Докембрийский строматолит Микроскоп 1751 года Антони ван

Докембрийский строматолит

Микроскоп 1751 года Антони ван Левенгук

(шаровидные) (палочкообразные) Стафилококк Бактерия сибирки (в форме запятой) Холерный вибрион (спиралевидные) Бледная спирохета

микроорганизмы, для жизни, которых необходим свободный кислород в окружающей среде. микроорганизмы, не нуждающиеся в кислороде

не нуждаются в веществах, произведенных другими организмами. используют в качестве основного источника углерода органические вещества, синтезированные другими организмами

питаются готовыми органическими веществами мертвых организмов питаются органическими веществами живых организмов Стафилококк Бактерия сибирки живут внутри других организмов и приносят им пользу Холерный вибрион способны к паразитическому и сапрофитному образу жизни Бледная спирохета

Де живуть бактерії • Бактерій багато в грунті, на дні озер і океанів – всюди, де накопичується органічна речовина. Вони живуть в холоді, коли стовпчик термометра ледве перевищує нульову відмітку, і в гарячих кислотних джерелах з температурою вище 90° С. Деякі бактерії переносять дуже високу солоність середовища, зокрема, це єдині організми, виявлені в Мертвому морі. У атмосфері вони присутні в краплинах води, і їх велика кількість там зазвичай корелюється із запиленністю повітря. Так, в містах дощова вода містить значно більше бактерій, ніж в сільській місцевості. У холодному повітрі високогірря| і полярних областей їх мало, проте вони зустрічаються навіть в нижньому шарі стратосфери на висоті 8 км.

РОЗМІРИ БАКТЕРІЙ • Бактерії дуже дрібні • В точці може поміститись чверть млн. бактерій • Бактерії менші за клітини багатоклітинних рослин та тварин. Товщина їх зазвичай складає 0, 5– 2, 0 мкм, а довжина – 1, 0– 8, 0 мкм.

Бактерії – найдавніші з відомих організмів. Сліди життєдіяльності бактерій відносят до архею і датуються віком 3, 5 млрд. років. • У бактеріальній клітині відсутнє ядро, хромосоми не відокремлені від цитоплазми оболонкою ядра, а вільно розташовуються в ній. Крім того, в клітині бактерії відсутні ряд органоїдів Зовні клітинна мембрана оточена клітинною стінкою. Більшість бактерій пересуваються пасивно, за допомогою водних або повітряних течій. Тільки деякі з них мають джгутики. . Вони угвинчуються в середовище, просуваючи клітку вперед. Мабуть, це єдина відома в природі структура, що використовує принцип колеса

В лабораторіях бактерій вирощують на спеціальних поживних середовищах. Млн. бактерій утворюють колонії різних кольорів та форм.

За своїми формами бактерії діляться на декілька груп: v v кокі (мають округлу форму); бацили (мають паличкоподібну форму) спірили (мають форму спіралі) вібріони (мають форму коми)

Форма кругла Назва Представники кокі стафілокок кома вібріон холерний вібріон спіральна спіріли бліда спірохета Паличкоподіб бацили на бактерії сибірки

• За способом живлення бактерії ділять на дві групи: ГЕТЕРОТРОФИ (вони не здатні синтезувати органічні речовини, а споживають готові) АВТОТРОФИ (синтезують органічні речовини з неорганічних)

Гетеротрофи поділяють на три групи САПРОФІТИ бактерії, які харчуються органічними рештками відмерлих організмів (молочно-кислі бактерії, гнилісні бактерії ) ПАРАЗИТИ Бактерії, які споживають органічні речовини живих організмів (менінгококі, гонококі) СИМБИОНТИ тісне співіснування бактерій з живими організмами, яке приносить користь одне одному (клубенькові бактерії на коренях бобових)

• Велика частина бактерій може використовувати як джерело енергії майже будь-які органічні сполуки, навіть речовини, вживані для їх знищення (наприклад, пеніцилін, що вбиває багато бактерій). Це пов'язано з тим, що бактерії можуть жити як у присутності кисню в середовищі, так і при його відсутності.

Бактерії за способом живлення діляться на дві групи: Аеробні (в процесі дихання використовують кисень для окислення органічних речовин) Анаеробні (розкладають органічні речовини без участі кисню)

По відношенню до температури розвиток бактерій також дуже різноманітний: одні розвиваються при широкому діапазоні зміни температури, інші - лише при певних температурах (низьких, високих або у вузькому діапазоні температур).

Кишечна паличка Молочнок ислі бактерії Бактерії на дні океана Бактерії менінгіта Бактерії сибірки Бактерії в тонкій кишці Бліда спірохета Холерний вібріон Бактерії арктичного льоду стафілокок

РОЗМНОЖЕННЯ БАКТЕРІЙ • Клітини бактерій за сприятливих умов дуже швидко розмножуються, ділячись надвоє. Якщо клітина подвоюється кожні пів години, то за добу вона здатна дати 281474976710656 нащадків. А деякі бактерії здатні розмножуватися ще швидше.

• Швидке розмноження молочнокислих бактерій в молоці приводить до того, що воно скисає за лічені години.

Швидке розмноження паразитичних бактерій в організмі людини приводить до того, що наприклад простудне захворювання розвивається менше ніж за день.

Утворення спор За несприятливих умов, наприклад, при нестачі води, багато бактерій переходять в стан спокою. Клітина втрачає воду, зморщується і залишається в стані спокою до тих пір, поки знову не з'явиться вода. Деякі види переживають періоди посухи|, жари або холоду у формі спор. Утворення спор у бактерій - це не спосіб розмноження, оскільки кожна клітина дає всього одну спору і загальна кількість особин при цьому не зростає. . При утворенні спори клітина зсихається, округляється в межах наявної клітинної стінки і виділяє нову товсту стінку всерединістарої. За сприятливих умов (у вологих умовах ) спора проростає. Спори дуже стійкі: витримують тривале висушування, кип'ячення протягом декількох годин, сухе нагрівання до 140 o. С|. Деякі спори витримують температуру -245 o. С. Стійкі вони і до дії отруйних речовин, зберігають життєздатність тривалий час. Так, палички сибірської виразки зберігають життєздатність, залишаючись у вигляді спор протягом 30 років

Виживання бактерій при всиханні Холерний вібріон до 2 днів Чумна паличка до 8 днів Паличка діфтерії до 30 днів Паличка тифу до 70 днів Туберкульозна паличка до 90 днів Паличка стафілокока до 90 днів

Значення бактерій Дві найважливіші екологічні функції бактерій – фіксація азоту і мінералізація органічних останків

Деякі бактерії оселяються в травному тракті травоїдних ссавців забезпечуючи переварення клітковини.

• Бактерії широко застосовуються в харчовій промисловості для виробництва сирів і кисломолочної продукції, квашення капусти (при цьому утворюються органічні кислоти). • Бактерії використовуються для вилуговування руд (перш за все, мідних і уранових) • для очищення стічних вод від органічних залишків • • при обробці шовку і шкір • для боротьби із сільськогосподарськими шкідниками • для виробництва медичних препаратів (наприклад, інтерферону).

• Значення бактерій в природі • Грунтові бактерії беруть участь в утворенні кам'яного вугілля, нафті, торфу • Гнильні бактерії розкладають органічні речовини на неорганічні, роблячи їх доступними для рослин. • Нітріфікуючі і азотфіксуючі бактерії беруть участь в кругообігу азоту. • В внаслідок діяльності гнильних бактерій грунт очищається від трупів тварин і рослин, що забезпечує також і родючість грунтів.

• Бактерії приносять не лише користь, але і шкоду. Вони розмножуються в харчових продуктах, викликаючи тим самим їх псування. Щоб припинити розмноження, продукти пастеризують (витримують півгодини при температурі 61– 63 °C), зберігають на холоді, висушують (в'ялення або копчення), солять або маринують. •

• Бактерії викликають важкі у людини захворювання(туберкульоз, сибірську виразку, ангіну, харчові отруєння, гонорею і ін. ), тварин і рослин (наприклад, бактерійний опік яблунь). Сприятливі зовнішні умови підсилюють швидкість розмноження бактерій і можуть викликати епідемії. Хвороботворні бактерії проникають в організм повітряно-краплинним шляхом, через рани і слизисту оболонку, травний тракт.

• Значення бактерій в житті людини • Бактерії молочнокислого бродіння використовуються для приготування молочнокислих продуктів (сир, кисле молоко, масло|мастило|, сметана); у сільському господарстві — при силосуванні кормів, квашенні капусти, засолці|засолюванні| огірків і помідорів. • Бактерії оцтовокислого бродіння використовуються для отримання|здобуття| винного оцту, який застосовується для маринування плодів і овочів. • Вони використовуються в шкіряній і текстильній промисловості при мочці льону і конопель, в мікробіологічній промисловості, в медицині для приготування сироваток, вакцин, антибіотиків • Бактерії активно використовуються в генній інженерії і в біотехнології.

• В той же час бактерії гниття і бродіння приводять до псування продуктів. З життєдіяльністю деяких бактерій пов'язано біологічне руйнування багатьох промислових матеріалів (дерево, папір, картон і ін. ). • Багато видів бактерій (патогенні) спричиняють захворювання у людини (холера, чума, дизентерія, тиф і ін. ), домашніх тварин (бруцельоз), культурних рослин (бактеріоз) . Для боротьби з ними застосовують антибіотики, бактеріофаги, щеплення, організовують роботу по ліквідації осередків зараження. Для профілактики захворювань необхідно гартувати організм, дотримувати правила санітарії і гігієни.

Спірохети із зубного нальоту Кишечна паличка

Кишечна паличка Столбнячна паличка

Це цікаво • У 1 г льоду Антарктиди виявлено до 100 • • бактерій. У 1 см 3 повітря вулиць крупних міститься до 500 000 частинок пилу, однак на 38 млн. порошинок припадає лише 1— 2 бактерії. Найбільш стійка до нагрівання спори бактерії ботулінуса - вона витримує температуру до +120° С. Ці бактерії мешкають в грунті і добре розмножуються в анаеробних умовах — в консервах з овочів. Порушення правил консервації може спричиняти важке захворювання — ботулізм.

Це цікаво • З кишкової палички вдалося виділити гормон росту - соматропін, який з успіхом використовується для лікування деяких форм карликовості. • Спори збудника сибірської виразки протягом півхвилини витримують навіть температуру +400°С. • Верхня межа тиску, яку може витримати бактерія, відповідає 8000— 10000 атм|.

А чи знаєте ви? • що при 0°С у багатьох бактерій припиняються життєві процеси, проте вони не гинуть. • Що високі температури спричиняють загибель бактерій. Нагрівання до +55 — 60°С викликає загибель 95% всіх відомих бактерій.

А чи знаєте ви? • Куляста бактерійна клітина має діаметр 0, 5 мкм. • Площа поверхні такої клітини дорівнює 0, 000079 см, • об'єм -0, 000000065 куб. см • вага - 0, 000000069 г

• Бактерії із задоволенням з їдять пластик із цукром Поліетилен, полістирол і поліпропілен, які складають п'яту частину міських відходів, стали привабливими для грунтових бактерій. бактерії Pseudomonas і Bacillus помічають присутність цукрів і, з'їдаючи їх, руйнують ланцюги полімеру. В результаті протягом декількох днів пластик починає розкладатися. .

Янтарна кислота від бактерій У рубці - відділ травного тракту жуйних тварин – був виявлений новий вигляд бактерій, що виробляють янтарну кислоту. Мікроби чудово живуть і розмножуються без кисню, в атмосфері вуглекислого газу. Окрім янтарної кислоти вони виробляють оцтову і мурашкову. Основним живлячим ресурсом для них служить глюкоза; з 20 грам глюкози бактерії створюють майже 14 грам янтарної кислоти.

Крем з глубоководних бактерій Бактерії, зібрані в гідротермальній тріщині на двокілометровій глибині тихоокеанської затоки Каліфорнії допомогають створити лосьйон для ефективного захисту шкіри від згубних сонячних променів.

Бактерії накопичують уран Один з штамів бактерії псевдомонас здатний ефективно вловлювати з навколишнього середовища уран та інші важкі метали

Бактерії проти іонізуючого випромінювання Мікроорганізм Deinococcus radiodurans здатний витримати 1. 5 мільйонів радій, іонізуючого випромінювання, що перевищує смертельний рівень для інших форм життя більш ніж в 1000 разів. Тоді як ДНК інших організмів буде зруйнована і знищена, геном цього мікроорганізму не буде пошкоджений. Секрет подібної стійкості полягає в специфічній формі генома, яка нагадуєте коло. Саме цей факт сприяє подібній стійкості до дії радіації.