Сущность жизни

Вид материала

Документы

Содержание Значение бактерий в природе и жизни человека

Подобный материал:

• В. П. Крючков Рассказы и пьесы, 957.62kb.
• Тематическое планирование курса «Обществознание», 10-11 классы, 470.24kb.
• Мировоззрение, его сущность, роль в жизни людей, 1231.6kb.
• Экзаменационные вопросы по философии, 16.84kb.
• Г. А. Василевич, доктор юридических наук, профессор сущность конституции, 68.32kb.
• Мы представляем фрагменты книги ш. А. Амонашвили «школа жизни» (М.: Издательский дом, 882.19kb.
• Прогнозирование и планирование: основные понятия, сущность и сфера применения. Изучив, 994.42kb.
• Программа для поступающих на направление подготовки магистратратуры 080200 «менеджмент», 256.74kb.
• Размножение и индивидуальное развитие организмов, 44.8kb.
• Закономерности возникновения жизни в космосе., 3156.97kb.

Значение бактерий в природе и жизни человека

• Осуществление круговорота биогенных элементов ( азота , серы , фосфора , кислорода и др. ) – замыкают биогеохимические циклы элементов
  

• Формирование земной коры и образование осадочных горных пород
  

• Почвообразование
  

• Образование и распад гумуса ( повышение плодородия почвы )
  

Гумус или перегной – верхний плодородный слой почвы образующийся из разложившегося органического вещества (растительные и животные остатки ) , содержащий питательные вещества и обладающий особыми физико-химическими свойствами ( например , способность удерживать воду )

• Плодородие почвы – способность почвы обеспечивать вегетацию растений – результат жизнедеятельности бактерий
  

• Минерализация органических остатков – гниение остатков растений и трупов животных ( редуценты – деструкторы в экосистемах ) ; конечными продуктами этих процессов являются СО₂ , Н₂S , Н₂О NH₃ , СО , СН₄ , N₂O N₂ др. – физиологически активные летучие соединения , образующиеся в почве ; основной источник пополнения запасов СО₂ в атмосфере – бактериальный распад растительных тканей
  

• Выступают в роли продуцентов в цепях питания биоценозов ( фиксация СО₂ )
  

• Образование каменного угля , нефти , торфа , природного газа , серы , металлов , железа ( Курская магнитная аномалия ) и других органогенных полезных ископаемых
  

• Формирование первичной восстановительной атмосферы Земли ( более 3,5 млрд. лет назад ) – бактериальная атмосфера
  

• Формирование и поддержание газового состава современной вторичной окислительной атмосферы Земли
  

• Формирование климата Земли ( зависит от содержания в атмосфере парниковых компонениов : СО₂ , СН₄ , NO , NO₂ , О₃ в приземных слоях , которые продуцируются почвенными микроорганизмами )
  

• Формирование биоценозов и сообществ
  

• Образование царства эукариотов
  

• Пища для эукариотов
  

• Азотофиксация ( обогащение почвы усвояемыми растениями соединениями азота ) , нитрификация , аммонификация и денитрификация
  

• Азотофиксация – превращение молекулярного атмосферного азота в органические соединения (белки) азотофиксирующих микроорганизмов
  
• азотофиксирующие бактерии ( имеют фермент нитрогеназу , катализирующий процесс фиксации N₂) :
  

• свободноживущие почвенные – азотобактер , клостридиум
  
• симбионты растений – клубеньковые бактерии - ризобиум( их колонии живут внутри растительных клеток ) - самый богатый естественный источник связанного азота )
  
• аммонофикаторы – многие споровые бактерии
  
• нитрификаторы – нитробактер
  

• для восстановления 1 моля N₂ бактериям требуется 15–20 молей АТФ ( источниками энергии в почве являются корневые экскудаты , слизи , продукты корневого опада )
  
• азот , накопленный путём азотофиксации , находится в форме белка азотофиксирующих бактерий ; он накапливается постепенно , в течение всего вегетационного периода и используется растениями после отмирания микробных клеток и их распада ( после гибели организмов его белки разлагаются до аминокислот , а затем до аммиака , затем хемосинтезирующие бактерии окисляют аммиак до нитратов , усваивающихся растениями )
  
• фиксация азота микроорганизмами – планетарный процесс , сопряжённый с фотосинтезом растений и равный ему по масштабу и значению ( общая продукция микробной азотофиксации составляет до 330 млн. тонн в год ; из них 200 млн т г даёт суша и 130 млн т г - океан
  

• Нитрификация – превращение связанного в органических соединениях азота в нитраты и нитриты
  
• Аммонификация – превращение белков и аминокислот остатков животного и растительного происхождения в процессе их разложения в аммоний ( NH₃ )
  

• Денитрификация – образование молекулярного азота из нитрата в отсутствии кислорода
  

• Переваривание клетчатки в кишечнике человека , млекопитающих и других фитофагов и полифагов
  

• Синтез кишечной микрофлорой человека витаминов группы В ( В₁ , В₆ , В₁₂ ) , витамина К , биотина , пантотеновой и никотиновой кислоты , продуценты провитаминов – каротинов и каротиноидов , незаменимых аминокислот – лизин , метионин ( кишечник человека заселён 500 видами бактерий )
  

• Предохранение организма человека от заражения его патогенными микроорганизмами
  

• Стимуляция иммунной системы человека
  

• Снабжение растений биологически активными веществами и соединениями азота ( симбиотические бактерии растений )
  

• Получение полезных органических продуктов питания человека в результате брожения : кефир и другие кисломолочные продукты , сыр , масло , йогурт , сметана , кумыс , пива , спирта , квашение капусты
  

• Силосование кормов с/х животных
  

• Биоэнергетика - получения биогаза ( топлива ) из отходов пищевой промышленности : пропан , бутан , бутанол и др.
  

• Биоконверсия – химическая трансформация малоценных веществ в сходные по структуре ценные органические соединения
  

• Получение органических кислот : уксусной , муравьиной , пропионовой , янтарной , масляной и др.
  

• Биоиндикация и биоконтроль чистоты воды , руд металлов и проч.
  

• Получение антибиотиков ( стрептомицин , нистатин , эритромицин и др.; например , сенная палочка продуцирует более 70 антибиотиков ) , сывороток и вакцин
  

• Получение продуктов биотехнологии ( микробиологический синтез ) : ферменты , гормоны , аминокислоты , органические кислоты , кормовой белок , витамины , стимуляторы роста растений ( ауксины ) и животных , бактериальные удобрения , средства защиты растений , консерванты , заменители сахара , жидкие кристаллы , ПАВ органические растворители и т.д.
  

• Очистка сточных вод , утилизация нефтепродуктов
  

• Объект генной инженерии ( см . тему « Биотехнология » )
  

• Возбудители опасных инфекционных заболеваний человека , животных и растений : дизентерия , ангина , дифтерия , туберкулёз , чума , холера , сифилис , тиф , столбняк , сибирская язва , пневмония , проказа , ботулизм гангрена , бруцеллёз и др.
  

• Биологическое разрушение ( коррозия ) промышленных материалов–металлов , дерева , бумаги и др.
  

• Порча продуктов питания ( бактерии гниения )
  

Меры борьбы с бактериями

• Высушивание
  
• Пастеризация – уничтожение микроорганизмов в жидких пищевых продуктах ( молоке , вине , пиве и др. ) путём длительного (15 –30 мин. ) однократного нагревания до температуры 60-70^о С без доступа воздуха
  
• Консервирование – повышение концентрации соли или сахара
  
• Стерилизация – полное уничтожение микроорганизмов в пищевых продуктах , предметах и средах с помощью высоких температур , фильтрации или обработки ядовитыми газами ( окисью этилена ) химическими веществами или ионизирующим излучением
  
• Ультрафиолетовое облучение
  
• Охлаждение или замораживание
  
• Маринование в уксусной кислоте
  
• Воздействие антибиотиками и дезинфекция с помощью бактерицидов ( J₂ , Н₂О₂ , КМnО₄ , борная кислота , спирт и др. )
  

Сине-зелёные « водоросли » ( цианобактерии , цианеи )

• Относятся к подцарству оксифотобактерии ( объединяет два отдела : цианобактерии и хлороксибактерии )
  
• Существует около 2 тыс. видов цианобактерий ( водные или реже почвенные автотрофные организмы ) ; основная масса видов населяет пресноводные бассейны , немногие виды живут в морях и на суше ( входят в состав планктона и бентоса , встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках ; на суше цианобактерии живут в почве , образуя налёты на камнях и коре деревьев ))
  
• Возникли свыше 3 млрд. лет назад ( предполагается , что изменения в составе атмосферы архея связаны с фотосинтетической активностью цианобактерий )
  
• Имеют одиночные клетки , могут объединяться в колонии или образовывать многоклеточные нити
  

( у некоторых форм нити ветвятся и образуют многорядные слоевища )

• Клетки имеют толстые многослойные клеточные облочки ( состоят из полисахаридов , пектиновых веществ , муреина и целлюлозы ) ; часто одеты слизистым чехлом
  
• Никогда не имеют жгутиков
  
• Сходны по строению с бактериями ( некоторые формы имеют вакуоли , часто встречаются особые газовые вакуоли , наполненные азотом – приспособление для парения в толще воды )
  
• Нитчатые формы цианобактерий помимо обычных клеток имеют более крупные клетки с утолщёнными стенками – гетероцисты , способные фиксировать азот и снабжать азотистыми веществами прочие клетки нити
  

• Состав пигментов цианей резко отличается от состава пигментов других автотрофов ( у них найден хлорофилл а , несколько каротинов и ксантофилов , фикобилины – особая группа пигментов , известная только у багрянок ) ; клетки имеют очень разнообразную окраску – от сине-зелёной до фиолетовой , красноватой или почти чёрной )
  
• Способны к аэробному фотосинтезу с выделением кислорода ( фотосинтез осуществляется на свободнолежащих в цитоплазме мембранах , содержащих хлорофилл и дополнительные пигменты )
  
• Продукты фотосинтеза накапливаются в небольших количествах в виде гликопротеида , похожему по химическому составу на гликоген
  
• Способны к фиксации атмосферного азота ( специальные клетки - гетероцисты )
  
• Являются автотрофами по способу питания , однако способны и к смешанному миксотрофному типу питания
  
• Размножаются цианобактерии путём простого деления ( амитоз ) ; колониальные и нитчатые – распадом колоний или нитей ; полового процесса нет
  

• При неблагоприятных условиях могут образовывать споры
  

Значение цианобактерий

• Первыми осваивают безжизненные места обитания – вулканические острова , лавовые потоки ( первичное почвообразование )
  
• Способны очищать воду , минерализуя продукты гниения ( некоторые виды живут в местах загрязнения органическими веществами , питаясь миксотрофно )
  
• Азотофиксация
  

• Встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках
  
• Входят в состав планктона и бентоса ( начальное звено в цепях питания ; первичные продуценты в биогеоценозах )
  
• « Цветение » воды в водоёмах , что отрицательно сказывается на жизни их обитателей
  

• Искусственно разводятся человеком цинобактерии рода анабена на рисовых полях в тропиках с целью обогащения почвы соединениями азота
  

• Биоиндикация чистоты водоёмов