Эти уникальные одноклеточные бактерии

Тема урока- Бактерии наименьшие одноклеточные организмы

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-13

Заказать написание работы

Цель: Изучить строение бактерий, как наименьших организмов; показать повсеместное распространение бактерий на планете Земля; усовершенствовать навыки учащихся работать с дополнительной литературой; развивать логическое мышление; воспитывать любовь природе.

Оборудование: Таблицы с изображением водорослей, дополнительный и справочный материал, иллюстрации.

Тип урока: Изучение нового материала.

Базовые понятия и термины:

Бактерии

Клетка

Эукариоты

Прокариоты

Спора

Размножение: бесполое, половое-конъюгация

Аэробы

Анаэробы

Организационный момент: Приветствие учащихся, проверка их готовности к уроку.

Мотивация учебной деятельности

(Фронтальный опрос)

1.  Какие царства живой природы вы знаете?
2.  Назовите представителей живых царств.
3.  В каких формах существования они представлены? (дерево, рыбка, кошка).
4.  Чем питаются многие водные животные? (водорослями).
5.  О каких маленьких организмах мы вспоминаем при смене времени года? Например, в конце осени, зимой, в начале весны. (бактерии).

Вступительное слово учителя:

Мы устроены все просто.

Мы находимся повсюду:

В почве, в воздухе, воде.

Даже в пищевом блюде

Ты найдешь меня везде

Форма разная у нас.

Шарик, палочка, прямая.

Запятая небольшая

И спиралька тоже есть-

Всех-то нас никак не счесть.

Ну-ка книгу открывай

И нас скорее изучай!

Л.В.Яресько

? О чём нам рассказывает это стихотворение? (о бактериях)

Тема урока:  Бактерии –  наименьшие одноклеточные организмы. Строение и распространение

Цель: Изучить строение бактерий, как наименьших организмов; показать повсеместное распространение бактерий на планете Земля; усовершенствовать навыки учащихся работать с дополнительной литературой; развивать логическое мышление; воспитывать любовь природе.

Изучение нового материал.

?А видел ли кто-нибудь из вас бактерии?

?А кто из учёных открыл бактерии?

(Антонио Ван Левенгук, с усовершенствованным микроскопом)

Бактерии – это очень маленькие, микроскопические организмы, которые не видны не вооруженным взглядом.

?Вспомним из чего состоят все живые организмы?

(Клетки)

?Какое строение имеет растительная клетка?

(Клеточная оболочка, цитоплазма, ядро, вакуоли, митохондрии, пластиды)

Такие организмы, клетки которых содержат ядро, называются эукариотами. К эукариотам относятся представители царств – Грибы и Животные, клетки которых имеют ядро.

Эти организмы получили название  прокариоты.

Работа с рисунками из учебника, таблицами.

1.  Какие организмы называют эукариотами?                                           (приведите примеры)
2.  Какие организмы называют прокариотами?                                           (приведите примеры)

…. Мы находимся повсюду:

В почве, в воздухе, воде, в тебе …

Работа с учебником

?Где распостранены бактерии?

Работа с таблицей

Распространение бактерий

Среда обитания
В пресных и солёных водоёмах	В 1 мл воды загрязненных водоёмов- сотни тысяч бактерий
В почве	В 1г почвы может жить около  млрд. микроорганизмов – бактерий
В воздухе	В 1 мл воздуха может находиться сотни тысяч бактерий
На поверхности или внутри других организмов	На растениях, грибах, внутри человека и животных

Бактерии очень выносливы и могут приспосабливаться к жизни в самых невероятных условиях. Их находят не только в почти кипящих источниках, но и внутри атомных реакторах, а некоторые виды бактерий выявлены в нефтяных пластах на глубине нескольких километров.

Масса одной бактерии почти ничтожна – всего 0.000 000 000 0004 г.

Размеры тела бактерии так малы, что даже трудно их представить. Их измеряют в тысячных долях миллиметра. Увеличенную  1000 раз бактерию можно различить при помощи микроскопа при большом увеличении, которая будет казаться еле заметной точкой на человеческом волосе, который при том же увеличении должен казаться бревном.

Чем же объяснить, что бактерии в таком изобилии населяют нашу планету?

Прежде всего необычайной живучестью. Некоторые бактерии образуют в неблагоприятных условиях споры.

?Может кто-то из вас знает, что такое споры? Споры могут «путешествовать» неопределённо долго. А когда спора попадает в обстановку, пригодную для её жизнедеятельности, она прорастает в настоящую бактерию.

Имеется группа бактерий одной строкой хорошо видимых и без микроскопа – это окрашенные бактерии.

•  Одни из них вызывают синение молока;
  •  Другие окрашивают раны в зелёный цвет;
  •  Колонии пурпурных бактерий на хлебе или картофеле похожи на капли крови.

Сообщение учащегося:

В средние века католическое духовенство использовало массовое появление пурпурных бактерий в своих интересах, объявляя их каким-то чудом и зловещим небесным знамением их появление на хлебе.

Рассказ учителя:

Считают, что из всех живых существ бактерии больше других напоминают древнейшие простейшие организмы.

Особенности строения.

Работа с рисунками из учебника, таблицами.

Вот холерный эмбрион,

Весь изогнутый он.

А вот палочка – бацилла

Вся прямая без изгиба.

По дороге шарик – скок

Этот шарик – монококк.

Двое за руки возьмутся

Диплодоками зовутся.

Есть средь них стафилококки,

Извилистые спирохета,

И спирилла тоже здесь,

жгутики они имеют

двигаться хорошо умеют.

Всё понятно нам теперь

В жизнь открыта им всем дверь.

?Назовите основные формы бактерий.

Рассказ учащегося, с элементами беседы.

Рассмотрим общий план строения бактерий.

Выполнение задания самостоятельно.

Задание:

Прочитав стихотворение и рассмотрев рисунок в учебнике, найдите клеточные структуры и определите о чём не было сказано в стихотворении.

Нет у всех у них ядра

Нуклеотид только в центре,

Хромосома лишь одна

Золотым кольцом видна.

Не бывает в них пластид,

Нет хондриосомы,

Лишь встречается одна – рибосома

Две мембранные структуры

Всякого строения

Выполняют они функции

Разного значения

а снаружи цитоплазмы

Стенка окружает

вместе с капсулой она

клетку охраняет!

Итак, какие клеточные структуры вы ещё обнаружили в бактериальной клетке.

(Мембранные образования, на которых происходит фотосинтез;

Жгутики – органами движения;

Запасы питательных веществ.)

Размножение бактерий.

?А размножаются ли бактерии?

(Да, как все живые существа, бактерии воспроизводят себе подобных, т.е. размножаются).

Обитая в разных средах

Успешно размножаются

Через каких-то полчаса

Две клетки появляются

Такое размножение

Бесполым называется

А половое размножение

Зовется конъюгация.

Скорость размножения бактерий может быть впечатляющей: их клетки при благоприятных условиях способны делиться каждые 20-30 минут! Иногда прокариоты размножаются почкованием

?Как размножаются бактерии?

Итак ребята, вы познакомились со средой обитания, строения и формами бактерий, способами размножения бактериальной клетки.

Способы питания бактерий.

Что же мы узнаём дальше?

Все бактерии по способу питания делятся на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

Работа в парах.

Способы питания
автотрофы (образуют органичное вещество и неорганичного)	Гетеротрофы
Бактериальные фотосинтетики зелёные и пурпурные бактерии (используют свет)	Химосинтетики бесцветные серобактерии железобактерии азотофиксирующие бактерии (используют химическую реакцию)	Сапрофиты потребляют мёртвые органические вещества	Паразиты живут  организме растений, человеке, животного

?На какие две большие группы по способу питания делятся бактерии?

Одной строкой

Оказывается, что бактерии для своей жизнедеятельности используют кислород, такие бактерии называют аэробы. Те бактерии, которые могут жить в бескислородной среде называют анаэробы.

?Как называют организмы, живущие в кислородной среде?

?Как называют организмы, живущие в бескислородной среде?

Итоги:

О бактериях мы узнали

Много интересного

Теперь дружно подведём

Нашего совместного общения…

Источник: http://samzan.ru/68127

Археи

Археи (лат. Archaea, от греч.

Αρχαία — «старые», также архебактерии — Archaebacteria) — одна из групп живых организмов, в которую входят микроскопические одноклеточные прокариоты, очень отличаются рядом физиолого-биохимических признаков от настоящих бактерий (эубактерий).

Хотя до сих пор является неопределенность в точном филогенезе этих групп, археи, эукариоты и бактерии являются фундаментальными группами в так называемой системе трех доменов.

Подобно бактерий, археи — это одноклеточные организмы, не имеющие ядра и поэтому классифицируются как прокариоты (Prokaryota) — известные также как Monera в таксономии пяти царств. Археи сначала было обнаружено в экстремальных средах, но затем они были найдены во всех типах экосистем. Архебактерии существенно отличаются от других микроорганизмов по составу и последовательностью нуклеотидов в рибосомных и транспортных РНК.

История

Археи было идентифицировано 1977 Карл Вёзе (Carl Woese) и Джорджем Фоксом (George Fox), основываясь на их отличия от других прокариот (филогенетические деревья, основанные на 16S рРНК). Когда 1977 биолог Карл Вёзе изучал генетику микробов, производили метан, он понял, что они отличаются от всех известных бактерий.

Стенка клетки была уникальной — производила уникальные энзимы и ее генетический ряд не был похож ни на что исследуемое раньше. Очень быстро — в течение часа — стало понятно, что есть еще что-то, третья группа. Это был момент открытия. Карл Вёзе открыл третью форму жизни — группу одноклеточных, которую он назвал археями.

Он открыл форму жизни, которая способна существовать где угодно, включая самые невероятные места. Эта группа была сначала назван археобактериямы (Archaebacteria) в отличие от эубактерий (Eubacteria), и они рассматривались как царства или подцарства. Вёзе убеждал, что археи являются представителями совсем другой ветви живых существ.

Биологический термин архея (археи) не следует путать с архейская геологической эрой, также известной как Археозойська эра.

Последний срок ссылается на древний период земной истории, когда археи и бактерии были единственными клеточными организмами, живших на планете. Возможные окаменелости этих микробов были датированы почти 3800000000 лет назад.

Археи, бактерии и эукариоты

Археи подобные других прокариот в большинстве аспектов структуры клетки и метаболизма. Однако, их генетическая транскрипция и трансляция — два центральных процессы в молекулярной биологии — не проявляют типичных для бактерий особенностей, но чрезвычайно подобные этих процессов у эукариот.

Например, система трансляции архей использует эукариотические факторы инициации и элонгации, а их система транскрипции применяет TATA-связываемые белки и TFIIB, как у эукариот. Гены тРНК и рРНК археи содержат уникальные археальни интроны, которые не похожи ни к эукариотических, ни к бактериальным интронов.

Некоторые другие характеристики также выделяют архей.

Подобно бактерий и эукариот, археи имеют основанные на глицерине фосфолипиды. Однако, три особенности липидов архей необычны:

• Липиды архей уникальны, так как стереохимия глицерина — обратная той, что найдена в бактериях и эукариот. Это убедительное свидетельство другого биосинтетического пути.
• Большинство бактерий и эукариот имеют мембраны, составленные преимущественно из эфир-липидов глицерина, тогда как археи имеют мембраны, состоящие из эфир-липидов глицерина. Даже когда бактерии имеют эфир-связанные липиды, стереохимия глицерина — бактериальная форма. Эти различия, возможно, является адаптацией части архей к гипертермофилии. Однако, стоит отметить, что даже мезофилични археи имеют эфир-связанные липиды.
• Липиды архей основанные на изопреноидного боковом цепочке. Это пятиуглеродный химическая группа, также обычная для каучука и является компонентом некоторых витаминов, распространенная в бактериях и эукариот. Однако, только археи применяют эти вещества в своих клеточных липидах, часто как боковые цепочки C-20 (четыре мономера) или C-40 (восемь мономеров). В некоторых архей изопреноидного боковой цепочку C-40 — фактически достаточно длинный, чтобы пройти сквозь мембрану, формируя монослой вместо клеточной мембраны с группами фосфата глицерина на обоих концах.

Эта адаптация распространенная в чрезвычайно теплолюбивых археи. Хотя они и не уникальны, клеточные стенки архей также необычны. Например, клеточные стенки большинства архей образованные внешними слоями белков или S-слоем.

S-слоя распространенные в бактериях, они служат единственным компонентом клеточной стенки в некоторых организмах (например, в Planctomyces) или внешний слой во многих организмах с пептидогликана. За исключением одной группы метаногенов, археи не имеют пептидогликановый стенки.

Однако даже в этом случае, пептидогликаны очень отличаются от разновидности, найденного в бактериях. Археи также имеют жгутики, которые значительно отличаются по составу от очень похожих жгутиков бактерий. Бактериальные жгутики — это измененная система секреции III типа, тогда как жгутики архей напоминают ворсинки IV типа (type IV pili), которые используют sec-зависимую систему секреции, несколько подобную, но все же отличную от системы секреции II типа.

Среда

Многие архей — экстремофилы. Некоторые живут при очень высоких температурах, часто выше 100 ° C, как те, которых нашли в гейзерах и черных курильщиках. Других найдено в очень холодных средах или в чрезвычайно соленой, кислой или щелочной воде. Однако, некоторые археи — мезофилы, живут в средах, подобных болота, сточных вод и почвы.

Многие метаногенных архей найдено в пищеварительных трактах животных, например, жвачных животных, термитов и людей. Археи не патогенны, и неизвестно, чтобы какие-либо из них вызвали болезнь.

Архей конечно разделяют на три группы, в соответствии с среды. Это — галофиты, метаногены и термофилы.

Галофилы живут в чрезвычайно соленых окружающих средах (например, многие из них живут в Мертвом море и на юге залива Сан-Франциско, придавая ей ярких цветов: от красного до зеленого). Метаногены живут в анаэробных окружающих средах и производят метан. Их можно найти в отложениях или в кишечниках животных. Термофилы живут в местах с высокими температурами, как, например, горячие источники.

Недавно несколько исследований показали, что археи существуют не только в мезофильных окружающих средах, но также иногда присутствуют в значительном количестве при низких температурах.

Становится все более принятым, что метаногены обычно присутствуют в низкотемпературных средах, как, например, холодные осадки. Некоторые исследования даже свидетельствовали, что в этих температур путь метаногенеза может изменяться благодаря термодинамическим ограничениям, обусловленным низкими температурами.

Сейчас мы не имеем почти никакой информации о физиологии этих организмов, что означает, что их влияние на глобальные биогеохимические циклы неизвестен. Одно недавнее исследование (Könneke и другие, 2006) показало, однако, что одна группа морских Crenarchaeota способна к фиксации азота, а это — черта, до сих пор неизвестна среди архей.

Генетика

Как правило, археи имеют одиночную кольцевую хромосому, размер которой может достигать 5751492 пар нуклеотидов в Methanosarcina acetivorans, что самый известный геном среди архей.

Одну десятую размера этого генома составляет геном с 490885 парами нуклеотидов в Nanoarchaeum equitans, что маленький геном среди архей; он содержит только 537 генов, кодирующих белки. Также в архей обнаружены более мелкие независимые молекулы ДНК, так называемые плазмиды.

Вероятно, плазмиды могут передаваться между клетками при физическом контакте, во время процесса похожего на конъюгации бактерий.

Археи могут быть поражены вирусами, содержащими двухцепочечной ДНК. Эти виды не родственные с другими группами вирусов и имеют различные необычные формы, так как бутылки, крючки, капли и т.

Эти вирусы были тщательно изучены на термофилы, в основном рядов Sulfolobales и Thermoproteales. В 2009 году был открыт вирус, содержащий одноцепочечную ДНК и поражает галофильные археи. Защитные реакции архей против вирусов могут включать механизмы близок к РНК-интерференции эукариот.

Археи генетически отличны от эукариот и бактерий, причем до 15% белков, кодируемых одним геном бактерии, являются уникальными для этого домена, хотя функции многих этих белков неизвестны. Большая часть уникальных белков, функция которых известна, принадлежит евриархеотам и задействована в метаногенеза.

Белки, общие для архей, бактерий и эукариот, участвующих в основных клеточных функциях и касаются в основном транскрипции, трансляции и метаболизма нуклеотидов.

Транскрипция и трансляция архей больше напоминают эти процессы в клетках эукариот, чем бактерий, причем РНК-полимераза и рибосомы архей очень близки к аналогичным структур у эукариот. Хотя у архей есть только один тип РНК-полимеразы, по строению и функции она близка к РНК-полимеразы II эукариот, при этом подобные группы белков (главные факторы транскрипции) обеспечивают связывание РНК-полимеразы с промотором гена. в то же время другие факторы транскрипции архей более близки к таковым у бактерий. Процессинг РНК в архей проще, чем у эукариот, поскольку большинство генов не содержит интронов, хотя в генах их тРНК и рРНК их достаточно много, также они присутствуют в небольшом количестве генов, кодирующих белки.

Размножение

Археи размножаются бесполым путем: бинарным или множественным делением, фрагментацией или почкованием. Мейоза не происходит, поэтому даже у представителей конкретного вида архей существуют в более чем одной форме, все они имеют одинаковый генетический материал.

Клеточное деление определяется клеточным циклом: после того, как хромосома реплицировать и две дочерние хромосомы разошлись, клетка делится. Детали были изучены только для рода Sulfolobus, но особенности его цикла очень схожи с особенностями у эукариот и у бактерий.

Репликация хромосом начинается с многих точек начала репликации с помощью ДНК-полимеразы, похожей на аналогичные ферменты эукариот.

Однако белки, управляющие клеточным делением, такие как FtsZ, которые формируют сжимающее кольцо вокруг клетки и компоненты септы, проходящей через центр клетки, схожие с их бактериальными эквивалентами.

Археи не образуют споры.

Некоторые виды Haloarchaea могут претерпевать изменения фенотипа и существовать как клетки нескольких различных типов, включая толстостенными клетками, устойчивыми к осмотического шока, позволяющие археям выживать в воде с низкой концентрацией соли. Однако эти структуры не служат для размножения, а скорее помогают археям осваивать новые среды обитания.

Эволюция и классификация

Название говорит о том, что эти организмы в наше время многими исследователями считаются древнейшими живыми организмами на Земле.

Археи разделены на две основные группы, основанные на деревьях 16S рРНК: Euryarchaeota и Crenarchaeota.

Две другие группы были также созданы для определенных экологических образцов и особого вида Nanoarchaeum equitans, найденных в 2002 Карлом Стеттером (Karl Stetter), но их сходство с других групп все еще ​​исследовано очень плохо.

Позже он формально рассматривал эти группы как империи, каждая из которых охватывает несколько царств. Этот раздел стал самым популярным, хотя идея Прогенота не всеми поддерживается. Некоторые биологи, однако, утверждают, что, археобактерии и эукариоты произошли от специализированных бактерий.

Взаимоотношения между археями и эукариотами остаются важной проблемой. Учитывая сходство, указанную выше, много генетических деревьев располагают эти две группы вместе. Некоторые ставят эукариот ближе к Eurarchaeota, чем к Crenarchaeota, хотя мембранная химия предлагает наоборот.

Однако открытие архея-подобных генов в определенных бактериях, например, Thermotoga, делает их взаимоотношения трудным для определения. Некоторые исследователи считают, что эукариоты возникли из смешения археи и бактерии, они стали ядром и цитоплазмой, объясняют различную генетическую схожесть, но эта теория не может объяснить происхождение клеточных структур.

Внутренняя классификация

Архебактерии разнообразные по типу обмена веществ, физиологическими и экологическими особенностями: среди них встречаются аэробных и анаэробных, хемогетеротрофы и хемоавтотрофы, нейтрофилы и ацидофилы. Некоторым Архебактерии (галобактерии) присущ особый тип фотосинтеза, когда свет поглощается НЕ хлорофиллом, а бактериородопсинном. Другим археям властвуй энергетический процесс, в результате которого образуется метан. Описано более 40 видов археи (25 родов), относящихся к 5 различных групп: Метанобразующие бактерии, сиркоокислюючи термоацидофилы, сирковидновлюючи термофилы, галобактерии, термоплазма.

Расшифровка одиночных генов привела к расшифровке целых геномов, сейчас 24 архейни геномы завершения и 22 частично завершено (1).

Источник: http://info-farm.ru/alphabet_index/a/arkhei.html

Доядерные одноклеточные организмы. бактерии, обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного. – презентация

1 ДОЯДЕРНЫЕ ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

2 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.

3

4 4 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

5

6 6

7 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. 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

8 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

10 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 »

11 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

12 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

Источник: http://www.myshared.ru/slide/768435/

Многоклеточные структуры бактерий

Подавляющее большинство видов бактерий существует в виде отдельных клеток, тогда как другие связываются вместе в характерные структуры, например, Neisseria формирует диплококки (пары), стрептококки (Streptococcus) формируют цепочки, а стафилококки (Staphylococcus) группируются в «виноградные кисти». Бактерии могут также формировать нити, например Actinobacteria. Волокнистые бактерий часто окружает футляр, который содержит много индивидуальных клеток, определенные виды, такие как представители рода Nocardia, формируют комплексные, разветвленные нити, подобный мицелиям грибов.

Бактерии часто прикрепляются к поверхностям и формируют плотные рогоже, которые называются биофильмами, биопленками или микробными пленками. Эти пленки могут иметь от нескольких микрометров к половины миллиметра в толщину и часто содержат много видов бактерий, протист и архей.

Бактерии, которые живут в биопленках, показывают сложную аранжировку клеточных и внеклеточных компонентов, формируя вторичные структуры, такие как микроколонии и сети каналов, из-за которых поставляются питательные вещества.

Биопленки также важные в развитии хронических бактериальных инфекций и инфекций имплантированных медицинских устройств, поскольку бактерии, защищенные в пределах этих структур, намного сложнее убить, чем индивидуальные бактерии.

Даже более сложные морфологические изменения иногда возможные. Например, при недостатка пищи миксобактерии координируют свое движение, создавая складне плодовые тела, которые содержат возле 100 тыс. бактериальных клеток. В этих плодовых телах бактерии выполняют отдельные задачи, это один из примеров простейшей многоклеточной организации.

Часть клеток может погибнуть, чтобы дать сдаче необходимые питательные вещества для окончания процесса.

Из сдачи части все же таки удается достичь некоторых частей плодовых тел, где они дифференциируются в неактивные миксоспоры, стойкие к высушиванию и другим неблагоприятных естественных условий, чем обычные клетки, и могут пережить голодные периоды.

Еще один тип многоклеточных структур существует у некоторых представителей типов Cyanobacteria и Actinobacteria. У нитчатых цианобактерий описанные структуры в клеточной стенке, которые обеспечивают контакт двух соседних клеток, — микроплазмодезмы.

Показанная возможность обмена между клетками веществом (красителем) и энергией (электрической составляющей трансмембранного потенциала). Некоторые из нитчатых цианобактерий содержат, кроме обычных вегетативных клеток, функционально дифференцированные: акинеты и гетероцисты.

Последние осуществляют фиксацию азота и интенсивно обмениваются метаболитами с вегетативными клетками.

Источник: https://jbio.ru/mnogokletochnye-struktury-bakterij

Влияние бактерий на человека

Мир бактерий-паразитов имеет широкое распространение

Бактерии представляют собой простейшие микроорганизмы, которые относятся к надцарству прокариотных. В большинстве случаев они одноклеточные. На сегодняшний день выявлено около 10 000 видов простейших паразитов, которые относятся к бактериям.

Предположительно их существует гораздо больше. Речь идет о миллионах.

Еще в 1970 году такой известный сегодня термин, как  «бактерия» являлся синонимом прокариотов, которые выделяются при проведении исследований экологического и микробиоценотического типа.

Немного истории

Простейшие паразиты были выявлены натуралистом Антони ванн Левенгуком в далеких 1970-х годах. Точно так же, как и остальные микроскопические вещества, они стали называться «анималькули». Тогда еще не подозревали об их опасности.

Только ученый Христиан Энерберг в начале 1828 года ввел название «бактерии».  Простейшие паразиты были изучены под микроскопом только в 1930-х годах. В это время было предложено делить их на прокариотов и эукариотов.

Именно в этот период и был установлен факт патогенизма и опасности для организма человека.

Строение простейших паразитов

Практические все простейшие паразиты являются одноклеточными существами, за исключением цианобактерий и актиномицетов. Они бывают округлой формы, к ним можно отнести кокки.

Среди известных можно выделить извилистые и палочковидные. Речь идет о спириллах, спирохетах, вибрионах, бациллах и псевдоманадах.

Среди них есть опасные паразитические организмы и те, которые являются составляющими элементами микрофлоры человеческого организма.

Строение бактерии

Средние показатели размеров обычной бактерии варьируется от 0,5 до 5 мкм. Самый крупный представитель – Thiomargarita (750 мкм).

Основные характеристики

Одноклеточные бактерии-паразиты, которые осуществляют функции, присущие организму, независимо от внешних условий и соседних клеток.

Большее число представителей, относящихся к этому классу, способны образовывать клеточные агрегаты, скрепленные между собой слизью. Они получили название «биопленка».

Подобное объединение организмов является случайным, но, несмотря на это, данный процесс способствует формированию миксобактерий. Это приводит к развитию цист. В результате происходит образование многоклеточных паразитов.

Раздражимость и способы передвижения

Большинство бактерий обладают подвижностью. Существует несколько основных типов передвижения простейших паразитов. Среди наиболее распространенных вариантов можно выделить жгутиковый (одиночные бактерии, роение). Спирохеты передвигаются с помощью аксиальных нитей, которые имеют схожесть со жгутиками.

Нитевидные отростки (жгутики) помогают бактериям передвигаться

Отдельным типом передвижения является скольжение. Это присуще для тех микроорганизмов, которые не оснащены жгутиками, предполагается, что они выделяют своеобразную слизь, которая способствует проталкиванию клетки. В клеточных стенках микроорганизмов находятся фибриллярные нити, которые и приводят в движение.

Бактерии обладают уникальными способностями погружения в жидкость. Они также свободно могут всплывать на поверхность. При этом они всего на всего самостоятельно меняют свою плотность.

Энергетическая форма метаболизма

Каждый вид бактерии обладает уникальными свойствами и возможностями. Они настолько индивидуальны, что их классификация огромна. Существует несколько основных способов выделения энергии:

1. Брожение. Реакции восстановительного и окислительного типа способствуют образованию нестабильных молекул. При этом кислота (фосфорная) переносится на субстратное фосфорилирование. Данный процесс сопровождается окислением и восстановлением на молекулярном уровне.
2. Дыхание. При процессе окисления восстановительных соединений электроны переносятся через локализованные мембранные скопления. В данном случае создается градиент протонов, что способствует синтезированию АТФ. Данный процесс сопровождается сбрасыванием электронов на воздух. Помимо этого бактерии способны использовать соединения органического и минерального типа.
3. Фотосинтез.  При кислородных процессах используется хлорофилл, при бескислородных – бактериохлорофилл. Единственными фотосинтезирующими микроорганизмами являются цианобактерии, водоросли, глаукоцистофитовые. Археи способны выполнять данный процесс с участием, так называемого, бактериородопсина.

Патогенность простейших паразитов

Бактерии по степени воздействия на организм человека бывают следующих видов:

• Безопасные – не вызывают заболеваний в организме человека, несмотря на то, что представляют опасность для растений и животных.
• Условно патогенные (сапрофиты, симбионты) – не вызывают патологических процессов в обычных условиях. При переохлаждении, снижении защитных сил организма, размножении патогенной микрофлоры, могут спровоцировать развитие болезни.
• Патогенные (бациллы, кокки) – болезнетворные бактерии являются причиной развития ОРЗ, ангины и иных заболеваний, которые достаточно просто поддаются лечению.
• Чрезвычайно опасные – за довольно короткий период приводят к летальному исходу. Являются причиной развития пандемических и эпидемических вспышек заболеваний (столбняк, холера, ботулизм).

Особенности существования бактерий

Простейшие паразитические микроорганизмы могут вызывать развитие патологических процессов в растениях, организмах животных и человека. Выделен уникальный тип бактерий, для которых характерно внутриклеточное паразитирование.

Они не способны к существованию вне хозяина. Со смертью человека они погибают и сами. Другие же паразиты могут существовать в условиях окружающей среды самостоятельно.

В процессе своей жизнедеятельности они способны сменить множество хозяев.

Определение вида бактерий, при проведении анализов

В связи с данными факторами бактерии делятся на:

1. Облигатные (вирусы, риккетсии) – способны только к внутриклеточному существованию.
2. Факультативные – существуют и вне хозяина, синтезируют органические вещества, впадают в анабиоз (капсулируются).

Источники заражения

Простейшие патогенные микроорганизмы способны передаваться человеку от животных (зоонозный) или же от зараженных людей (антропозный). Существует несколько основных путей передачи, среди которых следует отметить протоозонозный.

Он представляет собой передачу бактерий человеку от членистоногих и насекомых.  На неживых объектах также возможно обитание инфекций. Такой путь передачи называется сапронозным.

Бактерии, которые вызывают заболевания флоры, не вредны для человека, но, несмотря на это могут стать причиной развития серьезного отравления.

Виды бактерий

Несмотря на то, что бактерии являются простейшими микроорганизмами, они куда опаснее гельминтов. Обусловлено это тем, что они обладают неограниченными возможностями к размножению. Патогенные бактерии не совместимы со здоровьем.  В организме человека живет более 2 кг различных микроорганизмов, которые представляют собой микрофлору организма. Речь идет только о кишечнике!

Как победить патогенные бактерии

Обратите внимание, что бактерии лучше людей «разбираются» в антибактериальных препаратах. Неправильно подобранное лекарство может стать для них лакомством, вместо того, чтобы уничтожить их. Некоторые антибиотики гораздо опаснее простейших паразитов.

Обратите на это внимание и не экспериментируйте с самолечением.  Только врач после проведения необходимой диагностики и определения, какой именно паразит стал причиной развития болезни, может назначать лечение.

Антибиотики со временем утрачивают свою эффективность, поэтому в обязательном порядке консультируйтесь с врачом перед началом приема.

Источник: https://netglista.ru/parazit/vliyanie-bakterij-na-cheloveka/

Бактерия Cyanothece — биологический источник водорода

Создано 13.01.2011 04:31 Автор: Вайда Алексей

Во время проведения исследовательских работ учеными Вашингтонского университета в Сент-Луисе удалось открыть у бактерии Cyanothece 51142 ранее неизвестные возможности.

Оказалось, что этот представитель  одноклеточных микроорганизмов, кроме способности «производить» кислород, обладает и более уникальным умением, а именно бактерия под таким неприглядным номером способна вырабатывать водород в необычных условиях.

Микроорганизм был впервые обнаружен еще в 1993 году на побережье Мексиканского залива в районе штата Техас. Как и все цианобактерии (от лат. Cyano сине-зеленые), считающиеся одними из самых древних организмов на планете (более 3.5 млрд лет), «водородный» Cyanothece способен к реакции фотосинтеза.

Но в отличие от большинства своих «собратьев», с наступлением ночи, номер 51142 радикально меняет свой «дневной» рацион, и переходит с поглощения СО2 и солнечного света на более экзотическую «азотную» диету.

И хотя науке уже известны микроорганизмы с подобными способностями, до недавнего времени считалось, что все эти немногочисленные простейшие организмы, могут вырабатывать водород только в безкислородных условиях. А неповторимость Cyanothece 51142, как раз и заключается в том, что ее нисколько«не смущает» присутствие кислорода.

Первооткрывателем новых способностей у давно известной бактерии, стал микробиолог Химадри Пакраси (Himadri Pakrasi), который в данный момент проводит исследования с целью выяснить перспективность использования Cyanothece 51142 в роли «биологической» установки для получения водорода. В ходе уже проведенных экспериментов удалось перевести Cyanothece на круглосуточный режим «производства», т.е. бактерия показала, что вполне может обойтись без привычных условий смены дня и ночи.

Таким образом, удалось увеличить объем водорода, который выделяют бактерии, теперь уже в течении круглых суток. Ученые  смогли получить и первые приблизительные результаты эффективности Cyanothece 51142.

Но это лишь в теории, а пока же исследователи готовятся к проведению серии опытов с 200 мг объемом, которые должны подтвердить или же опровергнуть существующие расчеты.

Несмотря на массу преимуществ использования водорода в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу, современные технологии получения этого газа делают его слишком дорогим.

Самым распространенным способом получения водорода, сегодня, является так называемая паровая конверсия, во время которой водяной пар и природный газ или метан, смешиваются при высоких температурах и давлениях. Но из-за больших энергетических затрат, а также необходимости сжигания газа, водород выходит чересчур дорогостоящим.

Существуют и различные химические методы извлечения водорода из обыкновенной воды. Самый перспективный из них связан с использованием особых сплавов алюминия с галлием, которые в ходе химических реакций «расщепляют» воду на кислород и водород.

 Но даже при отсутствии, каких-либо энергетических затрат, стоимость одних лишь металлов (алюминий и галлий) самым негативным образом сказывается на цене «готового» водорода.

Но наравне с термохимическими способами, водород можно получать и с помощью биохимических реакций.

Так, в последнее время, набирает популярность использование мусора скопившегося на городских свалка, который при создании определенных условий начинает выделять водород. Более известный «биологический» способ получения водорода состоит в использование биомассы.

Ну и, конечно, не стоит забывать и о различных водорослях и микроорганизмах, которые, в ближайшем будущем, вероятно, и смогут стать основными источниками, такого необходимого газа.

И главным кандидатом, возможно, как раз и станет, тот самый Cyanothece под номером 51142.

Источник:  nature.com

• бактерия
• водород
• микроорганизм
• фотосинтез

Источник: http://www.FacePla.net/the-news/energy-news-mnu/960-ocean-microbe-hydrogen-production.html

Гиганты мира микробов — самые большие одноклеточные организмы

Несмотря на то, что весьма очевидные яйцеклетки птиц и рыб большинство людей ест почти ежедневно, при словах «одноклеточный организм» представляется нечто такое, что можно разглядеть лишь в микроскоп.

Действительно, подавляющее большинство одноклеточных тварей не превышает габаритов в сотые доли миллиметра, и это объяснимо рядом факторов.

Крупным живым клеткам труднее поддерживать целостность структуры, сложнее транспортировать пищу и отходы внутри организма, кроме того, внушительный рост требует изрядной энергии, что эволюционно невыгодно.

Инфузория-трубач

Это пресноводное существо похоже на трубу древнего граммофона и вырастает до 2 мм в длину, поэтому инфузорию-трубача можно изучать без приборов. Простейшие рода Stentor хорошо известны любителям микробов. Два миллиметра не кажутся супердлиной, однако же многие многоклеточные дети природы занимают гораздо меньше места в среде обитания и на предметных стеклах.

Инфузорию-трубача делает колоссом в мире мелюзги её анатомия. В отличие от заурядных эукариот, Stentor содержит в себе не одно, а несколько ядер. Это облегчает ему ежедневный труд по поддержанию себя в духе. В случае данной инфузории многочисленные малые ядра отвечают за размножение, а большое ядро — макронуклеус — заведует всем прочим, играя роль этакого мозгового центра.

Тельце трубача покрыто ресничками разной длины. Их дружные движения позволяют инфузории плавать. Питаются эти колоссы микрокосма, например, илом. Функцию рта выполняет узкая оконечность «трубы». При этом в пищу попадают некоторые бактерии, небольшие простейшие и даже крошечные невезучие многоклеточные.

Багамская громия

Однажды ученые из Техасского универа отправились на дно морское рядом с Багамскими островами и обнаружили там, в сумрачных глубинах, десятки необычных сферических объектов размером с виноградины.

Эти объекты казались неподвижными, но явно оставляли следы на песке длиной до полуметра. Сначала специалисты думали о каких-то неизвестных моллюсках или даже странно себя ведущих какашках.

Правда же изумила, ибо загадочные кучки оказались шаровидными простейшими диаметром до 3 сантиметров. Которые катились по дну морскому в почти нулевой температуры воде.

Багамская громия является амебоподобным организмом, имеющим раковину, мягкую и пористую. В отверстия в оной просовываются псевдоподии, с помощью чего громия перемещается по дну, питаясь органикой, попавшейся по пути.

К сожалению, мало что известно об этих мячиках с цитоплазмой, потому что доставить в лабораторию живые экземпляры громий очень трудно. Несмотря на свои раковины, простейшие весьма хрупки и уязвимы. Ученые говорят, что они гораздо мягче ягод винограда, на которые эти гиганты-микробы чем-то похожи.

Ацетабулярия

Известная как «русалочий бокал», ацетабулярия представляет собой уникальный род зеленых водорослей, подобных по форме шляпочным грибам. Эти растения мелководья тропических морей бывают до 10 см в длину и растут обычно группами, крепясь ножками к донным камням и красуясь своими светло-зелеными шапочками.

Обычно крупные одноклеточные существа имеют более одного ядра, чего не скажешь об удивительной ацетабулярии, которая большую часть жизни проводит всего с одним гигантским вместилищем ДНК, расположенным в основе своего «стебелька».

Жизненный цикл этих колоссальных ценоцитов составляет около трех лет.

В ходе экспериментов, проведенных за деньги нацистов в 1930-х и 40-х годах немецким ученым Иоахимом Хаммерлингом, было установлено, что после пересадки одному виду ацетабулярии ядра водоросли другого вида исходное растение начинает формировать новую шляпку, преображаясь в необычный гибрид.

Кроме того, «бокал, из которого пьют русалки» прекрасно регенерирует, будучи поврежденным, чем весьма напоминает некоторые многоклеточные виды мира флоры и фауны.

Пузатая валония

Одни кличут эту забавную мелководную тварь «глазом моряка», другие — просто «водорослью-пузырем».

Несмотря на биологическую странность и экзотический облик водоросли, пузатую валонию не жалуют владельцы больших морских аквариумов. Если растение случайно вселится, то захватит всё дно, от него ужасно трудно избавиться. Давить или рвать на части сей живучий сорняк — не дело, ибо именно клеточным делением пузатая валония с ее «коллекцией» ядер и размножается.

Каулерпа тиссолистная

Про неё можно подумать, будто это какой-то папоротник, однако по сути своей сие растение гораздо проще. И значительно решительнее в росте. То, что неопытному ныряльщику покажется зарослями подводной флоры, на деле окажется одной или всего несколькими живыми клетками, «маскирующимися» под сложные многоклеточные кущи.

Эти примитивные создания называются «каулерпа таксифолия», или просто каулерпа-ёлочка, удивительный ползучий стебель тиссолистный. Одна клетка этой зеленой водоросли с её бесчисленными хранилищами ДНК может очень быстро раздаться почти на три метра вширь, что регулярно происходит в Средиземном море, разрушая здоровую экологию тамошних глубин.

За что каулерпа-елочка признана особо злостным сорняком. В Калифорнии этот «микроб-гигант» вообще считается незаконным видом.

Средиземноморская разновидность тиссолистной каулерпы, клетки которой достигают рекордных габаритов, своим статусом вредителя обязана человеку. Еще полвека назад эта необычная водоросль в Средиземном море не обитала совсем. Но в 1970-х некий аквариум в Германии заказал из тропиков образцы каулерпы, но не просто для красоты и несложного ухода.

Пытливые немцы подвергли «елочку» техническим издевательствам. Макрофит облучали ультрафиолетом и обрабатывали химическими мутагенами. В результате получился одноклеточный монстр, очень быстро растущий и устойчивый к понижению температуры обитания.

Холодостойкую и симпатичную с виду водоросль в 1980 году выпустили в Средиземное море — кто-то из аквариумистов-любителей из Монако постарался.

В отличие от природного собрата, клетка-мутант оказалась не только агрессивной, но и устойчивой к загрязнениям. К тому же, способной регенерировать из кусочка размером всего в сантиметр. И ядовитой.

Попытки очистить от зарослей каулерпы курортное мелководье провалились.

Поэтому в конце 20 века за одноклеточным организмом «каулерпа таксифолия» закрепилось прозвище «водоросль-убийца». Растение включено в сотню наиболее опасных инвазивных видов, остановить распространение коих — священный долг каждого неравнодушного землянина.

Амёба Хаос

Вообразите амёбу из школьного учебника. Увеличьте её до размеров кунжутного зернышка. У вас получится существо Chaos carolinensis. Поскольку такие простейшие постоянно меняют форму, то рекордсмены среди хаосов способны вытягиваться до 5 мм в длину. Столь грузных одноклеточных можно фатально ранить, просто накрыв предметным стеклышком микроскопа.

Несмотря на свои внушительные размеры, Chaos carolinensis ведёт себя так же, как его микроскопические родственники, носители ложноножек. С помощью псевдоподий хаосы перемещаются, ими же хватают еду.

Затем еда в вакуолях переваривается живьем, а остатки мусором выбрасываются из клетки наружу. Питается громадная амеба микробами других видов, а также мелкими животными вроде ветвистоусых рачков.

Хаос будет есть почти нон-стоп до тех пор, пока не станет готов к размножению.

Подобно соседям по списку великанов мира микробов, одноклеточный хаос имеет множество контрольных центров, просто потому, что управлять столь массивной клеткой одно ядро не в силах. В зависимости от размера, Chaos carolinensis может обладать до 1000 ядер.

Спиростомум

Инфузорию спиростомум можно найти и узреть как в пресных, так и в соленых водах. И принять за какого-то маленького червячка. Вытянутое тельце спиростомума достигает в длину 4 миллиметров. Лишь при взгляде в окуляр микроскопа становится ясно, что это подвижное существо — одна большая и очень длинная клетка, покрытая густым лесом ресничек.

В отличие от прожорливых инфузорий-трубачей, спиростомум не ест многоклеточных существ, а обходится лишь бактериями. Размножаются великаны простым делением и очень не любят, если в воде имеются тяжелые металлы, что делает этих инфузорий друзьями экологов.

Сирингаммина хрупчайшая

Еще один нелишний кандидат на звание крупнейшего одноклеточного существа на Земле — хрупкий «монстр» из класса ксенофиофор.

В этот класс «носящих чужие тела» организмов входит множество жителей океанского дна, сгустков цитоплазмы, строящих для себя в вечной ночи непрочные плетеные «домики» из останков иных тварей, например, губок или радиолярий.

К сожалению, жизнь и биология сирингаммины («песчаной флейты Пана» в переводе) до сих пор мало изучена. Ученые подозревает, что питается это одноклеточное бактериями, но как выглядит сам процесс, никто не видел. Есть мнение, что микробов для своего рациона сирингаммина хрупчайшая выращивает сама внутри себя. Механизм размножения этих ризарий также неясен.

Открыли хрупких глубоководных существ в 1882 году шотландцы, у родных североморских берегов. Впоследствии сирингаммин нашли и на шельфе севера Африки.

Имя им легион…

Среди наземных одноклеточных гигантов особого внимания заслужили, конечно, слизевики метровой длины, обитатели мертвой древесины. Которых поначалу и долгое время принимали за грибы.

Источник: http://neobychno.com/22044/giganty-mira-mikrobov/