Роль бактерій

Лебідь Ю. О., Рибальська ЗОШ

РОЛЬ БАКТЕРІЙУ ПРИРОДІ ТА

ЖИТТІ ЛЮДИНИ

РОЛЬ БАКТЕРІЙ В ЕКОСИСТЕМАХ

Колообіг речовин

Підвищенняродючості

грунтів

Вплив на ріст і розвиток рослин, участь у мінералізації органічних сполук

Бактерії – симбіонти тварин

Бактерії у прісних водоймах(цвітіння води)

Участь у створенні корисних копалин

УЧАСТЬ У КОЛООБІГУ РЕЧОВИН

Біологічний колообіг речовин

ФІТ

ОМ

АС

А

ФОТОСИНТЕЗСО2

ГУМУСМІКРОБНА МАСА

ЗООМАСА

СО2

О2

Н2О

N, P, K, Ca, Fe, Al, Si, Mn, Co, Mo, B, Cu, Zn, J…

• Головною умовою існування біосфери як єдиної екосистеми нашої планети є здійснення колообігу речовин.

• Без прокаріотів, здатних розкладати органічні речовини до неорганічних, колообіг речовин був би неможливий. Розкладаючи органічні сполуки, бактерії утворюють велику кількість СО2, необхідного для процесу фотосинтезу.

• Прокаріоти відіграють велику роль у підтриманні постійного газового складу атмосфери.

ПІДВИЩЕННЯ РОДЮЧОСТІ ГРУНТІВСапрофітні бактерії

викликають процес гниття (розщеплення білків, жирів та інших нітрогенумісних сполук

під дією бактерій)

Процес гниття у природі має велику роль, оскільки очищає поверхню Землі від відмерлих

решток тварин та рослин.

Органічні речовини померлих організмів перетворюються в неорганічні, які знову можуть

використовуватись живими рослинами.

• У природі бактерії руйнують складні органічні речовини трупів тварин і рослин, виділень живих організмів та різних відходів. Восени опадає листя дерев і кущів. Відмирають однорічні трав’янисті рослини і надземні пагони деяких багаторічних рослин. Падають на землю стовбури-велетні старих дерев. І все це перетворюється в перегній, який удобрює грунт. Перегнивання спричиняють сапрофітні бактерії гниття. Вони своєрідні санітари нашої планети. Ці бактерії перетворюють перегній у мінеральні речовини, які можуть вбиратися з грунту коренями рослин.

• Живлячись органічними речовинами мертвих тіл, ці бактерії сприяють тим самим перетворенню загиблих рослин і тварин у перегній.

Перегній – екологічно чисте добриво для рослин


Шкідлива мікрофлораКорисна мікрофлора

БАКТЕРІЇ І РОСЛИНИУчасть у

мінералізації органічних сполук (поживні речовини для

рослин) Вплив на ріст і розвиток рослин

азотфіксуючі бактерії

збагачення грунту Нітрогеном

сульфатредукуючі бактерії

беруть участь в утворенні сірководню в

лікувальних грязях, ґрунтах і морях

Бактерії можуть спричинювати різноманітні

захворювання рослин

1

2

Бульбочкові бактерії за 1 вегетаційний

період накопичують до 100 кг азоту на

1 га.

1. гниль цибулі; 2. парша картоплі; 3. плямистість плодів

і коренів


• Світна бактерія Photorhabdus живе поперемінно то в круглих червах, де вона виступає в ролі корисного співмешканця, то в комахах, для яких вона — смертельний патоген.

• Люмінесценція риби-маячка Photoblepharon зумовлена тим, що в її органах мешкають світні бактерії. Здатність випромінювати світло зумовлена работою бактеріального ферменту люциферази. Ген, який кодує цей фермент, виділений з геному бактерії, клонований вченими та використовується у наукових дослідженнях.

• Деякі бактерії, що живуть в кишці рогатої худоби, конів та інших травоїдних тварин виділяють ферменти, що допомогають розчиняти целюлозу клітинних стінок рослинних клітин. Целюлоза є головним джерелом енергії для цих тварин.

БАКТЕРІЇ – СИМБІОНТИ ТВАРИН

ЦІКАВО ЗНАТИ! Вночі 20-30 рибок випромінюють

таке яскраве світло, що можна читати книгу.


Сульфат-

редукуючі

бактерії

• беруть участь в утворенні нафти. Вони розмножуються в середовищі, багатому на вуглеводневі сполуки і позбавленому кисню та можуть жити за рахунок нафти і нафтових газів. Завдяки цим бактеріям геологам швидше вдається виявити корисні копалини. Вони беруть проби ґрунту й підземних вод. У пробірках бактерії утворюють великі колонії — це доводить, що в надрах є нафта.

Хемо-

синтезуючі

бактерії

• окиснюють сполуки Феруму, Мангану, поширені у прісних водоймах. Імовірно, що саме за їх участю впродовж мільйонів років на дні деяких боліт, озер утворилися поклади залізних і манганових руд.

УЧАСТЬ В УТВОРЕННІ КОРИСНИХ КОПАЛИН

• Масове розмноження ціанобактерій у неглибоких добре прогрітих прісних водоймах, зокрема водосховищах, водоймах-охолоджувачах теплових та атомних електростанцій, ставках тощо, спричиняє «цвітіння» води, яка стає непрозорою.

• Ціанобактерії виділяють у воду отруйні речовини, які можуть спричиняти масову загибель мешканців водойм.

• Така вода непридатна для пиття, а купання в ній може призвести до отруєння, алергічних реакцій, захворювань шкіри, печінки та нервової системи.


БАКТЕРІЇ У ПРІСНИХ ВОДОЙМАХ

Ціанобактерії.Джерело. Fotobank.ru

“Цвітіння” води, спричинене

ціанобактеріями


РОЛЬ БАКТЕРІЙ В ЖИТТІ ЛЮДИНИ

ФАРМАЦЕВТИЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ

(отримання ліків, синтез біологічно

активних речовин – антибіотиків,

вітамінів, ферментів, амінокислот)

ХАРЧОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ

(молочнокислі продукти, квашені

овочі тощо)

ВИРОБНИЦТВО ЕНЕРГІЇ

у формі біогазу (метаногени)

ТЕКСТИЛЬНА І ШКІРЯНА ГАЛУЗІ (вимочування льону, обробка шкіри тощо)

ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ

ВОД

СІЛЬСЬКЕ ГОСПОДАРСТВО

(силосування кормів, боротьба із

сільсько-господарськими

шкідниками)

ХІМІЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ

(вилуговування металів із руд,

добування різних органічних речовин – спиртів, кетонів

тощо)

КОРИСТЬ


• Багато бактерій синезують корисні вітаміни (вітаміни групи В і вітамін К. Вітаміни групи В мають винятково важливе значення для людини, оскільки беруть участь у багатьох процесах обміну речовин, особливо впливаючи на м'язову систему людини. Вітамін К регулює процес зсідання крові).

• Бактерія Escherichia coli, що живе в людському кишківнику, синтезує вітамін B і випускає його для людського використання. Так само, Clostridium butyclicum використовується для комерційного виробництва рибофлавіну, вітаміну B.

• Завдяки успіхам генної інженерії нині з'явилась можливість широко використовувати кишкову паличку для вироблення інсуліну, інтерферону, а водневі бактерії – для одержання кормового й харчового білків.

• Бактеріальні інфекції часто можуть лікуватися за допомогою антибіотиків, які називаються бактеріцидними (вбивають бактерій) або бактеріостатичними (запобігають росту бактерій). Антибіотики використовуються як для лікування хвороб людей, так і в інтенсивному сільському господарстві, щоб просувати ріст тварин, але таке використання сприяє швидкому розвитку резистентності (стійкості до антибіотиків) у бактерій.

ФАРМАЦЕВТИЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ

Антибіотик (пігулки та порошок для ін’єкцій)


• Молочнокислі бактерії, живлячись цукром, що є в молоці, утворюють молочну кислоту, під дією якої свіже молоко перетворюється в кисле, а вершки — у сметану. Квашення овочів, силосування кормів також відбуваються за участю молочнокислих бактерій. Утворена ними молочна кислота оберігає овочі й корми від розкладання.

• Спіруліна, представник відділу Ціанобактерії, використовується у харчовій промисловості. Вона містить 60-68% білка (втричі більше, ніж у м'ясі). У лабораторіях Франції і Мексики спіруліну розводять штучно. За рік з гектара плантацій спіруліни можна зібрати 40-45 т бактерій, які містять 25 т білка. Ця бактерія входила до харчового раціону стародавніх ацтеків. У наш час її споживає населення деяких районів Африки і Мексики. Препарати спіруліни можна купити в будь-якій аптеці. Вона очищує організм людини, поліпшує обмін речовин і самопочуття.

Cпіруліна

ХАРЧОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ

Пробіотик (лікарський препарат, який містить корисні бактерії)


• Бактерії застосовуються для вилуговування бідних руд, тобто переведення з них у розчин солей цінних металів, в першу чергу міді (Cu) та урану (U).

• Приклад – переробка халькопіриту, або мідного колчедану (CuFeS2). Купи цієї руди періодично поливають водою, в якій присутні хемолітотрофні бактерії роду Thiobacillus. У процесі своєї життєдіяльності вони окислюють сірку (S), утворюючи розчинні сульфати міді і заліза: CuFeS2 + 4O2 = CuSO4 + FeSO4. Такі технології значно спрощують отримання з руд цінних металів, в принципі, вони еквівалентні процесам, що протікають в природі при вивітрюванні гірських порід.

ХІМІЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ

Кристали халькопіриту (жовті) поміж кристалів молочно-білого кварцу, Корнуол, Англія


• Бактерії можуть також використовуватися замість пестицидів для боротьби з шкідниками. Частіше за все використовується Bacillus thuringiensis (також відома як BT), грам-позитивна, ґрунтова бактерія. Ця бактерія використовується як інсектицид, специфічний до лускокрилих і навіть продається комерційно під торговими марками Dipel і Thuricide. Через свою специфічність, такі пестициди розглядаються як екологічно дружні, з незначним впливом на людину, дику природу, обпилювачів і на корисних комах.

СІЛЬСЬКЕ ГОСПОДАРСТВО

Препарат фосфатмобілізувальних бактерій, призначений для обробки насіння

сільськогосподарських культур до сівби


• Споживаючи органічні речовини, бактерії забезпечують очищення водойм. • Для очищення річок від шкідливих відходів використовують бактерії, які

живляться фенолом та іншими хімічними речовинами. Цей спосіб застосовують і для очищення стічних вод коксохімічних заводів та побутових вод. Для цього стічні води відстоюють і розділяють на рідку частину та драглистий осад. А потім переробляють у декілька етапів, використовуючи аеробні та анаеробні бактерії.

ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД

Очисні споруди


ВИРОБНИЦТВО ЕНЕРГІЇМетаногени — археї, які виробляють метан як метаболічний побічний продукт. Вони звичайні в болотах, де відповідають за виробництво болотного газу, і в кишечниках жуйних тварин і людини, де вони відповідають за метеоризм. Вони також звичайні в ґрунтах, в яких виснажений кисень. Деякі з них — екстремофіли, що мешкають в таких оточеннях, як гарячі джерела і гідротермальні отвори дна.

Біогаз утворюється в результаті розкладання органічних сполук тваринного і рослинного походження. У складі біогазу основним компонентом є метан, який утворюється в результаті життєдіяльності метаноутворюючих бактерій. Але метаногени не здатні самостійно перетворити органічні сполуки на метан і вуглекислий газ, тому спочатку в процесі беруть участь кислотоутворюючі бактерії.

Ці мікроорганізми здатні перетворювати складні органічні сполуки на простіші (білки розщеплюються до пептидів і амінокислот, вуглеводи стають простими цукрами, а жири перетворяться на гліцерин і жирні кислоти). Після закінчення 1-ої фази бродіння утворюються масляна, оцтова і пропіонова кислоти, спирти і альдегіди, ряд інших неорганічних сполук (сірководень, водень і аміак). Тільки після цього до роботи беруться метаногени.

Під дією ферментів і коферментів, що виробляються метаноутворюючими бактеріями, завершується цикл бродіння, внаслідок чого утворюється метан і вуглекислий газ, що входять до складу біогазу.Кислотоутворюючі і метаноутворюючі бактерії містяться в рослинах, екскрементах тварин і у воді.

РОЛЬ БАКТЕРІЙ В ЖИТТІ ЛЮДИНИ

Псування продуктів харчування, корму для тварин, речей

Бактерії-паразити(захворювання)

*Бактерії оселяються на харчових продуктах і псують їх (гниття)Щоб продукти не псувалися, їх сушать і солять, маринують, зацукрюють, консервують (нагрівають у щільно закритих банках. При цьому гинуть не тільки бактерії, а й їхні спори). *Є бактерії, які псують рибальські снасті, рідкісні рукописи і книжки в книгосховищах. Щоб запобігти псуванню книжок, їх обкурюють сірчистим газом. *Бактерії псують сіно в стопах, якщо воно не досить добре висушене.

*Живуть за рахунок живих організмів. *Одні з них - хвороботворні і можуть спричинити інфекційні захворювання тварин і людини (чуму, тиф, туберкульоз, перитоніт, менінгіт, ангіну, ботулізм, газову гангрену та ін.), інші є причиною хвороб рослин. *Ці бактерії утворюють спори, які можуть зберігати здатність до зараження десятки років.

ШКОДА


• Найзагальнішою бактеріальною хворобою зараз є туберкульоз, який викликається бактерією Mycobacterium tuberculosis, яка вбиває близько 2 мільйонів чоловік у рік.

• Хвороботворні бактерії викликають і інші глобально важливі хвороби, наприклад пневмонію, яку можуть викликати багато бактерій, таких як Streptococcus і Pseudomonas, і харчові отруєння, які можуть викликати такі бактерії як Shigella, Campylobacter і Salmonella.

• Хвороботворні бактерії також викликають такі інфекції як стовбняк, черевний тиф, дифтерит, сифіліс і проказа.

• Для здоров'я та життя людини і тварин становлять небезпеку бактерії-лептоспіри, які часто трапляються у стоячих водоймах. Потрапляння лептоспіри в організм людини та тварин призводить до гострої пропасниці і навіть смерті. Тому у водоймах, у яких виявлено лептоспіру, купатися заборонено, а воду з них не слід вживати ні для яких господарчих потреб.

БАКТЕРІАЛЬНІ ХВОРОБИ

Рентгенограма грудної клітки людини, хворої на туберкульоз

Лептоспіра


Японські йени найчистіші у світі. У спеціальних апаратах банкноти “миють” (обробляють озоном та ультрафіолетом).

ЦІКАВО ЗНАТИ

Ось так виглядають бактерії на купюрах

ГРОШІ належать до

найбрудніших речей у світі (купюри містять бактерії,

які викликають туберкульоз, менінгококову, кишкову та інш. інфекції)

За даними південнокорейського Бюро захисту прав споживачів, кількість бактерій на ручках візків великих магазинів сягає 1100 колоній на 10 см².

1100

Друге місце займають комп'ютерні «мишки» в інтернет-кафе (690 колоній на 10 см²). Вчені стверджують, що на кожному офісному столі живе в 400 разів більше мікробів, ніж на стінах туалету.

690

Ручки кабінок громадських вбиралень містять лише 340 колоній шкідливих мікроорганізмів.

340

НАЙБРУДНІШІ РЕЧІ

• Бактерії потрапляють в організм людини не тільки через рот і ніс, а й через мікротріщіни на руках.

• Для того, щоб уберегтися від всіх видів мікроорганізмів, які були виявлені на предметах громадського користування в ході дослідження, достатньо…

ЦІННА ПОРАДА

регулярно мити руки з милом

Якщо мити руки кожні 2-3 години, то ризик захворіти знижується на 40%(за даними американських лікарів)

БЕЗПЕКА ЖИТТЯ


СТАТИСТИЧНІ ДАНІ

БАКТЕРІЇ

Бактерії — це найпоширеніша група організмів, присутні у ґрунті, воді, повітрі, у інших організмах. В грамі ґрунту міститься біля 40 млн. бактеріальних клітин, та біля 5 × 1030 бактерій у світі.

Бактерії (разом з археями) складають більше половини

біомаси Землі, зокрема половину органічного вуглецю і

більш ніж 90 % органічних фосфору та азоту.

Планктонні бактерії відповідають за від 50 %

до 90 % (за різними оцінками) світового виробництва кисню.

В організмі людини міститься в 10 разів більше

бактерій, ніж людських клітин, найбільша кількість цих бактерій знаходиться на шкірі і в травному тракті.


ЗНАЧНО БІЛЬШЕ

КОРИСНИХ БАКТЕРІЙ,

НІЖ ПАТОГЕННИХ!

Роль бактерій

Documents