Что такое бактерии разрушители
Микробы — разрушители
О них рассказывает доктор биологических наук Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН Алла Ножевникова
Наука экобиотехнология сформировалась в 80-е годы прошлого века, она также носит название биотехнология окружающей среды, или природоохранная биотехнология.
Все биотехнологические процессы базируются на микробиологических процессах, и главное действующее «лицо» и инструмент, который обеспечивает прохождение тех или иных реакций, — это микроорганизмы.
Благодаря древним микроорганизмам произошли первые фотосинтезирующие микроорганизмы, затем высшие растения, которые обеспечили образование кислородной атмосферы на Земле. Постепенно стабилизировались современные глобальные циклы азота, кислорода, углерода и серы.
Самая важная роль микроорганизмов — это деструкция сложных органических соединений, обеспечивающая круговорот веществ в природе. Все то, что производится на Земле живыми существами — растениями, животными и человеком, — в конечном итоге разлагается микроорганизмами в окислительных или восстановительных процессах до простых веществ: воды, углекислоты, молекулярного азота, метана, солей разных элементов. Из трудноразлагаемых веществ формируется гумус, необходимый для формирования и поддержания почв.
Цель природоохранной биотехнологии и микробиологии — обезвредить последствия негативного влияния на окружающую среду и обеспечить человечеству хорошие условия жизни в экологически чистых местах обитания. Наиболее эффективные методы экобиотехнологии, по сути, представляют интенсификацию природных процессов.
В связи с развитием городов и промышленных предприятий антропогенный фактор в загрязнении биосферы Земли приобретает все большее значение.
О каких загрязнениях может идти речь и чем может помочь экобиотехнология? В первую очередь это загрязнения, которые называются биодеградабельными, то есть разлагаемыми в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Почти на любое вещество, даже не свойственное природе (ксенобиотик), находится микроорганизм или группа микроорганизмов, которые разлагают его до простых соединений. Пример — микробное разложение пестицидов и гербицидов.
Загрязнение тяжелыми металлами представляет собой колоссальную проблему. Но существуют микроорганизмы, которые помогают получать металлы из того, что уже отработано и выброшено. Таким образом, можно дополнительно производить металлы из отвалов руд и, что очень важно, при этом очищать окружающую среду.
Важной проблемой является биотехнология очистки сточных вод. Сделать из загрязненной воды чистую можно только с помощью микроорганизмов в условиях активной аэрации (активного снабжения воздухом). Микроорганизмы, которые используют кислород для окисления тех или иных органических соединений, могут использовать их в очень низких концентрациях, окисляя их до воды и диоксида углерода (углекислоты). При этом происходит глубокая очистка сточной воды, которая подходит для сброса в водоемы. Даже очень качественно очищенная сточная вода для питья непригодна. Попадая в реки, озера, она разбавляется и продолжает очищаться в естественных условиях, фильтруясь через грунты.
Важно также разработать эффективные методы для рекультивации и использования загрязненных территорий, например тех, которые заняты свалками. Микроорганизмы являются источниками различных ферментов, антибиотиков и других биологически активных веществ, которые могут использоваться в том числе и в биотехнологических процессах.
Алла Ножевникова, доктор биологических наук, Институт Микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН
Тема: «Бактерии – разрушители веществ»
учитель биологии ГБОУ СОШ № 000
города Москвы ЮЗАО
Тема: «Бактерии – разрушители веществ».
1. Создание условий для изучения состава атмосферы, групп бактерий, их роли в природе и жизни человека.
2. Развивать познавательный интерес к предмету, умения находить в тексте материал для выполнения проекта.
3. Воспитывать бережное отношение к природе, расширять санитарно-гигиенические представления учащихся.
Оборудование: презентация, листы ватмана, фломастеры.
Учитель. Урок сегодня необычный, его проводят два учителя: учитель биологии и учитель географии. Есть вопросы, которые находятся на границе двух наук: биологии и географии.
Мы с вами являемся участниками конференции на тему « Роль атмосферы и бактерий в жизни планеты».
На конференции присутствуют группы ученых: географы, микробиологии, экологи, а также эксперты.
В адрес нашей конференции пришло послание. Зачитаем его.
Приветствуем Вас, жители планеты Земля, именующие себя Человечеством. Наблюдая за вашей планетой, мы обнаружили, что она имеет оболочку, заселенную живыми организмами. Наряду с высокоорганизованными существами широко представлены древние организмы, вы их называете бактерии. Они играют важную роль в процессах, происходящих в природе. От их жизнедеятельности зависит постоянство газового состава атмосферы, они очищают поверхность планеты от гниющих остатков. Мы часто задаем вопрос «Возможно ли существование человека без бактерий?»
Несмотря на их возраст, интерес к этим организмам не ослабевает, и нам хотелось бы узнать почему?
С уважением отряд наблюдателей с планеты Вибрион.
А вот и сами наблюдатели к нам прилетели.
Наблюдатели. Мы узнали, что вы готовите конференцию и просим вас рассказать, чем же интересна ваша планета, может быть, свою мы тоже обустроим по-новому.
Учитель. Уважаемые наблюдатели, просим вас занять почетное место рядом с экспертами. Предлагаем послушать ученых по интересующему вас вопросу.
Эксперт 1. Когда-то миллионы лет назад,
На нашей замечательной планете
Возникла жизнь, и начался парад
Невидимых существ на этом свете.
Не счесть червей, и так от века к веку
Жизнь становилась гуще и сложней
И, наконец, дошла до человека.
Эксперт 2. Цель нашей конференции познакомиться с особенностями воздушной оболочки Земли, ее строением, составом, ролью в жизни планеты, значением бактерий в природе и жизни человека и экологическими проблемами, возникшими в результате хозяйственной деятельности человека.
Эксперт 1. Группы ученых проанализируют материал учебника, согласно инструктивной карточки, подготовят выступление и проект. На подготовку выступления вам дается 10 минут.
Инструктивная карточка географов.
Цель. Изучить состав, строение и значение атмосферы. Подготовить выступление и проект.
1. Что такое атмосфера?
2. Выпишите состав атмосферы.
3. Строение атмосферы, зарисуйте схему.
4. Значение атмосферы для планеты.
Инструктивная карточка микробиологов.
Цель. Изучить группы бактерий, их роль в природе и жизни человека. Подготовить выступление и проект.
1. Роль бактерий подцарства Настоящие бактерии в природе: разрушители органических веществ, клубеньковые бактерии, стр. 11 учебника
2. Бактерии брожения, их использование человеком, стр.11 учебника
3. Болезнетворные бактерии, стр.11 учебника
4. Метанобразующие и серобактерии, их роль в природе, стр.14 учебника
5. Цианобактерии, их разнообразие, особенность питания, роль в природе, жизни человека, стр.15 учебника
6. Способы сохранения продуктов питания.
Инструктивная карточка экологов.
Цель. Изучить экологические проблемы планеты Земля. Подготовить выступление и проект.
1. Экологические проблемы, вызванные загрязнением атмосферы: парниковый эффект, озоновая дыра, парниковый эффект.
2. Экологические проблемы, связанные с деятельностью бактерий: проблема сохранения здоровья, «цветение» воды.
3. Положительная роль бактерий.
Эксперт 2. Особенностью планеты Земля является ее атмосфера, даю слово группе ученых географов.
20-30 км концентрируется озон, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца.
Мезосфера и термосфера образуют высокие слои атмосферы. Здесь воздух сильно разряжен и под действием космических излучений имеет высокую электропроводимость. Здесь возникают полярные сияния.
1. защищает планету от метеоритов;
2. предохраняет от чрезмерного нагревания и охлаждения;
3. защищает все живое от ультрафиолетового излучения.;
4. служит для дыхания живым организмам.
Эксперт 1. А какие живые организмы способствуют формированию атмосферы Земли? Я даю слово группе ученых микробиологов.
Бактерии могут вызывать порчу продуктов питания. Для этого используют разные способы сохранения продуктов питания: замораживание, маринование, засахаривание, стерилизация, пастерилизация.
Выступление группы экологов. Готовясь к конференции, мы решили обратить внимание на самые важные проблемы, которые мы видим в нашей атмосфере и проблемы, связанные с жизнедеятельностью бактерий.
1. Сохранение здоровья. Так как, сейчас, известно много разных болезнетворных бактерий, то встает вопрос, как защитить себя? Это соблюдение правил личной гигиены, не отказываться от прививок, следить за чистотой помещений, термическая обработка продуктов питания.
2. Кислотные дожди. К архебактериям относятся серобактерии. Которые окисляют серу до серной кислоты, которая выпадает с дождем и разрушает каменные и бетонные сооружения.
3. «Цветение» воды. Отдыхающие часто бросают мусор в водоемы, что вызывает увеличение цианобактерий, от которых вода «цветет», вызывая гибель всего живого в водоеме.
5. Парниковый эффект.
Благодаря бактериям образовались запасы каменного угля, нефти, бурого железняка.
Наблюдатели. Нет. Бактерии принимали участие в создании атмосферы, поддерживают чистоту на вашей планете, почвы вашей планеты богаты азотом, в недрах много полезных ископаемых, благодаря бактериям вы употребляете в пищу много полезных продуктов.
Спасибо вам за интересные рассказы.
Эксперт 1. Итак, подведем итог.
Наша планета особая, она имеет атмосферу, которая защищает планету от метеоритов, предохраняет от чрезмерного нагревания и охлаждения, защищает все живое от ультрафиолетового излучения, служит для дыхания живым организмам.
Эксперт 2. В формировании атмосферы участвовали бактерии, которые могут жить в анаэробных и аэробных условиях, по способу питания могут быть гетеротрофными сапрофитами, автотрофами.
Эксперт 1. Мы часто слышим выражение «Планета в опасности!», давайте будем заботиться о чистоте воздуха, воды, почвы, ведь там живут бактерии и другие живые существа.
Эксперт 2. Столетьями приумножая знанья,
От века к веку становясь мудрей,
Поднялся человек до пониманья,
Предназначенья миссии своей.
Она проста! Мы жить с Природой в мире Обязаны, ее не покорять,
А лишь познаний горизонты шире
В сотрудничестве раздвигать!
Пред нами ныне 21 век,
Свои проблемы и свои невзгоды.
Разумное творение Природы!
Учитель. Мы выслушали мнение участников конференции и предлагаем вам задание к следующему симпозиуму по выбору.
1. Написать сочинение на тему «Бактерии. Как без вас?»
2. Составить кроссворд «Значение бактерий в природе и жизни человека».
3. Написать мини-сочинение «Роль атмосферы на планете Земля».
Рефлексия. Перед вами красные и зеленые карточки. Оцените свое настроение на уроке.
Грибы-разрушители
Роль грибов в пищевой цепочке
Любая пищевая цепочка в природе, которая называется «цепь выедания» заканчивается грибами и такими микроорганизмами, как бактерии, т.е с редуцентами. Растения обычно находятся в начале этой пищевой цепочки, в процессе фотосинтеза образуют питательные вещества и являются пищей для многих насекомых, грызунов, птиц и части крупных животных. Эту группу называют травоядные, или консументы 1-го порядка. Все эти живые существа со своей стороны служат пищей для потребителей (консументов) 2 и 3 порядка, то есть, хищников. А многих животных, птиц, насекомых, морских обитателей и элементы растительности поедает человек.
Грибы и бактерии разрушители выполняют роль природных ассенизаторов.
Виды грибов
В зависимости от способа питания всех представителей грибной культуры разделяют на 3 вида:
Ирина Селютина (Биолог):
Можно выделить следующие экологические группы грибов-разрушителей (в основном это касается макромицетов) по источнику питания:
Чтобы очищать планету от мертвых останков животных и растений, эти представители грибного царства должны в больших количествах существовать во всех уголках Земли, где есть жизнь.
Сапрофиты
Сапрофитами бывают не только грибные представители, а и любые организмы, которые питаются органическими соединениями мертвых растений и животных. Многие виды крупных грибов относятся к данной группе организмов. Кроме как из останков живых существ, они извлекают питательные вещества из перегноя, опавших листьев, соломы, стволов и ветвей разных деревьев, пней и древесного угля.
Биологи дополнительно разделяют сапрофиты на 2 группы:
Сапрофиты являются весьма полезными организмами, ведь благодаря разложению останков животных и растений на микроэлементы образуется ресурс для формирования нового организма.
Грибы-паразиты
Опята со временем разрушают дерево
Есть представители грибов, которые ведут паразитирующий образ жизни, то есть, живут на живых организмах и питаются за их счет. Они высасывают из своих хозяев большое количество питательных веществ. При этом они наносят им вред, разрушают их внутреннюю структуру или полностью уничтожают их.
Микоризный симбиоз
Ирина Селютина (Биолог):
В литературе выделяют 3 типа микоризы, которые различаются по особенностям строения:
Хорошим примером микоризного симбиоза является ассоциация грибов и хвойных деревьев. Определенные представители грибных видов размещаются на корнях сосен. Только при их наличии деревья вырастают высокими и сильными. Яркими представителями симбиотических тел являются лишайники. Они образуются из слоевища микобионта (гриба) и клеток фитобионта (микроскопической зеленой водоросли). Существует более 26 тыс. разновидностей лишайников.
Особенности грибов
Все представители грибов, как и представители царства флоры – растительность, растут постоянно. Они имеют сходство с животным миром – как и животные, питаются готовыми органическими веществами. Они могут расти как на полях – на зерновых культурах, так и в лесах – на любой древесине, а также на поверхности почвы, на испорченных продуктах и т.п. В любой сфере обитания они перерабатывают органические вещества, поэтому разные виды грибов и бактерий называют разрушителями.
Грибное тело – грибница, или мицелий, или вегетативное тело – состоит из множества клеток, которые внешне похожи на тонкие длинные нити. Клетки грибницы впитывают растворённые вещества, они помогают выполнять роль разрушителей. На грибнице вырастают плодовые тела, в них созревают споры, благодаря которым происходит размножение.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Методическая работа в онлайн-образовании
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-1394868
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
В России будут создавать школьные театры
Время чтения: 1 минута
В школах Тюмени запустят раздельный сбор отходов
Время чтения: 1 минута
В России планируют создавать пространства для подростков
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Создана Ассоциация руководителей школ России и Беларуси
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Чем отличаются бактерии, микробы и вирусы?
Бактерии, вирусы и различные паразиты беспокоили человечество на протяжении всей его истории. За примерами далеко ходить не надо, вспышка коронавируса в 2020 году — яркое тому подтверждение. Но микроорганизмы также изменили жизнь (при этом не всегда в худшую сторону) и повлияли на нашу эволюцию. Например, паразиты помогли нашей иммунной системе обрести необходимый стимул и стать рабочей, а бактерии целиком и полностью определили правила жизни на этой планете. Иногда кажется, что мы, люди, просто игрушки в их руках. И здесь встает вполне разумный вопрос: чем же, собственно, отличаются микробы, бактерии и вирусы?
Микробы являются хозяевами этой планеты
Что такое микробы
Большинство микробов являются безвредными для человека, однако есть и те, которые, попадая в организм, вызывают различные болезни и инфекции. В зависимости от строения и влияния на человека выделяют несколько видов микробов, в том числе самые распространенные:
Другими словами, под микробами подразумеваются все живые микроорганизмы, которые нас окружают. А уже они подразделяются на виды. Чаще всего в повседневной жизни под микробами подразумеваются бактерии, то есть их приравнивают друг к другу. В теории это можно делать (мы же называем апельсины фруктами), однако бактерии это отдельный класс микробов.
К микробам относятся бактерии, вирусы и другие микроорганизмы
Что такое бактерии
Бактерии — одноклеточные микроорганизмы (микробы), у которых нет оформленного клеточного ядра. Это самый распространенный вид живых организмов, которые обитают на Земле.
Бактерии бывают не только «плохие», которые вызывают инфекции и последующие за ними болезни. Многие бактерии являются неотъемлемой частью жизни человека, без них мы просто не смогли бы жизнь. Например, в этот момент, когда вы читаете этот текст, получаете пользу от работы бактерий. От кислорода, который вы вдыхаете, до питательных веществ, которые извлекает желудок из еды, вам нужно благодарить бактерии за процветание на этой планете. В нашем организме микроорганизмов, включая бактерий, больше, чем наших собственных клетках примерно в десять раз.
В человеческом организме около 39 триллионов бактерий.
Из-за этого многие шутят, что мы, наверное, больше микробы, чем люди. И в определенной степени это действительно так.
Лактобактерий помогает пищеварительным процессам в кишечнике
Чем бактерии так уникальны? Все в мире состоит из клеток — это строительные кирпичики жизни, из них состоят ткани нашего тела, лапка вашего кота и дерево, которое растет за окном. Такие клетки обладают ядром и называются эукариотами. Бактерии же не имеют ядер, и их генетический материал (ДНК) свободно плавает внутри клетки. Они обладают другими методами воспроизводства и передачи генетического материала. Бактерии считаются прокариотами.
Чем отличаются бактерии от микробов
Чтобы выделить бактерии среди микробов, необходимо убедиться в том, что мы имеем дело с одноклеточным безъядерным организмом. Этим занимаются специалисты — микробиологи.
В отличие от других микробов, бактерии выделяют на категории по критериям, которые относятся только к ним:
Большинство бактерий являются полезными, причем зачастую их используют в промышленности, пользуясь одним их ярким качеством: они могут есть то, что не может человек. Бактерии развивались, чтобы поглощать все типы продуктов, от разливов нефти и побочных продуктов ядерного распада до человеческих отходов и продуктов разложения.
Именно бактерии вызывают неприятный запах, который появляется в мусорной корзине — они перерабатывают остатки пищи и испуская собственные газообразные побочные продукты. Вы также можете обвинить бактерии в том, что они вызывают эти неловкие моменты, когда вы сами испускаете газы, или если у вас запах изо рта.
Сколько лет бактериям? Ученые до сих пор не могут ответить на этот вопрос. Предположительно именно они породили одни из самых древних окаменелостей, которым 3,5 миллиарда лет. Сколько до этого существовали сами бактерии — и представить-то сложно. Дело в том, что некоторые бактерии могут противостоять экстремальным условиям, когда либо очень жарко или холодно, либо отсутствуют питательные вещества и химикаты, которые мы обычно ассоциируем с жизнью. Они могут существовать практически вечно.
Вредные бактерии
Так выглядят бактерии, которые вызывают стафилококковые инфекции
Большинство вредных бактерий удается уничтожить с помощью антибиотиков, однако если прервать лечение раньше времени, те бактерии, которые выживут, выработают устойчивость к лекарству и останутся, дожидаясь следующего шанса. Поэтому врачи рекомендуют завершать курс антибиотиков до конца.
Бактерии вида Halomonas titanicae прямо сейчас разъедают металл, оставшийся после крушения корабля «Титаник». Представьте, на что они способны.
Бактерия Halomonas titanicae потихоньку «обедает» Титаником
Что такое вирус
Но если бактерии могут быть такими опасными, почему мы больше боимся вирусов, чем бактерий? В отличие от бактерий, вирусы могут поражать не только сложные живые организмы, но и… сами бактерии.
Вирус — неклеточный инфекционный организм, который может жить только внутри живых клеток.
Некоторые вирусы могут уничтожать бактерии
Вирусы могут поразить все организмы, от растений и животных до бактерий и архей. В то же время это паразиты, то есть они не могут выживать сами по себе, в отличие от бактерий. Вирусы используют клетки (человека, растений, животных), чтобы жить. Если вирус оказывается вне клетки, он существует в виде вирусной частицы, но тоже может быть опасен: любой контакт с живой клеткой может активизировать его, дать ему пищу. При этом размножаться клеточным методом вирус не может — свои копии он создает только с помощью живых клеток.
Когда вирус оказывается около клетки, он прикрепляется к ней, создавая связь между белками вирусной оболочки и рецепторами на поверхности живой клетки. С помощью этой связи вирус проникает внутрь клетки и высвобождает свой генетический материал. А там дело за малым — создавать свои копии и заселять таким же образом новые клетки.
Чем отличаются бактерии от вирусов
Особенность вирусов в том, что они могут меняться не генетическом уровне. Эти изменения приводят к их мутациям в живых организмах; в случае с коронавирусом, например, вирус сначала мог поражать только животных (летучих мышей), а затем изменил ДНК настолько, что получил возможность заражать человеческие клетки.
Чтобы жить, вирусу необходимы живые клетки
Любопытно, что ученые до сих пор не могут прийти к выводу, живые вирусы — или нет. Поэтому вирусы называют «организмами на границе живого».
Вирусы могут быть опаснее бактерий из-за своей возможности меняться на генетическом уровне. Именно так появились вирусы гриппа, иммунодефицита, гепатита A и C. Но если вирусы паразиты и не могут существовать без живых организмов, они ведь как-то появились? Согласно одной из гипотез, вирусы когда-то (миллиарды лет назад) были маленькими бактериями, которые паразитировали на более крупных живых организмах. Позже эти бактерии упростились, лишившись функций, которые не нужны для паразитирующего образа жизни. Доказательством этой гипотезы является существование риккетсий и хламидий. Так что вирусы — «прокаченные» бактерии, которые тем не менее не могут жить самостоятельно.
Размер вирусной частицы примерно в 100 раз меньше размера бактерии, а форма варьируется от просто спиральной до более сложных структур. Одна их форм похожа на корону. Именно она и является тем самым коронавирусом.
Как частица коронавируса оказывается в организме
Что опаснее — бактерии или вирусы?
Очевидно, вирусы могут нанести гораздо больший вред, чем бактерии. По той простой причине, что не бывает «хороших» вирусов, как в случае с бактериями (вроде бифидо- и лактобактерий, которые позволяют нам переваривать пищу). Кроме того, многие вирусы отличаются просто безобразным поведением — они могут годами существовать внутри клетки, вызывая хронические заболевания. Примером таких вирусов может быть герпес.
Из всей тройки — микробы, бактерии и вирусы, получается, что самыми опасными являются микробы, поскольку они включают в себя все микроорганизмы: как полезные, так и максимально вредные для организма. Сейчас ученые работают над тем, чтобы извлечь как можно больше пользы из «хороших» бактерий: активно исследуются возможности внедрения определенных микробов и бактерий в организм человека, которые могут дать определенные преимущества. Например, уничтожать опухоли. Кстати, именно из-за бактерий был случайно открыт пенициллин — антибиотик, который спас множество жизней.
На самом деле мы только начинаем понимать, как извлекать пользу из нашего сожительства с этими маленькими друзьями.
Но после прочитанного вы еще уверены, что истинный хозяин Земли — человек?