Болезнетворные бактерии как регулятор численности человеческих популяций
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
ю для всех остальных живых существ, бактерии не могут долго размножаться с такой скоростью, так как их ограничивает недостаток пищи или накопление продуктов распада.
Некоторые цитологические наблюдения и данные генетических исследований свидетельствуют о том, что изредка у бактерий может происходить процесс, напоминающий половое размножение. При этом две разные клетки сливаются и обмениваются генетическим материалом. Генетическая рекомбинация была обнаружена у всех достаточно хорошо изученных бактерий; вероятно, она происходит также и у других видов. У одного из наиболее тщательно изученных видов - кишечной палочки (Escherichia coli) - установлено наличие пола: некоторые клетки ведут себя как мужские и переносят генетическую информацию при прямом контакте с женскими клетками. Эта способность переносить гены регулируется фактором плодовитости (F+); последний может быть перенесен в женскую клетку, которая при этом превращается в мужскую.
Обычные вегетативные бактериальные клетки гаплоидны. При половом размножении хромосома из мужской клетки частично или целиком переходит в женскую, в результате чего образуется частично или полностью диплоидная клетка. Последующее расхождение хромосом приводит к образованию гаплоидных клеток дочернего поколения.
Питание бактерий и их борьба с неблагоприятными условиями
При неблагоприятных условиях, например при высыхании субстрата, многие бактерии переходят в состояние покоя. Клетка теряет воду, несколько сморщивается и остается в состоянии покоя до тех пор, пока снова не появится вода. Некоторые виды переживают периоды засухи, жары или холода в форме спор. Образование спор у бактерий - это не способ размножения, так как каждая клетка дает всего одну спору и общее число особей при этом не возрастает. При образовании споры клетка ссыхается, округляется в пределах имеющейся клеточной стенки и выделяет новую толстую стенку внутри старой. Как только условия вновь становятся подходящими для роста, спора поглощает воду, разрушает внутреннюю оболочку и превращается в типичную бактериальную клетку. Палочки сибирской язвы сохраняют жизнеспособность, оставаясь в виде спор в течение 30 лет.
Лишь немногие бактерии автотрофны и могут синтезировать необходимые для них органические соединения в результате реакций фотосинтеза или хемосинтеза, остальные питаются, как сапрофита или паразиты. Большая часть бактерий, подобно животным, аэробы и использует в процессе дыхания атмосферный кислород. Другие бактерии могут расти и размножаться в отсутствие свободного кислорода, получая энергию в процессе анаэробного расщепления углеводов или аминокислот и накапливая различные частично окисленные промежуточные продукты - спирт, глицерин или молочную кислоту. Некоторые из таких бактерий, называемые облигатными анаэробами, растут только в отсутствие кислорода, при наличии молекулярного кислорода они быстро погибают. Другие, называемые факультативными анаэробами, развиваются одинаково хорошо как в присутствии, так и в отсутствие кислорода.
Различные виды бактерий могут использовать в качестве источника энергии почти любые органические соединения - не только питательные вещества, как сахара, аминокислоты и жиры, но и продукты выделения, например мочевину и мочевую кислоту, содержащиеся в моче, и вещества, входящие в состав экскрементов. Один из видов бактерий может использовать в качестве питательного субстрата даже пенициллин, убивающий многие бактерии.
Ферментативное анаэробное расщепление углеводов называется брожением, а ферментативное анаэробное расщепление белков и аминокислот - гниением. Отвратительный запах разлагающихся пищевых продуктов и растительных или животных организмов обусловлен азот- и серосодержащими веществами, образующимися при гниении. Соединения, представляющие собой продукты жизнедеятельности бактерий одного типа, могут служить источником энергии для бактерий другого типа. Без бактерий все имеющиеся НА Земле атомы углерода и азота оказались бы связанными в телах погибших растений и животных, и жизнь прекратилась бы из-за недостатка сырья для синтеза новых клеточных компонентов.
Чистая культура
Чистую культуру одного вида бактерий можно получить методом серийного разведения. Кусочек почвы, экскрементов, крови или мокроты смешивают с большим количеством питательной среды, а затем небольшую часть этой смеси переносят в другую пробирку, содержащую такое же количество питательной среды. После многократного повторения этой процедуры, в конце концов, можно получить пробирку с одной бактерией. Описанные разведения надо производить быстро, чтобы предотвратить рост бактерий в период между переносами. В результате инкубации последних пробирок в каждой из них развиваются бактерии, являющиеся потомством одной-единственной клетки, - это и есть чистая культура.
Другой метод приготовления чистых культур основан на том, что в твердой среде бактерии не могут распространяться на большие расстояния. Приготавливают питательную среду, содержащую агар - добываемое из водорослей вещество, несколько напоминающее желатину. Среду стерилизуют в автоклаве и охлаждают до тех пор, пока она не начнет затвердевать. Исследуемую каплю экскрементов, мокроты или крови смешивают с агаризованной средой и наливают смесь тонким слоем в плоскую стеклянную чашку с крышкой. При охлаждении среда затвердеет,