Царство бактерии

1.

2.

Современная систематика. Домены живой природы
ПРОКАРИОТЫ
Клетки прокариот мелкие (не более нескольких мкм) и относительно просто
устроенные. Они обычно не имеют внутренних мембранных органелл. У них
отсутствует ядерная оболочка, и ДНК находится непосредственно в цитоплазме. Все
прокариоты, кроме внутриклеточных паразитов, имеют клеточную стенку из муреина,
некоторые имеют капсулу.
Часть прокариот способны к фото- или хемосинтезу. ФОТОСИНТЕЗИРУЮТ, например,
ЦИАНОБАКТЕРИИ, которых раньше иногда называли СИНЕ-ЗЕЛЕНЫМИ
ВОДОРОСЛЯМИ. Другие прокариоты питаются, поглощая низкомолекулярные
органические вещества через поверхность клетки. Такие бактерии могут поселяться в
продуктах питания, вызывая их порчу либо, наоборот, способствуя получению
кисломолочных продуктов, квашению овощей (лактобактерии). Также, поселяясь в
организме человека, бактерии могут вызывать заболевания, например столбняк, холеру,
дифтерию.
Археи — особая, крайне своеобразная группа прокариот, обитающая в
экстремальных местообитаниях — в горячих источниках, в соленом Мертвом море и т.
п., а также в почве, кишечнике животных, морской воде. В силу наличия множества
уникальных признаков, а также генетических и молекулярных отличий в настоящее
время архей выделяют в отдельный домен клеточных организмов — большую
самостоятельную группу, наравне с настоящими бактериями (эубактериями) и
эукариотами.

3.

4.

5.

СТРОЕНИЕ БАКТЕРИЙ
Чаще всего бактерии имеют вид палочек, толщина которых составляет 0,5 – 1 мкм, а
длина — 2 – 3 мкм. Гигантами считаются бактерии, тело которых в длину достигает
30 – 100 мкм.
Сенная палочка (одна из самых крупных бактерий)

6.

7.

Строение бактерий
Бактерии имеют клеточную стенку, состоящую из МУРЕИНА
(пептидогликана) и выполняющую защитную функцию. У бактерий
(прокариот, доядерных) отсутствуют мембранные органоиды.
В ИХ КЛЕТКЕ МОЖНО НАЙТИ ТОЛЬКО НЕМЕМБРАННЫЕ: рибосомы,
жгутики, пили.
Пили - поверхностные структуры, которые служат для прикрепления
бактерии к субстрату.
Наследственный материал находится прямо в цитоплазме (не в ядре, как у
эукариот) в виде нуклеоида.
Нуклеоид (лат. nucleus - ядро + греч. eidos вид) - одна сложная кольцевидная
молекула ДНК, не ограниченная мембранами от остальной части клетки.

8.

При наступлении неблагоприятных для жизни условий бактерии образуют
защитную оболочку - СПОРУ. При образовании споры клетка частично теряет
воду, уменьшаясь при этом в объеме. В таком состоянии бактерии могут
сохраняться тысячи лет!
В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры,
механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на
благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.

9.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН БАКТЕРИЙ
Бактерии получают энергию за счет окисления веществ.
Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии,
которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.
К АЭРОБНЫМ БАКТЕРИЯМ относят многочисленных редуцентов, которые
разлагают органические вещества мертвых растений и животных.
АНАЭРОБНЫЕ БАКТЕРИИ составляют микрофлору нашего кишечника бескислородную среду обитания.

10.

Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди
хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии,
железобактерии, серобактерии.
Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не
осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.
Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит
ЦИАНОБАКТЕРИЯМИ (СИНЕ-ЗЕЛЕНЫМ ВОДОРОСЛЯМ).
Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый
слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания
(поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся :)
Что касается бактерий гетеротрофов, то их способ питания основан на
разложении останков животных и растений - САПРОТРОФЫ
(РЕДУЦЕНТЫ), либо же они питаются органами и тканями животных и
растений - паразиты.

11.

12.

Биотехнология
Бактерии широко применяются в направлении биотехнологии - генной инженерии. Их
используют для получения различных химических веществ (белков).
В ДНК бактерии вставляют нужный ген (к примеру, ген, кодирующий белковый гормон инсулин), бактерия принимает новый участок гена за свой собственный, в результате
чего начинает синтезировать белок с данного участка. На рибосомах подобных бактерий
синтезируется инсулин, который человек собирает, обрабатывает и использует как
лекарство.
Бактерии используются для
получения антибиотиков
(тетрациклина,
стрептомицина,
грамицидина), широко
применяемых в медицине.
Бактерии также применяют
в пищевой
промышленности, где их
используют для получения
молочнокислых продуктов,
алкогольных напитков.

13.

Классификация бактерий по форме
При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.
По форме бактериальные клетки подразделяются на:
Стафилококки - их скопления похожи на виноградные грозди
Диплококки - округлой формы, расположенные попарно
Стрептококки - объединяются в цепочки, напоминающие нити жемчуга
ПАЛОЧКИ
Вибрионы - изогнутые в виде запятой
Спириллы - спирально извитые палочки
Спирохеты - сильно извитые (до 10-15 витков) палочки

14.

РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ
Бактерии, как прокариоты (доядерные организмы), не могут делиться митозом, так как
основное условие митоза - наличие ядра. Бактерии делятся бинарным делением клетки.
В ходе БИНАРНОГО ДЕЛЕНИЯ БАКТЕРИЯ ДЕЛИТСЯ НА ДВЕ ДОЧЕРНИЕ КЛЕТКИ,
являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в
20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.
При размножении в лабораторных условиях бактерии образуют колонии.
Колонии - видимые невооруженным глазом скопления клеток, образуемые в процессе
роста и размножения микроорганизмов на питательном субстрате.
Колонии выращиваются в чашках Петри.

15.

Как и другие одноклеточные организмы, бактерии размножаются делением. Каждая
бактерия делится на две дочерние, которые быстро растут и снова делятся. При
благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий может происходить через
каждые 20–30 мин.
При таком быстром размножении одна бактерия могла бы дать за сутки (при условии
выживания всех появляющихся особей) потомство общей массой в 1 800 000 кг, а
потомство одной бактерии за 5 суток способно было бы заполнить все моря и океаны на
Земле!

16.

ПИТАНИЕ БАКТЕРИЙ
У бактерий существуют разные способы питания. Среди бактерий есть гетеротрофы и автотрофы.
Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофиты, симбионты и паразиты.
БАКТЕРИИ-САПРОФИТЫ (или сапротрофы) (от греч. сапрос — «гнилой», трофе — «пища»)
извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающегося органического материала. Обычно
они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и
усваивают растворённые продукты.
БАКТЕРИИ-ПАРАЗИТЫ (от греч. паразитос — «нахлебник») живут внутри другого организма (его
называют хозяином) или на нём, укрываются и питаются его тканями. Как правило, паразиты
наносят вред своему хозяину. Среди бактерий-паразитов много болезнетворных, вызывающих
различные заболевания у растений, животных и человека.
БАКТЕРИИ-СИМБИОНТЫ (от греч. симбионтос — «сожительствующий») живут совместно с
другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Например, особые бактерии,
живущие в утолщениях корней (в клубеньках) бобовых растений, из атмосферного воздуха
усваивают азот, служащий растению удобрением. Некоторые бактерии, живущие внутри кишечника
животных, в том числе и человека, потребляя и перерабатывая их пищу, поставляют им витамины
группы B и K.
Некоторые бактерии способны создавать органические вещества из неорганических. Такие
организмы называют автотрофами.
Одни из них, например, ЦИАНОБАКТЕРИИ (от греч. цианос — «синий») содержат в своих клетках
хлорофилл и способны создавать органические вещества из неорганических, используя световую
энергию (в их клетках происходит процесс фотосинтеза).
Цианобактерии сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.
Другие, например, железобактерии, серобактерии, получают энергию от превращения одних
неорганических веществ в другие.

17.

ПОЧВЕННЫЕ БАКТЕРИИ. БАКТЕРИИ РАЗЛОЖЕНИЯ И ГНИЕНИЯ
Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе.
В 1 см³ поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов сапротрофных
почвенных бактерий нескольких видов.
Это сапротрофные почвенные бактерии гниения.
Превращая органические остатки в перегной, они выполняют в природе санитарную и
почвообразовательную роль.
Другая группа почвенных бактерий разлагает перегной.
Это сапротрофные бактерии брожения.
В процессе их жизнедеятельности перегной превращается в минеральные соли,
необходимые для жизни растений.
Хозяйственное значение бактерий гниения и брожения
Многие бактерии гниения вызывают порчу продуктов питания. Поэтому скоропортящиеся
продукты хранят в холодильниках (при низкой температуре жизнедеятельность бактерий
понижается).
ОБРАТИ ВНИМАНИЕ!
Поскольку бактерии не могут жить без воды и погибают в растворах соли и сахара,
продукты сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют, коптят.
При консервировании плотно закрытые банки нагревают. При этом погибают не только
бактерии, но и их споры. Поэтому консервы сохраняются долгое время.
Бактерии портят сено в стогах, если оно недостаточно хорошо высушено. Есть бактерии,
которые портят рыболовные сети, редчайшие рукописи и книги в книгохранилищах. Для
предохранения книг от порчи их окуривают сернистым газом.
С активностью бактерий брожения связано скисание молока, фруктовых и ягодных соков.

18.

АЗОТФИКСИРУЮЩИЕ КЛУБЕНЬКОВЫЕ БАКТЕРИИ
Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в
процессах жизнедеятельности.
Эти азотфиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых
растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней
и образование на них клубеньков.
Такие бактерии называют КЛУБЕНЬКОВЫМИ.
Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От
растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом,
между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует тесная
связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление называется
симбиоз (от греческого слова симбиозис — «совместная жизнь»).
Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые
обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.
растения

19.

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ИНФЕКЦИИ
Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На
настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие
хороший эффект.
ОТ НЕКОТОРЫХ БОЛЕЗНЕЙ: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины,
дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к
возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций:
при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой
форме.
К БАКТЕРИАЛЬНЫМ ИНФЕКЦИЯМ ОТНОСЯТСЯ: чума, дифтерия, туберкулез,
коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия,
холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их
локализации в организме.

20.

21.

Для борьбы с бактериями, вирусами и грибами в медицинских учреждениях (уже часто
и в домашних условиях) используется кварцевание.
КВАРЦЕВАНИЕ - процесс обеззараживания помещения, суть которого в лампе,
испускающей ультрафиолетовое излучение, губительное для микроорганизмов.
При проведении медицинских ПРОЦЕДУР ЛОКАЛЬНОГО КВАРЦЕВАНИЯ
(облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для
избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по
той же причине.