Роль и значение бактерий в природе и жизни человека доклад, сообщение 5, 7 класс (описание для детей)

Отголоски в современности

Сегодня сложно делать категорические заявления о том, какими были те первые прокариоты много лет назад, поскольку нет полных данных об условиях, в которых жили эти первые микроорганизмы.

Но поиски следов зарождения органической жизни продолжаются, и иногда ученые получают возможность приоткрыть завесу тайны.

Так, интересные сведения были получены при изучении колонии архей (безъядерные микроорганизмы) Ферроплазма (Ferroplasma acidiphilum), обнаруженных в реакторе одного из металлургических заводов Тульской области.

При детальном изучении ферроплазмы были зафиксированы такие свойства, которые позволили бы микроорганизму с подобными характеристиками жить в условиях первичной атмосферы, предположительно существовавшей четыре миллиарда лет назад:

у ферроплазмы нет жесткой клеточной стенки;
живет в воде с очень высокой кислотностью, которая в обычных земных условиях практически не встречается;
автотроф, синтезирующий органику из углекислого газа (одного из главных компонентов первичной атмосферы), при этом для синтеза используется не энергия солнца, а энергия окисления железа, которым были переполнены воды первичного океана;
ферроплазма синтезирует белки, которые отличаются от известных науке белковых молекул очень высоким уровнем содержания металлов (самых первых и самых древних катализаторов), эти белки даже получили специальное название – металлопротеины.

Виды бактерий

По влиянию бактерий на человека их можно разделить на три вида:

Патогенные.
Условно-патогенные.
Непатогенные.

Полезные бактерии

Непатогенные бактерии – те, которые никогда не приводят к болезням, даже в том случае если их численность достаточно велика. Среди наиболее известных видов можно выделить молочнокислые бактерии, которые активно используются человеком в пищевой промышленности – для приготовления сыров, кисломолочных продуктов, теста и многого другого.

Еще один важный вид – бифидобактерии, которые являются основой кишечной флоры. У младенцев на грудном вскармливании они составляют до 90% от всех видов, живущих в ЖКТ. Эти бактерии для человека выполняют такие функции:

Обеспечивают физиологическую защиту кишечника от проникновения патогенных организмов.
Вырабатывают органические кислоты, которые препятствуют размножению болезнетворных микробов.
Помогают синтезировать витамины (К, группа В), а также белки.
Усиливают всасывание витамина D.

Роль бактерий этого вида переоценить сложно, ведь без них невозможно нормальное пищеварение, а значит, и усвоение питательных веществ.

Условно-патогенные бактерии

В составе здоровой микрофлоры присутствуют бактерии, которые относят к виду условно-патогенных. Эти микроорганизмы могут годами существовать на коже, в носоглотке или кишечнике человека и не вызывать инфекций. Однако при любых благоприятных условиях (ослабление иммунитета, нарушения микрофлоры) их колония вырастает и становится настоящей угрозой.

Классическим примером условно-патогенной бактерии является золотистый стафилококк – микроб, способный вызывать более 100 различных заболеваний, от фурункулов на коже, до смертельного заражения крови (сепсиса). При этом у большинства людей в различных анализах эта бактерия обнаруживается, но болезни все же не вызывает.

Среди других представителей вида условно-патогенных микробов:

Стрептококки.
Кишечная палочка.
Хеликобактер пилори (способна вызывать язвы и гастриты, но у 90% людей живет как часть здоровой микрофлоры).

Избавляться от таких видов бактерий не имеет смысла, поскольку они широко распространены в окружающей среде. Единственным адекватным способом профилактики инфекций является укрепление иммунитета и защита организма от дисбактериоза.

Патогенные бактерии

Патогенные бактерии ведут себя по-другому – их наличие в организме всегда означает развитие инфекции. Даже небольшая колония способна нанести вред. Большинство из таких микроорганизмов выделяют два типа токсинов:

Эндотоксины – яды, образующиеся при разрушении клетки.
Экзотоксины – яды, которые бактерия вырабатывает в процессе жизнедеятельности. Наиболее опасные для человека вещества, способные приводить к смертельной интоксикации.

Лечение таких инфекций направлено не только на уничтожение болезнетворных бактерий, но и на снятие отравления, вызванного ими. Причем в случае заражения такими микробами, как столбнячная палочка, именно введение анатоксина является основой терапии.

Среди других известных патогенных бактерий:

Сальмонелла.
Синегнойная палочка.
Гонококк.
Бледная трепонема.
Шигелла.
Туберкулезная палочка (палочка Коха).

Вредители или помощники?

А слышали ли вы термин «дисбактериоз»? Этот термин переводится как «отсутствие бактерий» — так называется явление, когда у человека нарушается баланс микрофлоры кишечника.

Выходит, в кишечнике тоже есть бактерии? Да, конечно! Они участвуют в пищеварительных процессах и предотвращают рост вредных бактерий. К полезным бактериям, живущим в кишечнике, относятся, например, бифидобактерии и лактобациллы.

Получается, что у человека есть свои собственные симбионты-бактерии, но есть и бактерии-паразиты. Есть бактерии, из-за которых человек заболевает и те, которые используются в медицине для создания лекарств. Человек пользуется бактериями для изготовления кефира или сыра, но бережёт продукты от бактерий, вызывающих гниение.

Если же мы посмотрим, как бактерии влияют на мир растений, то увидим ту же неоднозначность. Например, в сельском хозяйстве используют удобрение, в котором содержатся азотофиксирующие бактерии, которые насыщают почву азотом.

Также бактерий используют для борьбы с насекомыми, повреждающим растения. С их помощью люди заражают насекомых заболеваниями, безвредными как для человека, так и для растений.

Но наряду с этими «помощниками» на огородах живут и бактерии-вредители. Они поражают корни и листья растений, вызывают гниение, портят плоды. Бороться с такими бактериями очень сложно.

Какой можно сделать вывод? Мир бактерий очень разнообразен. Он пока недостаточно изучен, но люди постоянно открывают новые виды бактерий, учатся справляться с вредом, наносимым бактериями, и извлекать пользу из их жизнедеятельности.

Рисунок 10. Роль бактерий в жизни человека

{"questions":,"answer":}},"step":1,"hints":}]}

Назовите, с какими бактериями вам приходилось сталкиваться в вашей жизни.

Показать ответ

Скрыть

На протяжении своей жизни человек сталкивается со множеством разнообразных бактерий.

Это и болезнетворные бактерии, например, вызывающие нагноение после раны или после кошачьих царапин, и молочнокислые бактерии, содержащиеся в кефире и йогурте, и бактерии гниения, из-за которых портятся овощи и фрукты.

Также люди постоянно видят плоды деятельности бактерий-поставщиков кислорода, почвенных бактерий и бактерий, очищающих воду.

{"questions":[{"content":"Роль бактерий на планете Земля. <br />Совместите процессы с участием бактерий и значение для человека и природы`matcher-1`","widgets":{"matcher-1":{"type":"matcher","labels":,"items":}}},{"content":"Каковы главные особенности клеток бактерии? Что отсутствует в них? `input-11`","widgets":{"input-11":{"type":"input","answer":"Ядро"}},"step":1,"hints":},{"content":"Вставьте пропущенные буквы в слова<br />симб`input-27`оз<br />цит`input-36`плазма<br />мембр`input-65`на<br />прокар`input-89`ота<br />симбио`input-125`т","widgets":{"input-27":{"type":"input","inline":1,"answer":"и"},"input-36":{"type":"input","inline":1,"answer":"о"},"input-65":{"type":"input","inline":1,"answer":"а"},"input-89":{"type":"input","inline":1,"answer":"и"},"input-125":{"type":"input","inline":1,"answer":"н"}}}]}

Разновидности и распространение

Микроскопические организмы отличаются, прежде всего, по своей форме. Исходя из этого их подразделяют на несколько групп. Самыми многочисленными являются:

кокки;
стафилококки;
стрептококки;
бациллы;
спирохеты;
спириллы;
вибрионы.

Также их подразделяют исходя из условий, которые требуются для жизнедеятельности. Например, виды, способные жить без кислорода, называются анаэробными.

Существуют грамотрицательные и грамположительные микроорганизмы. В этом случае речь идёт только об обратной реакции на раздражитель в виде специального красителя. Она зависит от строения клеточной мембраны. Защитная оболочка грамотрицательных является более толстой.

Бактерии распространены повсюду: в глубинах моря, жерлах вулканов, горных местностях, ледяных пустынях и даже в средах, где отсутствует кислород. Это обусловлено их хорошей способностью к приспособлению и быстрому размножению. Деление происходит примерно 3 раза в час.

Распространение в природе

О распространении бактерий в природе сказано и написано немало. Они населяют куда больше пространства, чем занимает человек (так как в последнем они тоже живут) и выполняют весьма немаловажные функции санитарные и природно-восстановительные.

Воздух

Наименее благоприятна для бактерий среда — воздух. И чем он холоднее, тем хуже живется в нем бактериям. Однако именно воздушно-капельным путем передаются многие бактериальные инфекции.

Водоемы

Вода — весьма благодатная среда для развития и роста бактерий — как полезных, так и патогенных. Именно через водоемы достаточно часто распространяются возбудители тяжелых заболеваний, нередко несущие все признаки эпидемий.

Почвы

Наибольшее количество бактерий обитает и размножается в почве, которая дает урожай. И именно от работы бактерий зависит, каким он будет. По определению, наибольшая роль в процессе обогащения почвы плодородным слоем принадлежит именно микрофлоре. Так, как поселившись в корнях растений, бактерии синтезируют полезные вещества.

Организм животного

Как и в любом другом, в организме животного проживают десятки тысяч бактерий, в том числе и патогенных для человека

Поэтому особое внимание хозяева домашних питомцев должны уделять санитарной обработке своих любимцев

Организм человека

Человеческое тело так же густо заселено микрофлорой, как и окружающая среда, причем в каждом отделе живут разные бактерии. Когда количество патогенных палочек превышает количество полезных, человек заболевает. Причем первые признаки их не всегда заставляют носителя взяться за лечение, а зря. Чаще первоисточником болезней становятся руки и полость рта.
Рис. 6

Строение клетки типичной грамположительной бактерии (обратите внимание на наличие только одной клеточной мембраны)

Способы размножения бактерий и рост их популяций кратко

Каждая дочерняя клетка может продолжать расти с той же скоростью, что и ее родитель. Чтобы этот процесс происходил, клетка растет по всей своей поверхности до момента ее деления.

В этом процессе на одном конце материнской клетки или на нитях, называемых протезами, образуется маленький бутон. По мере роста размер материнской клетки остается примерно постоянным, но почка увеличивается. Когда почка примерно такого же размера, как материнская клетка, она отделяется.

Он не является обязательной стадией жизненного цикла клетки, а скорее прерыванием ее жизни. Такие спящие формы называются эндоспорами, цистами или гетероцистами в зависимости от способа образования спор, который различается между группами бактерий.

Образование спор происходит в ответ на недостаток питательных веществ. Следовательно, эндоспоры не обладают метаболической активностью до тех пор, пока не станут доступны питательные вещества, в это время они способны дифференцироваться из спор в вегетативные клетки.

Во время спорообразования внутри каждой бактериальной клетки образуется только одна спора. Каждая спора заключена в споровую оболочку, обладающую кератиноподобными свойствами, которые способны противостоять смертельному воздействию тепла, высыхания (обезвоживания), замерзания, химических веществ и радиации.

Время генерации, которое варьируется у разных бактерий, зависит от многих условий окружающей среды и от природы бактериальных видов.

Например, одна из самых быстрорастущих бактерий, имеет оптимальное время генерации около 10 минут, а медленно растущая микобактерия туберкулеза имеет время генерации в диапазоне от 12 до 16 часов. При оптимальных условиях максимальная популяция некоторых видов бактерий в конце фазы размножения может достигать плотности от 10 до 30 миллиардов клеток на миллилитр.

Некоторые исследователи предположили, что некоторые популяции бактерий, живущих глубоко под поверхностью Земли, могут расти чрезвычайно медленными темпами, размножаясь только один раз в несколько тысяч лет.

За фазой роста бактерий следует стационарная фаза, в которой размер популяции бактерий остается постоянным, хотя некоторые клетки продолжают делиться, а другие начинают умирать. За стационарной фазой следует фаза смерти, в которой гибель клеток в популяции превышает образование новых клеток.

Значение бактерий в природе и жизни человека

Хотя мы привыкли сваливать на бактерии все наши беды, они участвуют во многих жизненно важных процессах. Давайте посмотрим, какую роль могут играть разные бактерии в жизни других организмом и процессов.

Сапрофитные бактерии: бактерии-санитары

Сапрофиты – организмы, питающиеся мертвыми органическими останками.

Одной из главных функций сапрофитных бактерий является способность разрушать органические вещества – остатки погибших растений и животных. Опавшие листья, мертвые травянистые растения, кустарники, деревья, останки животных – всё это превращается в перегной, удобряющий почву. Так что сапрофиты можно назвать своеобразными санитарами нашей планеты.

Азотфиксирующие бактерии: бактерии-горничные

Чтобы понять значимость азотфиксирующих бактерий, надо разобрать в её социальных связях. Они вступают в симбиоз с растениями, поселяясь в их корнях. Они усваивают атмосферный азот и снабжают им растения в виде доступных для них нитратов и нитритов.

Азотфиксирующая бактерия – это “горничная” бобового растения. Без неё у растения не получится поесть: в холодильнике только замороженные полуфабрикаты – атмосферный азот (N₂), который растения не умеют усваивать. Азотфиксирующая бактерия решает эту проблему: готовит из азота вкусный и питательный обед – нитраты и нитриты, которые легко поглощаются хозяином. Взамен бобовое растение предоставляет своей “горничной” место жительства – клубеньки на корнях. Взаимовыгодное сотрудничество, которому стоит поучиться и людям.

Поперечный срез корневого клубенька сои (картинка из вики)

Цианобактерии: бактерии-строители

Цианобактерии сформировали нынешнюю атмосферу Земли, вырабатывая кислород в процессе фотосинтеза. Именно наличие кислорода в атмосфере нашей планеты делает возможным жизнь аэробов. К ним относится большая часть живых существ: все растения, животные и грибы, некоторые бактерии. Получается, если бы не бактерии, люди никогда не появились бы на свет!

В каких сферах человек использует бактерии:

на очистных сооружениях,
в пищевой промышленности,
в тяжелой промышленности,
для получения ряда лекарств и вакцин.

Какие кулинарные блюда невозможно приготовить без бактерий?Вы удивитесь, но бактерии ещё и помогают нам готовить пищу. Например, молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту. Именно эта кислота используется в приготовлении простокваши, кефира и других кисломолочных продуктов.Эти же бактерии участвуют в процессе квашения овощей. С их помощью получают также спирты, ферменты, лимонную кислоту и винный уксус.

Бактерии-симбионты: помощники нашего организма

Бактерии-симбионты – это те самые полезные для нас организмы, которые живут на слизистых, коже и в аппендиксе. Так, например, бактерии кишечника способствуют нормальному пищеварению и усвоению ряда витаминов. Симбиотические бактерии образуют нормальную микрофлору нашего организма.

Патогенные бактерии: бактерии-разрушители

Всё же не стоит забывать, что бактерии могут приносить человеку вред. Некоторые виды бактерий проникают в организм человека и поселяются там, вызывая заболевания. Такие бактерии называют болезнетворными, или патогенными. В теле человека они питаются, размножаются и выделяют токсины, отравляя организм.

К бактериальным инфекциям относятся:

дифтерия,
коклюш,
сальмонеллез,
тонзиллит,
скарлатина.

Что мы узнали?

Бактерии состоят из одной клетки, не имеющей ядра. Одни бактериальные организмы питаются готовыми органическими веществами, другие создают их самостоятельно. Бактерии различаются по форме, и этот признак положен в основу классификации царства.

Наименьшие живые организмы — бактерии. Все знают о их вреде, но они могут приносить и пользу.

Что такое бактерии?

Бактерии — это одноклеточные организмы микроскопических размеров, одна из разновидностей микробов.

Их можно найти в каждом уголке нашей планеты — и в Антарктиде ,и в океане, и в космосе, и в горячих источниках, и в самых солёных водоемах.

Общий вес бактерий в каждом человеке достигает 2 кг! А их размеры редко превышают 0,5 мкм.

Огромное количество бактерий населяют организм животных, выполняя там разнообразные функции.

Как выглядят бактерии?

Они могут иметь палочковидную, сферическую, спиралевидную и другую форму. При этом большинство из них бесцветно, лишь редкие виды окрашены в зелёный и пурпурный вид. Причём на протяжении миллиардов лет они изменяются только внутренне, а их внешний вид остается неизменным.

Кто открыл бактерии?

Первый исследователь микромира — голландский натуралист Антони Ван Левенгук. Именно он придумал первый микроскоп. По сути это была крохотная линза диаметром с горошину, дававшая увеличение в 200-300 раз. Пользоваться ею было можно, только прижимая к глазу.

Общая информация о бактериях

Именно бактериям наша планета обязана зарождению многоклеточных форм жизни. Именно они играют главную роль в поддержании кругооборота веществ на Земле. Поколения людей сменяют друг друга, отмирают растения, накапливаются бытовые отходы и отжившие оболочки различных существ — все это утилизируется и с помощью бактерий разлагается в процессе гниения. А образующиеся при этом химические соединения возвращаются в окружающую среду.

Существует ещё одна опасность, которую несут бактерии. Они вызывают отравление людей, потребляющих испорченные продукты — консервы, колбасные изделия и т. д.

Великим прорывом в борьбе с болезнетворными бактериями было открытие в 1928 году пенициллина — первого в мире антибиотика, который способен подавлять рост и размножение бактерий. Так люди научились лечить заболевания, которые ранее приводили к смерти.

Но бактерии способны адаптироваться к действию антибиотиков. Эта способность бактерий к мутации, стала настоящей угрозой для здоровья людей и привела к появлению неизлечимых инфекций.

У американцев, традиционно потребляющих высококалорийную пищу (фастфуды, гамбургеры), бактерии способны переваривать пищу с высоким содержанием жиров. А у некоторых японцев кишечные бактерии адаптированы на переваривание водорослей.

Роль бактерий в жизни человека

Использовать бактерии люди начали еще до их открытия. С древности люди изготавливали вино, заквашивали овощи, готовили кефир, простоквашу и кумыс, творог и сыры. Значительно позднее, было установлено, что во всех этих процессах участвуют бактерии.

Сейчас ученые планируют создать светочувствительные бактерии и их применять для производства биологической целлюлозы.

Полезные бактерии в организме человека

Человеческий организм населяют и полезные и вредные бактерии. Существующий баланс между организмом человека и бактериями отшлифовывался веками.

Как подсчитали ученые, в организме человека содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса. До 3-х килограмм микробных тел находится только в кишечнике. Остальная их часть находится в мочеполовых путях, на коже и других полостях человеческого тела. Микробы заполняют организм новорожденного уже с первых минут его жизни и окончательно формируют состав кишечной микрофлоры к 10-13 годам.

В кишечнике обитают стрептококки, лактобактерии, бифидобактерии, энтеробактерии, грибы, кишечные вирусы, непатогенные простейшие. Лактобактерии и бифидобактерии составляют 60% кишечной флоры. Состав этой группы всегда постоянный, они самые многочисленные и осуществляющие основные функции.

Бифидобактерии

Значение бактерий этого вида огромно.

Благодаря им вырабатываются ацетат и молочная кислота. Закисляя среду обитания, они подавляют рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
Благодаря бифидобактериям снижается риск развития аллергии к пищевым продуктам у малышей.
Они обеспечивают антиоксидантный и противоопухолевый эффект.
Бифидобактерии принимают участие в синтезе витамина С.
Бифидо- и лактобактерии принимают участие в процессах по усвоению витамина Д, кальция и железа.

Рис. 1. На фото бифидобактерии. Компьютерная визуализация.

Кишечная палочка

Значение бактерий этого вида для человека большое.

Особое значение уделяется представителю этого рода Escherichia coli M17. Она способна вырабатывать вещество коцилин, которое угнетает рост целого ряда болезнетворных микробов.
При участии кишечной палочки синтезируются витамины К, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.

Рис. 2. На фото кишечная палочка (трехмерное компьютерное изображение).

Положительная роль бактерий в жизни человека

При участии бифидо-, лакто-, и энтеробактерий синтезируются витамины К, С, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.
Благодаря микрофлоре кишечника расщепляются непереваренные компоненты пищи из верхних отделов кишечника – крахмал, целлюлоза, белковые и жировые фракции.
Кишечная микрофлора поддерживает водно-солевой обмен и ионный гомеостаз.
Благодаря секреции особых веществ микрофлора кишечника подавляет рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
Бифидо-, лакто-, и энтеробактерии принимает участие в детоксикации веществ, попадающих извне и образующихся внутри самого организма.
Кишечная микрофлора играет большую роль в восстановлении местного иммунитета. Благодаря ей увеличивается количество лимфоцитов, активность фагоцитов и выработка иммуноглобулина А.
Благодаря кишечной микрофлоре стимулируется развитие лимфоидного аппарата.
Повышается устойчивость эпителия кишечника к канцерогенам.
Микрофлора защищают слизистую стенку кишечника и обеспечивает энергией кишечный эпителий.
Они регулируют перистальтику кишечника.
Кишечная флора приобретает навыки по захвату и выводу вирусов из организма хозяина, с которым долгие годы она находилась в симбиозе.
Велико значение бактерий в поддержке теплового баланса организма. Кишечная микрофлора питается за счет веществ, непереваренных ферментативной системой, которые поступают из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. В результате сложных биохимических реакций вырабатывается огромное количество тепловой энергии. Тепло с током крови разносится по всему организму и поступает во все внутренние органы. Вот почему при голодании человек всегда мерзнет.
Кишечная микрофлора регулирует обратное всасывание компонентов желчных кислот (холестерина), гормонов и др.

Рис. 3. На фото полезные бактерии — лактобактерии (трехмерное компьютерное изображение).

Положительное значение

Цианобактерии выделяют огромное количество кислорода. Без них привычной жизни на Земле не существовало бы. Особенно это актуально в связи с увеличением объёмов вырубки лесов. Также есть виды, производящие углекислый газ, который нужен растениям для дыхания.

Ещё одна важная роль бактерий заключается в том, что они питаются отмершими организмами, то есть выполняют утилизацию всего ненужного. В биологии это называют сапротрофией.

Человек использует бактерии в своей деятельности для получения нужного результата. Ещё со времён зарождения скотоводства люди делали это неосознанно при производстве кисломолочных продуктов. Например, кефир в сухом виде раньше хранили в течение нескольких месяцев и использовали в пищу при длительных переходах. Кроме того, бактерии сейчас используются для приготовления йогурта, сметаны, сыра, творога, ряженки.

Но роль микроорганизмов в пищевой сфере не ограничивается только кисломолочными продуктами. Они помогают при приготовлении различных солений, квашеной капусты.

Бактерии являются самым многочисленным царством. Они обитают повсюду. Даже внутри других организмов, что касается и человека. Эти микроорганизмы полезны для людей. Например, бифидобактерии способствуют укреплению иммунитета и помогают в работе пищеварительного тракта.