§ 52. БАКТЕРІЇ. АРХЕЇ

Основні поняття й ключові терміни: БАКТЕРІЇ. АРХЕЇ.

Пригадайте! Що таке система органічного світу?

Поміркуйте!

Роль модельних об’єктів у біології важко переоцінити - на них тримається вся наука. Багато з цих біологічних об’єктів є загальновідомими - практично всі знають горох посівний, дрозофілу, жабу чи мишей. Однак є й такі, про які й зовсім не чули. Це кишкова паличка (Escherichia coli). До якої групи організмів вона належить?

ЗМІСТ

Які особливості, різноманітність та значення бактерій?

БАКТЕРІЇ (Bacteria) - група мікроскопічних, одноклітинних організмів, у яких немає ядра та мембранних органел. Уперше ці мікроскопічні організми побачив під мікроскопом А. ван Левенгук (1632-1723). З того часу й розпочався розвиток науки мікробіології.

Вихідними предками бактерій та усіх існуючих організмів були архебіонти - анаеробні гетеротрофні прокаріотичні організми, які виникли близько 3,5-3 млрд років тому.

Які ж найзагальніші особливості будови та життєдіяльності бактерій? Клітинна стінка містить полісахариди (муреїн), плазматична мембрана утворює внутрішньоклітинні впинання (фотомембрани, мезосоми), з органел у цитоплазмі є рибосоми, замість ядра - нуклеоїд, у багатьох - плазміди (маленькі кільцеві молекули ДНК). За формою клітин їх поділяють на групи: кулясті, паличкоподібні, звивисті (іл. 143). Для бактерій характерна надзвичайна різноманітність типів й способів живлення: фотоавтотрофне (ціанобактерії), хемоавтотрофне (залізо-, сіркобактерії), фотогетеротрофне (пурпурні несірчані бактерії), хемогетеротрофне (сапротрофні, симбіотрофні бактерії). Більшість прокаріотів є аеробами, але є й численна група анаеробів, які дістають енергію, необхідну для життя, завдяки процесам бродіння. Рухаються за допомогою слизу або джгутиків. Розмножуються нестатево - поділом клітини навпіл, іноді брунькуванням, дуже швидко (кожні 20-30 хв). У багатьох прокаріотів відбувається утворення спор для життя за несприятливих умов, деякі здатні до інцистування для захисту й поширення.

Іл. 143. Різноманітність бактерій за формою клітин: 1 - 5 - кулясті; 6, 7 - паличкоподібні; 8 - 10 - звивисті

На сучасному етапі відбувається переважно біохімічна еволюція бактерій: вони здатні опановувати нові адаптаційні зони, виробляючи нові ферменти для засвоєння нових поживних речовин.

Найбільш поширеною філогенетичною класифікацією є система, що ґрунтується на зіставленні послідовностей нуклеотидів у рРНК. У цій системі усі без’ядерні організми розділено на 26 філогенетичних гілок: 23 гілки представлено бактеріями, три - археями. Найвідомішими групами бактерій є: спірохети (наприклад, бліда спірохета - збудник сифілісу); актинобактерії (наприклад, стрептоміцети); мікоплазми (наприклад, мікоплазма пневмонії людини); протеобактерії (наприклад, кишкова паличка, сальмонела, холерний вібріон, чумна паличка, хелікобактер); ціанобактерії - група одноклітинних, колоніальних прокаріотів, які здатні до фотосинтезу з виділенням кисню та азотофіксації (наприклад, спіруліна, носток, анабена, мікроцистіс) (іл. 144).

Іл. 144. Різноманітність бактерій: 1 - бліда спірохета; 2 - колонія актиноміцетів; 3 - мікоплазма пневмонії; 4 - хелікобактер; 5 - спіруліна

РОЛЬ БАКТЕРІЙ У ПРИРОДІ ТА ЖИТТІ ЛЮДИНИ

У природі

• Мінералізація органічних решток (наприклад, сапротрофні бактерії - редуценти)

• Санітарна роль на Землі (наприклад, бактерії гниття)

• Роль у колообізі речовин (наприклад, залізобактерії, азотофіксуючі бактерії, нітрифікуючі бактерії, сіркобактерії та ін.)

• Ґрунтоутворення (наприклад, бактерії гниття)

• «Цвітіння» води (наприклад, ціанобактерії)

• Азотофіксація (наприклад, ціанобактерії та деякі азотофіксуючі бактерії)

• Утворення нафти та газу (наприклад, метанобактерії)

У житті людини

• Спричиняють хвороби (наприклад, туберкульоз, тиф, правець, холеру)

• Виробляють антибіотики (наприклад, бактерії роду стрептоміцети)

• Біометод боротьби з комахами-шкідниками

• Підвищення врожайності рослин (наприклад, використання бактеріальних добрив - азотобактерину, фосфобактерину тощо)

• У процесах бродіння (наприклад, для отримання молочних продуктів)

• Як лабораторні об'єкти (наприклад, кишкова паличка)

• Знешкодження забруднювачів (наприклад, актиноміцети)

Отже, життя на Землі неможливе без бактерій, оскільки з ними пов'язані хімічні перетворення, що не можуть здійснити ні археї, ні еукаріоти.

Яке наукове й практичне значення архей?

АРХЕЇ (від грец. археос - старий) - мікроскопічні одноклітинні без’ядерні організми, що відрізняються від бактерій та еукаріотів. Це найменш вивчена і, можливо, найдавніша група клітинних організмів (іл. 145). Ці організми відкрито у 1977 р. К. Воузом і Дж. Фоксом. На сьогодні описано близько 50 видів археїв із доволі незвичною формою клітин у вигляді квадрата, куба, паралелепіпеда. Але за формою клітин відрізнити їх від бактерій дуже складно. Основні особливості археїв пов’язані з хімічним складом і процесами життєдіяльності. Це відсутність у клітинній стінці пептидогліканів, наявність у геномі інтронів та унікальних нуклеотидних послідовностей у генах рРНК і тРНК. Окрім того, основою клітинної мембрани архей є мономолекулярний шар ліпідів, лише серед архей є види, здатні до утворення метану під час життєдіяльності, завдяки особливим білкам ДНК є стійкою до денатурації, у них не утворюються спори та ін. Археї розмножуються нестатево: поділом навпіл, фрагментацією та брунькуванням.

Іл. 145. Представники архей: 1 - нітрозопумілус, який має паличкоподібну форму; 2 - метанобревібактер Сміта - найпоширеніша метаногенна архебактерія кишечнику людини; 3 - сульфолобус, якого атакують бактеріофаги; 4 - галоквадратум, який може жити в дуже солоній воді

Багато архей поширені там, де життя інших організмів неможливе. Деякі живуть за дуже високих температур, часто вище від 100 °С, як ті, що їх знайшли в гейзерах і чорних курцях. Інших знайдено в дуже холодних середовищах або в надзвичайно солоній, кислій або лужній воді. Основна роль архей у природі пов’язана з їхньою участю в колообігу Нітрогену й Карбону. Багато симбіотичних видів архей знайдено в травних трактах жуйних тварин, термітів, людей, де вони розщепляють целюлозу. Археї не патогенні, і невідомо, щоб які-небудь з них спричиняли. Метаногенні археї використовують у виробництві біогазу, для очищення стічних вод. Ферменти архей зберігають свою активність і в умовах високої температури, що застосовують у біотехнології.

Отже, відкриття архей є важливою подією в біології, оскільки дають змогу зрозуміти еволюцію життя та існування біосфери на сучасному етапі її розвитку.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Робота з ілюстрацією

Визначте значення позначених елементів будови узагальненої клітини бактерій та заповніть таблицю в робочому зошиті.

Пошукове завдання

Зооглея (від грец. зоо - тварина і глейос - слиз) - слизисті утвори, що утворюються, здебільшого, завдяки співіснуванню бактерій з іншими організмами. До найбільш поширених культурних видів зооглеї належать молочний гриб та чайний гриб. Які ж організми беруть участь у формуванні цих видів зооглеї? Яке значення мають ці форми життя для людини?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Здоров'я

Знати відмінності вірусних і бактеріальних інфекцій необхідно у зв’язку з тим, що ці інфекції лікуються по-різному. Так, лікування бактеріальних інфекцій проводять за допомогою антибіотиків. Вірусні ж інфекції не підлягають лікуванню антибіотиками, оскільки вони не діють на них. Чим різняться симптоми бактеріальних та вірусних інфекцій? У чому полягає сутність таких заходів боротьби з бактеріальним інфекціями, як дезінфекція, пастеризація та стерилізація?

РЕЗУЛЬТАТ

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія 9 клас Соболь (нова програма)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)