Бактерии

 

 

 

 

 

Реферат по теме:

«Бактерии»

 

 

 

 

 

 

 

                                                                           Выполнил ученик 11 «Б» класса

                                                                           Дьяков Александр

Воронеж

2013г.

 

 

 

Форма и величина бактерий. Бактерия не вполне соответствует клетке многоклеточного растения, скорее, она соответствует всему многоклеточному организму. Мир одноклеточных растений — бактерий играет огромную роль в природе и жизни человека.

Бактерии невидимы простым глазом. Они видны только в световой микроскоп. Среди бактерий есть друзья и враги человека. Одни из них являются причиной многих заболеваний, а другие широко используются в пищевой промышленности (получение молочнокислых продуктов, белков, различные виды брожения) и в сельском хозяйстве (силосование кормов, бактериальные удобрения и т. д.).

Бактерии — самые мелкие организмы из обитающих на Земле. Средний размер бактерий составляет примерно 2 мкм в длину и около 1 мкм в ширину. Среди бактерий имеются! пигмеи, величина которых находится на границе видимости микроскопа, т. е. 0,15 мкм, но есть и бактерии-гиганты, достигающие 100 мкм, например некоторые серобактерии. О размерах бактерия можно составить себе представление, если сравнить их под микроскопом с человеческим волосом, как это изображено на фото 7.

По характеру строения клетки, наличию вакуоли, по образованию спор, размножению и питанию бактерии являются растительными организмами.

Форма бактерий довольно разнообразна. Среди них имеются шарообразные (кокки), палочковидные, изогнутые и нитевидные.

 

 

 

 

формы . 

Если кокки лежат беспорядочно, то их называют микрококками, если они образуют пакеты из восьми и большего числа клеток, то их называют сарцинами.

Палочковидные формы бактерий — бактерии и бациллы — различаются по способности к спорообразованию. Бактерии не имеют спор, а бациллы их образуют.

К бактериям относятся имеющие форму запятой вибрионы, более сильно изогнутые спириллы и, наконец, длинные, очень сильно изогнутые спирохеты.

Близкие к бактериям актиномицеты образуют ветвящийся тонкий одноклеточный мицелий и размножаются путем образования спор на концах нитей (к о н и д и о с п о р). Строение мицелия у актиномицетов очень близко к строению клеток бактерий. Среди актиномицетов много форм, образующих антибиотики, например стрептомицин — вещество,   убивающее   туберкулезные   бактерии.

Оболочка. Бактериальная клетка имеет оболочку, состоящую у большинства бактерий из азотсодержащего вещества, по составу близкого к хитину насекомых. У некоторых бактерий оболочки состоят главным ' образом из гемицеллюлоз и других веществ углеводного характера. У ряда бактериальных организмов оболочка разбухает и ослизняется, образуя вокруг клетки капсулу. Когда слизь окружает не одну клетку, а колонию клеток, то подобное образование называется зооглеей.

Движение. Из органоидов бактериального организма следует отметить жгутики, с помощью которых бактерии движутся. Однако далеко не все бактерии способны к движению. Многие бактерии лишены жгутиков и неподвижны. С другой стороны, есть бактерии, перемещающиеся реактивным способом, без жгутиков (миксобактерии). Жгутики, как это особенно хорошо видно в электронном микроскопе, представляют собой выросты цитоплазмы клеток, проходящие сквозь оболочку.

По характеру расположения и числу жгутиков отмечают: 1) формы с одним жгутиком; 2) формы с пучком жгутиков, находящихся на одном конце клетки; 3) формы, у которых жгутики расположены по всей поверхности тела.

Абсолютная скорость движения бактерий очень невелика, в секунду бактерия проходит всего 2—5 мкм. Относительная скорость движения бактерий очень значительна. Если бы чело-

 

 

 

зиты поселяются на живых растениях и животных и питаются органическими веществами самого растения или животного, называемого хозяином. Растение-хозяин борется с проникшим паразитом и в ряде случаев побеждает его. Победа паразита влечет за собой смерть хозяина.

У зеленых бактерий автотрофное питание осуществляется путем бактериального фотосинтеза за счет солнечной энергии. У бесцветных автотрофных бактерий автотрофное питание происходит за счет энергии окисления ряда неорганических соединений. Например, окисляя сероводород до серной кислоты, серобактерии получают энергию, необходимую для создания органического вещества из углекислого газа и воды. Этот процесс получил название хемосинтеза или химиосинтеза.

Так же как и высшим растениям, бактериям необходимы минеральные вещества. Количество минеральных веществ, содержащихся в клетках бактерий, составляет 2—14% от их сухой массы. Больше всего среди зольных элементов имеется фосфора. В.некоторых случаях он составляет почти половину массы всей золы. Затем следуют калий, натрий, магний, сера, кальций, хлор и железо. В очень малых количествах содержится марганец, цинк, молибден, бор, хром, кобальт и другие элементы.

В качестве источника азота многие бактерии используют белки и пептоны, подвергая их предварительно разложению (гидролизу) ферментами. Ряд бактерий усваивает нитраты, очень многие — аммиак, некоторые виды способны к усвоению атмосферного азота.

Отношение бактерий к кислороду. Основная масса бактерий живет и размножается при наличии кислорода в окружающей среде. Такие бактерии называются аэробными. Некоторые бактерии развиваются' лишь при отсутствии кислорода в среде. Такие бактерии носят название анаэробных.

Микроорганизмы   и   температура   окружающей   среды.

Бактериальные организмы могут существовать и развиваться в весьма широких температурных границах.

Различаются три группы бактерий по их отношению к температуре окружающей среды: психрофилы, мезофилы и термофилы.

К психрофилам относятся виды, которые могут развиваться при температуре ниже 0°С.

К мезофильным бактериям относится огромное большинство видов микроорганизмов. Оптимальная (наилучшая) температура для их развития лежит в пределах 25—30°С, максимальная —45—50°С, минимальная — около 10°С.

К термофилам принадлежат бактерии, развивающиеся в природной обстановке в горячих источниках. Оптимальная температура для их развития лежит в пределах 50—60°С, максимальная — выше 70°С. При температуре ниже 35°С они обычно не размножаются.

Значение бактерий в природе. Бактерии играют огромную роль в природе, производя минерализацию органического вещества. В процессе своей жизнедеятельности гнилостные бактерии разлагают органическое вещество до углекислого газа и воды, вводя этим минерализованное органическое вещество в общий круговорот веществ в природе.

Большую роль играют многие бактерии в азотном питании растений в качестве бактериальных удобрений (см. с. 102).

СПОСОБЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БАКТЕРИЙ

 

Чистые и накопительные культуры бактерий. Бактерии выращивают в лабораториях на специально приготовленных средах. Для выращивания бактерий используют предварительно выделенные чистые культуры бактерий. Чистой культурой бактерий называется культура одного вида бактерий. К искусственным питательным средам относится мясо-пептонный бульон, мясо-пептонный желатин, мясо-пептонный агар, сахарный агар и др. Кроме того, для культуры бактерий используют естественные питательные среды: молоко, кусочки картофеля.

Особенный интерес представляет культура микроорганизмов на твердых питательных средах. В качестве твердых питательных сред употребляются коллоидные вещества: желатин и агар-агар. Агар-агар представляет собой полисахарид, выделенный из бурых морских водорослей, а желатин — азотсодержащее вещество, приготовленное из костей, хрящей, кожи животных. Взятые в определенной концентрации агар (около 2%) и желатин (около 10%) застывают в виде студня. Если прибавить к ним питательные вещества, то на их поверхности хорошо растут бактерии, образуя видимые невооруженным глазом колонии (фото 8). Таким питательным веществом и является мясной бульон, в котором осаждены белковые вещества и прибавлены пептон и поваренная соль. Агар-агар не является питательным веществом, а желатин представляет известную питательную ценность для бактерий, многие из которых способны его разжижать ферментами и использовать для своего питания.

Помимо чистой культуры, в микробиологии используются и накопительные культуры. Под накопительной культурой бактерий понимают такую культуру, где из смеси различных форм бактерий развивается лишь один вид, так как для него создаются наиболее благоприятные условия (см. постановку опыта по культуре сенной палочки, с. 48).

Стерилизация. Обеспложивание среды, т. е. полное уничтожение находящихся в ней микроорганизмов и их спор, называется стерилизацией.

Для того чтобы убить все живое и даже самые устойчивые споры, достаточно стерилизуемый материал выдержать при температуре 121°С в течение 30 мин. Простерилизованный в автоклаве органический материал (бульон, яйца, мясо) может находиться десятки лет без каких-либо изменений. Стоит, однако, у подобной простерилизованной колбы на минуту открыть ватную пробку, как на другой же день начнется помутнение бульона и его разложение от попавших в среду из воздуха гнилостных бактерий.

Значение микроорганизмов в производстве. В настоящее время бактерии и некоторые грибы все шире и шире используются в производстве. Получение спирта долгое время шло исключительно за счет брожения сахара дрожжами. Сейчас значительная часть его получения идет синтетическим путем из нефтепродуктов. Однако дрожжи нужны для получения белка и для изготовления теста (производство дрожжей). Спирт необходим для производства искусственного каучука и пластмасс.

Огромное значение имеют микроорганизмы для производства молочных продуктов и кормов (силос). В основе получения диэтических продуктов из молока лежит процесс молочнокислого брожения (получения кефира, кумыса, ацидофилина). Большой отраслью является сыроварение, где, однако, помимо молочнокислого брожения, принимает участие и пропионовокислое. Квашение капусты и огурцов, а также силосование кормов основаны на молочнокислом брожении.

ПАТОГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

Открытие патогенных бактерий. Роль бактерий как возбудителей заболеваний растений, животных и человека выяснилась лишь во второй половине XIX в. главным образом работами французского ученого Луи Па стера, немецкого ученого Р. Коха и русского физиолога растений Д. О. Ивановского.

Луи Пастер впервые доказал, что страшное заболевание рогатого скота — сибирская язва вызывается особой спорообразующей бактерией — сибиреязвенной палочкой (1881). Р. Кох открыл возбудителей туберкулеза и холеры — туберкулезную бактерию (1882), холерный вибрион (1883), а также сформулировал требования, которые необходимы для доказательства того, что именно эта бактерия является причиной заболевания. Необходимо обнаружить ее при данном заболевании, выделить в чистую культуру и заразить ею подопытное животное (морскую свинку, белую мышь).

К концу XIX в. большинство бактерий — возбудителей заразных заболеваний было открыто и изучено, а также установлены пути заражения человека болезнетворными бактериями.

Заражение патогенными бактериями. Обычно заражение патогенными бактериями осуществляется непосредственно путем передачи инфекции от больного животного или человека другому человеку. Так, например, бактерия дифтерии или туберкулеза может при чихании и кашле больного заразить здорового человека. Палочки туберкулеза хорошо выносят высыхание и в течение месяца могут сохраняться в высохшей мокроте и попадать из нее в воздух. Вот почему необходимо обеззараживать (дезинфицировать) помещение, в котором находился туберкулезный больной.

Многие бактерии, например возбудители кишечных заболеваний (дизентерия, брюшной тиф, холера), довольно долго могут сохраняться в воде, попадая туда с выделениями организма. Употребление некипяченой воды, загрязненной этими бактериями, может вызвать соответственные заболевания. Особенно опасны бациллы, образующие споры (сибирская язва, столбняк). Споры их могут годами сохраняться в почве и заражать животное или человека. В ряде случаев возбудители заболевания передаются насекомыми. Например, страшное заболевание — чума передается человеку через укусы блох, которые до этого насосались крови больного чумой животного — крысы, суслика. Вот почему у нас в соответствующих пунктах, где есть опасность возникновения эпидемии, все время идет наблюдение за дикими животными. Чума сейчас совершенно неизвестна в Европе, а в XIV столетии от нее погибло больше четверти населения Европы. Тяжелое заболевание человека — малярию вызывает малярийный паразит (из простейших), поселяющийся в крови. В кровь человека этот паразит попадает при укусе малярийного комара, в слюне которого он содержится.

Иммунитет к заболеваниям. Для того чтобы организм заразился той или иной инфекционной болезнью, необходимо, чтобы в него попали болезнетворные бактерии. Однако далеко не всегда попавшие в организм бактерии вызывают заболевание. Организм часто противостоит заболеванию благодаря своей невосприимчивости (иммунитету). Ослабленные голодом, простудой (охлаждение тела) животное или человек легче заболевают.

Существует естественный иммунитет человека и животных. Например, человек невосприимчив к бактериям, вызывающим чуму рогатого скота. Собака не болеет сибирской язвой, от которой страдает домашний скот и которой может заразиться человек. Отдельные лица невосприимчивы к скарлатине, кори и другим заболеваниям. Такой иммунитет называется естественным врожденным. Лица, болевшие чумой или оспой, во второй раз уже не заболевают ими. Такой иммунитет получил название естественного приобретенного.