Роль бактерий в природе и жизни человека доклад, сообщение 5, 7 класс

Схема круговорота азота в природе. Изображение: Translated by Stefan Parviainen, based on image by Johann Dréo (User:Nojhan) / Wikimedia Commons

Клубеньковые бактерии

Клубеньковые бактерии – одна из самых изученных групп азотофиксирующих бактерий. В настоящее время их относят к роду Rhizobium, а видовые названия обычно соответствуют названию того растения, из клубеньков на корнях которого, выделены бактерии. В частности, Rhizobium trifolii – растение-хозяин клевер, Rhizobium phaseoli – растение-хозяин фасоль, Rhizobium leguminosarum – растение-хозяин горох. Это объясняется видоспецифичностью клубеньковых бактерий[3].

Существование клубеньковых бактерий является примером мутуалистических (взаимовыгодных) симбиотических взаимоотношений, относящихся к типу эндосимбиозов, при котором клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма[3].

Клубеньковые бактерии – грамотрицательные подвижные палочки в свободном состоянии и в молодых клубеньках. При дальнейшем развитии они приобретают неправильную форму и превращаются в разветвленные, булавовидные или сферические бактероиды. На этой стадии происходит фиксация молекулярного азота[3].

Клубеньковые бактерии являются микроаэрофильными микроорганизмами, способными развиваться при низком парционном давлении кислорода в среде. Они хемотрофы, гетеротрофы (хемогетеротрофы), часто нуждаются в факторах роста (витаминах): тиамине, пантотеновой кислоте, биотине. Оптимальная температура роста – +24°C–+26 °C[3].

Обычно клубеньковые бактерии существуют в почве свободно, их количеств зависит от типа и характера почвы, предшествующей сельскохозяйственной обработки. Характерно, что в свободном состоянии, то есть, находясь в почве, данная группа бактерий не способна фиксировать азот из атмосферы, а использует связанный азот[3].

Симбиотическая связь растения и клубеньковых бактерий устанавливается в фазе прорастания семян. При их развитии корни выделяют органические питательные вещества, стимулирующие размножение ризосферных микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий. Их почвы клубеньковые бактерии проникают в корень через корневые волоски[3].

В корневой волосок проникает сразу несколько бактерий. Процесс проникновения сопровождается инвагинацией мембраны корневого волоска. Это приводит к образованию трубки (инфекционной нити), выстланной целлюлозой, вырабатываемой клетками растения-хозяина. В ней располагаются интенсивно размножающиеся бактерии. Инфекционная нить проникает в кору корня, проходит через ее клетки. Клубенек развивается при достижении инфекционной нитью тетраплоидной клетки ткани коры. Одновременно наблюдается полиферация тетраплоидной клетки и соседних диплоидных клеток коры. Индуцирует пролиферацию индолилуксусная кислота – растительный гормон, синтезируемый клубеньковыми бактериями.В конце периода роста растения-хозяина часто наблюдается полное исчезновение бактерий из клубеньков в связи с их отмиранием. Вещества отмерших клеток поглощает растение-хозяин[3].

Читайте также:  Как с помощью уколов можно улучшить потенцию

Для обогощения почвы клубеньковыми бактериями в промышленных масштабах производятся специализированные препараты, содержащие клубеньковые бактерии. Они используются для предпосевной обработки семян бобовых[3].

Этапы круговорота в природе

Вы окружены азотом! Фактически, 78% воздуха, которым вы дышите — это азот, но как он из воздуха попадает в ваш бутерброд? Хороший вопрос! Вот последовательность этапов, которые атом азота совершает в своем путешествии по азотному циклу:

1 Начнем с воздуха, которым вы дышите. Когда азот находится в воздухе, он называется атмосферным азотом и поступает в виде N2 (молекула азота из двух атомов). Растения мало что могут сделать с атмосферным азотом. Но в почве есть микроорганизмы-азотфиксаторы, которые могут преобразовывать азот в пригодную для использования растениями форму с помощью процесса, называемого азотфиксацией. Давайте рассмотрим, как происходит фиксация азота:

  • Атмосферный азот проникает в почву, где азотфиксирующие бактерии на корнях некоторых растений превращают его в аммоний (азот, присоединенный к атомам водорода, NH4+). Есть некоторые свободноживущие бактерии (не на корнях растений), которые также являются фиксаторами азота.
  • Молния может превращать атмосферный азот в оксиды азота, другой тип азота, связанный с атомами кислорода. Это составляет лишь небольшой процент азотфиксации.

2 Бактерии и археи в почве превращают аммоний в нитриты (NO2-), а затем в нитраты (NO3-) посредством нитрификации, которая, по сути, заключается в том, что бактерии превращают аммоний в нитраты. Нитраты — это азот, присоединенный к атомам кислорода.

3 Теперь, когда атмосферный азот был заменен на нитраты, давайте посмотрим, что будет дальше. Ассимиляция — это когда растения используют азот для самых разных целей, таких как строительство листьев или создание ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Животные и другие организмы поедают растения, и азот также попадает в их тела.

4 В конце концов растения, животные и другие организмы умирают и разлагаются, высвобождая азот обратно в почву. Бактерии и грибы помогают расщеплять мертвые организмы, а в результате аммонификации азот снова превращается в аммоний. Аммоний опять превращается в нитриты и нитраты бактериями (мы снова возвращаетесь к шагу 2).

5 Специальные бактерии могут превращать нитраты обратно в атмосферный азот посредством процесса, называемого денитрификацией, когда азот из почвы снова попадает в атмосферу. И вы снова на шаге 1!

Читайте также:  Признаки и лечение токсоплазмоза у человека

Так как же атомы азота попали в ваш бутерброд с индейкой? Азот из воздуха был превращен в азот, который могли использовать растения, например салат и помидоры на вашем бутерброде. Однажды индейка съела несколько растений, и азот попал в ее тело. Но до того, как все это произошло, тот же самый атом азота был съеден коровой и возвращен в почву виде фекалий, где его использовали растения, которые съела индейка!

Сапротрофные бактерии

Каждой разновидности грибов необходим исключительно свой набор питательных веществ, поэтому и места нахождения грибов различны.

Грибов поглощают питательные вещества непосредственно из среды, для сравнения — животные, заглотив пищу переваривают ее внутри тела и лишь после этого всасывают питательные вещества.

А грибы, в случае нужды, осуществляют внешнее переваривание пищи, при этом из на пищу тела гриба выделяются пищеварительные ферменты.

И вот по способу своего питания грибы подразделяются на сапротрофов, паразитов и мутуалистов.

Сапротрофами, это такие организмы, которые извлекают питательные вещества из мертвой органики. Сапротрофы, производят несколько пищеварительных ферментов трех классов.  Это ферменты, которые расщепляют углеводы, к ним относятся амилазы.

Они расщепляют крахмал, гликоген и подобные полисахариды. Кроме того имеются липазы для расщепления липидов и  протеиназы, которые расщепляют белки. Поэтому такой гриб, может использовать какие угодно субстраты.

Например, виды Penicillium проявляется в виде зеленых и голубых плесеней на почве, сырой коже, хлебе и гниющиех фруктах и иных субстратах.

Сапротрофы растут в направлении определенных субстратов, реагируя на вещества, испускаемые этими субстратами.

Грибы-сапротрофы характерны большим количеством легких устойчивых спор, поэтому они без труда распространяются на иные источники питания. Это такие грибы, как Mucor, Rhizopus и Penicillium.

Совет

Сапротрофные грибы и бактерии производят целлюлазу и лигназу, которые разлагают целлюлозу и лигнин. Поэтому гниение древесины и иных остатков растений происходит благодаря сапротрофам.

Грибы-сапротрофы принимают активное участие в укреплении народного хозяйства. Например Saccharomyces (дрожжи), применяются в пивоварении и хлебопечении, и Penicillium, нашели свое назначение в медицине.

Читайте также:  Много слизи в общем анализе мочи у взрослого и ребенка, причины

Участвуя в минерализации органических соединений, сапрофтрофы представляют собой ценный фрагмент процесса круговорота веществ и энергии. Водные сапрофтрофы принимают участие в биологической очистке вод, а те, которые живут в почве, благоприятствуют повышению плодородия почвы.

Вариант 2

Микроорганизмы широко распространены в природе. К ним относятся самые разнообразные морфологические и физиологические особенности растительного и животного мира — бактерии, грибы, актиномицеты, риккетсия, вирусы и простейшие. Некоторые из них являются постоянными обитателями почвы и воды, где они играют важную роль в круге веществ. Другие микроорганизмы в ходе своей эволюционной эволюции приспособились к жизни с человеческими, растительными и животными организмами. Отношения, которые возникают между микроорганизмами и макроорганизмами, слишком сложны.

Существует большое количество микроорганизмов в коже и слизистых оболочках человека, в полости рта и пищеварительном тракте. Некоторые из них являются постоянными жителями тела, в то время как другие временно присутствуют там.

Постоянные обитатели человеческого организма составляют его нормальную микрофлору. Они играют важную роль в качестве защитного механизма и естественной устойчивости.

В поврежденных физиологических защитных механизмах макроорганизма от инфекционных или неинфекционных заболеваний эти бактерии могут неблагоприятно воздействовать на жителей организма и наносить им вред, становясь вредными для причины инфекций.

Бактериальная клетка имеет только одну хромосому в форме кольца. Поскольку она очень тонкая, длинная и сложенная, с помощью светового микроскопа хромосома не видна как нить, а просто как «облако» в середине клетки. Мы можем сравнить ее с плетеной пряжей. Но бактериальная хромосома только кажется запутанной. Фактически, любая часть доступна для работы при необходимости. Некоторые бактерии, называемые бациллами, могут испытывать неблагоприятные условия, переходя на более устойчивый образ жизни. Их клетка обычно имеет форму палочки, но при необходимости она сжимается до небольшого шара и оборачивается в дополнительную оболочку. Эта форма бацилл, называемая спорой, не нуждается в еде, потому что имеет очень медленный обмен веществ. Когда условия снова становятся благоприятными, спора снова превращается в палку.

Микробиология — относительно молодая наука, которая развивалась в течение прошлого столетия и изучает жизнь, развитие человека, а также природу мелких одноклеточных животных и растений, называемых микроорганизмами (микробами). Их можно наблюдать только под микроскопом. Впервые термин «микроб» был использован в 1878 году.