Бактерии

1. История изучения бактерий
2. Строение и жизнедеятельность бактерий:
Форма
Строение
Распространение
Питание
Размножение
Образование спор
3. Роль бактерий в природе и для человека
План урока

Знакомство с особенностью строения и жизнедеятельности бактерий;
Выяснение значения бактерий в природе и для человека
Цель урока:
Оборудование:
Микроскопы с микропрепаратами
Электронная презентация

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, так называемых сине-зеленых водорослей.
Бактерии
Докембрийский строматолит

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.
Бактерии

Первые ядерные клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.
Самыми древними из ныне существующих живых организмов считаются археобактерии термоацидофилы (thermoacidophiles). Они живут в воде горячих источников с высоким содержанием кислоты. При температуре ниже 55oC (131oF) они гибнут!
Бактерии

Впервые бактерий увидел в оптический микроскопВпервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал голландскийВпервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал голландский натуралист Антони ван ЛевенгукВпервые бактерий увидел в оптический микроскоп и описал голландский натуралист Антони ван Левенгук в 1676 году. Как и всех микроскопических существ он назвал их «анималькули».
История изучения бактерий
Рисунки Левенгука

Название «бактерии» ввёл в употребление Христиан Эренберг
в 1828.
Эренберг Христиан Готфрид
Член-корреспондент,
иностранный член,
почетный член РАН

Луи ПастерЛуи Пастер в 1850-е положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства.

Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта КохаДальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты КохаДальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). В 1905Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). В 1905 он был удостоен Нобелевской премииДальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). В 1905 он был удостоен Нобелевской премии за исследования туберкулёза
РОБЕРТ КОХ
(Koch, Robert)
(1843–1910),

Основы общей микробиологи и изучения роли бактерий в природе заложили М. В. Бейеринк и
С. Н. Виноградский.
БЕЙЕРИНК Мартин
(1851-1931),
нидерландский ботаник
ВИНОГРАДСКИЙ Сергей Николаевич
(1/13.09.1856, Киев, – 24.02.1953, Париж)

Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930-е.
Сканирующий электронный микроскоп

По форме клеток они могут быть:
шаровидными (кокки)
палочковидными (бациллы палочковидными (бациллы, клостридии палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады)
извитыми (вибрионы извитыми (вибрионы, спириллы извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты)
звездчатыми
тетраэдрическими
кубическими
C- или O-образными
Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ
Форма бактерий

относятся к прокариотам («доядерным» одноклеточным организмам)
нет ядра и большинства других органелл
Бактериальная клетка окружена клеточной стенкой и защитной капсулой
Палочковидные бактерии (бациллы) покрыты волосками - пилями, которыми прикрепляются к питательному субстрату или к другим клеткам.
Строение бактерий

В среднем составляют 0,5-5 мкм.
Escherichia coli, например, имеет размеры 0,3-1 на 1-6 мкм
Staphylococcus aureus — диаметр 0,5-1 мкм
Bacillus subtilis 0,75 на 2-3 мкм.
Крупнейшей из известных бактерий является Thiomargarita namibiensis, достигающая размера в 750 мкм (0,75 мм).
Второй является Epulopiscium fishelsoni имеющая диаметр 80 мкм и длину до 700 мкм и обитающая в пищеварительном тракте хирурговой рыбы Acanthurus nigrofuscus.
Achromatium oxaliferum достигает размеров 33 на 100 мкм
Beggiatoa alba — 10 на 50 мкм.
Размеры

Спирохеты могут вырастать в длину до 250 мкм при толщине 0,7 мкм.
В то же время к бактериям относятся самые мелкие из имеющих клеточное строение организмы. Mycoplasma mycoides имеет размеры 0,1-0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов имеет размеры 0,1-0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики имеет размеры 0,1-0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики, коровьей оспы имеет размеры 0,1-0,25 мкм, что соответствует размеру крупных вирусов, например, табачной мозаики, коровьей оспы или гриппа.
По теоретическим подсчётам сферическая клетка диаметром менее 0,15-0,20 мкм становится неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.
Размеры

Распространение бактерий
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 С.
Некоторые бактерии переносят очень высокую соленость с температурой выше 90 среды; в частности, это единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море.

В атмосфере они присутствуют в каплях воды, и их обилие там обычно зависит от от запыленности 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.
Распространение бактерий

Большинство – готовыми органическими веществами
Сине-зеленые (цианобактерии) - сами создают органическое вещество
Питание бактерий
Многоклеточная нитчатая
цианобактерия Anabaena sphaerica

По способу питания
БАКТЕРИИ
Сапрофиты –
от греч. «сапрос» - гнилой
Довольствуются органическими
веществами отмерших
организмов или выделениями
живых организмов
Паразиты –
(от греч. «паразитос» - нахлебник)
Питаются органическими
веществами живых организмов

Делением одной клетки на две
При благоприятных условиях – через каждые 20-30 минут
Размножение

Образование спор
«Спора» - от греч. «спора» - «семя»
Образуются при неблагоприятных условиях (недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры)
Легко разносятся ветром, водой и т.п.
В благоприятных условиях становится жизнедеятельной бактерией
Спора – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Участвуют в формировании структуры и плодородия почв,
в образовании полезных ископаемых и разрушении погибших растений и животных;
поддерживают запасы углекислого газа и кислорода в атмосфере;
Особенно они важны для травоядных, которые питаются не сколько растительной пищей, сколько продуктами её преобразования
Роль бактерий в природе

В кишечнике человека в норме обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до 1 кг при том что численность их клеток на порядок превосходит численность клеток человеческого организма.
Они играют важную роль в переваривании углеводов, синтезируют витамины, вытесняют патогенные бактерии.
Тысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерииТысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыраТысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыра, йогуртаТысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыра, йогурта, кефираТысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыра, йогурта, кефира, уксусаТысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыра, йогурта, кефира, уксуса, а также квашения.
Роль бактерий для человека

В настоящее время разработаны методики по использованию фитопатогенных бактерий в качестве безопасных гербицидовВ настоящее время разработаны методики по использованию фитопатогенных бактерий в качестве безопасных гербицидов, энтомопатогенных — вместо инсектицидов. Наиболее широкое применение получила Bacillus thuringiensis, выделяющая токсины, действующие на насекомых.
Помимо бактериальных инсектицидов, в сельском хозяйстве нашли применение бактериальные удобрения.
Бактерии, вызывающие болезни человека, используются как биологическое оружие.
Роль бактерий для человека

Благодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях по молекулярной биологииБлагодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях по молекулярной биологии, генетикеБлагодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях по молекулярной биологии, генетике, генной инженерииБлагодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях по молекулярной биологии, генетике, генной инженерии и биохимии. Самой хорошо изученной бактерией стала Escherichia coli. Информация о процессах метаболизма бактерий позволила производить бактериальный синтез витаминов, гормонов, ферментов, антибиотиков и др..
Перспективным направлением является обогащение руд с помощью сероокисляющих бактерий, очистка бактериями загрязнённых нефтепродуктами или ксенобиотиками почв и водоёмов.
Роль бактерий для человека

паразитирующие на других организмах
вызывают большое количество заболеваний человека, таких:
как чума сибирская язва
лепра (проказа)
дифтерия
сифилис
холера
туберкулёз и др.
Открытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976Открытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976 обнаружена болезнь легионеровОткрытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976 обнаружена болезнь легионеров, в 1980-еОткрытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976 обнаружена болезнь легионеров, в 1980-е—1990-е было показано, что Helicobacter pylori вызывает язвенную болезнь и даже рак желудка вызывает язвенную болезнь и даже рак желудка, а также хронический гастрит
Патогенные бактерии