Урок 16-17 Бактерии - самые маленькие одноклеточные организмы. Строение, распространение, размножение бактерий. Роль бактерий в природе и значение в жизни человека

Урок 16-17 Бактерии - самые маленькие одноклеточные организмы. Строение, распространение, размножение бактерий. Роль бактерий в природе и значение в жизни человека.

Бактерии – самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд. лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение. Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов.

Большинство бактерий бесцветно. Только немногие окрашены в пурпурный или в зелёный цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в окружающую среду или пигментированием клеток.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук – голландский естествоиспытавека, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство – Бактерии (Дробянки). Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют ядра.

Название бактерии	Форма бактерии	Изображение бактерии
Диплококки		Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле
Кокки		Шарообразная
Бацилла		Палочковидная
Вибрион		Изогнутая в виде запятой
Спирилла		Спиралевидная
Стрептококки		Цепочка из кокков
Стафилококки		Грозди кокков

Способы передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы.

Ø  Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или

Ø  при помощи жгутиков. Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других – на двух или по всей поверхности.

Ø  Но движение присуще и многим иным бактериям, у которых жгутики отсутствуют. Так, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению.

Ø  У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40-60 вакуолей. Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на её поверхность, а почвенные бактерии – передвигаться в капиллярах почвы.

Место обитания

В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде:

  в капле даже самой чистой родниковой воды,

  в крупинках почвы,

  в воздухе,

  на скалах,

  в полярных снегах,

  в песках пустынь,

  на дне океана,

  в добытой с огромной глубины нефти и

  даже в воде горячих источников с температурой около 80ºС.

  Обитают они на растениях, плодах,

  у различных животных и

  у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Бактерии – самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря малым размерам они легко проникают в любые трещины, щели, поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90ºС, не теряя при этом жизнеспособность. Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

  В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км и больше.

  Особенно много их в почве. В 1 г. почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий.

  В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоёмов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

  В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания. Симбиотические живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу, синтезируют витамины.

Внешнее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой – клеточной стенкой, которая выполняет

  защитную и

  опорную функции, а также

  придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму.

  Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду.

Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи – капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула – не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания.

Внутреннее строение

1.  Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение.

2.  Вакуолей нет, поэтому запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы – включения.

3.  Клетки бактерий не имеют ядра. В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информации – нуклеоид.

4.  Цитоплазма отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной.

5.  Рибосомы синтезируют белок.

6.  В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии.

7.  Газовые вакуоли.

8.  Плазмиды – несут информацию об опасностях. Бактерии могут ими обмениваться между собой.

Способы питания

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы – организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

Фотосинтезирующие бактерии	Хемосинтетики	Метилотрофы
Cинтезируют органические вещества за счёт солнечной энергии. Цианобактерии, пурпурные бактерии и зелёные бактерии	Синтезируют органические вещества за счёт химической энергии окисления серы – серобактерии; аммония и нитрита – нитрифицирующие; железа – железобактерии; водорода – водородные бактерии.	Синтезируют органическое вещество за счёт химической энергии метаболизма углеродных соединений, содержащих метильную группу, простейшими из которых является метан.

Гетеротрофы – организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества.

Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Бактерии-сапрофиты	Бактерии-симбионты	Бактерии-паразиты
Извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающего органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты.	Живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений.	Живут внутри другого организма или на нём, укрываются и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания – бактериозы.

Растения нуждаются в азоте, но сами усваивают азот воздуха не могут. Некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений. Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней бобовых, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками. Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням – такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Их сожительство взаимовыгодно.

Дыхание бактерий

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идёт при участии кислорода, у других – без его участия.

Спорообразование

Споры – не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное промораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Размножение

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес – 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т. д.

Домашнее задание

1.  Выучить конспект.

2.  Подготовиться к самостоятельной работе.