Бактерии краткая информация. Бактерии опасные и полезные, их роль в жизни человека Интересные бактерии сообщение по биологии

Попова Вероника

Руководитель проекта:

Елизарова Галина Ивановна

Учреждение:

ГКОУ Волгоградская санаторная школа- интернат «Надежда»

В представленном исследовательском проекте по биологии "Бактерии" для 5 класса автор изучает виды бактерий, их воздействие на организм человека, а также проводит анкетирование одноклассников. Работа содержит справочный материал о бактериях и описание практических экспериментов, проведенных автором.

В процессе работы над исследовательским проектом по биологии на тему "Бактерии" учащимся 5 класса была поставлена цель исследовать бактерии, живущие в организме человека и размножение бактерий в домашних условиях.

В основе исследовательской работы по биологии на тему "Бактерии" лежит анализ теоретических сведений о происхождении и видах бактерий, а также проводится анкетирование учащихся на предмет знакомства с видами бактерий, их средой обитания и взаимодействием с человеческим организмом.

В предложенном проекте по биологии "Бактерии" по 5 классу автором были изложены теоретические данные об особенностях влияния бактерий на здоровье человека, а также проведены практические опыты размножения бактерий в домашних условиях.

Некоторые материалы данного проекта по биологии "Бактерии" можно использовать в 3 и 4 классе, а также в 6 и 7 классах школы в качестве дополнительного материала к уроку.

Введение
1. Разновидности бактерий.
1.1 Лактобактерии.
1.2 Защитник пуза.
1.3 Головочес.
1.4 Нарывающийся.
2. Анкетирование.
3. Опыты по размножению бактерий в домашних условиях.
Заключение
Литература

Введение

Бактерии – мельчайшие живые существа, которые можно встретить в любом уголке земного шара.
Их находили в струях гейзеров с температурой около 105, сверх солёных озерах, например в знаменитом Мертвом море. Живые бактерии были обнаружены в вечной мерзлоте Арктики, где они пробыли 2-3 млн. лет.

В океане, на глубине 11км; на высоте 41км в атмосфере; в недрах земной коры на глубине нескольких километров - везде находили бактерии. Бактерии прекрасно себя чувствуют в воде, охлаждающей ядерные реакторы; остаются жизнеспособными, получив дозу радиации в 10 тыс. раз превышающую смертельную для человека.

Задачи:

Выяснить, что такое бактерии.
Проделать эксперименты по размножению бактерий в домашних условиях.
Проанализировать информацию о бактериях.

Объект исследования - бактерии.

Предмет исследования - значение бактерий для человека.

Методы работы:

Опыты
Наблюдения
Анализ соответствующей литературы

Актуальность: мир бактерий - часть нашей жизни.

Бактерии играют очень важную роль в мире живого. Бактерии были одними из первых, появившихся на Земле видов (они появились примерно 4 триллиона лет назад), и более чем вероятно, что они переживут и нас, людей.

Несмотря на их огромное разнообразие и на то, что они расселены практически везде на Земле – и на дне океана, и даже в нашем кишечнике, – у бактерий все же есть нечто общее. Все бактерии обладают приблизительно одинаковым размером (несколько микрометров).

БАКТЕРИИ
обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место - зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами ("доядерными") в отличие от всех остальных - эукариот ("истинно ядерных"), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре. Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera - одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.

Ископаемые свидетельства. Вероятно, 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, т.н. 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. В наши дни строматолиты растут в основном там, где эти животные отсутствуют из-за высокой солености воды или по другим причинам, однако до появления в ходе эволюции растительноядных форм они могли достигать огромных размеров, составляя существенный элемент океанического мелководья, сравнимый с современными коралловыми рифами. В некоторых древних горных породах обнаружены крохотные обугленные сферы, которые также считаются остатками бактерий. Первые ядерные, т.е. эукариотические, клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.
Экология. Бактерий много в почве, на дне озер и океанов - повсюду, где накапливается органическое вещество. Они живут в холоде, когда столбик термометра чуть превышает нулевую отметку, и в горячих кислотных источниках с температурой выше 90° С. Некоторые бактерии переносят очень высокую соленость среды; в частности, это единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море. В атмосфере они присутствуют в каплях воды, и их обилие там обычно коррелирует с запыленностью воздуха. Так, в городах дождевая вода содержит гораздо больше бактерий, чем в сельской местности. В холодном воздухе высокогорий и полярных областей их мало, тем не менее они встречаются даже в нижнем слое стратосферы на высоте 8 км. Густо заселен бактериями (обычно безвредными) пищеварительный тракт животных. Эксперименты показали, что для жизнедеятельности большинства видов они не обязательны, хотя и могут синтезировать некоторые витамины. Однако у жвачных (коров, антилоп, овец) и многих термитов они участвуют в переваривании растительной пищи. Кроме того, иммунная система животного, выращенного в стерильных условиях, не развивается нормально из-за отсутствия стимуляции бактериями. Нормальная бактериальная "флора" кишечника важна также для подавления попадающих туда вредных микроорганизмов.

СТРОЕНИЕ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ БАКТЕРИЙ

Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5-2,0 мкм, а длина - 1,0-8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине представителей этого царства.
Строение. По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий: кокки (более или менее сферические), бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами), спириллы (жесткие спирали) и спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы). Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну - спириллы. Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы - очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез (см. также КЛЕТКА). У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь - клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм - заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры - рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы - важные компоненты мембран эукариотической клетки. Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.

"ТИПИЧНАЯ" БАКТЕРИАЛЬНАЯ КЛЕТКА и ее основные структуры.

Сенсорные функции и поведение. Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию различных веществ, например сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Для каждого вещества существует свой тип таких "вкусовых" рецепторов, и утрата какого-то из них в результате мутации приводит к частичной "вкусовой слепоте". Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды - на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка - Fe3O4). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды. Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.
Размножение и генетика. Бактерии размножаются бесполым путем: ДНК в их клетке реплицируется (удваивается), клетка делится надвое, и каждая дочерняя клетка получает по одной копии родительской ДНК. Бактериальная ДНК может передаваться и между неделящимися клетками. При этом их слияния (как у эукариот) не происходит, число особей не увеличивается, и обычно в другую клетку переносится лишь небольшая часть генома (полного набора генов), в отличие от "настоящего" полового процесса, при котором потомок получает по полному комплекту генов от каждого родителя. Такой перенос ДНК может осуществляться тремя путями. При трансформации бактерия поглощает из окружающей среды "голую" ДНК, попавшую туда при разрушении других бактерий или сознательно "подсунутую" экспериментатором. Процесс называется трансформацией, поскольку на ранних стадиях его изучения основное внимание уделялось превращению (трансформации) таким путем безвредных организмов в вирулентные. Фрагменты ДНК могут также переноситься от бактерии к бактерии особыми вирусами - бактериофагами. Это называется трансдукцией. Известен также процесс, напоминающий оплодотворение и называемый конъюгацией: бактерии соединяются друг с другом временными трубчатыми выростами (копуляционными фимбриями), через которые ДНК переходит из "мужской" клетки в "женскую". Иногда в бактерии присутствуют очень мелкие добавочные хромосомы - плазмиды, которые также могут переноситься от особи к особи. Если при этом плазмиды содержат гены, обусловливающие резистентность к антибиотикам, говорят об инфекционной резистентности. Она важна с медицинской точки зрения, поскольку может распространяться между различными видами и даже родами бактерий, в результате чего вся бактериальная флора, скажем кишечника, становится устойчивой к действию определенных лекарственных препаратов.

МЕТАБОЛИЗМ

Отчасти в силу мелких размеров бактерий интенсивность их метаболизма гораздо выше, чем у эукариот. При самых благоприятных условиях некоторые бактерии могут удваивать свою общую массу и численность примерно каждые 20 мин. Это объясняется тем, что ряд их важнейших ферментных систем функционирует с очень высокой скоростью. Так, кролику для синтеза белковой молекулы требуются считанные минуты, а бактерии - секунды. Однако в естественной среде, например в почве, большинство бактерий находится "на голодном пайке", поэтому если их клетки и делятся, то не каждые 20 мин, а раз в несколько дней.
Питание. Бактерии бывают автотрофами и гетеротрофами. Автотрофы ("сами себя питающие") не нуждаются в веществах, произведенных другими организмами. В качестве главного или единственного источника углерода они используют его диоксид (CO2). Включая CO2 и другие неорганические вещества, в частности аммиак (NH3), нитраты (NO-3) и различные соединения серы, в сложные химические реакции, они синтезируют все необходимые им биохимические продукты. Гетеротрофы ("питающиеся другим") используют в качестве основного источника углерода (некоторым видам нужен и CO2) органические (углеродсодержащие) вещества, синтезированные другими организмами, в частности сахара. Окисляясь, эти соединения поставляют энергию и молекулы, необходимые для роста и жизнедеятельности клеток. В этом смысле гетеротрофные бактерии, к которым относится подавляющее большинство прокариот, сходны с человеком.
Главные источники энергии. Если для образования (синтеза) клеточных компонентов используется в основном световая энергия (фотоны), то процесс называется фотосинтезом, а способные к нему виды - фототрофами. Фототрофные бактерии делятся на фотогетеротрофов и фотоавтотрофов в зависимости от того, какие соединения - органические или неорганические - служат для них главным источником углерода. Фотоавтотрофные цианобактерии (сине-зеленые водоросли), как и зеленые растения, за счет световой энергии расщепляют молекулы воды (H2O). При этом выделяется свободный кислород (1/2O2) и образуется водород (2H+), который, можно сказать, превращает диоксид углерода (CO2) в углеводы. У зеленых и пурпурных серных бактерий световая энергия используется для расщепления не воды, а других неорганических молекул, например сероводорода (H2S). В результате также образуется водород, восстанавливающий диоксид углерода, но кислород не выделяется. Такой фотосинтез называется аноксигенным. Фотогетеротрофные бактерии, например пурпурные несерные, используют световую энергию для получения водорода из органических веществ, в частности изопропанола, но его источником у них может служить и газообразный H2. Если основной источник энергии в клетке - окисление химических веществ, бактерии называются хемогетеротрофами или хемоавтотрофами в зависимости от того, какие молекулы служат главным источником углерода - органические или неорганические. У первых органика дает как энергию, так и углерод. Хемоавтотрофы получают энергию при окислении неорганических веществ, например водорода (до воды: 2H4 + O2 в 2H2O), железа (Fe2+ в Fe3+) или серы (2S + 3O2 + 2H2O в 2SO42- + 4H+), а углерод - из СO2. Эти организмы называют также хемолитотрофами, подчеркивая тем самым, что они "питаются" горными породами.
Дыхание. Клеточное дыхание - процесс высвобождения химической энергии, запасенной в "пищевых" молекулах, для ее дальнейшего использования в жизненно необходимых реакциях. Дыхание может быть аэробным и анаэробным. В первом случае для него необходим кислород. Он нужен для работы т.н. электронотранспортной системы: электроны переходят от одной молекулы к другой (при этом выделяется энергия) и в конечном итоге присоединяются к кислороду вместе с ионами водорода - образуется вода. Анаэробным организмам кислород не нужен, а для некоторых видов этой группы он даже ядовит. Высвобождающиеся в ходе дыхания электроны присоединяются к другим неорганическим акцепторам, например нитрату, сульфату или карбонату, или (при одной из форм такого дыхания - брожении) к определенной органической молекуле, в частности к глюкозе. См. также МЕТАБОЛИЗМ.

КЛАССИФИКАЦИЯ

У большинства организмов видом принято считать репродуктивно изолированную группу особей. В широком смысле это означает, что представители данного вида могут давать плодовитое потомство, спариваясь только с себе подобными, но не с особями других видов. Таким образом, гены конкретного вида, как правило, не выходят за его пределы. Однако у бактерий может происходить обмен генами между особями не только разных видов, но и разных родов, поэтому правомерно ли применять здесь привычные концепции эволюционного происхождения и родства, не вполне ясно. В связи с этой и другими трудностями общепринятой классификации бактерий пока не существует. Ниже приведен один из широко используемых ее вариантов.
ЦАРСТВО MONERA

Тип Gracilicutes (тонкостенные грамотрицательные бактерии)

Класс Scotobacteria (нефотосинтезирующие формы, например миксобактерии) Класс Anoxyphotobacteria (не выделяющие кислорода фотосинтезирующие формы, например пурпурные серные бактерии) Класс Oxyphotobacteria (выделяющие кислород фотосинтезирующие формы, например цианобактерии)

Тип Firmicutes (толстостенные грамположительные бактерии)

Класс Firmibacteria (формы с жесткой клеткой, например клостридии)
Класс Thallobacteria (разветвленные формы, например актиномицеты)

Тип Tenericutes (грамотрицательные бактерии без клеточной стенки)

Класс Mollicutes (формы с мягкой клеткой, например микоплазмы)

Тип Mendosicutes (бактерии с неполноценной клеточной стенкой)

Класс Archaebacteria (древние формы, например метанобразующие)

Домены. Недавние биохимические исследования показали, что все прокариоты четко разделяются на две категории: маленькую группу архебактерий (Archaebacteria - "древние бактерии") и всех остальных, называемых эубактериями (Eubacteria - "истинные бактерии"). Считается, что архебактерии по сравнению с эубактериями примитивнее и ближе к общему предку прокариот и эукариот. От прочих бактерий они отличаются несколькими существенными признаками, включая состав молекул рибосомной РНК (pРНК), участвующей в синтезе белка, химическую структуру липидов (жироподобных веществ) и присутствие в клеточной стенке вместо белково-углеводного полимера муреина некоторых других веществ. В приведенной выше системе классификации архебактерии считаются лишь одним из типов того же царства, которое объединяет и всех эубактерий. Однако, по мнению некоторых биологов, различия между архебактериями и эубактериями настолько глубоки, что правильнее рассматривать архебактерии в составе Monera как особое подцарство. В последнее время появилось еще более радикальное предложение. Молекулярный анализ выявил между двумя этими группами прокариот столь существенные различия в структуре генов, что присутствие их в рамках одного царства организмов некоторые считают нелогичным. В связи с этим предложено создать таксономическую категорию (таксон) еще более высокого ранга, назвав ее доменом, и разделить все живое на три домена - Eucarya (эукариоты), Archaea (архебактерии) и Bacteria (нынешние эубактерии).

ЭКОЛОГИЯ

Две важнейшие экологические функции бактерий - фиксация азота и минерализация органических остатков.
Азотфиксация. Связывание молекулярного азота (N2) с образованием аммиака (NH3) называется азотфиксацией, а окисление последнего до нитрита (NO-2) и нитрата (NO-3) - нитрификацией. Это жизненно важные для биосферы процессы, поскольку растениям необходим азот, но усваивать они могут лишь его связанные формы. В настоящее время примерно 90% (ок. 90 млн. т) годового количества такого "фиксированного" азота дают бактерии. Остальное количество производится химическими комбинатами или возникает при разрядах молний. Азот воздуха, составляющий ок. 80% атмосферы, связывается в основном грамотрицательным родом ризобиум (Rhizobium) и цианобактериями. Виды ризобиума вступают в симбиоз примерно с 14 000 видов бобовых растений (семейство Leguminosae), к которым относятся, например, клевер, люцерна, соя и горох. Эти бактерии живут в т.н. клубеньках - вздутиях, образующихся на корнях в их присутствии. Из растения бактерии получают органические вещества (питание), а взамен снабжают хозяина связанным азотом. За год таким способом фиксируется до 225 кг азота на гектар. В симбиоз с другими азотфиксирующими бактериями вступают и небобовые растения, например ольха. Цианобактерии фотосинтезируют, как зеленые растения, с выделением кислорода. Многие из них способны также фиксировать атмосферный азот, потребляемый затем растениями и в конечном итоге животными. Эти прокариоты служат важным источником связанного азота почвы в целом и рисовых чеков на Востоке в частности, а также главным его поставщиком для океанских экосистем.
Минерализация. Так называется разложение органических остатков до диоксида углерода (CO2), воды (H2O) и минеральных солей. С химической точки зрения, этот процесс эквивалентен горению, поэтому он требует большого количества кислорода. В верхнем слое почвы содержится от 100 000 до 1 млрд. бактерий на 1 г, т.е. примерно 2 т на гектар. Обычно все органические остатки, попав в землю, быстро окисляются бактериями и грибами. Более устойчиво к разложению буроватое органическое вещество, называемое гуминовой кислотой и образующееся в основном из содержащегося в древесине лигнина. Оно накапливается в почве и улучшает ее свойства.

БАКТЕРИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Учитывая разнообразие катализируемых бактериями химических реакций, неудивительно, что они широко используются в производстве, в ряде случаев с глубокой древности. Славу таких микроскопических помощников человека прокариоты делят с грибами, в первую очередь - дрожжами, которые обеспечивают большую часть процессов спиртового брожения, например при изготовлении вина и пива. Сейчас, когда стало возможным вводить в бактерии полезные гены, заставляя их синтезировать ценные вещества, например инсулин, промышленное применение этих живых лабораторий получило новый мощный стимул. См. также ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.
Пищевая промышленность. В настоящее время бактерии применяются этой отраслью в основном для производства сыров, других кисломолочных продуктов и уксуса. Главные химические реакции здесь - образование кислот. Так, при получении уксуса бактерии рода Acetobacter окисляют этиловый спирт, содержащийся в сидре или других жидкостях, до уксусной кислоты. Аналогичные процессы происходят при квашении капусты: анаэробные бактерии сбраживают содержащиеся в листьях этого растения сахара до молочной кислоты, а также уксусной кислоты и различных спиртов.
Выщелачивание руд. Бактерии применяются для выщелачивания бедных руд, т.е. переведения из них в раствор солей ценных металлов, в первую очередь меди (Cu) и урана (U). Пример - переработка халькопирита, или медного колчедана (CuFeS2). Кучи этой руды периодически поливают водой, в которой присутствуют хемолитотрофные бактерии рода Thiobacillus. В процессе своей жизнедеятельности они окисляют серу (S), образуя растворимые сульфаты меди и железа: CuFeS2 + 4O2 в CuSO4 + FeSO4. Такие технологии значительно упрощают получение из руд ценных металлов; в принципе, они эквивалентны процессам, протекающим в природе при выветривании горных пород.
Переработка отходов. Бактерии служат также для превращения отходов, например сточных вод, в менее опасные или даже полезные продукты. Сточные воды - одна из острых проблем современного человечества. Их полная минерализация требует огромных количеств кислорода, и в обычных водоемах, куда принято сбрасывать эти отходы, его для их "обезвреживания" уже не хватает. Решение заключается в дополнительной аэрации стоков в специальных бассейнах (аэротенках): в результате бактериям-минерализаторам хватает кислорода для полного разложения органики, и одним из конечных продуктов процесса в наиболее благоприятных случаях становится питьевая вода. Остающийся по ходу дела нерастворимый осадок можно подвергнуть анаэробному брожению. Чтобы такие водоочистные установки отнимали как можно меньше места и денег, необходимо хорошее знание бактериологии.
Другие пути использования. К другим важным областям промышленного применения бактерий относится, например, мочка льна, т.е. отделение его прядильных волокон от других частей растения, а также производство антибиотиков, в частности стрептомицина (бактериями рода Streptomyces).

БОРЬБА С БАКТЕРИЯМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Бактерии приносят не только пользу; борьба с их массовым размножением, например в пищевых продуктах или в водных системах целлюлозно-бумажных предприятий, превратилась в целое направление деятельности. Пища портится под действием бактерий, грибов и собственных вызывающих автолиз ("самопереваривание") ферментов, если не инактивировать их нагреванием или другими способами. Поскольку главная причина порчи все-таки бактерии, разработка систем эффективного хранения продовольствия требует знания пределов выносливости этих микроорганизмов. Одна из наиболее распространенных технологий - пастеризация молока, убивающая бактерии, которые вызывают, например, туберкулез и бруцеллез. Молоко выдерживают при 61-63° С в течение 30 мин или при 72-73° С всего 15 с. Это не ухудшает вкуса продукта, но инактивирует болезнетворные бактерии. Пастеризовать можно также вино, пиво и фруктовые соки. Давно известна польза хранения пищевых продуктов на холоде. Низкие температуры не убивают бактерий, но не дают им расти и размножаться. Правда, при замораживании, например, до -25° С численность бактерий через несколько месяцев снижается, однако большое количество этих микроорганизмов все же выживает. При температуре чуть ниже нуля бактерии продолжают размножаться, но очень медленно. Их жизнеспособные культуры можно хранить почти бесконечно долго после лиофилизации (замораживания - высушивания) в среде, содержащей белок, например в сыворотке крови. К другим известным методам хранения пищевых продуктов относятся высушивание (вяление и копчение), добавка больших количеств соли или сахара, что физиологически эквивалентно обезвоживанию, и маринование, т.е. помещение в концентрированный раствор кислоты. При кислотности среды, соответствующей pH 4 и ниже, жизнедеятельность бактерий обычно сильно тормозится или прекращается.

БАКТЕРИИ И БОЛЕЗНИ

ИЗУЧЕНИЕ БАКТЕРИЙ

Многие бактерии нетрудно выращивать в т.н. культуральной среде, в состав которой могут входить мясной бульон, частично переваренный белок, соли, декстроза, цельная кровь, ее сыворотка и другие компоненты. Концентрация бактерий в таких условиях обычно достигает примерно миллиарда на кубический сантиметр, в результате чего среда становится мутной. Для изучения бактерий необходимо уметь получать их чистые культуры, или клоны, представляющие собой потомство одной-единственной клетки. Это нужно, например, для определения того, какой вид бактерии инфицировал больного и к какому антибиотику данный вид чувствителен. Микробиологические образцы, например, взятые из горла или ран мазки, пробы крови, воды или других материалов, сильно разводят и наносят на поверхность полутвердой среды: на ней из отдельных клеток развиваются округлые колонии. Отверждающим культуральную среду агентом обычно служит агар - полисахарид, получаемый из некоторых морских водорослей и почти ни одним видом бактерий не перевариваемый. Агаровые среды используют в виде "косячков", т.е. наклонных поверхностей, образующихся в стоящих под большим углом пробирках при застывании расплавленной культуральной среды, или в виде тонких слоев в стеклянных чашках Петри - плоских круглых сосудах, закрываемых такой же по форме, но чуть большей по диаметру крышкой. Обычно через сутки бактериальная клетка успевает размножиться настолько, что образует легко заметную невооруженным глазом колонию. Ее можно перенести на другую среду для дальнейшего изучения. Все культуральные среды должны быть перед началом выращивания бактерий стерильными, а в дальнейшем следует принимать меры против поселения на них нежелательных микроорганизмов. Чтобы рассмотреть выращенные таким способом бактерии, прокаливают на пламени тонкую проволочную петлю, прикасаются ею сначала к колонии или мазку, а затем - к капле воды, нанесенной на предметное стекло. Равномерно распределив взятый материал в этой воде, стекло высушивают и два-три раза быстро проводят над пламенем горелки (сторона с бактериями должна быть обращена вверх): в результате микроорганизмы, не повреждаясь, прочно прикрепляются к субстрату. На поверхность препарата капают краситель, затем стекло промывают в воде и вновь сушат. Теперь можно рассматривать образец под микроскопом. Чистые культуры бактерий идентифицируют главным образом по их биохимическим признакам, т.е. определяют, образуют ли они из определенных сахаров газ или кислоты, способны ли переваривать белок (разжижать желатину), нуждаются ли для роста в кислороде и т.д. Проверяют также, окрашиваются ли они специфическими красителями. Чувствительность к тем или иным лекарственным препаратам, например антибиотикам, можно выяснить, поместив на засеянную бактериями поверхность маленькие диски из фильтровальной бумаги, пропитанные данными веществами. Если какое-либо химическое соединение убивает бактерии, вокруг соответствующего диска образуется свободная от них зона.

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

С бактерий началась жизнь на нашей планете. Ученые полагают, что ими все и закончится. Ходит шутка, что когда инопланетяне изучали Землю, то они не могли понять, кто же ее настоящий хозяин - человек или бацилла. Самые интересные факты о бактериях подобраны ниже.

Бактерия - это отдельный организм, который и размножается с помощью деления. Чем благоприятней среда обитания, тем скорее она делится. Живут эти микроорганизмы во всех живых существах, а также в воде, продуктах питания, в трухлявых деревьях, в растениях.

Этим список не ограничивается. Бациллы прекрасно выживают на предметах, которые трогал человек. Например, на поручне в общественном транспорте, на ручке холодильника, на кончике карандаша. Интересные факты о бактериях недавно открыли из Аризонского университета. По их наблюдениям на Марсе обитают «спящие» микроорганизмы. Ученые уверены, что это одно из доказательств существования жизни на других планетах, кроме того, по их мнению, инопланетные бактерии можно «оживить» на Земле.

Впервые микроорганизм рассмотрел в оптический микроскоп голландский ученый Антоний ван Левенгук еще в конце 17 века. В настоящий момент известных видов бацилл насчитывается порядка двух тысяч. Все их можно условно разделить на:

вредные;
полезные;
нейтральные.

При этом вредные обычно воюют с полезными и нейтральными. Это одна из наиболее частных причин, из-за которых болеет человек.

Самые любопытные факты

В целом, одноклеточные организмы участвуют во всех жизненных процессах.

Бактерии и люди

С рождения человек попадает в мир полный различных микроорганизмов. Какие-то помогают ему выжить, другие вызывают инфекции и болезни.

Самые любопытные интересные факты о бактериях и людях:

Получается, бацилла может как полностью излечить человека, так и уничтожить наш вид. В настоящее время уже существует и бактериальные токсины.

Как бактерии помогли нам выжить?

Вот еще некоторые интересные факты о бактериях, которые приносят пользу человеку:

некоторые виды бацилл защищают человека от аллергии;
с помощью бактерий можно утилизировать опасные отходы (например, продукты из нефти);
без микроорганизмов в кишечнике человек бы не выжил.

Как рассказать малышам о бациллах?

Малыши о бациллах готовы разговаривать уже в 3-4 года. Чтобы правильно донести информацию, стоит рассказать интересные факты о бактериях. Для детей, к примеру, очень важно понимание того, что существуют злые и добрые микробы. Что добрые способны превратить молоко в ряженку. А также, что они помогают животику переваривать пищу.

Внимание нужно обращать на злых бактерий. Рассказывать, что они очень маленькие, поэтому их не видно. Что, попадая в тело человека, микробов быстро становится много, и они начинают нас кушать изнутри.

Ребенок должен знать, чтобы злой микроб не попал в организм нужно:

Мыть руки после улицы и перед едой.
Не есть много сладкого.
Ставить прививки.

Лучше всего показать бактерии с помощью картинок и энциклопедий.

Что должен знать каждый школьник?

С ребенком постарше лучше говорить уже не о микробах, а рассказывать про бактерии. Интересные факты для школьников важно аргументировать. То есть, рассказывая о важности мытья рук, можно поведать, что на ручках туалетов живут 340 колоний вредных бацилл.

Можно вместе найти информацию о том, какие бактерии вызывают кариес. А также рассказать школьнику, что шоколад в небольшом количестве обладает антибактериальным эффектом.

Даже ученик младших классов сможет понять, что такое вакцина. Это когда в организм вводится небольшое количество вируса или бактерий, а иммунная система их побеждает. Поэтому так важно ставить прививки.

Уже с детских лет должно прийти понимание, что страна бактерий - это целый, еще не до конца изученный, мир. И пока есть эти микроорганизмы, есть и сам человеческий вид.

Сообщение о бактериях может быть использовано для подготовки к уроку биологии. Доклад о бактериях может быть дополнен интересными фактами.

Доклад на тему «Бактерии»

Наименьшие живые организмы — бактерии. Все знают о их вреде, но они могут приносить и пользу.

Что такое бактерии?

Бактерии - это одноклеточные организмы микроскопических размеров, одна из разновидностей микробов.

Их можно найти в каждом уголке нашей планеты — и в Антарктиде,и в океане, и в космосе, и в горячих источниках, и в самых солёных водоемах.

Общий вес бактерий в каждом человеке достигает 2 кг! А их размеры редко превышают 0,5 мкм.

Огромное количество бактерий населяют организм животных, выполняя там разнообразные функции.

Как выглядят бактерии?

Они могут иметь палочковидную, сферическую, спиралевидную и другую форму. При этом большинство из них бесцветно, лишь редкие виды окрашены в зелёный и пурпурный вид. Причём на протяжении миллиардов лет они изменяются только внутренне, а их внешний вид остается неизменным.

Кто открыл бактерии?

Первый исследователь микромира — голландский натуралист Антони Ван Левенгук. Именно он придумал первый микроскоп. По сути это была крохотная линза диаметром с горошину, дававшая увеличение в 200-300 раз. Пользоваться ею было можно, только прижимая к глазу.

В 1683 году он обнаружил, а позднее и описал «живых зверьков», увиденных с помощью линзы в капле дождевой воды. На протяжении последующих 50 лет он занимался исследованием различных микроорганизмов, описав более 200 их видов. Благодаря Левенгуку, возникла новая наука - микробиологиия.

Общая информация о бактериях

Именно бактериям наша планета обязана зарождению многоклеточных форм жизни. Именно они играют главную роль в поддержании кругооборота веществ на Земле. Поколения людей сменяют друг друга, отмирают растения, накапливаются бытовые отходы и отжившие оболочки различных существ - все это утилизируется и с помощью бактерий разлагается в процессе гниения. А образующиеся при этом химические соединения возвращаются в окружающую среду.

Существуют бактерии «плохие и хорошие».

«Плохие» бактерии приводят к распространению огромного количества болезней, начиная от чумы и холеры до обычного коклюша и дизентерии. Попадают они в наш организм воздушно-капельным путём, вместе с едой, водой и через кожные покровы. Бактерии могут жить в наших органах, и пока наш иммунитет с ними справляется, они никак не проявляются. Поражает скорость их размножения. Каждые 20 минут их количество удваивается. Это значит, что один единственный патогенный микроб, за 12 часов порождает многомиллионную армию таких же бактерий, которые атакуют организм.

Существует ещё одна опасность, которую несут бактерии. Они вызывают отравление людей, потребляющих испорченные продукты - консервы, колбасные изделия и т. д.

Великим прорывом в борьбе с болезнетворными бактериями было открытие в 1928 году пенициллина - первого в мире антибиотика, который способен подавлять рост и размножение бактерий. Так люди научились лечить заболевания, которые ранее приводили к смерти.

Но бактерии способны адаптироваться к действию антибиотиков. Эта способность бактерий к мутации, стала настоящей угрозой для здоровья людей и привела к появлению неизлечимых инфекций.

Теперь поговорим о «хороших» бактериях . Хорошие бактерии живут во рту, на коже, в желудке и других органах.
Большая часть из них чрезвычайно полезна (помогают перевариванию пищи, участвуют в синтезе некоторых витаминов и даже оберегает нас от своих болезнетворных собратьев).
Интересно, что бактерии чутко реагируют на вкусовые пристрастия людей.

У американцев, традиционно потребляющих высококалорийную пищу (фастфуды, гамбургеры), бактерии способны переваривать пищу с высоким содержанием жиров. А у некоторых японцев кишечные бактерии адаптированы на переваривание водорослей.

Роль бактерий в жизни человека

Использовать бактерии люди начали еще до их открытия. С древности люди изготавливали вино, заквашивали овощи, готовили кефир, простоквашу и кумыс, творог и сыры.
Значительно позднее, было установлено, что во всех этих процессах участвуют бактерии.

Люди постоянно расширяют их сферу применения — их «обучили» бороться с вредителями растений и обогащать почву азотом, силосовать зелёные корма и очищать сточные воды, в которых они буквально пожирают различные органические остатки.

Сейчас ученые планируют создать светочувствительные бактерии и их применять для производства биологической целлюлозы.

Надеемся, изложенная информация о бактериях помогла Вам. А свой рассказ о бактериях Вы можете оставлять через форму комментариев.

Цели урока:

образовательные:

расширить знания о самой древней группе живых существ – бактерий.
выявить особенности их строения, питания, размножения и распространения.
показать многообразие форм.

развивающие:

продолжить формирование навыка работы с натуральными объектами;
отработать навык сбора биологического конструктора;
сформировать потребность соблюдения элементарных гигиенических норм в быту.

воспитательные:

воспитание навыка коллективной работы;.
привитие правил экологической культуры поведения.

Тип урока: Комбинированный (урок обобщение с элементами исследовательской деятельности).

Оборудование: Таблицы “Бактерии”, карточки “Формы бактерий”, чашки Петри с колониями бактерий на питательных средах, мыслительные листы, видеофильм.

План урока

Вступительное слово:

Отправимся в путь без сомнений и муки,
Чтоб тайны своить великой науки.
Раскроим сегодня бактерий секреты –
Без ядер, зато санитары планеты!
Их изучали до нас очень многие
Открыли секреты заведомо строгие.
Придется пройти нам по дебрям науки
Желательно только без лени и скуки
Но все же она молода, как всегда
Красавица в мире наук – биология –
Наука о жизни!
Вперед, господа!

ХОД УРОКА

Как вы и догадались, речь сегодня пойдет о бактериях.

Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, в песках пустынь, в добытой с огромных глубин нефти и даже в воде горячих источников с t+80°С. Бактерии переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90°С, не теряя при этом жизнеспособности.

Что же это за не видимые нами организмы?

Каково их строение многообразие?

Каково их роль в природе и в жизни человека?

Познание этого является целью нашего урока.

Из истории открытия бактерий

Великий врач Древней Эллады Гиппократ подружился с Демокритом. Демокрит рассказывал Гиппократу об атомах, а Гиппократ Димокриту – о людских болезнях. Почему бы, подумал Гиппократ, не быть атомом болезней? Они бы переносились от больных людей к здоровым, подобно тому, как атомы влаги могут отрываться от моря. Точно также и здоровый человек заболевает находясь рядом с больным. (Не забывайте, что ни Демокрит, ни Гиппократ не чего не знали о клетке, о микроорганизмах, т.к. микроскоп еще не был изобретен. Все это было их предположением)

Нужно было обладать большой фантазией, чтобы предположить существование целого мира не доступного нашему глазу.

В наше время, любому шестикласснику под силу рассказать о строение бактериальной клетки.

Давайте, восстановим наши знания (Сбор биологического конструктора)

У вас на столах имеются части бактериальной клетки, к ним прилагаются мыслительные листы.

За одну минуту обсудите, что за часть у вас имеется, какую функцию она выполняет? (Отчет групп)

Бактерии многочисленные организмы и разнообразные по своей форме.

На доске представлено все многообразие форм бактериальных клеток. На обратной стороне модели имеется буква. Если вы правильно подберете в соответствие названия и формы, то в результате получится слово (на обороте, состоящее из букв), которое обозначает второе название бактерии.

Кокки (бактериальные клетки округлой формы) (М)
Стрептококки (цепочки из кокков) (И)
Спириллы (спиралевидные бактерии) (К)
Вибрионы (в виде запятой) (Р)
Диплококки (кокки, слитые попарно) (О)
Бациллы (в виде палочек) (Б)
Стафилококки (в виде виноградной грозди) (Ы)

В итоге получается слово МИКРОБЫ.

Размножаются бактерии делением пополам.

Давайте, определим, какие же существуют способы дыхания бактерий?

Великая честь показать роль бактерий в заболеваниях выпала Роберту Коху (1843-1910) . В то время Кох был молодым, увлеченным, мечтательным человеком, лишь недавно получившим диплом врача. Ему приходилось заниматься практикой в самых разных местах Германской империи. Как-то раз, в один из дней рождения своего супруга, фрау Кох подарила ему микроскоп и тотчас же буквально лишилась своего мужа. Новая “игрушка” вскоре была освоена. Роберт Кох стал изучать все, что попадало ему под руку. Он рассматривал все подряд, пока на глаза ему не попалась капля крови овцы, погибшей от сибирской язвы. В поле зрения ученого лежали многочисленные палочки, в которых Кох заподозрил микробов. Р.Кох хотел экспериментировать, но для опытов покупать овец у него не было возможности (молодой врач с трудом обеспечивал свою семью). Тогда Кох решил купить, самых обычных домашних мышей. По городу поползли слухи, что молодой доктор совсем сошел с ума. В течение всей своей жизни Кох изучил много болезней, открыл их возбудителей и пути распространения. В том числе он открыл возбудителя туберкулеза (“палочку Коха”).

В кабинетных условиях, увы, мы не можем открыть новых возбудителей болезней, но предотвратить их попадание в наш организм и доказать значение элементарных гигиенических правил в наших силах. Для этого мы проделаем следующие наблюдения: каждая группа получает свои задания, на основании этих заданий и ваших наблюдений вы должны сделать соответствующие выводы.

Все группы получают чашки Петри

I гр. – Посев сделан с пальцев грязной руки.

II гр. – Посев сделан с рук, промытых водой без мыла.

III гр. – Посев сделан с рук, вымытых водой с мылом.

IV гр. – Посев сделан с денежной купюры.

(Отчет по группам). Каждая группа делает вывод о наличии бактерий на наших руках во всех трех случаях, о наличии бактерий на денежных купюрах… о способах попадания бактерий в наш организм. Значимость выражения: “Мойте руки перед едой”, “Чистота – залог здоровья”.

Но каково же значение бактерий?

Роль их в природе и жизни человека огромна. Бактерии, обитая практически во всех средах, часто определяют различные процессы, происходящие в природе. Вспомните, какие организмы появились на Земле раньше других? Конечно, первыми обитателями Земли были бактерии. Первые бактерии возникли на земле более 3 миллиардов лет назад.

Благодаря воздействию бактерий внешний облик и химический состав оболочек Земли изменился, и благодаря этому стало возможно появление других форм жизни (например, растений). Благодаря бактериям стала развиваться живая оболочка Земли – биосфера. Бактерии, вышедшие на сушу раньше растений, участвовали в почвообразовании и создали условия для выхода растений на сушу.

Велика роль бактерий и теперь.

1. Почвенные бактерии – бактерии гниения.

Они перерабатывают мертвое органическое вещество.

Как вы думаете, что произошло бы не земле без участия этих бактерий? (Дети отвечают)

Поверхность земли покрылась бы толстым слоем останков погибших организмов. Круговорот веществ в природе обеспечивают именно эти бактерии. Разлагают мертвые останки до минеральных солей, которые усваиваются растениями.

2. Азотфиксирующие бактерии.

Поселяются на корнях бобовых культур (гороха, люцерны) и усваивают азот из воздуха, тем самым обогащают почву этим элементом, необходимым для роста растений.

3. Молочнокислые - используют для приготовления сметаны, кефира, ряженки, сыра, квашеной капусты, а также для производства силоса.

4. Кишечная палочка – спутник человека. Обитает в кишечнике, помогает расщеплять молочный сахар и вырабатывать витамины.

5. Болезнетворные бактерии – являются возбудителями многих заболеваний таких как: туберкулез, чума, дизентерия, столбняк.

6. Любуясь голубыми язычками пламени на вашей газовой плите, вспомните о мельчайших тружениках, которые сделали для вас природный газ. Это метанобактерии , они перерабатывают донные остатки, в результате чего образуется болотный газ – метан, который мы используем в быту.

7. Биотехнология, генная инженерия – отрасль современной биологии, где без бактерий тоже не обойтись. Встраивая нужные гены в ядерное вещество бактерий, ученые заставляют производить их инсулин – препарат, применяемый при лечении сахарного диабета.

Делаем вывод урока.

Выносим вердикт – бактерии жить, т.к. без нее многие процессы остановятся, и нарушается экологическое равновесие.

Ах, эта среда обитания!
Все связанны между собой
Обменом, цепями питания,
Составом, структурой, судьбой…

В чащобах, и в грядах, и в весях,
Где дышит и движется жизнь,
Да будет всегда равновесие!
Его потревожить страшись!

Беречь и родство, и соседство
И дружество – прежде всего,
И слушать веление сердца,
И следовать зову его.

Внос таинственной шкатулки.

“Здесь находится объект, который, как мне кажется, лучше всего передает суть отношений организмов друг с другом и с окружающей средой. Как вы думаете, что это такое? Это цепь – символ взаимосвязи, единства. Уберем из цепи одно звено – нарушится целостность. И человеку, который тоже является звеном в цепи природы, всегда нужно помнить об этом”.

В связи с этим я предлагаю, думаю, что, и вы со мной согласитесь, выдать бактерии путевку в жизнь (Паспорт бактерии). Этому организму необходимо существовать, т.к. от него зависит жизнь многих других организмов и нас с вами в том числе.

Карточки – задания для групп

Строение бактерий.

Клеточная стенка.

Клетка бактерии окружена плотной клеточной стенкой, которая защищает бактерию и выполняет опорную функцию (придает клетке определенную форму). Часто поверх клеточной стенки имеется слой слизи – капсула , которая предохраняет клетку от потери влаги.

Вам предоставлена чашка Петри с питательной средой. На этой среде мы оставили отпечатки грязных рук. Через несколько дней там образовались колонии бактериальных клеток. Почему?

Сделайте вывод.

На питательной среде образовались колонии микробов потому, что на грязных руках содержится огромное количество ______. Они делятся и образуют группы ______. Колоний очень много так как и видов ______ на грязных руках тоже велико. Если не мыть руки перед едой, то эти бактерии ______.

Строение бактерий

Цитоплазма

Внутри клетки имеется цитоплазма . Цитоплазма бактерий густая не подвижная. Она имеет слоистое строение. В ней размещаются различные ферменты и запасные питательные вещества.

Вам предоставлена чашка Петри с питательной средой. На этой среде мы оставили отпечатки рук, вымытых водой без мыла. Что появилось в чашках Петри? Почему?

Сделайте вывод.

На питательной среде образовались колонии микробов потому, что на руках содержится большое количество ______. Когда мы моем руки водой без мыла, то мы удаляем лишь малую часть ______, а большая часть ______ остается на руках и может попасть в организм человека и вызвать серьезные заболевания.

Строение бактерий

Ядерное вещество

В центральной части клетки расположено ядерное вещество , несущее наследственную информацию. Но ядерное вещество бактерий не имеет ядерной оболочки (мембраны), поэтому бактерий относят к доядерным организмам.

Вам предоставлена чашка Петри с питательной средой. На этой среде мы оставили отпечатки рук, вымытых водой с мылом. Появились ли колонии бактерий? Почему?

Сделайте вывод.

Питательная среда осталась практически чистой. Когда мы моем руки с мылом, то мы удаляем с них ______. Соблюдая правила личной гигиены, мы можем обезопасить себя от многих ______. Многие кишечные заболевания называют “болезнью грязных рук” потому что ______.

Строение бактерий

Жгутики

На поверхности бактериальной клетки имеются длинные жгутики (один, два или много). С помощью этих жгутиков бактерии могут передвигаться.

Вам предоставлена чашка Петри с питательной средой. На этой среде мы оставили отпечатки денежной купюры. Появились ли колонии бактерий? О чём это говорит?

Сделайте вывод.

В чашке Петри появились колонии микроорганизмов. Их очень много. Это говорит о том, что на деньгах содержится огромное количество ______. Передавая деньги друг другу люди совершают контакт и ______ попадают от одного человека к другому, от больного к здоровому. Так может произойти ______ каким-нибудь заболеванием.