в которой возникает гидроксид кальция (каустическая сода), повышающая рН. Бактерий обнаружили в ходе изучения загрязненных грунтовых вод, накопившихся за более чем столетие хранения промышленных железных отвалов, поступающих из Индианы и Иллинойса.
Генетический анализ показал, что часть этих бактерий – близкие родственники видов Clostridium и Bacillus. Эти виды ранее обнаруживали в кислотных водах озера Моно в Калифорнии, туфовых столбах в Гренландии и загрязненных цементом водах глубинного золотого рудника в Африке. Некоторые из этих организмов используют водород, выделяющийся при коррозии металлических железных шлаков. Как именно необычные бактерии попали в шлаковые отвалы, осталось загадкой. Не исключено, что местные бактерии приспособились к своей экстремальной среде обитания за последний век.
Микробы определяют загрязнение воды
Модифицированные бактерии кишечной палочки выращивают в среде с загрязняющими веществами и определяют их количество в разные моменты времени. У бактерий есть встроенный ген, который позволяет клеткам светиться в темноте. По яркости свечения можно судить об их числе. Бактерии замораживают в поливиниловом спирте, тогда они выдерживают низкие температуры без серьезных повреждений. Затем их размораживают, выращивают в суспензии и используют в исследованиях. В загрязненной среде клетки растут хуже, чаще погибают. Количество мертвых клеток зависит от времени и степени загрязнения. Эти показатели отличаются для тяжелых металлов и органических веществ. Для любого вещества скорость гибели и зависимость числа погибших бактерий от дозы различны.
Вирусы обладают
...сложной структурой из органических молекул, что ещё важнее - присутствие собственного, вирусного генетического кода и способность к размножению.
Происхождение вирусов
Принято считать, что вирусы произошли в результате обособления (автономизации) отдельных генетических элементов клетки, получивших, кроме того, способность передаваться от организма к организму. Величина вирусов варьирует от 20 до 300 нм (1 нм = 109 м). Практически все вирусы по своим размерам мельче, чем бактерии. Однако наиболее крупные вирусы, например вирус коровьей оспы, имеют такие же размеры, как и наиболее мелкие бактерии (хламидии и риккетсии.
Вирусы - форма перехода от просто химии к живому на Земле
Есть версия, что вирусы возникли когда-то очень давно - благодаря получившим свободу внутриклеточным комплексам. Внутри нормальной клетки происходит движение множества разных генетических структур (информационные РНК, и прочее, и прочее…), которые могут являться прародителями вирусов. Но, может быть, всё было совсем наоборот - и вирусы - старейшая форма жизни, точнее переходного этапа от "просто химии" к живому на Земле.
Даже происхождение самих эукариотов (а, значит, и всех одно- и многоклеточных организмов, включая нас с вами) некоторые учёные связывают с вирусами. Возможно, что мы появились в результате "сотрудничества" вирусов и бактерий. Первые предоставили генетический материал, а вторые - рибосомы - белковые внутриклеточные фабрики.
Вирусы не способны
... размножаться самостоятельно - за них это делают внутренние механизмы клетки, которую вирус заражает. Сам работать со своими генами вирус также не может - не в состоянии синтезировать белки, хотя имеет белковую оболочку. Он просто похищает готовые белки у клеток. В состав некоторых вирусов даже входят углеводы и жиры - но опять-таки ворованные. Вне клетки-жертвы вирус - это просто гигантское скопление пусть и очень сложных молекул, но ни тебе обмена веществ, ни каких-либо ещё активных действий.
Удивительно, но самые простые существа на планете (мы условно всё же будем именовать вирусы существами) - одна из самых больших загадок науки.
Самый большой вирус Mimi, или Mimivirus
...(вызывающий вспышку гриппа) больше других вирусов в 3, иных - в 40 раз. Он несёт в себе 1260 генов (1,2 миллиона "букв"-оснований, что больше, чем у иных бактерий), в то время как известные вирусы имеют всего-то от трёх до ста генов. При этом генетический код вируса состоит из ДНК и РНК, в то время как все известные вирусы пользуются лишь одной из этих "скрижалей жизни", но никогда - обеими вместе. 50 генов Mimi отвечают за такие вещи, которые ранее в вирусах никогда не были замечены. В частности, Mimi способен на самостоятельный синтез 150 видов белков и даже на ремонт собственной повреждённой ДНК, что для вирусов является вообще нонсенсом.
Изменения в генетическом коде вирусов могут сделать их смертельно опасными
Американские ученые экспериментировали с современным вирусом гриппа - неприятной и тяжелой, но не слишком летальной болезни - скрестив его с вирусом печально знаменитой "испанки" 1918 года. Модифицированный вирус убивал мышей наповал с симптомами, характерными для "испанки" (острое воспаление легких и внутренние кровотечения). При этом его отличия от современного вируса на генетическом уровне оказались минимальными.
От эпидемии "испанки" в 1918 году погибло больше людей, чем во время самых страшных средневековых эпидемий чумы и холеры, и даже больше, чем фронтовые потери в Первую мировую войну. Ученые предполагают, что вирус "испанки" мог возникнуть из вируса так называемого "птичьего гриппа", соединившись с обычным вирусом, например, в организме свиней. Если же птичий грипп успешно скрещивается с человеческим и получает возможность переходить от человека к человеку, то мы получаем болезнь, которая способна вызвать глобальную пандемию и убить несколько миллионов человек.
Самым сильным ядом
...сейчас считается токсин бациллы D. 20 мг его достаточно, чтобы отравить все население Земли.
Вирусы умеют плавать
В ладожских водах обитают вирусы-фаги восьми типов, различающихся по форме, размерам и длине ножек. Их число значительно выше характерного для пресной воды: от двух до двенадцати миллиардов частиц в литре пробы. В некоторых пробах было только три типа фагов, самое высокое их содержание и разнообразие - в центральной части водоема, все восемь типов. Обычно бывает наоборот, микроорганизмов больше в прибрежных районах озер.
Молчание вирусов
Многие вирусы, например, герпеса, имеют в своем развитии две фазы. Первая наступает сразу после заражения нового хозяина и длится недолго. Потом вирус как бы "замолкает" и тихо накапливается в организме. Вторая может начаться через несколько дней, недель или лет, когда "молчавший" до поры до времени вирус начинает лавинообразно размножаться и вызывает заболевание. Наличие "латентной" фазы предохраняет вирус защищает вирус от вымирания, когда популяция хозяина быстро приобретает иммунитет к нему. Чем более непредсказуема внешняя среда с точки зрения вируса, тем важнее для него иметь период "молчания".
Вирусы играют важную роль
В жизни любого водоема вирусы играют важную роль. Их численность достигает нескольких миллиардов частиц на литр морской воды в полярных, умеренных и тропических широтах. В пресноводных озерах содержание вирусов обычно ниже раз в 100. Почему в Ладоге так много вирусов и они столь необычно распределены, еще предстоит выяснить. Но исследователи не сомневаются, что микроорганизмы оказывает существенное влияние на экологическое состояние природной воды.
У обыкновенной амебы обнаружена положительная реакция на источник механические колебания
Amoeba proteus – пресноводная амеба длиной около 0,25 мм, один из самых распространенных видов группы. Его часто используют в школьных опытах и для лабораторных исследований. Обыкновенная амеба встречается в иле на дне прудов с загрязненной водой. Она похожа на маленький, едва заметный простым глазом бесцветный студенистый комочек.
У обыкновенной амебы (Amoeba proteus) обнаружен так называемый вибротаксис в виде положительной реакции на источник механических колебаний частотой 50 Гц. Это становится понятны, если учесть, что у некоторых видов инфузорий, служащих амебе пищей, частота биения ресничек колеблется как раз между 40 и 60 Гц. У амебы наблюдается также отрицательный фототаксис. Это явление заключается в том, что животное старается переместиться из освещенной области в тень. Термотаксис у амебы также отрицательный: она перебирается из более теплой в менее нагретую часть водоеа. Интересно наблюдать гальванотаксис амебы. Если через воду пропустить слабый электрический ток, амеба выпускает ложноножки только с той стороны, которая обращена к отрицательному полюсу – катоду.
Самая крупная амеба
Одна из самых крупных амеб – пресноводный вид Pelomyxa (Chaos) carolinensis длиной 2–5 мм.
Амеба передвигается
Цитоплазма клетки находится в постоянном движении. Если ток цитоплазмы устремлется к одной какой-то точке поверхности амёбы, в этом месте на ее теле появляется выпячивание. Оно увеличивается, становится выростом тела - ложноножкой, в него перетекает цитолазма, и амёба таким способом передвигается.
Акушерка для амебы
Амеба - очень простой организм, состоящий из одной клетки, которая размножается простым делением. Сначала клетка амебы удваивает свой генетический материал, создавая второе ядро, а затем меняет форму, образуя посередине перетяжку, которая постепенно делит ее на две дочерние клетки. Между ними остается тонкая связка, которую они тянут в разные стороны. В конце концов связка рвется, и дочерние клетки начинают самостоятельную жизнь.
Но у некоторых видов амебы процесс размножения происходит совсем не так просто. Их дочерние клетки не могут самостоятельно разорвать связку и иногда вновь сливаются в одну клетку с двумя ядрами. Делящиеся амебы взывают о помощи, выделяя особое химическое вещество, на которое реагирует "амеба-акушерка". Ученые считают, что, скорее всего, это комплекс веществ, включающий фрагменты белков, липиды и сахара. По-видимому, когда клетка амебы делится, ее мембрана испытывает напряжение, что и вызывает выделение химического сигнала во внешнюю среду. Тогда делящейся амебе помогает другая, которая приходит по специальному химическому сигналу. Она внедряется между делящимися клетками и давит на связку, пока та не разорвется.
Живые ископаемые
Самые древние из них - радиолярии, одноклеточные организмы, покрытые панциревидным наростом с примесью кремнезема, останки которых были обнаружены в докембрийских отложениях, чей возраст насчитывает от одного до двух миллиардов лет.
Самая выносливая
Тихоходка, животное размером меньше чем полмиллиметра в длину, считается самой выносливой формой жизни на Земле. Это животное выдерживает температуру от 270 градусов Цельсия до 151, воздействие рентгеновского излучения, условия вакуума и давление, шесть раз превышающее давление на дне самого глубокого океана. Тихоходки могут обитать в водосточных желобах и в трещинах каменной кладки. Некоторые их этих маленьких созданий оживали после столетней спячки в сухом мхе музейных коллекций.
Акантарии (Acantharia), простейшие организмы, относящиеся к радиоляриям, достигают длины 0,3 мм. Их скелет состоит из сульфата стронция.
Суммарная масса фитопланктона всего 1,5 млрд т, тогда как масса зоопалнктона – 20 млрд т.
Скорость движения инфузории-туфельки (Paramecium caudatum) составляет 2 мм в сек. Это означает, что туфелька проплывает за секунду расстояние в 10-15 раз большее, чем длина ее тела. На поверхности инфузории-туфельки находятся 12 тыс. ресничек.
Эвглена зеленая (Euglena viridis) может служить хорошим индикатором степени биологической очистки воды. При снижении бактериальных загрязнений ее численность резко возрастает.
Какими были ранние формы жизни на Земле
Существа, которые не относятся ни к растениям, ни к животным, называются рангеоморфами. Они впервые поселились на океанском дне около 575 миллионов лет назад, после последнего глобального оледенения (это время называют периодом Эдиакар), и были одними из первых мягкотелых существ. Эта группа существовала до 542 миллионов лет назад, когда стремительно размножающиеся современные животные вытеснили большинство этих видов.
Организмы собирались во фрактальные узоры из разветвляющихся частей. Они были неспособны двигаться и не имели репродуктивных органов, а размножались, по-видимому, создавая новые ответвления. Каждый ветвящийся элемент состоял их множества трубок, удерживаемых вместе полужестким органическим скелетом. Ученые обнаружили рангеоморфы, собранные в несколько разных форм, которые, как он полагает, собирали пищу в разных слоях водяного столба. Фрактальный рисунок представляется достаточно сложным, но, по словам исследователя, сходство организмов друг с другом делало достаточным простой геном для создания новых свободно плавающих ответвлений и для соединения ответвлений в более сложные структуры.
Фрактальный организм, найденный на Ньюфаундленде, имел 1,5 сантиметра в ширину и 2,5 сантиметра в длину.
Такие организмы составляли до 80% всех живущих в Эдиакаре, когда не было подвижных животных. Однако с появлением более мобильных организмов начался их упадок, и в результате они были полностью вытеснены.
Глубоко под океанским дном существует бессмертная жизнь
Под поверхностью дна морей и океанов существует целая биосфера. Оказывается, на глубинах в 400-800 метров ниже дна, в толще древних отложений и пород живут мириады бактерий. Возраст некоторых конкретных экземпляров оценивается в 16 миллионов лет. Они практически бессметрны - считают учёные.
Исследователи полагают, что именно в подобных условиях, в глубинах донных пород, более чем 3,8 миллиарда лет назад зародилась жизнь и лишь позднее, когда среда на поверхности стала пригодной для обитания - освоила океан и сушу. Следы жизни (окаменелости) в донных породах, взятых с очень большой глубины под поверхностью дна, учёные находили давно. Собрана масса образцов, в которых они нашли живые микроорганизмы. В том числе - в породах, поднятых с глубин более 800 метров ниже уровня океанского дна. Некоторые образцы отложений насчитывали возраст во много миллионов лет, а это означало, что, к примеру, запертая в таком образце бактерия - имеет тот же возраст. Около трети бактерий, которые учёные обнаруживали в глубоких донных породах - живы. В отсутствии солнечного света источником энергии для этих существ являются различные геохимические процессы.
Бактериальная биосфера, расположенная под морским дном, очень велика и по численности превосходит все бактерии, живущие на суше. Потому она оказывает заметное влияние на геологичечские процессы, на баланс диоксида углерода и так далее. Возможно, предполагают исследователи, без таких подземных бактерий у нас не было бы нефти и газа.
10 класс
Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного
ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать
– 35 (по 1 баллу за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете
наиболее полным и правильным, укажите в матрице ответов.
1. На рисунке представлен пример проявления жизненного свойства:
а) развитие;
б) размножение;
в) движение;
г) обмен веществ.
2. Бактерии, способные в результате своей жизнедеятельности производить
кислород:
а) цианобактерии;
б) гниения;
в) болезнетворные;
г) клубеньковые.
3. Чтобы предотвратить порчу продуктов питания под действием бактерий
необходимо:
а) исключить попадание на продукты спор;
б) обеспечить неблагоприятные условия для жизни этих организмов;
в) предотвратить попадание на продукты прямых солнечных лучей;
г) ограничить доступ воздуха к продуктам.
4. Важнейшим условием жизни большинства зеленых растений является:
а) достаточная освещенность;
б) наличие готовых органических веществ, необходимых для их питания;
в) обитание в условиях симбиоза с другими организмами;
г) размножение только половым путем.
5. Формула цветка сливы:
а) *Ч5Л5Т5П1;
б) *Ч5Л5Т∞П1;
в) *Ч5Л5Т∞П∞;
г) *Ч5+5Л5Т∞П∞.
6. Больше всего масла у семянки подсолнечника содержится в:
а) околоплоднике;
б) кожуре семени;
в) эндосперме;
г) зародыше.
б) папоротников;
в) хвощей;
г) плаунов.
а) мукор или белая плесень;
б) пеницилл или зеленая плесень;
в) дрожжевые грибы;
г) спорынья или головня.
9. Стержневая корневая система характерна для:
а) подсолнечника;
в) пшеницы;
г) подорожника.
10. Заросток папоротника имеет вид:
а) комочка;
б) сердцевидной пластинки;
г) улиткообразно закрученного листа.
11. Запасное питательное вещество крахмал накапливается у растений в:
а) бесцветных пластидах;
б) вакуолях;
в) цитоплазме;
г) клеточной стенке.
12.
На
рисунке изображен представитель
Простейших:
б) эвглена;
в) вольвокс;
г) инфузория.
13. Из перечисленных членистоногих животных, антенны для
осуществления передвижения использует:
а) речной рак;
б) саранча;
в) креветка;
г) дафния.
14. Мальпигиевы сосуды представляют собой:
а) органы выделения у насекомых и паукообразных;
б) совокупность кровеносных сосудов в плавательном пузыре костистых рыб;
в) органы дыхания у насекомых;
г) органы выделительной системы у плоских червей.
15. Радула (терка) отсутствует у моллюсков:
а) двустворчатых;
б) брюхоногих;
в) головоногих;
г) всех перечисленных выше групп.
16. Для стадии куколки всех насекомых, имеющих жизненный цикл с полным
превращением, характерно:
а) не дышит;
б) неподвижна;
в) не питается;
г) всё перечисленное верно.
17. Дыхание у дождевого червя:
а) осуществляется при помощи трахей;
б) осуществляется при помощи легочных мешков;
в) осуществляется через кожу;
г) не происходит вообще, так как он живет в почве, где нет кислорода.
18. Регенерация у гидр происходит при помощи клеток:
а) железистых;
б) промежуточных;
в) вставочных;
г) стрекательных.
19.
Комодский
варан, изображенный на рисунке, относятся
к отряду:
а) крокодилов;
б) варанов;
в) ящериц;
г) чешуйчатых.
20. У яйцекладущих млекопитающих млечные
железы:
а) отсутствуют совсем;
б) не имеют сосков;
в) имеют одну пару сосков;
г) имеют несколько пар сосков.
21. Область науки о способах сохранения здоровья
человека:
а) анатомия;
б) физиология;
в) гигиена;
г) психология.
22.
На
рисунке представлен фрагмент
электрокардиограммы (ЭКГ). Зубец Т отражает
следующий процесс в сердце:
а) возбуждение предсердий;
б) восстановление состояния желудочков после
сокращения;
в) только возбуждение желудочков;
г) одновременное возбуждение предсердий и
желудочков.
23. Гликоген запасается человеком в:
а) красном костном мозге;
б) печени;
в) селезенке;
24. На основании анализа рисунка можно утверждать,
что
при переливании крови люди обладающие
первой группой крови:
а) могут являться универсальными донорами;
б) могут являться универсальными реципиентами;
в) могут являться, как универсальными донорами, так
и универсальными реципиентами;
г) не могут быть ни донорами, ни реципиентами.
25. Сыворотки используют для формирования у
человека:
а) естественного врожденного иммунитета;
б) естественного приобретенного иммунитета;
в) искусственного активного иммунитета;
г) искусственного пассивного иммунитета.
26. Защитный рефлекс дыхательной системы, возникающий при раздражении
слизистой оболочки верхних дыхательных путей:
а) чихание;
б) кашель;
в) зевота;
27. В норме при образовании у человека первичной мочи в ней остаются
практически все вещества, содержащиеся в плазме крови, за исключением:
а) глюкозы;
в) белков;
г) мочевины.
28.
На
рисунке изображена соединительная
ткань:
а) костная;
б) хрящевая;
в) жировая;
г) волокнистая.
29. Повреждение наружных покровов, вызванное
действием низкой температуры окружающей
среды, – это:
а) потертость;
б) опрелость;
г) отморожение.
30. Вкусовая зона, наиболее чувствительная к сладкому:
а) кончик языка;
б) корень языка;
в) боковые края языка;
г) края и корень языка.
31. Из перечисленных животных наибольшее количество пищи в единицу времени,
по сравнению с собственным весом, требуется:
а) синице;
б) ястребу тетеревятнику;
в) бурому медведю;
32. Поступление энергии в большинство пищевых цепей зависит главным образом
а) пищевой активности первичных консументов;
б) степени эффективности круговорота веществ экосистемы в целом;
в) уровня эффективности продуцентов, превращающих энергию солнечного света в
химическую;
г) тепловых потерь в процессе дыхания на каждом трофическом уровне.
33. В природных условиях естественными носителями возбудителя чумы являются:
а) волки, лисы;
в) грызуны;
г) человек.
34. Исследование процессов пищеварения И.П. Павловым преимущественно
основано на применении метода биологии:
а) описательного;
б) сравнительного;
в) исторического;
г) экспериментального.
а) протерозойскую эру;
б) палеозойскую эру;
в) мезозойскую эру;
г) кайнозойскую эру.
Часть II. Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех
возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное
количество баллов, которое можно набрать – 20 (по 2 балла за каждое тестовое задание).
Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице
1. Общими, для грибов и растений, являются следующие признаки:
1) гетеротрофность; 2) наличие хорошо выраженной клеточной стенки,
включающей хитин; 3) наличие хлоропластов; 4) накапливание гликогена, как
запасного вещества; 5) способность к размножению спорами.
а) только 1;
б) только 1, 2;
в) только 1, 2, 5;
г) только 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
2. Лишайники:
1) могут поселяться на голых скалах и способны поглощать влагу всей
поверхностью тела;
2) могут восстанавливаться из части слоевища;
3) имеют стебель с листьями;
4) с помощью придаточных нитевидных корней удерживаются на скалах;
5) представляют собой симбиотический организм.
а) только 1;
б) только 1, 2;
в) только 1, 2, 5;
г) только 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
3. Из перечисленных организмов могут производить шелкоподобные нити:
1) пауки; 2) клещи; 3 ) насекомые; 4) мечехвосты; 5) многоножки.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 2, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 4, 5;
д) 2, 3, 4.
4. Известно, что в процессе изготовления краски для окрашивания ткани, человек
использовал животных: 1) насекомых; 2) иглокожих; 3) брюхоногих моллюсков;
4) головоногих моллюсков; 5) простейших.
а) 1, 3;
б) 2, 5;
в) 1, 3, 4;
г) 3, 4, 5;
д) 2, 3, 5.
5. Насекомые, у которых передняя пара крыльев не используется для полёта:
1) уховёртки; 2) стрекозы; 3) перепончатокрылые; 4) двукрылые; 5)
жесткокрылые.
а) 1, 2;
б) 2, 4;
в) 1, 5;
г) 1, 2, 5;
д) 3, 4, 5.
6. На лапках у комнатной мухи находятся органы чувств:
1) зрения; 2) обоняния; 3) осязания; 4) вкуса; 5) слуха.
а) 2, 3;
б) 3, 4;
в) 1, 4, 5;
г) 2, 3, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
7. Из перечисленных организмов в состоянии зиготы зимуют:
1) гидра
2) речной рак
3) дафния
4) стрекоза
5) серебряный карась.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 2, 4;
г) 3, 5;
д) 1, 3, 4.
8. Четырехкамерное сердце встречается у представителей классов:
1) костные рыбы; 2) земноводные, 3) пресмыкающиеся; 4) птицы; 5)
млекопитающие.
а) 1, 2;
б) 1, 2, 3;
в) 2, 3;
г) 2, 3, 4;
д) 3, 4, 5.
9. Для осуществления свертывания крови необходимы вещества:
1) калий; 2) кальций; 3) протромбин; 4) фибриноген; 5) гепарин.
а) 1, 2, 3;
б) 2, 3, 4;
в) 2, 3, 5;
г) 1, 3, 4;
д) 2, 4, 5.
10. При спокойном выдохе воздух «покидает» легкие, потому что:
1) уменьшается объем грудной клетки;
2) сокращаются мышечные волокна в стенках легких;
3) диафрагма расслабляется и выпячивается в грудную полость;
4) расслабляются мышцы грудной клетки;
5) сокращаются мышцы грудной клетки.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Часть III. Вам предлагаются тестовые задания в виде суждений, с каждым из
которых следует либо согласиться, либо отклонить. В матрице ответов укажите вариант
ответа «да» или «нет». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20 (по
1 баллу за каждое тестовое задание).
1. Черешок выполняет важнейшую функцию – ориентирует листовую пластинку
относительно света.
2. Фотосинтез характерен для всех клеток зеленых растений.
3. Все простейшие имеют локомоторные органы, обеспечивающие их активность.
4. Эвглена зеленая размножается только вегетативно.
5. Кровеносная система кольчатых червей замкнутая.
6. Самой крупной хищной рыбой является китовая акула.
7. Характерной чертой пресмыкающихся является дыхание только при помощи легких и
постоянная температура тела.
8. Земноводные обладают трехкамерным сердцем и одним кругом кровообращения.
9. Иглы ежа – видоизмененные волосы.
10. Приспособление к ночному образу жизни у животных выражается прежде всего в
строении глаза.
11. У летучих мышей на грудине имеется киль.
12. Стенка правого желудочка сердца человека имеет большую толщину, чем у левого
желудочка.
13. В организме мужчины при отсутствии патологий никогда не образуются женские
половые гормоны.
14. Резервный объем выдоха – объем воздуха, который можно выдохнуть после
спокойного вдоха.
15. Длина пищевой цепи живых организмов в экосистеме лимитируется количеством
пищи на каждом трофическом уровне.
Часть IV. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления
соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 9. Заполните
матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.
Задание 1. [мах. 3 балла] На рисунке изображены листовые пластинки двух
типов – простые (А) и сложные (Б). Соотносите их цифровые обозначения (1 - 12) с типом листовой пластинки, к которому они относятся.
|
Изображение |
||||||||||||
|
Тип листовой пластинки (А или Б) |
Задание 2. [мах. 3 балла] Кровь (гемолимфа) у беспозвоночных животных имеет различную окраску. Выберите для объектов (1–6) характерный цвет
крови/гемолимфы (А–Е).
1) дождевой червь;
2) многощетинковый червь серпула;
3) каракатица;
4) речной рак;
5) личинка комара-толкунца (род Chironomus );
6) марокканская саранча.
А – красная;
Б – голубая;
В – зеленая;
Г – оранжево-желтая;
Д – черная;
Е – бесцветная.
|
Объект |
||||||
|
Цвет крови/гемолимфы |
Задание 3 . [мах. 3 балла] Соотнесите форменные элементы крови человека (А, Б) с признаками (1 – 6), характерными для них.
1) в 1мл крови их 180 – 380 тыс.;
2) в 1мл крови их 4,5 – 5 млн.;
3) имеют неправильную форму;
4) имеют форму двояковогнутого диска;
5) живут от нескольких суток до нескольких лет;
6) живут около 120 суток.
А. Эритроциты
Б. Тромбоциты
|
Признаки |
Документ ... ; в) движение; г) обмен веществ. 2. Бактерии , способные в результате своей жизнедеятельности производить кислород : а) цианобактерии; б) гниения; в) болезнетворные; ... гликогена, как запасного вещества; 5) способность к размножению спорами. а) только... Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать 60 по 1ДокументБ) размножение; в) движение; г) обмен веществ. Бактерии , способные в результате своей жизнедеятельности производить кислород : а) цианобактерии; б) гниения; в) болезнетворные; ... аномалия развития; г) результат мутации. Стабилизирующим фактором эволюции... 2. Объект биологических исследований – мукор, изображение которого представлено на рисунке, относят к (1)ДокументА) бактериям Бактерии , способные в результате своей жизнедеятельности производить кислород производить 2. Объект биологических исследований – мукор, изображение которого представлено на рисунке, относят к (2)ДокументА) бактериям ; б) грибам; в) растениям; г) животным. 3. Бактерии , способные в результате своей жизнедеятельности производить кислород : а) ... 2, 3, 4, 5. 3. Из перечисленных организмов могут производить шелкоподобные нити: 1) пауки; 2) клещи; 3) насекомые... Жизнедеятельности (2)Документ... жизнедеятельности : «Жизнедеятельность человека потенциально опасна!». Эта опасность усугубляется скрытым характером своего ... бактерий способностью ... производится ... результате у нетренированных резко увеличивается потребность организма и сердца в кислороде ... |
Люди стараются найти новые способы обезопасить себя от их пагубного влияния. Но существуют и полезные микроорганизмы: способствующие созреванию сливок, образованию нитратов для растений, разлагающие мертвую ткань и др. Живут микроорганизмы в воде, почве, воздухе, на теле живых организмов и внутри них.
Формы бактерий
Существует основные 4 формы бактерии, а именно:
- Микрококки – располагающиеся отдельно или неправильными скоплениями. Обычно они неподвижны.
- Диплококки располагаются попарно, в организме могут быть окружены капсулой.
- Стрептококки встречаются в виде цепочек.
- Сарцины образуют скопления клеток, имеющих форму пакетов.
- Стафилококки. В результате процесса деления не расходятся, а образуют скопления (грозди).
Бактерия имеет сложное строение:
- Стенка клетки защищает одноклеточный организм от внешнего воздействия, придает определенную форму, обеспечивает питание и сохранение его внутреннего содержимого.
- Цитоплазматическая мембрана содержит ферменты, участвует в процессе размножения, биосинтезе компонентов.
- Цитоплазма служит для выполнения жизненно важных функций. У многих видов в цитоплазме содержится ДНК, рибосомы, различные гранулы, коллоидная фаза.
- Нуклеоид - это ядерная область неправильной формы, в которой располагается ДНК.
- Капсула является поверхностной структурой, которая делает оболочку более прочной, защищает от повреждений и пересыхания. Эта слизистая структура имеет толщину больше 0,2 мкм. При меньшей толщине ее называют микрокапсулой. Иногда вокруг оболочки находится слизь , не имеющая четких границ и растворимая в воде.
- Жгутиками называют поверхностные структуры, служащие для передвижения клеток в жидкой среде или по твердой поверхности.
- Пили – нитевидные образования, намного тоньше и меньше жгутиков. Они бывают различных типов, различаются по назначению, строению. Пили нужны для прикрепления организма к поражаемой клетке.
- Споры . Спорообразование происходит при возникновении неблагоприятных условий, служат для приспособления вида или его сохранения.
Предлагаем рассмотреть основные виды бактерий:
Питательные вещества поступают внутрь клетки через всю ее поверхность. Микроорганизмы получили широкое распространение благодаря существованию у них различных типов питания. Для жизни им необходимы разнообразные элементы: углерод, фосфор, азот и др. Регулировка поступления питательных веществ осуществляется с помощью мембраны.
Тип питания определяется по тому, как происходит усвоение углерода и азота и по виду источника энергии. Одни из них могут получать эти элементы из воздуха, использовать солнечную энергию, а другим для существования необходимы вещества органического происхождения. Все они нуждаются в витаминах, аминокислотах, способных играть роль катализаторов реакций, идущих в их организме. Вывод веществ из клетки происходит за счет процесса диффузии.
У многих типов микроорганизмов важную роль в обмене веществ и дыхании играет кислород. В результате дыхания происходит выделение энергии, используемой ими для образования органических соединений. Но существуют бактерии, кислород для которых смертелен.
Размножение происходит путем деления клетки на две части. После того, как она достигает определенных размеров, начинается процесс разделения. Клетка удлиняется и в ней образовывается поперечная перегородка. Образовавшиеся части расходятся, но некоторые виды остаются связанными и образуют скопления. Каждая из вновь образовавшихся частей питается и растет, как самостоятельный организм. При попадании в благоприятную среду процесс размножения происходит с большой скоростью.
Микроорганизмы способны разлагать сложные вещества на простые, которые потом могут вновь использоваться растениями. Поэтому бактерии незаменимы в круговороте веществ, без них невозможны были бы многие важные процессы на Земле.
А знаете ли вы?
Вывод: Не забывайте мыть руки всякий раз, когда приходите домой после улице. Сходив в туалет, также мойте руки с мылом. Простое правило, а какое важное! Следите за чистотой, и бактерии вас не будут тревожить!
Для закрепления материала предлагаем пройти наши увлекательные задания. Желаем удачи!
Задание №1
Внимательно посмотрите на картинку и скажите, какая из этих клеток является бактериальной? Попробуйте назвать оставшиеся клетки, не подглядывая в подсказки:
Бактерии - это простейшие микроорганизмы. Наиболее часто они имеют всего лишь одну клетку. В природе встречаются как полезные, так и вредные для человека и окружающего мира микроорганизмы. Так или иначе, всех их объединяет примитивное строение и небольшой размер. Прочитав статью, вы можете выяснить, как бактерии питаются, размножаются и дышат.
Общая информация о бактериях
Бактерии - надцарство прокариотных микроорганизмов. Сегодня известно свыше пяти тысяч его представителей. Ученые утверждают, что на самом деле микроскопических существ гораздо больше. Бактериология - раздел науки, который изучает простейшие микроорганизмы.
Их размер в среднем составляет 0,5-5 мкм. Все они делятся на две подгруппы - одноклеточные и многоклеточные. Первые осуществляют абсолютно все процессы, которые присущи живому организму. Стоит отметить, что большинство бактерий подвижны.
Термин "бактерия" как самостоятельная единица возник в конце 70-х годов прошлого века. Ранее он являлся синонимом прокариотов. В результате исследований в 1977 году было установлено, что они разделяются на две подгруппы. К одной из них и применяется понятие "бактерия".
Процесс дыхания у бактерий
Для воспроизведения процесса дыхания многим микроорганизмам, так же как и людям, необходим кислород. Такие представители называются аэробами. Однако есть и те бактерии простейшие, которые не нуждаются в воздухе. Кислород для таких микроскопических существ - это своеобразный яд. Их научное название - анаэробы.
Они проживают в верхних, а также рыхлых слоях грунта, в пищевых продуктах и воде. Совершают свою жизнедеятельность на большой глубине в почве, водоемах, а также непосредственно в иле. Стоит отметить, что дыхание бактерий аэробных невозможно там, где обитают анаэробы.
Не секрет, что жизнедеятельность микроорганизмов может стать причиной брожения. Дыхание бактерий является своеобразным провокатором данного процесса. Самый яркий пример - это дрожжи. Как результат их брожения образуется углекислый газ и вода.
Известно, что у микроорганизмов существует два способа питания. Гетеротрофные организмы - это микроскопические существа, которые используют для своего развития готовые органические вещества. Ко второй группе относятся автотрофы - микроорганизмы, которые сами обеспечивают себя питанием. Это цианобактерии, железобактерии, а также серобактерии. Первые играют важную роль в процессе фотосинтеза. Именно цианобактерии создают из неорганических веществ органические.
Сапрофиты и симбионты
Сапрофиты - это бактерии, питающиеся мертвыми органическими веществами. Они извлекают питательные микроэлементы из неживого материала, а затем оставляют там свои ферменты. Они усваивают растворенные вещества.
Симбионты - это бактерии, которые не только проживают совместно с другими организмами, но и приносят им неоценимую пользу. Например, такие микроскопические существа живут в клубнях бобовых. Они усваивают азот, который является удобрением для растения. В организме человека и животного также присутствуют симбионты. Они позволяют максимально качественно переработать полученную пищу, а также выделяют неоценимо важные для здоровья витамины.
Полезные свойства бактерий
Удивительно, но общий вес микроорганизмов, которые заполняют наш организм, составляет около двух килограммов. Полезные бактерии, которые населяют тело того или иного живого существа, называются микробиотой. В каждом организме их больше миллиона. Микробиота отвечает за крепкое здоровье. Полезные бактерии защищают организм от болезнетворных микроорганизмов.
Самая главная зона распределения микробиоты - это кишечник. Полезные бактерии создают там кислую среду, которую не переносят болезнетворные организмы.
Естественная защита
В свойства бактерий, которые находятся в дыхательных путях человека и на поверхности его кожи, входит защита своей среды обитания. Наиболее опасными болезнетворными микроорганизмами, которые атакуют данные зоны, являются стрептококк, стафилококк и микрококк.
За последние несколько веков естественная защита кожи человека претерпела много значительных изменений. Это связано с тем, что общество перешло от тесной взаимосвязи с природой к постоянному контакту с химическими веществами. Ученые доказали, что набор микробиоты, который находится на поверхности кожи сегодня, существенно отличается от того, который существовал ранее.
Восстановление микромира
Известно, что микробиота того или иного организма достаточно быстро обновляется. напрямую зависит от рациона их носителя. Наиболее опасны для микроорганизмов продукты, которые содержат антибиотики, консерванты и искусственные красители. Эти вещества уничтожают естественный микромир человека. С этим в дальнейшем могут быть связаны самые разнообразные проблемы со здоровьем.
Достаточно важно понимать, что микромир требует тщательного внимания. Настоятельно рекомендуем периодически восстанавливать микробиоту для предотвращения целого ряда заболеваний. Для этого необходимо использовать курс пробиотиков. Для поддержания собственного микромира потребуется употреблять больше овощей, делать разгрузочные дни и завтракать натуральной кашей.
Многих интересует вопрос о том, как питаются бактерии, которые находятся в нашем организме. Мы выяснили, что полезные микроорганизмы употребляют то же самое, что и их носитель. Именно по этой причине для поддержания крепкого иммунитета в первую очередь необходимо пересмотреть свой рацион.
Ферменты для улучшения общего состояния
Пожалуй, каждый из нас знаком с ситуацией, когда после переедания заметно ухудшается общее состояние здоровья. В таком случае незаменимыми окажутся Где их можно найти и как именно они действуют на организм человека?
Многие отмечают, что после праздничных излишеств они чувствуют себя плохо на протяжении нескольких дней. Они жалуются на дисбактериоз, слабость и отсутствие аппетита. Все эти симптомы свидетельствуют о том, что вредоносные бактерии пытаются вытеснить здоровых. Чтобы справиться с таким процессом и восстановить хорошее самочувствие, необходимо включить в рацион продукты, которые имеют в своем составе ферменты бактерий. К ним относится творог, твердый сыр, кефир, мацони, ряженка и другое кисломолочное продовольствие. Специалисты также рекомендуют принимать препараты, которые содержат пробиотики. Перед тем как начать лечение, настоятельно рекомендуем проконсультироваться со своим лечащим врачом.
Сенсационное открытие. Бактерии, которые питаются пластиком
Строение и жизнедеятельность бактерий вызывает интерес у биологов со всего мира. Они считают, что микроорганизмы не так примитивны, как кажется. Это подтверждает и открытие, сделанное группой китайских биохимиков и микробиологов. Два года назад они обнаружили бактерии, которые питаются пластиком. По мнению ученых, это позволит спасти планету от экологической катастрофы.
Открытие было сделано совершенно случайно. Руководитель группы отмечает, что у него дома всегда царит легкий беспорядок. Однажды он заметил, что в полиэтиленовом пакете с остатками крупы присутствует огромное количество мелких личинок, которые поедают одноразовую упаковку. Этот случай натолкнул исследователя на мысль, что это может помочь спасти планету от глобального загрязнения.
Проведя целый ряд экспериментов, руководитель группы узнал, что личинки не только едят пластик и полиэтилен, но и переваривают его. Выяснилось, что это происходит благодаря тому, что в кишечнике гусеницы находится целый ряд бактерий. Именно они и переваривают токсические вещества. Группа ученых расположила подопытных личинок на поверхности полиэтилена. Удивительно, но уже через месяц они рассматривали пакет под микроскопом. Питание бактерий позволяет не отправлять пластик на переработку, а уничтожать его в кратчайшие сроки.
Чтобы уберечь себя от целого ряда вредоносных бактерий, необходимо как можно чаще мыть руки. Для большего эффекта всегда используйте дезинфектор.
Размножение микроорганизмов
Для тех, кто желает узнать больше о простых микроорганизмах, важно не только то, как бактерии питаются, но и то, как они размножаются. Данная информация интересует многих начинающих микробиологов. Большая часть бактерий размножается путем деления клетки на две части. В случае если микроорганизм имеет овальную форму, то он может разделится только поперек. Существуют также виды, которые размножаются почкованием. Половой процесс встречается крайне редко и, как правило, только у кишечной палочки.
Процесс размножения у бактерий происходит достаточно быстро. Тем не менее деление может проходить только при определенных обстоятельствах. При неблагоприятных условиях, некоторые подвиды бактерий могут образовывать споры. Удивительно, но с одной клетки может появиться несколько миллиардов особей. Большая часть молодого потомства погибает в результате воздействия неблагоприятных условий окружающей среды.
Подводим итоги
Бактерии - это простейшие организмы, которые окружают нас повсюду. Они могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Многие микробиологи считают, что бактерии не так просты, как кажется. Уже сегодня известны микроорганизмы, которые могут помочь справиться с экологической катастрофой во всем мире. В нашей статье вы можете выяснить не только как бактерии питаются, но и узнать, как они размножаются и дышат.
