Классификация живых организмов в соответствии с источником энергии и углерода.

		Источники углерода
		Автотрофные (используют СО2)	Гетеротрофные (используют органический углерод)
Источники энергии	Фототрофы (используют энергию света)	Фотоавтотрофы (зеленые растения, сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные серобактерии, автотрофные протисты)	Фотогетеротрофы (немногие организмы, например, пурпурные несерные бактерии)
	Хемотрофы (используют химическую энергию)	Хемоавтотрофы (нитрифицирующие бактерии, водородные бактерии , бесцветные серобактерии, железобактерии)	Хемогетеротрофные (все животные и грибы, большинство бактерий, гетеротрофные протисты)

Бактерии

Бактерии — это прокариотические организмы, имею­щие клеточное строение.

Они содер­жатся в воздухе , почве, воде, снегах полярных облас­тей и горячих источниках .

Форма бактерий : шаровидные бактерии- кокки, прямые палочковидные — бациллы, изогнутые — виб­рионы, спирально изогнутые — спи­риллы. Кокки, сцепленные попарно- диплококки, со­единенные в виде цепочки — стреп­тококки, в виде гроздей — стафи­лококки.

Некоторые бактерии имеют орга­ноиды движения — жгутики, которые состоят из белка флагеллина.

Строение бактерий.

Клетка бактерии

Оболочка Цитоплазма

плазматическая мембрана рибосомы

клеточная стенка мезосомы

слизистая капсула (у некоторых) генетический материал

Плазматическая мембрана имеет универсальное строение; клеточная стенка состоит из полисахарида муреина.

Грамположительные бактерии имеют однослойную клеточную стенку из муреина, в которую встроены белки и полисахариды (окрашиваются специальным красителем в красный цвет), толщина 80 нм, грамотрицательные имеют двуслойную клеточную стенку , содержат кроме муреина липиды и имеют толщину 10 нм. Липидный слой грамотрицательных бактерий препятствует действию пенициллина.

Слизистая капсула имеется у паразитических и колониальных форм и представлена полисахаридами и белками.

Многие бактерии имеют жгутики, которые обеспечивают их подвижность. Жгутики состоят из одинаковых субъединиц белка флагеллина, которые располагаются по спирали и образуют цилиндр.

Кроме того, на клеточной стенке некоторых бактерий имеются тонкие выросты- пили или фимбрии. Они служат для прикрепления бактерий друг к другу.

Подвижные бактерии способны к таксису- передвижение в ответ на действие раздражителя. Аэробные бактерии способны к положительному аэротаксису, фотобактерии- к положительному фототаксису.

В цитоплазме клеток бактерий находятся рибосомы, где происходит синтез белка.

Синтез АТФ происходит на мезосомах. Мезосомы- это впячивания наружной мембраны, содержащие комплекс ферментов, проводящих окислительное фосфорилирование.

У фотобактерий бактериальный фотосинтез проводят фотомембраны. Фотомембраны- это впячивания наружной мембраны, содержащие комплекс ферментов и пигментов фотосинтеза.

Геном бактерии представлен нуклеоидом и плазмидами.

Нуклеоид- это кольцевая молекула ДНК, содержащая информацию о строении клетки.

Плазмиды- малые кольцевые ДНК, содержащие гены устойчивости к антибиотикам, обеззараживающим веществам, гены ферментных систем, позволяющих усваивать углеводы и другие вещества.

У бактерий существует пере­дача генетического материала из од­ной клетки в другую.

Способы передачи генетической информации

Конъюгация- Трансдукция- Трансформация-

передача участка ДНК перенос ДНК при помощи передача ДНК без

через F- пили от одной посредника – вируса- контакта двух клеток

клетки к другой. бактериофага. При выделении его

во внешнюю среду

Размножение бактерий происхо­дит путем простого бинарного деле­ния, которое может осуществляться через каждые 20—30 мин; у некоторых видов встречается почкова­ние, Спорообразование – процесс образования спор, в которых протоп­ласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры обеспечивают бактериям возмож­ность переносить неблагоприятные условия, выдерживают высушивание. При наступлении благоприятных условий оболочка споры разрушается, бактерия высвобождается и переходит к нормальной жизнедеятельности.

Питание бактерий. По типу пи­тания бактерии делятся на две группы: автотрофные и гетерот­рофные.

Автотрофные бактерии синтезируют органические вещес­тва из неорганических.

Автотрофные бактерии

Фотоавтотрофы хемоавтотрофы

Используют свет как источник энергии

Имеют фотомембраны и встроенные в них

Фотосистемы. Основные пигменты- бактерио-

Хлорофиллы и каротиноиды. При бактериальном

Фотосинтезе не выделяется кислород.

(зеленые и пурпурные серобактерии) (нитри­фицирующие, железобактерии,

бесцветные се­робактерии,

водородные бактерии)

Гетеротрофные бактерии питаются готовыми ор­ганическими веществами.

Гетеротрофные бактерии

Сапротрофы симбионты паразиты

Сапротрофы- это организмы, извлекающие питательные вещества из мертвого разлагающегося органического материала. Сапротрофы выделяют ферменты в субстрат, расщепление происходит вне организма, полученные продукты сапротроф всасывает и усваивает . Сапротрофы представлены бактериями гниения и брожения.

Бактерии гниения разлагают органические вещества до минеральных и являются редуцентами. Бактерии брожения получают энергию путем гликолиза (молочнокислые бактерии, спиртовые, уксуснокислые и др).

Бактерии-симбионты. Примерами симбионтов являются бактерии, обитающие в кишечнике человека и животных, синтезирующие витамины группы В и К, расщепляющие целлюлозу. Клубеньковые бактерии на корнях бобовых способны фиксировать азот из воздуха и обогащать ими почву.

Бактерии паразиты вызывают заболевания растений, животных и человека.

Значение бактерий в биосфере и на­родном хозяйстве.

1.Бактерии проводят разложе­ние и минерализацию органических ве­ществ отмерших растений и животных. Образовавшиеся при этом простые неорга­нические соединения (аммиак, сероводо­род, диоксид углерода и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ.

2. Бак­терии вместе с протистами, грибами, водорослями и лишайниками разрушают горные породы, участвуя в на­чальных стадиях почвообразования.

3.Азотфиксирующие бакте­рии способны связывать свободный мо­лекулярный азот и превращать его в нитраты.

4.Бактерии –симбионты в организмах хозяина образуют полезные продукты. Клубеньковые бактерии бобовых растений являются азотфиксаторами; бактерии, обитающие в толстом кишечнике человека синтезируют витамин К и фермент целлюлазу.

5.Молочнокислые бактерии используются в приготовлении пищевых продуктов: сметаны, простоква­ши, кефира, масла, сыра, способ­ствуют консервированию продуктов.

6.Бак­терии используются для промыш­ленного получения молочной, масляной, уксусной и пропионовой кислот, ацетона, бутилового спирта и других продуктов.

7.В процессе их жизнедеятельности образуют­ся биологически активные вещества — ан­тибиотики, витамины, аминокислоты.

8. некоторые бактерии являются болезнетворными, они выделяют вещества, угнетающие защитные силы организма и усиливающие патоген­ное действие возбудителей болезни. Мно­гие микробы (дифтерийная и столбнячная палочки, стафилококки, холерный вибри­он и др.) выделяют токсины — ядовитые продукты жизнедеятельности. Такие болезнетворные бактерии, как возбудители чумы, туляремии, сибирской язвы, пнев­мококки, способны инкапсулироваться в организме животных и человека, что обес­печивает им устойчивость к фагоцитозу и антителам.

Известен ряд других болезней человека бактериального происхождения, которые передаются воздушно-капель­ным путем (бактериальная пневмония, ту­беркулез, коклюш), через пищу и воду (брюшной тиф, паратиф, дизентерия, бру­целлез, холера) либо при половых контак­тах (гонорея, сифилис и др.).

Болезнетворные бактерии поражают и растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожо­ги, мокрые гнили, опухоли и др.). Бактериозы довольно часто встречаются у кар­тофеля, томатов, капусты, огурцов, свек­лы, бобовых культур, плодовых деревьев.

8.Сапротрофные бактерии вызывают порчу продуктов пи­тания.

Методы борьбы с гнилостными и бо­лезнетворными бактериями:

1. Вы­сушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна; их охлаждение и замораживание в холодильниках и ледниках; маринование продуктов с использованием уксусной кислоты; изготовление варенья (высокая концентрация сахара вызывает плазмолиз в клетках бактерий и нарушает их жизне­деятельность); засолка. При засолке огур­цов, помидоров, грибов, квашении капус­ты за счет деятельности молочнокислых бактерий создается кислая среда, угнета­ющая развитие гнилостных бактерий.

2.Для уничтожения вегетативных форм бактерий и сохранения молока, вина, фруктовых соков и других продуктов при­меняется метод пастеризации — нагрева­ние до 65°С в течение 10—20 мин.

3.Для освобождения среды от спорообразующих бактерий наибольший эффект дает метод стерилизации — кипячение при темпера­туре 120—130°С и повышенном давлении в автоклавах. Высокая температура вызы­вает необходимую денатурацию белков и гибель всех бактериальных клеток.

4.Поми­мо этого в медицине, пищевой промыш­ленности, сельском хозяйстве для дезин­фекции, т.е. для уничтожения патоген­ных микроорганизмов, используются йод, пероксид водорода, борная кислота, хлор, марганцовокислый калий, карболовая кислота, спирт, формалин и целый ряд других неорганических и органических веществ.