Раздел 12. МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИИ

§60. Форма бактерий

Общие черты строении бактерий. Бактериальные клетки имеют общий план строения. Они состоят из оболочки, цитоплазмы и коль­цевой молекулы ДНК, плавающей внутри клетки (рис. 136). Если у бактерий имеются органы передвижения, то это всегда жгутики. Их количество может быть разным — от одного до множества.

Оболочка клетки бактерий может состоять из двух или трех структур. Как минимум она состоит из мембра­ны и находящейся снаружи клеточ­ной стенки. Причем клеточная стенка боль­шинства бактерий, в отличие от раститель­ной стенки, состоит не из целлюлозы. В ее состав входит вещество, не встречающееся у других групп организмов (муреин). Кроме этих двух обязательных слоев у многих бак­терий снаружи клеточной стенки находится еще и слизистая капсула.

Жизненные формы бактерий. Безъ­ядерные бактериальные клетки мо­гут быть в активном состоянии или находиться в виде спор в покоящейся стадии. Споры бактерий никогда не участвуют в размножении. Они слу­жат для пережидания неблагоприят­ных условий. В состоянии споры не­которые бактерии могут выдерживать очень низкие температуры (до -270°С). Жизнеспособность споры некоторых видов бактерий способны сохранять бо­лее 10 тыс. лет.

Бактерии никогда не бывают мно­гоклеточными, но могут образовывать колонии клеток. Колонии — это фор­ма объединения клеток одной группы организмов. Внутри колонии клетки

могут выделять общее межклеточное вещество, но они не функциони­руют как целостный организм. Часто колонии бактерий видны нево­оруженным глазом в виде налета, слизи или пленок.

Разнообразие бактерий по форме. Форма бактериальных клеток очень разнообразна (рис. 137). И все-таки можно выделить четыре ос­новные группы:

1. Шаровидные бактерии — это кокки. Они часто образуют колонии.

Сами колонии тоже делятся на группы в зависимости от того, какую фор-  му они приобретают. Если клетки колонии соединены последовательно одна  за другой в цепочку, то такая колония называется стрептококком. Если колония состоит только из двух попарно соединенных бактерий, она называ­ется диплококком. Если колония состоит из четырех клеток, то это тетра кокк (тетрада). Если колония состоит из нескольких клеток, соединенных в виде грозди винограда, она называется стафилококком.

2. Палочковидные бактерии называют бациллами. Это доволь­но распространенная форма бактерий. Такой является безобидная бактерия гниения — сенная палочка. К ним относятся и возбудители опасных инфекций: столбнячная палочка, палочка Коха. Кишечная палочка — бактерия, многие штаммы которой являются безопасными симбионтами кишечника человека.

Извитые бактерии — это спириллы и спирохеты. Спириллы име­ют форму спирально извитых палочек, а спирохеты винтообразно закручены. Представителями такой формы могут быть и безопасные оби­татели водоемов, и возбудители тяжелых инфекционных заболеваний.

4. Бактерии в форме запятой называются вибрионами. Они имеют всего один изгиб. Их клетка часто сужена с одного конца и расширена с другого. Примером бактерий с такой формой может служить возбу­дитель холеры — холерный вибрион.

Как вы поняли из вышесказанного, форма клеток бактерий не определяет их образ жизни и значение. Бактерии разной формы могут быть болезнетворными или полезными, вредными или симбионтами.

Подумайте и ответьте на вопрос: «Бактерии — наши друзья или враги?».

Знание и понимание:

1. Прочитайте текст параграфа. Опишите строение бактерии, сравните с клеткой растения. Найдите различия между ними.
2. Сформулируйте выводы о роли спор для бактерий.

Применение:

1. Рассмотрите рисунок. Подпишите части бактерии.

2. Выясните, на каких поверхностях находится больше всего бактерий: (мобильный телефон, деньги, грязные руки и т. д). Обоснуйте свои высказывания.

Анализ:

1. Докажите, что бактерии являются представителями прокариот. Про­анализируйте их органоиды.
2. Юные натуралисты, исследуя исток горной реки, русло в долине и устье реки в городе, доказали, что вода в городе самая грязная. Проанализируйте, по какой причине городская иода настолько загряз­нена.

Синтез:

1. Рассмотрите рисунок. Разделите изображенных бактерий на виды и напишите их названия.

2. Найдите на рисунке бактерии, способные к движению. Сделайте вывод, по какой причине они получили свое название.

Оценка:

Убедите окружающих в том, что для бактерии отдельный организм это целая Вселенная.

№ 12. Исследование внешнего вида бактерий сенной палочки. См. с. 243.

§61. Значение бактерий

Распространение бактерий. На планете очень сложно обнаружить места, где не встречались бы бактерии. Наибольшее их количество нахо­дится в верхнем 15-сантиметровом слое почвы. Меньше всего бактерий в воздухе на высоте более 5 км.

Бактерии встречаются повсеместно. Множество бактерий встреча­ется на покровах организмов, как живых, так и мертвых. Они оби­тают на дне океанов до 10 км и в почве на глубине 5 м. Живые бак­терии встречаются в горячих (около 100°С) источниках. Обнаружены они были и на поверхности ледников. В экспериментах споры земных бактерий выдерживали холод космического пространства ниже 200°С.

Значение бактерий огромно и разнообразно. Условно их можно разделить на полезных и вредных. Но следует помнить, что зачастую одни и те же бактерии могут приносить как вред, так и пользу.

1. Именно бактерии, первые живые организмы на нашей планете, дали начало эукариотным клеткам и всем одноклеточным. Из этого следует, что бактерии — прародители всего живого на Земле.
2. Благодаря первым фотосинтезирующим бактериям — цианобак­териям — на Земле сформировалась кислородная атмосфера. Почти полмиллиарда лет, до появления растений, они обеспечивали пищей все другие организмы, не способные к фотосинтезу.

Отрицательное значение нынешних фотосинтезирующих бактерий заклю­чается в том, что они вместе с некоторыми водорослями могут вызывать порчу воды — цветение водоемов. Также они могут стать причиной заили­вания прудов, загрязнения арыков и т. д.

3. Благодаря особым бактериям, способным усваивать некоторые элементы из неживой природы, все живые организмы получают их.

Так, жизненно необходимым элементом является азот. А без участия свободноживущих азотфикеирующих бактерии и клубеньковых бак­терии, живущих в симбиозе с высшими растениями, это было бы невозможно. Как вы помните, без азота не могут образовываться ни белки, ни нуклеиновые кислоты. К счастью, клубеньковые бактерии предпочитают обитать на корнях многих бобовых растений, вступая с ними в симбиоз. Поэтому бобовые и сами богаты белком. Кроме того, они обогащают азотом почвы, на которых произрастают, делая и благоприятными и для других растений.

4. Бактерии гниения и почвенные бактерии (рис. 138) обеспечивают уничтожение отмер­ших остатков, их превращение в перегной. Без жизнедеятельности этих бактерий и плесневых грибов наша планета уже давно была бы зава­лена трупами животных и отмершими частями растений, например опавшими листьями и об­ломанными ветками. На Земле уже не осталось бы мест, пригодных для обитания. Возвращая элементы в неживую природу, эти бактерии делают их вновь доступными для живого. Так они осуществляют круговорот веществ в природе. Кроме того, бактерии способствуют образованию почв.

Но эти же бактерии портят продукты, разрушают бумагу, кожу, древесину, уничтожая таким образом ценные древние рукописи, памятники истории и т. д.

5. Молочнокислые бактерии, как и некоторые грибы, используются человеком при производстве многих продуктов питания: айрана, кумыса, кефира, творога, курта (рис. 139). Без них невозможно производство сыров, йогуртов, а также квашение капусты. Эти же бактерии исполь зуются и в кормопроизводстве при силосо вании (заквашивании) сочных кормов.

Отрицательное действие этих бактерий заключается в скисании молока и порче кисломолочных продуктов.

6. Аналогичное значение имеют винные и уксуснокислые бактерии. Без них невозможно было бы производство вина и маринованных продуктов.

Но именно уксуснокислые бактерии портят вино, вызывая его скисание и превращая его в уксус.

Знание и понимание:

1. Назовите места обитания бактерий.
2. Объясните, почему бактерий называют древними «предками» всего живого на Земле.
   Отрицательное значение бактерий — они вызывают опаснейшие инфекционные заболевания, которые сопровождались массовой гибелью людей в прошлом и остаются тяжелыми и в наши дни.

Применение:

1. Рассмотрите рисунок и опишите то, что вы видите. Сформулируйте основные функции клубеньковых бактерий.

2. Определите роль молочнокислых бакте­рий в пищевой промышленности.

Анализ»:

1. Рассмотрите рисунок и объясните, какие изменения происходят с яблоком. Проанализируйте, какая существует взаимосвязь между этими изменениями и бактериями.

2. Докажите на примерах пользу бактерий гниения. Предположите, что происходило бы на Земле, если бы не было бактерий гниения.

Синтез:

1. Систематизируйте бактерии по критериям:

по типу питания;

по обмену веществ.

2. Сделайте комплексный подход к проблемам человечества, которые можно решить с помощью бактерий. Озвучьте свои заключения в виде выводов.

Оценка:

Запишите свои мысли об огромной роли мельчайших организмов на Земле.

 №13. Исследование производства йогурта и сыра. См. с. 243.