Методическая разработка по подготовке к ОГЭ по биологии "Бактерии"
учебно-методический материал по биологии (9 класс)

Бактерии — относительно просто устроенные микроскопические организмы.

Бактерии — это группа живых организмов, которые  первыми появились на Земле. Учёные считают, что это произошло более 3,5 млрд лет назад и ещё почти миллиард лет после этого на нашей планете обитали только они.

Распространение бактерий

Бактерии живут везде. Их можно обнаружить в капле водопроводной воды, в почве, в любом водоёме, на камнях, в воздухе, в песке пустынь и в вечной мерзлоте.

Они встречаются во льдах Антарктиды, где температура опускается до –83 °С и в гейзерах, где вода нагрета +85–90 °С.

В 1 г почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий. Живут бактерии на поверхности и внутри тел растений, грибов и животных. 

Условия жизни бактерий

Бактерии могут существовать в разных условиях. Для некоторых видов необходим кислород. Известны и такие виды бактерий, которые способны обходиться без кислорода.

Бактерии выживают в мороз и в жару. А споры бактерий не погибают при длительном кипячении и остаются жизнеспособными на протяжении долгого времени даже в замороженном состоянии.

Форма бактерий

В зависимости от формы клетки бактерии различают:

• шарообразные одиночные — кокки,
• сложенные в цепочку кокки — стрептококки,
• группы (грозди) кокков — стафилококки,
• две шарообразные бактерии, соединённые вместе, — диплококки,
• палочковидные — бациллы,
• спиралевидные — спириллы,
• изогнутые — вибрионы и др.

Рис. 1. Форма бактерий

Клетки некоторых бактерий могут соединяться в длинные  цепочки, группы или образовывать плёнки.

Бактерии бывают подвижные и неподвижные. У многих подвижных бактерий есть  жгутики.

Клетки бактерий обычно бесцветные, но существуют виды с пурпурной или зелёной окраской.

Чаще всего бактерии имеют вид палочек, толщина которых составляет 0,5–1 мкм, а длина — 2–3 мкм. У самых больших бактерий длина достигает 30–100 мкм.

Рис. 1. Сенная палочка

(одна из самых крупных бактерий)

Снаружи клетки бактерий покрыты клеточной стенкой, образованной в основном из муреина. Клеточная стенка придаёт клетке бактерии форму, защищает её от внешних воздействий. Через клеточную стенку в бактериальную клетку попадают питательные вещества, а из клетки удаляются продукты обмена.

Рис. 2. Строение бактерии

У многих бактерий над клеточной стенкой есть ещё слизистая капсула, которая служит защитой от потери воды.

Бактерии бывают неподвижные и подвижные. У подвижных бактерий имеется один или несколько жгутиков. Жгутик — это тонкая нить, нижняя часть которой закреплена в цитоплазматической мембране. Выступающая из клетки часть длинная, она быстро вращается и приводит клетку бактерии в движение. У других бактерий на поверхности клетки имеются ворсинки.

Под оболочкой в бактериальной клетке находится цитоплазма, в которой содержатся  различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества.

Бактерии отличаются от всех клеточных организмов тем, что в их клетках нет оформленного ядра: ядерное вещество (хромосома) располагается в цитоплазме и не отделено от неё оболочкой.

Обрати внимание!

Клетки бактерий называют безъядерными. По этому признаку (и ряду других) бактерии относят к прокариотам (доядерным организмам) и отличают от организмов, имеющих оформленное ядро с ядерной оболочкой, — эукариотов.

Размножение бактерий

У бактерий размножение происходит путём прямого бинарного деления. Содержимое клетки разделяется перетяжкой пополам и образуются две дочерние клетки. Они растут и опять делятся. Бактерии размножаются быстро. Если условия благоприятны, то процесс деления происходит каждые 20–30 мин.

Рис. 1. Размножение бактерий

Если бы бактерии в естественных условиях могли размножаться с такой скоростью, то через сутки общая масса потомства одной бактерии составила бы 1 800 000 кг.

Но в природе действуют разные неблагоприятные факторы и большинство бактерий погибает. Для них губительным оказывается солнечный свет, недостаток влаги и питательных веществ, нагревание температуры 65–100 °С, действие дезинфицирующих веществ и т. д.

Образование спор

Когда условия для жизни бактерий ухудшаются (не хватает пищи, воды, слишком холодно или жарко), некоторые бактерии образуют спору. Цитоплазма сжимается, вокруг неё образуется новая толстая оболочка.

Рис. 2. Образование споры

Споры способны переносить даже экстремальные условия. Они сохраняют жизнеспособность при низкой и высокой температуре, не боятся высушивания. При попадании в благоприятные условия споры опять становятся обычными клетками.

Обрати внимание!

Споры бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Бактерии очень разнообразны. Среди них встречаются и гетеротрофные, и автотрофные организмы. Большинство известных науке бактерий относятся к гетеротрофам. 

Гетеротрофные бактерии

Гетеротрофы не способны самостоятельно производить органические вещества и поэтому используют то, что образовали другие организмы. 

В зависимости от способа питания среди этих бактерий выделяют три группы: сапрофиты, симбионты и паразиты.

Бактерии-сапрофиты (или сапротрофы) (от греч. сапрос — «гнилой», трофе — «пища») питаются мёртвыми остатками живых организмов. Это наиболее распространённая группа гетеротрофных бактерий. Сначала они выделяют ферменты, которые расщепляют и растворяют пищевые частицы, а затем всасывают полученные вещества.

Бактерии-паразиты (от греч. паразитос — «нахлебник») питаются за счёт живых организмов и наносят им вред. Многие бактерии-паразиты являются болезнетворными, они вызывают болезни растений, животных и человека.

Бактерии-симбионты (от греч. симбионтос — «сожительствующий») обитают в других организмах и приносят им пользу. Так, на корнях гороха, фасоли, люпина и других бобовых растений живут клубеньковые бактерии и обеспечивают их азотом. Известны бактерии, которые обитают в кишечнике человека, питаются там и производят необходимые организму человека витамины.

Автотрофные бактерии

Существуют бактерии, которые сами производят органические вещества из неорганических. Их называют автотрофами.

Автотрофы (от греч. аутос — «сам» и трофе — «пища») — это живые организмы, которые сами создают питательные вещества для своего питания.

К ним относятся цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые содержат в своих клетках хлорофилл и способны создавать органические вещества из неорганических, используя световую энергию (в их клетках происходит процесс фотосинтеза). Цианобактерии сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.

Другие, например, железобактерии, серобактерии, используют энергию, полученную из химических реакций, т. е. преобразования одних минеральных веществ в другие.

Заболевания человека, вызываемые бактериями

Особое место в жизни человека занимают бактерии-паразиты, способные вызывать заболевания. Болезнетворные бактерии поселяются в организме человека, питаются за его счёт, размножаются, выделяют продукты своей жизнедеятельности и отравляют ими организм.

Наиболее опасны для человека такие бактериальные заболевания, как менингит, ангина, бактериальная пневмония, тиф, туберкулёз, столбняк, холера, дифтерия.

Заразиться некоторыми из этих болезней можно воздушно-капельным путём, т. е. через капельки слюны, попадающие в воздух при чихании, кашле или разговоре. Возбудители других болезней передаются через загрязнённые продукты питания или воду.

Быстрое распространение болезнетворных бактерий может привести к эпидемии, т. е. массовому заболеванию людей. Возникновению эпидемии способствует несоблюдение правил личной гигиены и антисанитария.

Одним из опасных заболеваний, вызванных бактериями, является туберкулёз. Туберкулёзная палочка обычно поражает лёгкие, но может затрагивать также почки, кости и другие органы. Туберкулёз — болезнь, которая может длиться годами. Передаётся эта болезнь через воздух с капельками слюны и слизи больного человека.

Рис. 1. Туберкулёзная палочка в лёгких

Чума — тяжёлая и самая скоротечная болезнь, которая может погубить человека всего за несколько часов. Её возбудитель — чумная палочка.

В древние времена эпидемии этой страшной болезни опустошали города и сёла. Например, в VI столетии в крупных городах Центральной Европы эпидемия чумы уничтожала каждый день тысячи человек. В настоящее время чума тоже может быть опасной. Переносят бактерии чумы блохи, которые паразитируют на мелких грызунах (например, на мышах).

Гнойные заболевания, такие как ангины и фурункулёз, вызываются некоторыми видами стрептококковых и стафилококковых бактерий.

Болезнетворные бактерии также вызывают заболевания животных и растений

Болезнетворные бактерии могут вызывать заболевания животных и растений. Бактериальные болезни животных — бруцеллёз, сибирская язва, сап. От животных болезнь может передаться и человеку.

Известны также бактерии, которые поражают растения, что приводит к значительному снижению урожайности культурных растений.

Рис. 2. Лист, заражённый бактериями

Меры борьбы с болезнетворными бактериями

Разработаны способы предупреждения болезней, вызванных болезнетворными бактериями. Санитарные службы строго контролируют качество продуктов питания и воды. Водопроводная вода проходит специальную обработку. Её пропускают через отстойники и фильтры, обрабатывают хлором или озоном для уничтожения микроорганизмов.

Если человек заразился, его лечат антибиотиками, т. е. лекарствами против болезнетворных бактерий. Помогает предотвратить распространение болезни дезинфекция помещений, т. е. их обработка специальными веществами, уничтожающими вредные бактерии.

Обрати внимание!

Очень важно регулярное проветривание помещений. Количество опасных бактерий после проветривания снижается в несколько раз.

Многие бактерии, например, туберкулёзная палочка, быстро погибают под действием солнечного света. 

Для предупреждения некоторых заболеваний, вызванных бактериями, применяют профилактические прививки.