Спириллы, 8 – вибрионы

Размножаются бактерии делением клетки пополам с образованием поперечной перегородки. Сначала делится нуклеоид, затем цитоплазма. Но у бактерий бывает и «половой» процесс, например, конъюгация у кишечной палочки. При этом происходит обмен генетической информацией.

Бактерии различаются по способам питания (ассимиляции) и дыхания (диссимиляции). Есть бактерии-гетеротрофы, которые питаются готовой органикой, как животные и грибы. Среди бактерий-гетеротрофов различают паразитов, питающихся органикой живых организмов (это болезнетворные бактерии), сапрофитов, питающихся мертвой органикой (бактерии гниения) и симбионтов,вступающих во взаимополезное сожительство с другими организмами (клубеньковые бактерии).

Существуют также бактерии-автотрофы, способные сами синтезировать органические вещества. К ним относятся бактерии, в цитоплазме которых есть фотосинтезирующий пигмент, например, бактериохлорофилл. В процессе фотосинтеза эти бактерии не образуют кислорода. Исключением здесь являются цианобактерии, которые относят также к синезеленым водорослям– при фотосинтезе они выделяют в окружающую среду кислород.

Есть также бактерии, которые синтезируют органические вещества, используя энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений. Это бактерии-хемотрофы (хемосинтетики). Процесс хемосинтеза был открыт в 1887 г. великим русским ученым С.Н. Виноградским.

По типу дыхания бактерии делят на аэробы (им для дыхания необходим кислород) и анаэробы (живут в бескислородной среде). Анаэробы – это бактерии брожения (молочнокислого, уксуснокислого, спиртового и др.). Брожение играет большую роль в круговороте веществ в природе и имеет важное практическое значение.

Бактерии часто образуют споры: содержимое бактериальной клетки принимает форму шара, вода удаляется, образуется новая оболочка. В таком виде бактерии переносят неблагоприятные условия существования. Споры служат также для распространения бактерий.

Бактерии обитают везде. В воздухе они поднимаются в верхние слои атмосферы (иногда до 30 км). В почве бактерии в основном живут в плодородном слое (гумусе). В 1 г плодородной почвы может содержаться до 3 млрд бактерий. Азотобактерии, нитрифицирующие бактерии, бактерии гниения играют важную роль в почвообразовании.

Бактерии живут и в воде, особенно в поверхностных слоях. Полезные водные бактерии участвуют в минерализации органических остатков в водоемах.

Болезнетворные (патогенные) бактерии живут в организме человека, животных, растений. Болезнетворные бактерии по типу питания относятся к гетеротрофам-паразитам, т.к. они питаются органическими веществами организма хозяина. Эти бактерии вызывают бактериальные инфекционные заболевания (холера, сыпной тиф, чума, сап, ангина и т.д.). Пути передачи болезнетворных бактерий могут быть разными: водный, воздушно-капельный, контактный, через предметы, которыми пользовался больной, через переносчиков (например, грызуны могут быть переносчиками чумы, тифа).

Возбудители могут передаваться и через пищевые продукты. Например, бацилла - возбудитель Бутулизма размножается в бескислородной среде при нарушении технологии консервирования продуктов. Ее токсин (яд, который она выделяет в процессе обмена веществ) – это белок, который плохо расщепляется в пищеварительном тракте; 1 г этого токсина достаточно, чтобы убить примерно 60 млрд мышей!

К мерам борьбы с инфекционными заболеваниями относятся дезинфекция, ультрафиолетовое облучение, стерилизация (нагрев до 120 °С), пастеризация (нагрев продуктов несколько раз до 60–70 °С), уничтожение переносчиков, изоляция больных. Инфекционные бактериальные заболевания лечат антибиотиками.

Бактерии могут жить и в симбиозе с другими организмами. Это бактерии-симбионты, которые поселяются в пищеварительном тракте животных и человека и помогают расщеплять и усваивать пищу. В кишечнике человека имеется микробная флора (микрофлора) – это бактерии (кишечная палочка, бифидобактерии, лактобактерии), которые подавляют развитие патогенных бактерий, синтезируют витамины (например, кишечная палочка синтезирует необходимый для свертывания крови витамин К), способствуют перевариванию пищи. При подавлении микрофлоры антибиотиками может развиться тяжелое состояние – дисбактериоз.

Главная роль бактерий в природе заключается в их участии в круговороте веществ. Только благодаря бактериям происходят превращения веществ, без которых невозможна жизнь на Земле. Благодаря бактериям и грибам растительные остатки разлагаются с образованием углекислого газа, который затем в процессе фотосинтеза включаются вновь в состав органических веществ. Благодаря бактериям включаются в круговорот веществ азот и сера. Без бактерий все имеющиеся на Земле атомы углерода и азота оказались бы в связанном состоянии в телах погибших организмов.

Человек в своей хозяйственной деятельности широко использует различные свойства бактерий. Так, способность бактерий вызывать брожение (бактерии молочнокислого, уксуснокислого брожения) используется для приготовления соответствующих продуктов, способность клубеньковых бактерий усваивать атмосферный азот – для удобрения почвы, обогащения ее азотными удобрениями, способность бактерий синтезировать в процессе обмена веществ витамины, аминокислоты и другие соединения – в бактериальном синтезе этих соединений в промышленном масштабе.

Бактерии – важный объект научных исследований для генетиков, биохимиков, биофизиков. Они широко используются в современной биотехнологии. БИОТЕХНОЛОГИЯ – отрасль промышленности, использующая биохимические процессы живых организмов в производстве. Хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроварение основаны на применении микроорганизмов или ферментных препаратов. Методы биотехнологии применяются для очистки вод, защиты растений от вредителей и болезней, получения лекарственных препаратов. Биотехнология позволила создать новые вакцины, вывести ценные сорта растений и породы животных. Является одной из самых перспективных областей современной биологии.

Отрицательное значений имеют, прежде всего, болезнетворные бактерии. Приносят вред также бактерии, вызывающие порчу продуктов (бактерии гниения и брожения).

Бактерии существовали на протяжении всей геологической истории Земли. Первыми организмами на Земле были, по-видимому, гетеротрофные бактерии. В архейской эре цианобактерии (синезеленые водоросли) начали выделять в атмосферу Земли кислород. Это создало условия для существования на Земле организмов, дышащих кислородом (аэробных организмов).

Дать определения и выучить:

Прокариоты

Эукариоты

Цианобактерии

Нуклеоид

Муреин

Мезосомы

Кокки

Бациллы

Вибрионы

Гетеротрофы

Автотрофы

Фототрофы

Хемотрофы

Аэробы

Анаэробы

Брожение

Споры