Бактерии в современном мире

Министерство образования Саратовской области

Муниципальное автономное общеобразовательное

учреждение Лицей №37

Фрунзенского района  г.Саратова

«Бактерии в современном мире»

Творческая работа

учащейся 3 «В» класса
МАОУ «Лицей № 37»
Фрунзенского района г.Саратова

Волосовой Анжелики

________________________

Руководитель

учитель начальных классов

МАОУ «Лицей № 37»

Кузнецова Наталия Юрьевна

________________________

                                               Саратов, 2012 г.

Содержание.

Введение. Что такое бактерии? ……………………………………….………3

Ископаемые свидетельства бактерий……….………………………………...4

Экология …………………………………………………………….……….....5

Строение, питание и размножение бактерий ………………..…………...….6

Бактерии в будущем…………………………………………...…………...…10

Мой опыт …………….……………………………………………...……..….12

Заключение………………………………………….……………………...….14

Список литературы……………………………………………...……….……14

ВВЕДЕНИЕ.

ЧТО ТАКОЕ БАКТЕРИИ?

БАКТЕРИИ - это группа одноклеточных микроорганизмов,  у них отсутствует клеточное ядро окруженное оболочкой. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами («доядерными») в отличие от всех остальных – эукариот («истинно ядерных»), у которых есть ядро.

Бактерии, раньше считались микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство  – одно из пяти в системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и вирусами. Позднее была выделена еще группа протистов.

Ископаемые свидетельства.

Бактерии – древняя группа организмов. Результат жизнедеятельности бактерий (сине-зеленых водорослей) – это строматолиты. Они представляют собой слоистые каменные структуры, которые образовались в период археозоя, около 3,5 млрд. лет назад. Такие структуры (пропитанные солями бактериальные пленки) образуются и сейчас, главным образом у побережья Австралии, Багамских островов, в Калифорнийском и Персидском заливах, однако они 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 растительноядные организмы отсутствуют из-за высокой солености воды. В древние времена, когда не было растительноядных организмов, строматолиты достигали больших размеров, сравнить их можно было бы с сегодняшними коралловыми рифами.

В некоторых древних горных породах обнаружены крохотные обугленные сферы, которые также считаются остатками бактерий. Первые ядерные клетки, т.е. эукариоты, произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.

Итальянские ученые обнаружили микромир возрастом 220 миллионов лет, заключенный в кусках янтаря. Отвердевшая смола растений сохранила бактерии, грибки, водоросли и простейшие организмы. Найденные микроорганизмы жили в то время, когда на свет стали появляться динозавры. Самым удивительным является то, что ровесники динозавров: бактерии и грибки почти не отличаются от современных. Александр Шмидт и его коллеги из университета Хамболдт в Берлине говорят о том, что микробы почти не изменились или изменились, но незначительно, со времен Триасового периода, наступившего 245 млн. - 208 млн. лет назад. Ранее ученые сталкивались с древними организмами, заточенными в янтаре, однако образцы старше 135 млн. лет встречались крайне редко, сообщает National Geographic.

Столь примечательный кусок янтаря был найден вблизи Кортина д'Ампецо, деревни в горах Доломит, Италия. Во время Триасового периода эта местность была покрыта влажными лесами и располагалась на побережье древнего моря.

а) кусок янтаря

b) бактерия, найденная в янтаре

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 900 С. Некоторые бактерии переносят очень высокую соленость среды; в частности, это единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море. В атмосфере они присутствуют в каплях воды. Можно их найти и в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных. Они заселяют кожу и слизистые оболочки человека и животных.

Густо заселен бактериями (обычно безвредными) пищеварительный тракт животных. Эксперименты показали, что для жизни большинства видов они не обязательны, хотя и могут образовывать 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 бактерий. Бактериальная «флора» кишечника важна, так как при попадании туда вредных микроорганизмов вредных микроорганизмов они подавляются бактериями.

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. На поверхности точки, поставленной карандашом, уместится четверть миллиона средних бактерий. Разглядеть их можно только с помощью светового микроскопа.  Поэтому их называют микроорганизмами. Наука которая изучает микроорганизмы называется микробиологией. Часть микробиологии, которая изучает бактерии называется бактериологией. Начало этой науке положил Антонии ванн Левенгук в 17 веке.

В бактериальной клетке отсутствует ядро, хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Снаружи клеточная мембрана покрыта клеточной стенкой.

Большинство бактерий передвигаются пассивно, с помощью водных или воздушных течений. Только некоторые из них имеют органы движения – жгутики. Жгутики прокариот очень просты по устройству и состоят из белка и имеют форму цилиндра. Они ввинчиваются в среду, продвигая клетку вперёд. Это единственная известная в природе структура, использующая принцип колеса.

Бактерии делятся:

По своей форме бактерии делятся на несколько групп:

- кокки (имеют округлую форму);

- бациллы (имеют палочковидную форму);

- спириллы (имеют форму спирали);

- вибрионы (имеют форму запятой).

Изображения даны с увеличением  х 5000.

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

 Автотрофы не нуждаются в веществах, произведённых другими организмами, к ним относятся: пурпурные бактерии и сине-зелёные водоросли и железобактерии, серобактерии, азотные бактерии. Сине-зелёные водоросли расщепляют воду на водород  и кислород. По-видимому, именно эти организмы в свое время наполнили атмосферу Земли кислородом.

Сине-зеленые водоросли. Хвалынск.

Аквариум, зараженный сине-зелеными водорослями.

Гетеротрофы потребляют органическими остатками,- паразиты, питающиеся за счёт живых растительных и животных организмов (в основном болезнетворные бактерии). К ним относятся паразиты (возбудители менингита и пр.) и сапрофиты (например, бактерии гниения или брожения).

Бактерии брожения в плохо законсервированных банках огурцов

Клещи-сапрофитов пыли.

По способу дыхания бактерии делятся на аэробов (большинство бактерий) и анаэробов (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены). Аэробам для дыхания нужен кислород, для анаэробов кислород бесполезен или даже ядовит.

Бактерии размножаются путем деления – клеточное содержимое делится на две части - примерно каждые 20 минут (в благоприятных условиях). При такой скорости размножения в течение 6 часов из одной клетки может образоваться 250 тыс. бактерий. Размножению препятствуют солнечные лучи и продукты их собственной жизнедеятельности.

При неблагоприятных условиях бактерия покрывается плотной оболочкой, цитоплазма обезвоживается, жизнедеятельность почти прекращается. В таком состоянии споры бактерии могут часами находиться в глубоком вакууме, переносить температуру от –240 °С до +100 °С. Так, споры возбудителя сибирской язвы жизнеспособны в течение 30—50 лет. Бактерии и их споры могут переноситься ветром, водой и другими способами.

Бактерии широко применяются в пищевой промышленности для производства сыров и кисломолочной продукции, квашения капусты (при этом образуются органические кислоты). Бактерии используются для выщелачивания руд (прежде всего, медных и урановых), при обработке шёлка и кож, для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Ставится вопрос о применении некоторых сапрофитов для очистки сточных вод, разрушения различных отходов. Широкое применение находят сапрофиты в биотехнологии для получения различных биологически активных соединений (интерферонов,  инсулина и др.). Некоторые бактерии поселяются в пищеварительном тракте травоядных млекопитающих, обеспечивая переваривание клетчатки. Бактерии участвуют в круговороте веществ в природе, в формировании плодородного слоя почвы (некоторые почвенные бактерии), поддерживают баланс углекислого газа в атмосфере. Клубеньковые бактерии, обогащая почву азотом, способствуют росту урожайности сельскохозяйственных культур.

Бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека (туберкулёз, сибирскую язву, ангину, пищевые отравления и др.), животных и растений (например, бактериальный ожог яблонь). Благоприятные внешние условия увеличивают скорость размножения бактерий и могут вызвать эпидемии. Болезнетворные бактерии проникают в организм воздушно-капельным путем, через раны и слизистую оболочку, пищеварительный тракт. Симптомы болезней, вызываемых бактериями, объясняются действием ядов, которые вырабатываются этими микроорганизмами или образуются при их разрушении. Против бактерий существуют природные и синтетические лекарственные средства (например, пенициллин, разрушающий клеточную оболочку бактерии, или стрептомицин, блокирует действия бактерий).

Бактерии помогут создать наноракеты.

Недавно ученые-биологи открыли способ активации микро- и наномеханизмов — с использованием природного реактивного движения. Реактивные двигатели, успешно используемые некоторыми видами бактерий, могут послужить настоящими прототипами “наноракет”. К примеру, мощные выбросы струй слизи некоторыми бактериями могут быть смоделированы выбросами микрожидкостных систем, создаваемых с участием современных технологий. Примером таких бактерий могут стать миксобактерии (Myxobacteria, от греч. myха (слизь), род слизистых бактерий, которые кроме аквариумов, (где с ними, увы, успели познакомиться любители домашних рыбок), обитают также в навозе, на гниющей древесине, в опавших листьях и в почве, активно участвуя в процессах разложения органики. 

Миксобактерии под микроскопом.        

Слизь, образованная миксобактериями.

Это организмы микрометрических масштабов, имеющие нитевидную форму. Они передвигаются именно с помощью выброса слизи через специальные сопла в мембране и являют собой настоящие микроракеты. Ключевой компонент слизи – молекулярная цепь полисахаридов. Если цепь образуется медленно, она так же медленно выделяется из сопла, и движения не возникает. А вот при более быстром образовании полисахарида, превышающем по скорости отток слизи, происходит сжатие этого «рабочего» тела и слизь "выстреливается" из клетки. 

Выбрасывая сильной струей слизь из одного или другого набора "форсунок", бактерия может сдвигаться вперед или назад, что и позволяет ей передвигаться со скоростью до 10 мкм/с. Ранее биологи считали, что эта слизь используется в основном в качестве смазки, и не могли в точности объяснить, за счет чего эти создания все-таки умудряются двигаться. Объединив свои усилия с учеными-физиками, биологи установили, что толчки, за счет которых эти бактерии продвигаются вперед, рождаются за счет выбросов под давлением слизи из своеобразных ‘сопел-форсунок”, расположенных на поверхности  бактерий.

Таких форсунок примерно по 250 штук на каждой бактерии, они способны синтезировать слизь в больших количествах. 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. МОЙ ОПЫТ

Когда мы летом ездим на дачу, я вижу на лугах пасутся коровы, козы. Они кушают сочную траву, а вечером их доят, и собирают молоко. Мне всегда было интересно как из одного продукта можно получить несколько. Так из молока вырабатывают кефир, простоквашу, сметану масло и творог.

         Оказывается из молока получают простоквашу с помощью молочнокислых бактерий (стрептококков). Мы проделали опыт дома по получению простокваши из молока.

1. Молоко вскипятить и охладить до 30-35о

2. Затем нужно добавить к нему ложку  сметаны, которая содержит молочнокислые стрептококки.

3. Все хорошо размешать, накрыть и поставить на 18-20 часов в теплое место.

В результате должна образоваться однородная масса с частицами.

Молоко для опыта мы купили в магазине, оно там смешанное: цельное и восстановленное. Однородной массы не получилось. Если поставить такой опыт с деревенского молока, получится более однородная масса. Мы летом делали деревенскую простоквашу. Мне очень понравилось. Если хотят долго сохранить молоко, то его хранят в холоде или пастеризуют (т.е. доводят до температуры 900)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        Под действием молочнокислых бактерий молоко скислось и получилась простокваша. Из всего вышесказанного, я сделала вывод, что бактерии могут приносить не только пользу, но и вред. Они размножаются в пищевых продуктах, вызывая тем самым их порчу. В иных случаях они помогают при лечении болезней.

Список литературы

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/

http://ru.wikipedia.org/

http://zhelezyaka.com/

http://900igr.net/fotografii/