10 класс Курская С. В. , учитель биологии ГБОУ гимназии № 116 Приморского района г. Санкт-Петербурга
Словарь • Прокариотические клетки – клетки, не имеющие оформленного ядра. • Бактерии – наиболее древние прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. • Микробиология – наука, изучающая бактерии. • Бактериология – раздел микробиологии, исследующий бактерии.
Рисунок художника: строматолиты на мелководье 3 миллиарда лет назад • 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, так называемых 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.
• Строматолиты бывают очень разноцветными из-за того, что их населяют самые разные бактерии, и они создают отложения разных веществ. • Горячее озеро из Йеллоустонского национального парка (США) выглядит очень пестрым из-за поселений различных сообществ бактерий (слева видно шоссе и автомобили)
• Впервые обнаружил бактерии зубного налета Рисунки Левенгука
Название «бактерии» ввёл в употребление Христиан Эренберг в 1828 Эренберг Христиан Готфрид Член-корреспондент, иностранный член, почетный член РАН
Луи Пастер в 1850 -е положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства.
• Роберт Коха сформулировал общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). • В 1905 он был удостоен Нобелевской премии за исследования туберкулёза РОБЕРТ КОХ (1843– 1910)
Основы общей микробиологи и изучения роли бактерий в природе заложили М. В. Бейеринк и С. Н. Виноградский. БЕЙЕРИНК Мартин (1851 -1931), нидерландский ботаник ВИНОГРАДСКИЙ Сергей Николаевич (1/13. 09. 1856, Киев, – 24. 02. 1953, Париж)
Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930 -е. Сканирующий электронный микроскоп
Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ
Мезосомы — складки цитоплазматической мембраны бактерий • Нет оформленного ядра (прокариоты) • Функцию ядра выполняют нуклеотид и мезосомы • Нет мембранных органоидов • Есть немембранный органоид - рибосомы • Палочковидные бактерии (бациллы) покрыты волосками - пилями, которыми прикрепляются к питательному субстрату или к другим клеткам.
• Оболочка покрыта слизистой оболочкой – дополнительный защитный слой от высыхания – и содержит токсины • Есть зеленые (бактериофилл) или пурпурные (бактериопурпурин) пигменты
Аэробное Анаэробное • Для жизнедеятельности нуждаются в свободном кислороде • Используют энергию, выделяемую в реакциях брожения Дыхание (биологическое окисление) микроорганизмов – совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микробных клеток
• • • В среднем составляют 0, 5 -5 мкм. Escherichia coli, например, имеет размеры 0, 3 -1 на 1 -6 мкм Staphylococcus aureus — диаметр 0, 5 -1 мкм Bacillus subtilis 0, 75 на 2 -3 мкм. Крупнейшей из известных бактерий является Thiomargarita namibiensis, достигающая размера в 750 мкм (0, 75 мм). • Второй является Epulopiscium fishelsoni имеющая диаметр 80 мкм и длину до 700 мкм и обитающая в пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus. • Achromatium oxaliferum достигает размеров 33 на 100 мкм • Beggiatoa alba — 10 на 50 мкм.
• Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0, 7 мкм. • В то же время к бактериям относятся самые мелкие из имеющих клеточное строение организмы. Mycoplasma mycoides имеет размеры 0, 1 -0, 25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики, коровьей оспы или гриппа. По теоретическим подсчётам сферическая клетка диаметром менее 0, 15 -0, 20 мкм становится неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.
• В атмосфере они присутствуют в каплях воды, и их обилие там обычно зависит от запыленности воздуха. • Так, в городах дождевая вода содержит гораздо больше бактерий, чем в сельской местности. • В холодном воздухе высокогорий и полярных областей их мало, но встречаются даже в нижнем слое стратосферы на высоте 8 км.
БАКТЕРИИ Сапрофиты – от греч. «сапрос» - гнилой (молочно-кислые Довольствуются органическими бактерии, бактерии веществами отмерших гниении я и др. ); организмов или выделениями живых организмов Паразиты – (от греч. «паразитос» - нахлебник) (менингококки, Питаются органическими гонококки, и др. ) веществами живых орг анизмов Симбионты – Живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений. Одновременно – паразиты и сапрофиты палочки сыпного тифа, сибирской язвы, бруцеллёза и др.
БАКТЕРИИ Фотосинтезирующие Цианобактерии, Cинтезируют органические пурпурные бактерии и вещества за счёт зелёные бактерии солнечной энергии. Метилтрофы Синтезируют органическое вещество за счёт химической энергии метаболизма углеродных соединений, содержащих метильную группу, простейшими из которых является метан. Хемосинтетики Серобактерии; аммония и Синтезируют органические – нитрита вещества за счёт химической нитрифицирующие; энергии окисления серы железа – железобактерии; водорода – водородные бактерии.
• Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. • Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. • Этот процесс проходит в две фазы. • http: //biouroki. ru/material/plants/bakterii. html
• Железобактерии превращают закисное железо в гидроокись железа, которая оседая образует болотную железную руду. • Некоторые микроорганизмы существуют за счёт окисления молекулярного водорода (автотрофное питание). • Водородные бактерии могут переключаться на гетеротрофный образ жизни при обеспечении их органическими соединениями и отсутствии водорода. Итак: • Хемоавтотрофы - типичные автотрофы (самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения). • Хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии. • http: //biouroki. ru/material/plants/bakterii. html
• Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням – такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением (симбиоз). • Корни растений выделяют много органических веществ (сахара, аминокислоты и другие), которыми питаются бактерии. Поэтому в слое почвы, окружающем корни, поселяется особенно много бактерий. Эти бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растения вещества. Этот слой почвы называют ризосферой.
Бесполый 1. Деление надвое 2. Почкование (как исключение) 3. Спорообразование Половой 1. 2. 3. 4. Конъюгация Трансформация Транслокация Трансдукция
Делением одной клетки на две • При благоприятных условиях – через каждые 20 -30 минут
• Почкование бактерий можно рассматривать как один из вариантов бинарного деления клетки — неравновеликого.
• «Спора» - от греч. «спора» - «семя» • Образуются при неблагоприятных условиях (недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) • Легко разносятся ветром, водой и т. п. • В благоприятных условиях становится жизнедеятельной бактерией • Спора – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.
• Конъюгация протекает по типу генетической рекомбинации (часть молекул ДНК переносится на клетки-донора в клетку – реципиент, а количество особей остается прежним).
• Трансформация – направленный перенос и встраивание в генетический аппарат клетки небольшого фрагмента чужеродной ДНК. • Клетка-реципиент активно поглощает генетическую информацию погибших бактерий. http: //vkjournal. ru/vk/html/64908/532770640199 ea 4590 f 3 c 91 b 528_html_m 6 f 1690 a 1. jpg
• Под бактериальной транслокацией понимают способность бактерий перемещаться через неповрежденную кишечную стенку во внутренние среды организма, в лимфу и кровь. Возможность этого была неоднократно доказана экспериментально. https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 F www. antibiotic. ru%2 Fcmac%2 F 2000_2_1%2 F 004_text. htm&ei=3 Xxz. VIm. VH 4_La. NTsgf. AE&psig=AFQj. CNH 3 Icws 5 s. Lt. Khkvs 2 ff. RVJoi G 37 Ng&ust=1416941110519115
• Трансдукция — это перенос фрагмента ДНК от одной бактерии к другой с помощью бактериофага.
http: //player. myshared. ru/286004/data/images/img 23. jpg
Бактериофаг представляет собой вирус, который охотится и убивает бактерии. Ему необходимо внедрить свой генетический материал в клетку. Он присоединяется к бактерии при помощи своих хвостовых нитей. Затем используя ферменты и стержень, впрыскивает свою ДНК или РНК внутрь клетки. Ферменты бактериофага уничтожают генетический материал бактерии, и ее органеллы начинают синтезировать белки вируса.
• Участвуют в формировании структуры и плодородия почв, • в образовании полезных ископаемых и разрушении погибших растений и животных; • поддерживают запасы углекислого газа и кислорода в атмосфере; • Особенно они важны для травоядных, которые питаются не сколько растительной пищей, сколько продуктами её преобразования
• Паразиты растений и животных • Вызывают большое количество заболеваний человека: v как чума v сибирская язва v лепра (проказа) v дифтерия v сифилис v холера v болезнь легионеров v хронический гастрит v язва v рак желудка v туберкулёз и др.
• Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. • Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков (скрученные винтообразные нити), которые состоят из особого белка флагеллина.
• Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других – на двух или по всей поверхности.
• Бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению. • У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40 -60 вакуолей. Каждая из них заполнена газом (предположительно – азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на её поверхность, а почвенные бактерии – передвигаться в капиллярах почвы
http: //evolution. powernet. ru/history/Life_01/004. jpg
• • • • • http: //biouroki. ru/content/page/685/7. png - формы бактерий https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fpgbooks. ru%2 Fwant_to_know%2 Fpaleoblo g%2 Ftort-napoleon-vozrastom-3 -milliarda-let%2 F&ei=ie. Bq. VPn. ZLIiayg. Pz 0 YHw. CA&psig=AFQj. CNE_c 4 c. At 7 SXe. VJmzsbbc-v 1 NATtj. A&ust=1416376759150925 - строматолиты http: //biouroki. ru/content/page/685/8. png - бактерии http: //biouroki. ru/content/page/685/10. png -клубеньковые бактерии http: //pgbooks. ru/upload/resize_cache/blog/e 1 c/600_1/e 1 cf 4 d 7784 f 28 dbc 3 b 23949613995 adf. jpg - строматолиты http: //pgbooks. ru/upload/blog/80 a 4 f 3 a 256 af 5 fdcd 380287 ad 550339 e. bmp - Йеллоустон https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fdistant-lessons. ru%2 Fistoriya-izucheniyakletki. html&ei=w. OJq. VLCo. PKLnyg. O 3 q 4 II&psig=AFQj. CNFr 0 dth-Q_-d. EJ 2 y. Aactg. Fhe. GDEXQ&ust=1416377396362787 – Левенгук https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fwww. darwinmuseum. ru%2 Fexpos%2 Fliven ature%2 F 2_micro 1. htm&ei=Te. Nq. VOe. GEo. L 7 yw. Pus. YLAAg&psig=AFQj. CNEw. S 9 d. Xp_MSXwab 0 JWm. Jm. KOId. C 3 pw&ust=1416377509219283 – микроскоп Левенгука http: //www. google. com/imgres? imgurl=http%3 A%2 F%2 Fo-planete. ru%2 Fwpcontent%2 Fuploads%2 F 2013%2 F 05%2 F%2525 D 0%2525 B 1%2525 D 0%2525 B 0%2525 D 0%2525 BA%2525 D 1%252582%2525 D 0%2525 B 5%2525 D 1%252580%2525 D 0%2525 B 8%2525 D 1 %25258 F-. jpg&imgrefurl=http%3 A%2 F%2 Fo-planete. ru%2 Fobolotchki-zemli%2 Fbiosfera%2 Fobshtaya-harakteristikabakteriy. html&h=335&w=450&tbnid=i. IYb. Ibu. MAFQpf. M%3 A&zoom=1&docid=c 7 T 5 h-GYF 4 R 9 LM&ei=Z-Zq. VODZEGAyw. Pfio. K 4 BA&tbm=isch&ved=0 CDIQMyg. AMAA&iact=rc&uact=3&dur=1423&page=1&start=0&ndsp=3 - строение бактерии http: //www. google. com/imgres? imgurl=http%3 A%2 F%2 Fwarnet. ws%2 Fimg 5%2 F 195%2 Fmikrosk%2 F 7. jpg&imgrefurl=http%3 A%2 F%2 Fwarnet. ws%2 Fnews%2 F 44892&h=682& w=682&tbnid=j. DJ 728 tsou. Lz. M%3 A&zoom=1&docid=e. T 4 Lfxrg. Se 4 g. TM&ei=Ledq. VJa 1 KMnmy. QO 7 i. YHo. DQ&tbm=isch&ved=0 CFMQMyg. XMBc&iact=rc&uact=3&dur=315&page=3&start=13&ndsp=11 – бактерии http: //www. google. com/imgres? imgurl=http%3 A%2 F%2 F 900 igr. net%2 Fdatai%2 Fbiologija%2 FFormy-razmnozhenija%2 F 0003 -Formy-bespologorazmnozhenija. png&imgrefurl=http%3 A%2 F%2 F 900 igr. net%2 Ffotografii%2 Fbiologija%2 FFormy-razmnozhenija%2 F 003 -Formy-bespologorazmnozhenija. html&h=1698&w=1291&tbnid=ZXz 4 Wu. Gmz 6 Oy. IM%3 A&zoom=1&docid=zb 2 k 13 JK_7 vlm. M&ei=i. Ohq. VNWm. L 6 Sgy. AONh 4 J 4&tbm=isch&ved=0 CCEQMyg. EMAQ &iact=rc&uact=3&dur=503&page=1&start=0&ndsp=7 - деление бактерий https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fhlebopechka. ru%2 Findex. php%3 Foption%3 Dcom_smf%26 Itemid%3 D 126%26 topic%3 D 172987. 180&ei=7 Ohq. VOKh. F 8 WAyw. OL_IH 4 Ag&psig=AFQj. CNEHPNz. Blt. F-0 EX_15 NAJZFo 21 B-tg&ust=1416378889110293 – скорость размножения http: //biouroki. ru/content/page/685/14. png - спорообразование https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fveterinarua. ru%2 Fmikrobiologiya%2 F 456 prokarioty. html&ei=5 upq. VMmd. Fcf 7 yg. P 4 r. YDQBA&psig=AFQj. CNFu 2 n. Lj. U 7 OZa_6 m. Hsb. EIgcm. QGvw. BQ&ust=1416379108515982 – формы бактерий https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fmedicinelive. ru%2 Fatlas%2 Fmicro%2 Fbacteriolog%2 Fsrtoen_bakt_kl. htm&ei=Me 9 q. VPm. BJYf. Cyw. Oi 7 o. DQBg&psig=AFQj. CNEBKx. IAx 9 mu. Dj. TBxv. M 7 Gl. MEDkvvw&ust=1416380583252714 – строение оболочки бактерии https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fwww. ozemle. net%2 Feshhe-odnoposledstvie-potepleniya-mirovogo-okeana-razmnozhenie-palochekxolery. php&ei=T_Nq. VKm. VHITqy. QOO 54 GYBw&psig=AFQj. CNE 795690 SE_k. H 67 Xezp. Dy 1 p. YQBAg. Q&ust=1416381617559112 – бактерии https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=http%3 A%2 F%2 Fru. wikipedia. org%2 Fwiki%2 F%25 D 0%259 A %25 D 0%25 BE%25 D 0%25 BD%25 D 1%258 A%25 D 1%258 E%25 D 0%25 B 3%25 D 0%25 B 0%25 D 1%2586%25 D 0%25 B 8%25 D 1%258 F_%25 D 1%2583_%25 D 0%25 B 1%25 D 0%25 B 0%25 D 0%2 5 BA%25 D 1%2582%25 D 0%25 B 5%25 D 1%2580%25 D 0%25 B 8%25 D 0%25 B 9&ei=mf. Nq. VJf. UOKL-yg. P 054 LICg&psig=AFQj. CNFY 7 fscd. G 9 e. Fuee. JB_hv. UHq 2 b 10 A&ust=1416381719817644 – конъюгация бактерий
• • • https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=htt p%3 A%2 F%2 Fmirbiologa. ru%2 Findex. php%3 Foption%3 Dcom_content%26 view%3 Darticle%26 id%3 D 14%3 A 2011 -0226 -10 -51 -12%26 catid%3 D 2%3 Akletka%26 Itemid%3 D 17&ei=HC 6 PVNW 0 De. Hyg. Ods. YDQCg&psig=AFQj. CNGtj. AUAMKQs 6 z. Iks 9 prtnf. OD 98 kjg&ust=1418755917231699 – бактерии https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=htt p%3 A%2 F%2 Fbiogran. su%2 F&ei=U 4 a. QVKb 1 Be. Guyg. O 4 go. Lo. Bg&psig=AFQj. CNGtg. OR-Ur. ZYV 9 b. Y 6 w_Dmty. Z 7 SRTw&ust=1418844057471336 – бактерии https: //www. google. com/url? sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0 CAc. Qj. Rw&url=htt p%3 A%2 F%2 Fwww. epochtimes. com. ua%2 Fru%2 Fhealth%2 Fbakteryofag-pryrozhdenn-j-ubyjca-bakteryj 92685. html&ei=4 Im. QVJW 3 Gnoyw. PPh. YKICg&psig=AFQj. CNHt 5 xe 9 ikf 8 XLZoo. Xmbh 5 Wddc 9 g 4 g&ust=1418845003299663 - бактериофаг http: //player. myshared. ru/286004/data/images/img 19. jpg - трансдукция http: //2. bp. blogspot. com/-ugw. MYZuw. DPE/VSv 9 gh. AC 5 OI/AAAAGRM/UUEx 04 y 86 ss/s 1600/image_get. jpg - человечек http: //egeteka. ru/learning/intensive_work/biology/1321/ - таблица
