Тело бактерии. Какие бывают бактерии: названия и виды

Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Бактерии

Бактерий относят к прокариотическим организмам, которые не имеют ядерных оболочек, пластид, митохондрий и других мембранных органелл. Для них характерно наличие одной кольцевой ДНК. Размеры бактерий достаточно малы 0,15- 10 мкм. По форме клеток их можно разделить на три основные группы: шаровидные , или кокки , палочковидные и извитые . Бактерии, хотя и относятся к прокариотам, имеют довольно сложное строение.

Строение бактерий

Бактериальная клетка покрыта несколькими внешними слоями. Клеточная стенка обязательна для всех бактерий и является основным компонентом бактериальной клетки. Клеточная стенка бактерий придает форму и жесткость и, кроме того, выполняет ряд важных функций:

  • защищает клетку от повреждений
  • участвует в метаболизме
  • у многих патогенных бактерий токсична
  • участвует в транспорте экзотоксинов

Основным компонентом клеточной стенки бактерий является полисахарид муреин . В зависимости от строения клеточной стенки бактерии делятся на две группы: грамположительные (окрашиваются по Граму при приготовлении препаратов для микроскопирования) и грамотрицательные (не окрашиваются этим способом) бактерии.


Формы бактерий: 1 - микрококки; 2 - диплококки и тетракокки; 3 - сарцины; 4 - стрептококки; 5 - стафилококки; 6, 7 - палочки, или бациллы; 8 - вибрионы; 9 - спириллы; 10 - спирохеты

Сроение бактериальной клетки: I - капсула; 2 - клеточная стенка; 3 - цитоплазматическая мембрана; 4 - нуклеоид; 5 - цитоплазма; 6 - хроматофоры; 7 -тилакоиды; 8 - мезосома; 9 - рибосомы; 10 - жгутики; II - базальное тельце; 12 - пили; 13 - капли жира

Клеточные стенки грамположительной (а) и грамотрицательной (б) бактерий:1 - мембрана; 2 - мукопептиды (муреин); 3 - липопротеиды и белки


Схема строения клеточной оболочки бактерии: 1 - цитоплазматическая мембрана; 2 - клеточная стенка; 3 - микрокапсула; 4 - капсула; 5 - слизистый слой

Обязательных клеточных структур бактерий - три:

  1. нуклеоид
  2. рибосомы
  3. цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

Органами движения бактерий являются жгутики, которых может быть от 1 до 50 и более. Для кокков характерно отсутствие жгутиков. Бактерии имеют способность к направленным формам движения - таксисам.

Таксисы бывают положительными, если движение направлено к источнику стимула, и отрицательными, когда движение направлено от него. Можно выделить следующие виды таксисов.

Хемотаксис - движение, основанное на разнице в концентрации химических веществ в среде.

Аэротаксис - на разнице концентраций кислорода.

При реакциях на свет и магнитное поле возникают соответственно фототаксис и магнитотаксис .

Важным компонентом в строении бактерий являются производные плазматической мембраны - пили (ворсинки). Пили принимают участие в слиянии бактерий в большие комплексы, прикреплении бактерий к субстрату, транспорте веществ.

Питание бактерий

По типу питания бактерии делят на две труппы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от того, какую энергию используют автотрофы для синтеза органических веществ, различают фото- (зеленые и пурпурные серобактерии) и хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, бесцветные серобактерии и др.). Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами отмерших остатков (сапротрофы) или живых растений, животных и человека (симбионты).

К сапротрофам относятся бактерии гниения и брожения. Первые расщепляют азотсодержащие соединения, вторые - углерод-содержащие. В обоих случаях выделяется энергия, необходимая для их жизнедеятельности.

Надо отметить огромное значение бактерий в круговороте азота. Только бактерии и цианобактерии способны усваивать атмосферный азот. В дальнейшем бактерии осуществляют реак­ции аммонификации (разложение белков из мертвой органики до аминокислот, которые затем дезаминируются до аммиака и других простых азотсодержащих соединений), нитрификации (аммиак окисляют в нитриты, а нитриты - в нитраты), денитрификации (нитраты восстанавливаются в газообразный азот).

Дыхание бактерий

По типу дыхания бактерий можно разделить на несколько групп:

  • облигатные аэробы : растут при свободном доступе кисло­рода
  • факультативные анаэробы : развиваются как при досту­пе кислорода воздуха, так и в отсутствии его
  • облигатные анаэробы : развиваются при полном отсутст­вии кислорода в окружающей среде

Размножение бактерий

Бактерии размножаются путем простого бинарного деления клетки. Этому предшествует самоудвоение (репликация) ДНК. Почкование встречается как исключение.

У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса. Например, у кишечной палочки половой процесс напоминает конъюгацию, при которой происходит передача части генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте. После этого клетки разъединяются. Количество особей в результате полового процесса остается прежним, но происходит обмен наследственным материалом, т. е. осуществляется генетическая рекомбинация.

Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий, у которых известны два типа спор: эндогенные, образующиеся внутри клетки, и микроцисты, образующиеся из целой клетки. При образовании спор (микроцист) в бактериальной клетке уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность, протопласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры обеспечивают возможность переносить неблагоприятные условия. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100°С и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 65-80°С и т. д. В благоприятных условиях споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку бактерий.

Несмотря на постоянную гибель бактерий (поедание их простейшими, действие высоких и низких температур и других неблагоприятных факторов), эти примитивные организмы сохранились с древнейших времен благодаря способности к быстрому размножению (клетка может делиться через каждые 20-30 мин), образованию спор, чрезвычайно устойчивых к факторам внешней среды, и их повсеместному распространению.

Пищевое отравление внезапно поражает человека или группу людей, поевших пищу, часто вполне доброкачественную на вид. И несмотря на неизмененные вкус, цвет и запах, блюдо, вызвавшее отравление, содержит огромное количество размножившихся в нем микробов и их токсины (яды). Такие обусловленные микробами отравления составляют 90 процентов всех пищевых отравлений. Некоторые из них протекают легко, другие заканчиваются трагически. Особенно тяжело переносят бактериальные пищевые отравления дети, пожилые люди, а также страдающие хроническими заболеваниями органов пищеварения.



Первое место по распространенности среди бактериальных пищевых отравлений занимают в настоящее время сальмонеллезы. Ими болеют не только люди, но и животные: крупный рогатый скот, свиньи, овцы, козы, лошади, утки, куры, гуси, индейки—основной источник этой инфекции. Животные заражаются друг от друга, если их содержат в общем загоне. Бывает, что больные утки или гуси заражают воду в пруду, а ее пьют коровы, лошади и тоже заболевают сальмонеллезом. Мясо больных животных буквально обсеменено сальмонеллами. Попадают они и в молоко животных, в яйца домашней птицы. Причем особенно опасны яйца водоплавающих (уток, гусей), так как саль-монеллы находятся не только на скорлупе—снаружи, но и внутри.


Кроме так называемого прижизненного заражения мяса, яиц, молока больных животных и птиц, происходит иногда и вторичное заражение этих продуктов после убоя скота или птицы. Это случается при разделке туши, ее неправильном хранении и транспортировке, когда она соприкасается с мясом больных животных и птиц. Мясо и мясные продукты—частые (75—85 процентов) виновники пищевых отравлений сапьмонеллезной природы.


В домашних условиях сальмонеллы попадают на различные продукты, когда хозяйка использует посуду, мясорубку, ножи, разделочную доску сначала для обработки сырого мяса, а затем для вареных продуктов. К обсеменению сальмонеллами готовых блюд может привести и неправильное хранение их в холодильнике: в незакрытой посуде рядом с сырым мясом и другими сырыми продуктами.


Большую опасность представляют блюда из измельченного мяса, в первую очередь студень,
Самый сильный из всех известных бактериальных ядов выделяет микроб ботулинус, широко распространенный в природе. Он находится в почве, в кишечнике рыб и животных, образует споры. Превращение спор ботулинуса в микробов, их размножение и разрушение, а значит, и выделение токсина возможны, только без доступа кис-лорода. Вот почему в консервах создаются самые благоприятные условия для прорастания спор и размножения микробов. Ботулинус неустойчив во внешней среде, он погибает при температуре кипения, его размножение задерживается в кислой среде, а вот споры его очень устойчивы к нагреванию, действию химических и бактерицид-ных веществ.


Они переносят кипячение в течение нескольких часов. Домашнее приготовление консервов в герметически закатанных банках не уничтожает споры. Единственный способ их уничтожения —нагревание в автоклаве при температуре 120 градусов и определенном давлении, что возможно лишь при промышленном производстве консервов.


Из консервов домашнего приготовления наибольшую опасность представляют грибы в герметически закрытых банках. Это связано с тем, что грибы трудно тщательно отмыть от частиц почвы, с которыми могут попасть и споры ботулинуса. Виновниками тяжелых отравлений бывают и такие домашние консервы: баклажанная и кабачковая икра, фаршированный перец, огурцы, портулак, зелень укропа и петрушки, абрикосовый компот, содержащие малое количество естественной кислоты.

Будет здорово, если вы напишете комментарий.

Бактерии в процессе эволюции приспособились к выживанию в самых неблагоприятных условиях окружающей среды и сохранили наследственную информацию путем образования спор. Споры бактерий образуются внутри клетки. Весь процесс прорастания (спорообразование) длится 18 — 20 часов. В ходе этого процесса в клетке бактерии изменяется целый ряд биохимических процессов. В спорообразном состоянии бактерии могут находиться длительное время — сотни лет. При благоприятных условиях внешней среды споры прорастают. Процесс прорастания длится 4 — 5 часов.

Спорообразование происходит, когда:

  • истощается питательный субстрат,
  • отмечается недостаток углерода и азота,
  • накапливается во внутренней среде клетки ионы калия и марганца,
  • изменяется уровень кислотности среды и др.

Рис. 1. На фото спора внутри бактериальной клетки (фото сделано в свете электронного микроскопа — ЭМ).

Какие бактерии способны к спорообразованию

Палочковидные бактерии, образующие споры, называются бациллами. Они относятся к семейству Bacillaceae и представлены родом клостридиум Clostricdium, родом бациллюс (Bacillus) и родом десульфотомакулум (Desulfotomaculum). Все они грамм положительные анаэробные бактерии.

Род клостридиум насчитывает более 93 видов бактерий. Все они образуют споры. рода клостридиум вызывают , легочную гангрену, являются виновниками осложнений после абортов и родов, тяжелых токсикоинфекций, в том числе ботулизма. Споры бактерий этого вида превышают диаметр вегетативной клетки.

Род бациллюс насчитывает более 217 видов бактерий. Патогенные бактерии рода бациллюс вызывают ряд заболеваний у человека и животных, в том числе пищевые токсикоинфекции и сибирскую язву. Споры бактерий этого вида не превышают диаметр вегетативной клетки.

Рис. 2. На фото бактерии рода клостридиум. Слева — клостридии перфингенс. Являются возбудителями пищевой токсикоинфекции и газовой гангрены. Справа — клостридии ботулинум. Бактерии вызывают тяжелую пищевую токсикоинфекцию — ботулизм.

Рис. 3. На фото возбудитель сибирской язвы. Bacillus anthracis род Bacillus – крупная, неподвижная, с обрубленными концами (слева) и бактерия в спорообразном состоянии (справа).

Спорообразование у бактерий

Подготовительный этап

Перед образованием самой споры в вегетативной бактериальной клетке снижается уровень метаболизма, прекращается репликация ДНК, в спорогенной зоне локализуется один из нуклеотидов, начинает синтезироваться дипиколиновая кислота.

Образование спорогенной зоны

Образование спорогенной зоны начинается с уплотнения участка цитоплазмы, в котором расположен нуклеотид (проспора ). Изолирование спорогенной зоны происходит с помощью цитоплазматической мембраны, которая начинает врастать внутрь клетки.

Образование проспоры и споры

Между внутренним и наружным слоем мембраны образуется кортекс. Один из его компонентов — дипиколиновая кислота, которая обуславливает термоустойчивость споры.

Сторона мембраны, обращенная наружу, покрывается оболочкой (экзоспорицей). Она состоит из белков, липидов и других соединений, которые не встречаются у вегетативной клетки. Оболочка толстая и рыхлая. Обладает гидрофобностью.

Созревание споры

В период созревания споры заканчивается формирование всех ее структур. Спора приобретает термоустойчивость. Она принимает определенную форму и занимает особое положение в клетке. После полного созревания споры происходит аутолизис клетки.

Рис. 4. На фото видна образованная спора, по периферии которой находятся остатки цитоплазмы.

Рис. 5. На фото слева видна только что образованная спора (А), по периферии которой находится остатки цитоплазмы. Далее цитоплазма отмирает. На фото справа (В) спора, очищенная в лабораторных условиях.

Рис. 6. На фото вверху стадии спорообразования — от образования спорогенной зоны до полного формирования и лизиса остатков клетки. На фото внизу спора с лентовидными выростами. О — ее внешняя оболочка, К — кортекс, С — внутренняя часть.

Кортекс

Кортекс защищает спору от ферментов, которые в большом количестве продуцируются клеткой на завершающем этапе спорообразования. Их предназначение — полностью разрушить материнскую вегетативную клетку. При отсутствии кортекса споры бактерий лизируются. Кортекс содержит диаминопимелиновую кислоту, которая обеспечивает термостабильность

Внутренняя сторона кортекса прилегает к внутренней стороне цитоплазматической мембраны. В период прорастания споры кортекс трансформируется в клеточную стенку вегетативной клетки.

Оболочка споры (экзоспориум)

Сторона цитоплазматической мембраны, обращенная наружу, при спорообразовании покрывается оболочкой (экзоспорицей). Она состоит из белков, липидов и других соединений, которые не встречаются у вегетативной клетки. Оболочка толстая и рыхлая. Составляет около 50% объема самой споры. Обладает гидрофобностью. Наружная стенка споры устойчива к воздействию ферментов. Она предохраняет спору от преждевременного прорастания.

Рис. 7. На фото спора с выростами. Ее сердцевина — покоящаяся вегетативная клетка.

Выросты на спорах

На некоторых спорах в процессе спорообразования образуются выросты. Они многообразны и специфичны. Этот признак для каждой бактерии наследственно закрепленен и постоянен. Выросты на спорах состоят в основном из белка. Аминокислоты белка сходны с таковыми у кератина и коллагена. Функция выростов на спорах окончательно еще не выяснена.

Рис. 8. Виды выростов на спорах: жгутики, трубки, ершиковидные палочки, широкие ленты, шипы, булавки, в виде оленьих рогов.

Рис. 9. На фото споры бактерий рода клостридиум. Выросты в виде трубок (1 и 5), выросты в виде жгутиков (2), лентовидные выросты(3), перистые выросты (4), споры, на поверхности которых имеются шипы (6).

Характеристика споры бактерий

В клетке, которая находится в спорообразном состоянии, отмечается:

  • полная репрессия генома,
  • почти полное отсутствие обмена веществ,
  • снижение количества воды в цитоплазме на 50% (значительная потеря воды клеткой приводит к ее гибели),
  • повышенное количество катионов кальция и магния в цитоплазме,
  • появление дипиколиновой кислоты и кортекса, отвечающих за термостабильность,
  • повышение количества белка цистеина и гидрофобных аминокислот,
  • сохраняет жизнеспособность сотни лет.

Устойчивость спор

В процессе спорообразования спора покрывается оболочками — внешней оболочкой и кортексом. Они защищают спору от неблагоприятных условий внешней среды.

Кортекс содержит диаминопимелиновую кислоту, которая отвечает за термостабильность. Внешняя оболочка предохраняет спору от преждевременного прорастания и негативных факторов внешней среды.

В спорообразном состоянии бактерия устойчива к повышенной температуре окружающей среды и высушиванию. Она способна выжить в растворах, с повышенным содержанием солей, перенести длительное кипячение и промораживание, радиацию и вакуум, ультрафиолетовое облучение. Спора проявляет устойчивость к целому ряду токсических веществ и дезинфицирующих препаратов.

Устойчивость спор патогенных бактерий во внешней среде способствует сохранению инфекции и развитию тяжелых инфекционных заболеваний.

Вид, форма и расположение спор у бактерий

Споры бактерий имеют овальную и шаровидную форму. Они могут располагаться на концах клетки (возбудители столбняка), ближе к центру (возбудители ботулизма и газовой гангрены) или в центральной части клетки (сибиреязвенная бацилла). Реже споры бактерий располагаются латерально.

Рис. 10. На фото терминальные эндоспоры C. difficile и Clostridium tetani.

Рис. 11. На фото центрально расположенные споры бактерий Bacillus cereus.

Рис. 12. На фото концевое расположение споры у бактерии Bacillus subtilis.

Колпачки на спорах

На спорах рода клостридиум и бациллюс в процессе спорообразования образуются колпачки. Они имеют конусовидную или серповидную форму и ячеистое строение. Ячейки напоминают мешочки, которые заполнены газообразным веществом. Они имеют форму палочек или овалов. Ячейки помогают споре сохранять в воде плавучесть. Даже при центрифугировании споры с колпачками невозможно осадить. Колпачки на спорах образуются у почвенных бактерий гидроморфных почв, которые сформировались в условиях застоя поверхностных вод или при наличии грунтовых вод.

Рис. 13. На фото колпачки на спорах — конусовидные (слева) и серповидные (справа).

Рис. 14. На фото строение колпачка споры бактерии. Видны отдельные газовые ячейки (вакуоли, мешочки) овальной формы.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Бактерии играют очень важную роль в мире живого. Бактерии были одними из первых, появившихся на Земле видов (они появились примерно 4 триллиона лет назад), и более чем вероятно, что они переживут и нас, людей. Несмотря на их огромное разнообразие и на то, что они расселены практически везде на Земле - и на дне океана, и даже в нашем кишечнике, - у бактерий все же есть нечто общее. Все бактерии обладают приблизительно одинаковым размером (несколько микрометров). Они лечат и убивают, создают и разрушают. Но одно ясно точно - жизнь без них невозможна.

Цель: Вырастить бактерию сенной палочки и найти молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах.

Задачи:

    Познакомиться с разнообразием бактерий;

    Познакомиться с классификацией бактерий;

    Выделить группы бактерий полезных в жизни человека (молочнокислые - молочная палочка, молочнокислый стрептококк, болгарская палочка, ацидофильный стрептококк и др.

сенная палочка)

    Собрать упаковки кисломолочных продуктов.

    Найти описание опыта по определению бактерий в продуктах.

    Опыт по выращиванию сенной палочки в домашних условиях.

Объект исследования - бактерии.

Предмет исследования - значение бактерий для человека.

Методы работы: опыты, наблюдения, анализ соответствующей литературы анализ информации, сравнение, обработка данных.

Актуальность: мир бактерий - часть нашей жизни.

Человек без бактерий жить не может никак. Эволюция сделала людей зависимыми от жизни прокариотов (бактерий). Эти микроорганизмы выполняют в человеческом организме некоторые ответственные функции, которые не могут быть выполнены другими органами, клетками или фармацевтическими препаратами. А вот бактерии запросто обойдутся без такого вида органики, как человек. Ведь обходились же они без людей миллиард лет, и дальше смогут.Но в бытовой обычной жизни человека не очень волнует это глобальное сотрудничество. Ему важно знать ответы на два вопроса:— чем микробы могут помочь;— как микробы могут навредить.Над ответами работают научно-исследовательские институты, которые уже сегодня обеспечили промышленность огромным количеством технологий, позволяющих:— использовать полезные бактерии как дешевую и безопасную рабочую силу;— максимально обезопасить быт и продукты питания от вредных влияний болезнетворных микроорганизмов.Однако современные наукоемкие технологии не остановились на достигнутом. На рынке регулярно появляются новинки, помеченные ярлыком «Биопрепараты», использование которых дает человеку возможность сделать свою жизнь еще более комфортной, безопасной и экологически чистой.

Мы решили более подробно изучить бактерии, которые живут в кисломолочных продуктах. Исследуя бактерии, мы узнали, что они бывают хорошие и плохие. И я сейчас расскажу, что узнал об этих организмах.

1.Бактерии.

Бактерии - очень древние организмы, появившиеся около трёх миллиардов лет назад. Бактерии микроскопически малы, но их скопления или колонии видны невооружённым глазом.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук - голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии в природе встречаются повсеместно - в воздухе, в воде, в ледниках, нефти, почве, гниющих органических остатках, в организмах животных и человека.

    1. Разнообразие бактерий.

Среда обитания бактерий безгранична и разнообразна. Их можно обнаружить в воздухе, внутри организмов, в почве, в условиях низких температур Севера, в горных породах и горячих гейзерах. Большое разнообразие бактерий и малые размеры позволяют им проникнуть в любой организм и любую породу. Не теряя своей жизнеспособности, они способны перенести низкие температуры и нагревание до 90⁰C. Их споры способны пролежать много лет в ожидании благоприятной среды.

Существует большое разнообразие видов бактерий по форме, способу обмена веществ, особенностям питания, передвижению, способу организации.

    1. Классификация бактерий.

Одни и те же виды бактерий встречаются на всех материках. По форме тела бактерии делят на:

Кокки Шарообразная

БациллаПалочковидная

ВибрионИзогнутая в виде запятой

СпириллаСпиралевидная

СтрептококкиЦепочка из кокков

СтафилококкиГрозди кокков

ДиплококкиДве круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Многие из бактерий имеют жгутики, что является средством их передвижения.

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы . Автотрофы - организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

    Полезные бактерии.

Одни бактерии приносят пользу человеку, другие нет. Вредные бактерии или, по крайней мере, часть из них знает большинство. Вот некоторые названия, обоснованно вызывающие у нас негативные чувства: сальмонелла, стафилококк, стрептококк, холерный вибрион, чумная палочка. А вот полезные бактерии для человека или названия некоторых из них знают немногие. Перечисление того, какие микроорганизмы полезны, а какие из бактерий вредные, займет не одну страницу. Поэтому рассмотрим только некоторые из названий полезных бактерий.

2.1 Виды полезных бактерий.

Азотобактер

Эти бактерии полезны тем, что аккумулируют азот из воздуха, превращая его в ионы аммония, которые выводятся в почву и легко усваиваются растениями. Кроме того, эти микроорганизмы обогащают почву биологически активными веществами, стимулирующими рост растений, способствуют очищению грунта от тяжелых металлов, в частности, от свинца и ртути.

Эти бактерии полезны человеку в таких областях, как:

    Сельское хозяйство . Помимо того, что они сами по себе повышают плодородие почвы, их используют для получения биологических азотных удобрений.

    Медицина . Способность представителей рода выделять альгиновую кислоту используется для получения лекарств от желудочно-кишечных заболеваний, зависящих от кислотности.

    Пищевая промышленность . Уже упомянутая кислота, имеющая название альгиновой, используется в пищевых добавках к кремам, пудингам, мороженому и т.д.

Бифидобактерии

Имеют палочкообразную форму, слегка изогнутую, как видно на фото. Основное место их обитания - кишечник. При неблагоприятных условиях бактерии с таким названием быстро погибают. Они чрезвычайно полезны для человека благодаря следующим свойствам:

    снабжают организм витамином K, тиамином (B1), рибофлавином (B2), никотиновой кислотой (B3), пиридоксином (B6), фолиевой кислотой (B9), аминокислотами и белками;

    препятствуют развитию болезнетворных микробов;

    защищают организм от попадания токсинов из кишечника;

    ускоряют переваривание углеводов;

    активируют пристеночное пищеварение;

    помогают всасыванию через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина D.

Молочнокислые бактерии

Они имеют преимущественно палочкообразную, реже - шаровидную форму. Живут они на листьях и плодах растений, в молочных продуктах. В человеческом организме они представлены во всем желудочно-кишечном тракте - от рта до прямой кишки. В подавляющем большинстве они совсем не вредные для человека. Эти микроорганизмы защищают наш кишечник от гнилостных и патогенных микробов.

Свою энергию они получают от процесса молочнокислого брожения. Полезные свойства этих бактерий известны человеку давно. Вот лишь некоторые области их применения:

    Пищевая промышленность - производство кефира, сметаны, ряженки, сыра; квашение овощей и фруктов; приготовление кваса, теста и т.п.

    Сельское хозяйство - брожение силоса (силосование) замедляет развитие плесени и способствует лучшей сохранности корма для животных.

    Народная медицина - лечение ран и ожогов. Вот почему солнечные ожоги рекомендуется смазывать сметаной.

    Медицина - производство препаратов для восстановления микрофлоры кишечника, женской репродуктивной системы после инфекции; получение антибиотиков и частичного заменителя крови под названием декстран; изготовление препаратов для лечения авитаминозов, желудочно-кишечных заболеваний, для улучшения обменных процессов.

Стрептомицеты

Живут преимущественно в почве. Если вам приходилось когда-нибудь принимать такие лекарственные средства, как эритромицин, тетрациклин, стрептомицин или левомицетин, то вы уже знаете, чем полезны эти бактерии. Они являются производителями (продуцентами) самых разнообразных препаратов, среди которых:

    противогрибковые;

    антибактериальные;

    противоопухолевые.

В промышленном производстве лекарств стрептомицеты используются с сороковых годов прошлого века. Кроме антибиотиков, эти полезные бактерии продуцируют следующие вещества:

    Физостигмин - алкалоид, который в небольших количествах используется в медицине для снижения глазного давления при глаукоме. Большие дозы являются нервнопаралитическим ядом.

    Такролимус - природное лекарственное средство, применяющееся для предупреждения и лечения отторжения при трансплантации печени, почек, сердца, костного мозга. Это один из наименее токсичных препаратов. При его использовании реакция отторжения наблюдается крайне редко.

Справедливости ради стоит отметить, что не все стрептомицеты одинаково полезны. Некоторые из них вызывают болезнь картофеля (паршу), другие являются причиной различных недугов человека, в том числе заболеваний крови.

3.Исследовательская часть.

    1. Молочнокислые бактерии.

Ассортимент кисломолочных продуктов достаточно разнообразен. Кумыс, кефир, шубат, йогурт, курунга и другие продукты известны с давних пор. Так, первые документальные сведения о кумысе содержатся в «Истории греко-персидских войн» Геродота, написанной в 470 году до н.э. В Египте с незапамятных времен употребляли «Лебен раиб» - кислое молоко буйволицы, козы или коровы, йогурт был знаком еще древним грекам и римлянам, но более всего закрепился в Болгарии. В России всегда любили и любят простоквашу и варенец , на Украине - ряженку, на Кавказе кефир мацони . В Казахстане самым распространненым кисломолочным продуктом является шубат (из верблюжьего молока), а в Забайкалье - курунга (из коровьего молока), в Татарстане и Киргизии излюбленным остается кумыс (из кобыльего молока).

Как известно, кисломолочные продукты получают в результате сквашивания молока или сливок (либо пахты и молочной сыворотки) различными, преимущественно молочнокислыми, микроорганизмами с добавлением или без добавления дрожжей и уксуснокислых бактерий.

В качестве заквасочных микроорганизмов используют культуры различных молочнокислых бактерий и дрожжей.

В процессе сквашивания происходит молочнокислое брожение, в результате которого накапливается молочная кислота . Она оказывает существенное влияние на формирование белкового сгустка, что определяет консистенцию продукта. Кроме того, молочная кислота придает этим продуктам приятный кисловатый вкус.

Что же это за бактерии?

Речь идёт о молочнокислом стрептококке, молочных палочках и дрожжеподобных грибках. Так, например, ацидофилин - разновидность простокваши, готовят с использованием ацидофильной палочки, а в производстве йогурта используются две культуры молочнокислых микроорганизмов - болгарская палочка и термофильный стрептококк.

Я собрал небольшую коллекцию упаковок кисломолочных продуктов для изучения их состава. (Приложение 2).

Это одни из самых распространённых продуктов: Имунеле, BIO MAX

Биойогурт и Био кефирный, Активия термостатная, Снежок, Актимель и Биоряженка.

Изучив упаковки данных продуктов, мы выяснили, что все они содержат молочнокислые микроорганизмы в количестве 10 7 КОЕ на 1 грамм.

(КОЕ- колония-образующая единица. То есть если произвести посев данного кисломолочного продукта на питательную среду, из определенного объема продукта вырастет указанное число колоний микроорганизмов.)

Появляется вопрос «А как же определить присутствуют ли на самом деле

в этих продуктах молочнокислые бактерии или это только маркетинговый ход производителя?»

3.2. Определение молочнокислых бактерий.

Есть несколько способов определения этих бактерий в продукте.

    • Использование довольно мощного микроскопа.

      Применение химического раствора, например, бромтимолового синего водного раствора.

Под микроскопом эти бактерии будут Применение бромтимолового

выглядеть следующим образом: синего водного раствора:

Использование же химического раствора бромтимолового синего водного покажет наличие молочнокислых бактерий окрашиванием продукта в желтый цвет, причем интенсивность цвета напрямую зависит от количества микроорганизмов. По истечению срока годности продукта окрашивания почти не происходит, это говорит о том, что очень долго настоящие полезные кисломолочные продукты храниться не могут. Следовательно, в магазине предпочтение стоит отдавать продуктам с коротким сроком годности, а лучше сделать дома самим более полезный продукт.

Существует огромное количество рецептов приготовления дома йогуртов, кефира, ряженки или простокваши. (Приложение 3)

3.3. Выращивание сенной палочки .

К числу бактерий, которые широко распространены в природе, относится и сенная палочка. Впервые она была описана в 1835 году. А название своё получила из-за того, что изначально культуру выделяли из прелого сена.

Эта бактерия - одна из самых крупных. Она имеет прямую вытянутую форму с тупыми закруглёнными концами и обычно бесцветна.

Эту бактерию довольно просто получить в домашних условиях.

Одна из задач моей работы - вырастить бактерии сенной палочки.

Для работы мне понадобилось следующее: сено (его можно купить в зоомагазине), кастрюля с водой, банка с широким горлышком, марля для процеживания. (приложение 4)

На один литр воды нужно взять 10 грамм сена.

Кипятим сено в течение 20 минут.

Получившийся отвар процеживаем и переливаем в банку, разбавляя 1:1 с отстоянной холодной водой.

В другую банку я решил налить неразбавленный отвар и посмотреть, что из этого получится.

Банки ставим в тёплое место.

Наилучшие условия для жизни сенной палочки - большое количество растворённых органических веществ, обилие кислорода и температура около +30 градусов. При таких условиях на поверхности отвара сена уже через двое суток должна образоваться плёнка, сплошь состоящая из бактерий.

Итак, спустя три дня на поверхности обеих банок появилась плёнка, причем в банке с неразбавленным отваром она насыщеннее .

Бактерии сенной палочки обладают резким неприятным запахом.

Сенная палочка не считается патогенной для человека и животных. Она помогает переваривать пищу, расщепляя белки и углеводы, борется с патогенной микрофлорой кишечника и кожных покровов. Эта бактерия подавляет развитие сальмонелл, стрептококков, стафилококков и других болезнетворных микробов.

Сенные бациллы-палочки являются основным действующим веществом многих лекарственных препаратов, входят в состав многих пищевых добавок (БАД), являются основой многих препаратов для животных. Существует отдельная группа препаратов на основе этой бактерии для растениеводства.

Заключение.

Изучая бактерии, мы познакомились с их разнообразием и классификацией,

смогли самостоятельно вырастить бактерии в домашних условиях.

Узнали, что увидеть присутствие бактерий можно не только через микроскоп, но и используя различные химические индикаторы.

Узнали, что существует огромное количество полезных бактерий, которые мы употребляем каждый день с кисломолочными продуктами. Эти продукты разнообразны и в каждой стране есть свои национальные рецепты.

Изучив упаковки собранных мною продуктов, мы выяснили, что все они содержат молочнокислые микроорганизмы в количестве 10 7 КОЕ на 1 грамм.

Помимо молочнокислых микроорганизмов, все эти продукты содержат бифидобактерии от 10 6 до 10 8 КОЕ на 1 грамм.

Мы выяснили, что бактерии являются незаменимой частью нашей жизни и всего живого. Они находятся абсолютно везде и во всём, играют колоссальную роль в жизни человека. Мы можем увидеть их колонии даже невооружённым глазом.

Люди научились использовать бактерии:

    в пищевой промышленности;

    для производства текстильных изделий, пластмассы, лакокрасочных покрытий;

    в медицине;

    с целью переработки отходов человеческой жизнедеятельности.

Мы же можем смело использовать полученные знания о полезности молочнокислых бактерий. Как можно чаще надо употреблять кисломолочные продукты, не лениться делать их самостоятельно, так как при длительном хранении количество молочнокислых бактерий уменьшается.

Практическое значение .

Мы познакомим одноклассников с ролью бактерий на классном часе. Проведем опрос, кто любит, кто употребляет кисломолочные продукты и какие.

Литература и интернет источники

    Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона.

    Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии. Н.В.Прозоркина, П.А. Рубашкина.

    http://www.1microscope.ru/ - Все о микроскопах

    http://probakterii.ru/ - Все о бактериях и других микроорганизмах

    http://biouroki.ru/ - Биоуроки 2010-2016

Приложение 1

Бактерии-сапрофиты

Бактерии-симбионты

Извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающего органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты.

Живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений.

Живут внутри другого организма или на нём, укрываются и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания - бактериозы.

Разновидность бактерий по способу питания

Приложение 2

Количество полезных микроорганизмов в кисломолочных продуктах

Количество микроорг-ов и бифидобакт.

Приложение 3

Рецепты приготовления кисломолочных продуктов в домашних условиях

Кефир домашний

Ингредиенты: 1 л свежее молоко, 200 г кефир любой жирности.

Способ приготовления: молоко вскипятить. Остудить до комнатной температуры. Добавить кефир, (первый раз покупной, впоследствии домашний), оставить на ночь. Утром кефир готов.Простокваша

Способ приготовления: стакан молока вскипятить, остудить до 30 градусов и добавить 2 ч.л. сметаны, размешать и оставить в теплом месте на 18 часов. Готовую простоквашу переложить в холодное место.

Способ приготовления: варенец готовят из томленого (топленого) молока - для этого горячее молоко при температуре близкой к кипению 2-3 часа выдерживают в горшочках в духовке или "русской печи". Цвет молока становится кремовым и на нем образуется толстый слой румяной пенки. После охлаждения топленого молока до 40-45°С в него, под пенку, вводят, помешивая, 1/4 стакана закваски (кефир, ряженка, сметана) на 1 л молока. Заквашенное топленое молоко нужно выдержать в теплом месте до получения сгустка, после чего поставить в холодильник.

Ряженка в мультиварке

Ингредиенты: молока - 3 л, сметаны - 0,3 л.

Способ приготовления: доведем до кипения молоко в режиме "Варка на пару", а потом поставим "Тушение" на 5,5 часов. Когда остынет до 40 градусов, разведем этим молоком сметану 25% жирности, зальем в кастрюлю. Закроем ее и оставим на ночь. Утром вы пьете свежую ряженку!

Приложение 4

Выращивание бактерии сенной палочки

Эта глобальная война началась почти сто лет назад. Человек изобрел смертельное оружие - антибиотик. И впервые попробовал установить контроль над миром, который был ему неподвластен. Сражение продолжается до сих пор. Но бактерии научились сопротивляться антибиотикам - они стали резистентными, устойчивыми к нашему оружию.

По данным ВОЗ, в прошлом веке было открыто более сотни антибиотиков. Свыше 80 из них уже устарели. Такими темпами рано или поздно мы провалимся обратно в эпоху эпидемий. Наступит момент, когда банальный аппендицит снова станет синонимом летального исхода, простейшая операция - процедурой высокого риска. Люди вспомнят, что значит умирать от насморка, диареи и простой ангины. «На самом деле этот момент уже наступил! И многие бактерии на сегодняшний день являются практически неуязвимыми», - считают ученые.

Сегодня человечество в тупике. Что делать дальше? Как найти выход из опасной ловушки, в которую мы все попали?

Вместе с международной командой ученых авторы фильма проводят сенсационные исследования различных бактерий. Рассказывают, как бактерии могут менять наше тело, становиться причиной рака, диабета и ожирения. И как они же способны вылечить нас от страшных болезней. В фильме показываются уникальные эксперименты. Рассказывается история Аманды, которая буквально за двое суток избавилась от инфекции, мучившей ее больше года, и сделала это без антибиотиков, с помощью бактерий.

Съемочная группа отправилась в уникальную научную экспедицию вместе с российским ученым Дмитрием Алексеевым на Крайний Север, в непроходимую тундру Ямала. На поиски людей, бактерии которых не тронуты цивилизацией. Именно эти бактерии могут стать основой для создания нового лекарства, способного заменить антибиотики. «Сейчас это бомба по всему миру, - говорит Дмитрий Алексеев. - Ученые гоняются, чтобы найти в более диком месте более дикого человека». Результаты экспедиции - в конце фильма.

Мы люди лишь на 10%, все остальное - бактерии. Микробы. Появился даже новый термин - микробиота. Это набор микробов и то место, где они живут в человеке. Ученые с полным основанием называют микробиоту важнейшим органом человеческого тела, хотя она не имеет четких границ, не является чем-то цельным. Но, как доказывают сенсационные исследования последних лет, именно от нее зависит не только наше самочувствие, здоровье, тело, но и наша личность, характер, настроение, пищевые привычки и так далее.

Авторы фильма объясняют, почему на многих людей не действуют диеты, а также показывают уникальный метод лечения многих заболеваний с помощью трансплантации микробиоты от здорового человека больному. Доктор Хорутц рассказывает, как он испытывал этот метод на мышах, а потом применил его к человеку.

Все, о чем говорится в фильме, - не фантастика, а технологии ближайшего будущего. И построены они на дружественном подходе к миру бактерий, изучении и доверии к нему. Ученые уверены: бактерии откроют нам путь к решению многих проблем нашего здоровья. «Это просто ключевой момент в нашем понимании мира. Не надо бороться с бактериями, с ними надо дружить, - говорит директор Института прикладной микроэкологии академик Игорь Вайншток, - надо с ними обустраивать наши отношения таким образом, чтобы это шло на пользу и им, и нам».

Жизнь на Земле появилась миллиарды лет назад. И бактерии прошли за это время огромный путь эволюции. Сегодня пришла пора не воевать с ними, а объединить усилия. И это единственная надежда сохранить наш маленький, молодой и совсем неопытный мир - мир человека!

В фильме принимают участие:

Игорь Вайншток - академик РАМТН,
Константин Северинов - профессор Сколковского института науки и технологии, директор Центра системной биологии,
Андрей Шестаков - руководитель лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова,
Сергей Вялов - гастроэнтеролог-гепатолог, к.м.н.,
Светлана Шевелева - зав. лаборатории биобезопасности «ФИЦ питания и биотехнологий», д.м.н.,
Елена Ковригина - доцент кафедры педиатрии РГМУ им. Н.И. Пирогова, к.м.н.,
Владимир Гостев - научный сотрудник отдела медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии НИИ детских инфекций,
Роман Анютин - профессор кафедры отоларингологии РГМСУ, д.м.н.,
Дмитрий Алексеев - ученый-биоинформатик, к.б.н.,
Алекс Хорутц - доцент кафедры гастроэнтерологии и гепатологии, Университет Миннесоты, США,
Дэвид Уитлок - ученый-химик, Бостон, США,
Эран Сигал - ученый-микробиолог, Институт Вейцмана, Израиль,
Питер Доррештейн - руководитель лаборатории по разработке новых антибиотиков, Калифорния, США,
Клаудия Гравекамп - доцент кафедры микробиологии и иммунологии медицинского колледжа А.Эйнштейна, Нью-Йорк, США,
Майя Циппель - доктор химических наук, Гамбург, Германия,
Никита Дользин - оленевод, Ямал,
Дмитрий Требухов - юрист, Ставрополь,
Аманда Кэбэдж - экономист, США.

Производитель: ООО «Медиа Контакт»

Продюсеры: Юлия Перкуль, Андрей Цвинтарный, Олег Вольнов

Генеральный продюсер: Сергей Латышев