Бактерии живые организмы: Царства живых организмов. Бактерии — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Царства живых организмов. Бактерии — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Мы уже знаем, что живых существ на Земле много и они очень разнообразны. Учёные делят живые организмы на царства.

Царство — это большая группа похожих живых существ.

Биологи выделяют царство растений, царство животных, царство грибов и царство бактерий.


Рис. \(1\). Растения	Рис. \(2\). Животные	Рис. \(3\). Грибы	Рис. \(4\). Бактерии

Бактерии — это очень маленькие живые существа.

Впервые удалось их увидеть только тогда, когда появился микроскоп.

Микроскоп — увеличительный прибор, с помощью которого можно увидеть невидимые глазом предметы.

Рис. \(5\). Микроскоп

Бактерии — самые распространённые живые организмы. Они есть везде — в воздухе, воде, почве, в телах животных и людей. Мы можем их обнаружить высоко в небе, глубоко под землёй и даже на поверхности нашей кожи.

Вот так выглядят бактерии под микроскопом при большом увеличении.

Рис. \(6\). Бактерии

Некоторые бактерии могут вызывать болезни. Часто одной бактерии достаточно, чтобы серьезно заболеть. Поэтому надо регулярно мыть руки с мылом и нельзя брать грязные предметы в рот.

Но есть и полезные бактерии. Например, в кишечнике человека есть множество бактерий, которые помогают переваривать пищу.

Человек использует некоторые бактерии для создания кисломолочных продуктов. Если их добавить в молоко, то получатся сыр, простокваша, кефир, йогурт, творог.

Бактерии и другие мелкие живые организмы, которые видны только в микроскоп,

называют микроорганизмами, или микробами. Их изучает наука микробиология.

Источники:
Рис. 1. Растения https://pixabay.com/images/id-1595587/ 8.06.2021
Рис. 2. Животные https://pixabay.com/images/id-959832/ 8.06.2021
Рис. 3. Грибы https://pixabay.com/images/id-3659165/ 8.06.2021
Рис. 4. Бактерии https://pixabay.com/images/id-67659/ 8.06.2021
Рис. 5. Микроскоп https://pixabay.com/images/id-219983/ 8.06.2021
Рис. 6. Бактерии https://pixabay.com/images/id-3658992/ 8.06.2021

«Бактерии – живые организмы»

Цель урока:

Описание строения бактериальной клетки.
Объяснение особенностей жизнедеятельности бактерий.
Сравнение строения бактериальной и растительной клетки.

Тип урока: урок аналитического мышления.

Оборудование:

конверты с заданиями;
диктофоны с заранее записанными словами;
бумажная кукла и модель бактерии, отображающее ее строение.

Ход урока

Приложение

Перед началом урока — деление на группы. Работает 3 группы.

1. Интрига.

Прошлый раз мы отгадывали кроссворд, здесь я зашифровала слово, догадайтесь, что это за слово, и почему именно это слово я зашифровала здесь.

Не догадались, ну что ж, об этом узнаете в конце урока.

2. Воспоминание.

Мы изучили с вами растения.

Фронтальный опрос:

Что такое эволюция?
Кто такие риниофиты?
Кто такие эукариоты:?
Кто такие прокариоты?
Какие организмы называются автотрофами?
Какие организмы называют гетеротрофами?
Что такое реликты?
Что такое искусственный отбор?
Что такое селекция?

Задание группам:

Строение растений и процессы жизнедеятельности.
Строение растительной клетки. Подписать основные органоиды клетки и охарактеризовать их функции.

Основные этапы эволюции. Из предложенных карточек сложить последовательность эволюционных этапов.

Гетеротрофы (бактерии)

Цианобактерии (автотрофы)

Зеленые и золотистые водоросли (Эукариоты)

Многоклеточные водоросли

Риниофиты, Псилофиты

Мхи, папоротники, хвощи, плауны.

Голосеменные

Покрытосеменные

Индивидуальные задания:

О каком культурном растении идет речь?

Заполните пропуски.

Название _______________________

Семейство ______________________

Применение ____________________

Это древняя культура. Растет на таких почвах, где другие культурные растения возделывать нельзя. В почве желательны известь и сера. В настоящее время известны более 2000 сортов. В Китае было запрещено возделывание этой культуры. В средние века его выращивали в монастырях. Стало гибнуть это растение от филоксеры (тля на корнях растений). В России эта культура появилась с 1613 года. Петр 1 положил выращивание этой культуры в станицах донских казаков (Цимлянске). (Виноград.)
Родина – Южная Америка (Колумбия, Перу, Боливия).Вначале эта культура выращивалась лицами богатого сословия и иностранцами. Называется эта культура – земляные яблоки. А вот крестьяне называли его чертовым яблоком. Указом сената в 1765 году вводится как пищевая культура. (Картофель.)
Родина – Тихоокеанское побережье Южной Америки и Галапагосские острова. В 16 веке привезли в Испанию и Португалию, где стали называть золотым яблоком. В России стали выращивать с 19 века. Это основная овощная культура в России. (Помидоры, томаты.)

3. Изучение нового материала.

Ну, что не догадались, какое слово здесь зашифровано.

Как это слово имеет отношение к теме урока, которую мы сегодня будем изучать.

Мы изучили с вами растения – автотрофные организмы, роль в природе которых очень велика. В случае неблагоприятных условий они приспосабливаются – сбрасывают листву, уменьшается испарение, устьица закрываются, изменяется окраска листьев, имеется кутикула, восковой налет, видоизменение органов, карликовый рост, огромнейшие листья в тропиках.

А кто еще относится к представителям живой природы? (Животные, грибы, человек, бактерии.)

Как человек приспосабливается к разным условиям, изменениям температуры? (Потеет, одевается, с похолоданием более теплая одежда.)

(Одевается бумажная кукла.)

Бактерии – самые древние представители, появились примерно 3,5 млрд. лет назад. Слово «бактерия» произошло от греческого бактерион – палочка. И долгое время были единственными представителями на нашей планете. Их тело имеет примитивное строение. Их размеры 0,5 – 1 мкм, длина 2-3 мкм, гиганты 30 –100 мкм.

Кокки -о

Диплококки – оо

Стрептококки – оооооо

Бациллы –

Спириллы –

Вибрионы –

Форма может быть разной, но строение одинаково. А главное, точно так же, как и мы с вами. Бактерии одеты особой плотной оболочкой –

клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функцию, придает бактерии постоянную форму. Она проницаема , через нее проходят вещества, выходят ненужные. Часто поверх клеточной стенки вырабатывается дополнительный слой слизи – капсула. Толщина может превышать диаметр клетки, а может быть и незначительный. Капсула предохраняет бактерию от высыхания. (Бактерия, одевания клеточной стенки и капсулы.)

В благоприятных условиях бактерии растут и очень быстро делятся. Причем этот процесс повторяется каждые 20 – 30 минут. Если наступают неблагоприятные условия бактерии образуют споры. Но это не споры, которые служат для размножения, спора – плотная оболочка, в итоге они сохраняют жизнеспособность тысячи лет (в египетских мумиях, в трупах мамонтов и в вечной мерзлоте).

Клетки бактерий имеют сходство и различия с клетками растений.

Задание группы №1. Найдите сходства растений и бактерий.

Задание группы №2. Найдите различия растений и бактерий.

Задание группы №3. Почему долгое время бактерии относились к низшим растениям и изучались ботаниками.

Признаки	Растения	Бактерии
Клеточная стенка	+	+
Вакуоли	+	—
Цитоплазма	+ движется	+ не движется
Ядро	+ эукариоты	— прокариоты
Наследственная информация	ДНК	ДНК
Размножение	Бесполое и половое	Бесполое (деление пополам)
Размер клеток	Более крупные	Более мелкие

Действенное закрепление.

Ну, что не догадались, какое слово здесь зашифровано. Как это слово имеет отношение к теме урока, которую мы сегодня изучали.

Перед вами диктофоны, там записаны всего три слова. Послушайте эти слова. И свяжите эти слова в мини рассказ о бактериях.

1 группа: бактерии, древняя группа, прокариоты.

2 группа: клеточная стенка, капсула, ядро.

3 группа: споры, ядерное вещество, ворсинки или жгутики.

5. Разрешение интриги.

Вы уже догадались какое слово здесь зашифровано. Как это слово имеет отношение к теме урока, которую мы изучили

Бактерии – одно из проявлений жизни. Миллиарды лет – единственные обитатели нашей планеты. Они и сейчас настоящие хозяева нашей планеты. И мы живем окруженные этими невидимыми организмами. Бактерии завоевали толщу земли, водные пространства, воздух и поселились в нас.

Бактерия – это всего одна клетка без ядра и многих органелл.

Когда Антони Ван Левенгук впервые увидел бактерии в микроскоп он назвал их «зверушками». В 1863 году было описано строение бактерий. Но эти ничтожно малые организмы объединены в отдельное царство.

6. Задание на дом.

Прочитав параграф 49 составьте кроссворд из 10 слов по бактериям.

Приложение

Бактерии. Живые организмы — спутники человека

Бактерии

Микробам — этим бесконечно малым живым существам — принадлежит бесконечно большая роль в природе.

Луи Пастер

Есть существа, которые не гибнут, если их кипятить 100 часов.

Есть существа, которые выдерживают температуру, близкую к абсолютному нулю.

Есть существа, которые «едят» яды.

Есть существа, которые в сухой почве могут сохраняться до 1000 лет.

Есть существа, пробудившиеся из летаргического сна через 360–600 миллионов лет.

Есть существа, каждое из которых за сутки могло бы произвести на свет 272 потомков, а через неделю его потомство могло бы разрастись до массы, равной массе земного шара.

Есть существа, после исчезновения которых на Земле наступила бы чудовищная катастрофа. По расчетам ученых, жизнь замерла бы через 30 лет.

Есть существа, исчезновение одного из которых могло бы привести к колоссальному стихийному бедствию — плодородные долины превратились бы в безжизненные пустыни.

Эти существа — бактерии, работа которых носит поистине планетарный характер. Они сложнее устроены и крупнее по величине, чем вирусы. Их можно видеть в оптический микроскоп. Ими наводнены не только воздух, вода и почва; среди них немало форм, которые населяют наше тело.

Хотя бактерии крупнее вирусов, но они все таки настолько малы, что в одном кубическом сантиметре слюны их насчитываются миллионы. Какой они величины, вы можете судить сами, если на каждом квадратном сантиметре кожи человека комфортабельно живут примерно 40 000 микробов; если вы в ванне во время купания смываете с себя от 85 миллионов до полутора миллиардов бактерий.

Прав был первооткрыватель микроорганизмов, изобретатель микроскопа, дававшего увеличение до 250 раз, голландец Антонио Левенгук, который в XVII веке, увидев в капле слюны мириады микробов, воскликнул: «В моем рту их больше, чем людей в Соединенном королевстве!» «Когда бы бактерии размером были с карандаш, — пишет биолог И. Акимушкин, — человеку (если в том же масштабе увеличим и его рост) буквально море бы стало по колено. Без труда он шагал бы через горы, так как сам был бы вчетверо выше Эвереста».

В теле новорожденного младенца насчитывается примерно два биллиона клеток. Средняя масса одной клетки равна 0, 00000001 (108) грамма, а ее диаметр едва достигает 0,02 миллиметра. А ведь бактерии гораздо меньше клетки человека средней величины.

Средней величины кокк, например, с поперечником 1 микрометр имеет объем 5х10^-10 кубических миллиметров, масса его составляет 5х10^-13 грамма. Довольно крупная бацилла длиной 3 микрометра и с поперечником 1 микрометр имеет объем 10^-8 кубического миллиметра, т. е. одну стомиллионную часть кубического миллиметра. Нам даже трудно представить столь мизерные величины.

Великий систематик XVIII века Карл Линней, описавший тысячи растений и еще больше животных, разделивший их на типы, классы, отряды, семейства, роды и виды, придумавший растениям и животным поразительно удачные названия, не сумел понять мир микробов и назвал его миром хаоса.

Мы привыкли думать, что бактерии — это растения.

Их включали, традиционно продолжают включать во все учебники ботаники, в монографии о жизни растений. Но существует противоположная точка зрения, утверждающая, что бактерии не растения, что они только условно могут быть отнесены к растениям.

В настоящее время бактерии выделены в специальное подцарство в надцарстве доядерных организмов, или прокариот.

По строению клетки весь мир живых существ распадается на две группы: доядерные организмы, или прокариоты, и ядерные организмы, или эукариоты.

Первая группа, включающая бактерии и сине-зеленые водоросли, характеризуется низкой организацией клетки и примитивным эквивалентом ядра без ядерной мембраны. У прокариот не обнаружены митохондрии.

Во многих отношениях бактерии как раз сходны с митохондриями, а не с самой клеткой эукариот. Дело в том, что в ядре клетки эукариот ДНК, как правило, связана с белками, в то время как в бактериях и митохондриях она свободна. Вторая группа — эукариоты — объединяет живые организмы, имеющие более высокий уровень организации клетки и ядро, окруженное ядерной мембраной. К этой группе относятся все остальные одноклеточные и многоклеточные растения, грибы и животные.

Что касается формы тела бактерий (рис. 5), то преобладают шаровидные, палочковидные и спиральные бактерии. Шаровидные бактерии называют кокками. Бывают разные кокки: монококки, когда это одиночные крупные бактерии; диплококки, когда они двойные; тетракокки, когда они соединены в группы по четыре; сарцины, если вместе связаны восемь или больше бактерий; стрептококки, когда они расположены в цепочку, и, наконец, стафилококки, когда их много и они образуют одну беспорядочную группу.

Рис. 5. Бактерии:

1 — стрептококки; 2 — палочковидные; 3 — вибрионы; 4 — спириллы; 5 — неспороносные; б — спороносные; 7 — слияние двух бактерий кишечной палочки (виден мостик, по которому следует хромосома).

Среди палочковидных бактерий различают обычных бактерий и бацилл. Из них только бациллы способны образовывать споры, чтобы пережить неблагоприятные внешние условия.

Проследим образование споры. Вот содержимое клетки бациллы сжалось, приняло округлую форму и выделило на своей поверхности новую, более плотную оболочку. После созревания споры клеточная стенка материнской клетки разрушилась, растворилась и спора вышла в окружающую среду. Спора гораздо выносливее материнской клетки. Она одета в надежный панцирь, предохраняющий ее от сокрушительных ударов враждебных стихий. Спора максимально обезвожена, в ней замерли почти все жизненные процессы, прекратился обмен с внешним миром, но все таки в ней теплится жизнь будущей бациллы.

Ей теперь не страшны ни давление в 20 тысяч атмосфер, ни космический холод в — 270 градусов, ни жара до 90-140 градусов. Пусть пройдут дни, недели, месяцы, годы. На спору это не влияет. Она, словно простейшее законсервированное семя жизни, воскреснет, если случайно попадет в благоприятные условия.

Вот она пробудилась и начала плодиться с такой скоростью, что могла бы через день другой наполнить все океаны и моря. Но этому никогда не бывать.

Большинство новорожденных микробов быстро погибает, так как они не находят подходящих условий.

В семью спиральных бактерий входят вибрионы, спириллы и спирохеты. Вибрионы лишь слегка изогнуты, спириллы закручены один или даже несколько раз, а спирохеты образуют мелкоизвитые тонкие живые спирали.

Вспомним, как устроены бактерии. Большинство бактерий снаружи одеты в капсулу, чтобы спасаться от пагубных влияний высыхания. Ведь они — существа, зародившиеся в воде. Вода — та среда, тот «питательный бульон», в котором возникли и развились первые живые существа. Жизнь зародилась в воде, вода — ее растворитель и среда. Она является «матрицей жизни» — вот этим значением воды можно объяснить любовь бактерий к ней, которую они унаследовали от своих предков, и их боязнь высыхания.

Следующий слой бактерий — клеточная стенка, которая тоньше капсулы, но плотнее ее. Клеточная стенка определяет физический тип бактерий, придавая им формы шариков, палочек и спиралей. Через нее в клетку поступают питательные вещества и выходят продукты распада.

Содержимое бактериальной клетки, за исключением ядерного вещества и клеточной стенки, принято называть цитоплазмой. Цитоплазма снаружи окружена цитоплазматической мембраной, регулирующей поступление веществ в клетку и выделение наружу продуктов обмена веществ. Следует отметить, что в цитоплазматической мембране осуществляется синтез некоторых частей клетки, как правило, составных элементов клеточной стенки и капсулы. Здесь же расположены важнейшие ферменты.

Советский микробиолог В. И. Дуда замечает, что «цитоплазматическая мембрана — это та нить жизни, разрыв которой приводит к гибели клетки, организма.

Вот почему существуют микроорганизмы без клеточных стенок, но не существует клеток без цитоплазматической мембраны».

В цитоплазме находятся рибосомы — частицы диаметром 200 ангстрем, синтезирующие белок; в ней же встречаются гранулы различной формы и величины — запасные вещества, источник энергии и углерода.

В центре бактериальной клетки расположено ядерное вещество — ДНК, аналог ядра эукариот — нуклеоид. Этот ядерный эквивалент бактерий «обнажен», не окружен мембраной, не связан с основными белками, не обладает ядрышком и набором хромосом.

На поверхности некоторых бактерий имеются жгутики — органы движения.

Преобладающее большинство бактерий — одноклеточные организмы, но в природе известны также нитчатые многоклеточные бактерии.

Как размножаются бактерии?

— Поперечным делением, — ответите вы уверенно.

Действительно, это наиболее распространенный способ размножения бактерий. Однако надо иметь в виду, что бесполое размножение бактерий может осуществляться отпочкованием от материнской клетки дочерних особей, а иногда образованием особых спор. Кроме того, у бактерий выявлен другой способ размножения.

Речь идет о существовании у них процесса, напоминающего половой и называемого парасексуальным. Во время этого процесса происходит лишь обмен генетическим материалом, он никогда не ведет к слиянию нуклеоидов. У эукариот же, как правило, есть типичный половой процесс, который сопровождается слиянием ядер.

Допустим, что в нашем теле встретились две бактерии — кишечные палочки, они вошли в контакт, коснулись друг друга. Началось слияние (рис. 5). Что передается от бактерии отца в бактерию мать? Во-первых, нечто такое, что похоже на вирусоподобное существо, — половая эписома, или фактор пола. Она обычно находится поблизости от оболочки клетки и легко передается спутнице. Во-вторых, из бактерии отца в бактерию мать переносится не старая хромосома, а ее новорожденный двойник, точь в точь повторяющий облик и строение уже имеющейся хромосомы.

Вот почему передача даже целой хромосомы материнской клетке не влияет на здоровье бактерии отца. Ведь старая хромосома никуда не делась, осталась в клетке.

Бактерии питаются разнообразными органическими и неорганическими веществами. Эти безротые существа, не имеющие ничего такого, что напоминало бы органы пищеварения, способны есть все, даже грызть камень и металл. Одни из них — автотрофы — питают сами себя. Из неорганических веществ (например, из углекислого газа, аммиака и различных солей) они создают органические, а необходимую при этом энергию извлекают, словно волшебники, из солнечных лучей или же путем химических реакций, окисляя железо, марганец, молибден, серу и кремний. Помогают им в этом нелегком деле ферменты, так называемые биокатализаторы — ускорители химических реакций, не убывающие в количестве, сколько бы они ни работали. От набора ферментов зависит не только скорость «пищеварения» микробов, но и способ их питания.

За какие нибудь полчаса бактерия из отдельных кирпичиков неорганической природы создает белок, который больше первоначальных кирпичиков в десятки миллионов раз.

Другие бактерии — гетеротрофы — питаются органическими веществами. Они выделяют из клетки ферменты, разлагают ими сложные органические соединения на более простые составные части, которые, попадая внутрь бактерий, идут на поддержание их жизнедеятельности и на строительство их тела. Не было бы этих бактерий, наша планета превратилась бы в огромное кладбище и не было бы на ней места для живых. Своим титаническим трудом бактерии гетеротрофы освобождают нашу Землю от растений и животных, в которых угасла жизнь. Они зорко следят за чистотой почвы и воды. Есть, однако, среди гетеротрофов микробы, питающиеся полуфабрикатами — готовыми продуктами живых организмов. Некоторые из них разрушают ткани растений и животных, вызывая разного рода заболевания. Эти бактерии получили название патогенных.

Таким образом, микробы непрерывно работают в «котлах» всемирной кухни созидания и разрушения живого, прилагая немало усилий, чтобы не остановилось колесо круговорота жизни и смерти.

Теперь о бактериях нашего тела. Человек рождается без микробов, новорожденный обычно стерилен.

Но сделал он первый вдох, открыл рот, чтобы закричать, чтобы известить о своем появлении, — бактерии тут как тут, они без его разрешения «получают постоянную прописку» в его организме. К концу первых суток новорожденный уже заселен 12 видами бактерий, а к десятому дню жизни его микробное население увеличивается до 21 вида. На 3-7-й день жизни ребенка микробы заселяют его кишечник.

Население бактерий взрослого человека насчитывает уже сотни видов, количество которых исчисляется астрономическими цифрами. Если бы мы посмотрели на них глазами, увеличивающими в 600–800 раз, то перед нами раскрылся бы удивительный микробный пейзаж. В нашей слюне кишмя кишели бы миллиарды кокковых, палочковидных, нитчатых и извитых форм бактерий, а мешочки десен выглядели бы как корзины, переполненные копошащимися микробами. На коже махровым цветом расцвели бы несметные полчища золотистых и лимонно-желтых стафилококков, причудливых сарцин, спороносных и неспороносных палочек. На одном квадратном сантиметре кожи лица мужчины паслось бы не менее 70 тысяч микробов, а на такой же площади лица женщины их было бы примерно в 7 раз меньше. Не обошлось бы здесь и без парадоксов. Мы узнали бы, что если мыть руки каждые 3–5 минут, то количество микробов уменьшилось бы примерно в 10 раз, в то время как после непрерывного 15 минутного мытья их стало бы даже больше, чем до мытья. При длительном мытье водой микробы вынеслись бы из глубины кожи, где они хранятся, как в кладовой. В одном кубическом сантиметре содержимого желудка обнаружилось бы только 25 тысяч микробов, несравнимо меньше, чем на коже.

Их в желудке губит кислота. В таком же объеме содержимого тонких кишок их совсем ничтожное количество — около 5 тысяч. Но зато толстые кишки человека по содержанию микробов побили бы все рекорды. В одном грамме содержимого толстых кишок можно было бы насчитать 30–40 миллиардов микробов, принадлежащих примерно к 240 видам.

Не пугайтесь такого обилия микроорганизмов. Это нормальная микробная флора организма человека.

Прошли времена, когда говорили о вреде и ненужности невидимых наших сожителей. Они не причиняют нам заметного вреда. Наоборот, эти завсегдатаи помогают нам отразить нашествия других микробов — случайных посетителей, среди которых могут быть враги нашего здоровья. «Природа пользуется конкуренцией безобидных микробов, чтобы помешать поселению патогенных микробов», — говорил знаменитый русский микробиолог Илья Ильич Мечников. Уберите постоянных жителей нашего тела, нарушится установившееся между микробами равновесие, соотношение полезных и вредных бактерий. И тогда не миновать беды. Чаще это случается, когда человек без совета врачей, не зная меры, при любом недомогании глотает антибиотики, которые пагубно влияют не только на заносных микробов врагов, но заодно губят почти всех бактерий друзей. В изменившейся ситуации выживают преимущественно вредные микроорганизмы. Не встречая со стороны полезных микробов должного отпора, они теперь начинают бурно размножаться. И вот результат — возникают осложнения, иногда превосходящие по тяжести основное заболевание.

Не следует бояться микробов, получивших «постоянную прописку» в человеческом организме. Они, не причиняя ему особого вреда, подавляют развитие дизентерийных, брюшнотифозных и гнилостных бактерий; некоторые из наших кишечных бактерий создают необходимые для нас витамины и аминокислоты.

В настоящее время известно около 6 тысяч видов бактерий, из них 69 считаются заклятыми врагами человечества. А с бациллой чумы по «кровожадности» не может соперничать никто из живых существ.

«Ни одна болезнь не вписала в историю эпидемий так много трагических глав, как это сделала чума, которая своими нашествиями не только уничтожала большую часть населения городов и деревень, но и влекла за собой упадок культуры в Европе. Хроника чумы, без сомнения, одна из самых мрачных книг в истории человеческой культуры», — говорит известный австрийский ученый и общественный деятель профессор Гуго Глязер. Эта хроника такова. Первое упоминание об эпидемии чумы относится к 1320 году до нашей эры. Как в огне сгорали люди тогда от бацилл чумы. Особенно пострадали филистимляне и древние евреи.

В 542 году зашевелились бациллы чумы в Центральной Африке и с быстротой огня охватили за пять лет пространство глобального масштаба, распространились, по меткому выражению летописцев, «до грани обитаемого мира». Тогда чума унесла около 100 миллионов жертв, способствовала упадку Византийской империи и возрождению дикости нравов, погасив проблески древней греческой культуры.

В 1348–1350 годах прокатилась новая волна смерти от чумы. Родилась она в Индии и за три года обошла страны Среднего и Ближнего Востока, север Африки, Испанию, Францию, Италию, Балканы, Центральную и Северную Европу… Сотни покойников лежали на улицах и в домах, где, кроме плача, ничего другого нельзя было услышать, где мертвецов сваливали в огромные ямы, «нагромождая их рядами, как товар на корабле». За три года бациллы чумы погубили 75 миллионов человек, в том числе 25 миллионов европейцев, т. е. почти половину населения Старого Света. А потом год за годом, вплоть до 1894 года, волны чумы постепенно угасали, но все-таки в их пучинах погибали не сотни, а миллионы людей.

В 1894 году в Гонконге начинается следующая волна чумы. За десять лет семена смерти — бациллы чумы — были завезены в 87 портовых городов Азии, Африки, Европы, Северной и Южной Америки и Австралии. В это же время объявляется научно обоснованное наступление на чуму. В 1894 году был открыт и описан самый жестокий враг человечества — бацилла чумы — крохотная палочка длиной 1–2 и толщиной 0, 3–0,7 микрометра. Затем возбудителей чумы обнаружили в крысах. Эти грызуны представляют собой бегающие резервуары, в которых хранятся палочки смерти. В 1897–1898 годах было доказано, что передача чумных бацилл от больной крысы здоровой и от крысы человеку осуществляется блохами. Потом пришли триумфы и победы над чумой. Началась эра целенаправленной войны против грызунов и блох.

Чума причислена к карантинным болезням. Проводится планомерная вакцинация населения против чумы.

Результаты борьбы уже налицо. В 1963 году, например, на нашей планете зарегистрировано лишь 862 случая заболевания чумой.

А ведь были времена, средние века например, когда люди верили, что чума в скрытой форме присутствует в крови «язычников». Находились даже «ученые», убежденные в том, что, какие бы меры ни принимались против чумы, ее нельзя предотвратить.

В настоящее время почти все болезнетворные бактерии укрощены, но полностью не ликвидированы. Вот почему микробиологи и врачи ведут за ними постоянный надзор, а в случае необходимости эффективно борются.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Бактерии эпохи динозавров могли дожить до наших дней

Жасмин Фокс-Скелли
BBC Earth

19 июля 2016

Автор фото, Getty Images

Некоторые микроорганизмы могут оставаться в живых невероятно долго, вплоть до четверти миллиарда лет. Обозреватель BBC Earth рассказывает, как им удается избежать разрушений, которыми обычно сопровождается старение.

Определенные виды кораллов живут тысячи лет. Американские омары — не менее 140 лет. Одной черепахе удалось дожить до 250 лет. А старейшему животному на Земле — моллюску по кличке Мин — было 507 лет, когда ученые случайно убили его в процессе исследования.

Однако по сравнению с некоторыми существами, обитающими на Земле, эти создания — сущие младенцы. Старейшие земные организмы могут легко побить эти рекорды долгожительства, что весьма неплохо для форм жизни, которые можно увидеть только под микроскопом.

В самых холодных регионах Сибири, Антарктиды и Канады можно найти почву, постоянно находившуюся в замороженном состоянии на протяжении тысяч и даже миллионов лет. В толщах этой вечной мерзлоты обитают бактерии того же возраста, что и сам лед.

Ученым еще не удалось выяснить, как им удается сохранить способность к жизни. Однако некоторые считают, что, раскрыв их секреты, мы сможем найти ключ к бессмертию.

Подпись к фото,

Станция «Восток» находится в глубине Антарктиды

В 1979 году, работая на научно-исследовательской станции «Восток» в Антарктиде, российский ученый Сабит Абызов обнаружил в толще льда над подледным озером Восток бактерии, грибы и другие микроорганизмы, жившие на глубине 3600 метров.

Удивительно, но бактерии прекрасно чувствовали себя во льду, не таявшем на протяжении сотен тысяч лет.

Вряд ли бактерии могли оказаться в толще льда после его формирования, поэтому Абызов заключил, что возраст самих бактерий также должен достигать сотен тысяч лет. На тот момент они были старейшими из когда-либо обнаруженных организмов.

В 2007 году рекорд долгожительства был побит вновь. Эске Виллерслев и группа ученых из Копенгагенского университета совершили историческое открытие.

Глубоко под слоем вечной мерзлоты Антарктиды, Сибири и Канады они нашли живые бактерии, возраст которых достигал полумиллиона лет. Тогда ученым впервые удалось выделить ДНК из настолько древних, но все еще активных бактерий.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Остистые сосны могут жить тысячи лет

Всего два года спустя был обнаружен еще более старый микроорганизм. На этот раз его возраст составил 3,5 миллиона лет.

Российский ученый Анатолий Брушков извлек его изо льда в районе Мамонтовой горы в Якутии.

Позже он даже ввел себе клетки этой «бессмертной» бактерии, известной как Bacillus F, в надежде, что она способна продлить ему жизнь. Перед этим он испытал инактивированные клетки бактерии на мышах, плодовых мушках и клетках человеческой крови. Он заявляет, что с момента этой инъекции не болел гриппом уже два года.

Автор фото, Solvin Zankl

Подпись к фото,

Может ли инъекция бактериальных клеток продлить жизнь плодовой мушке?

Что же заставляет ученых думать, что бактерии, живущие в вечной мерзлоте, настолько древние?

Ведь можно предположить, что они просто потомки бактерий, попавших в лед тысячи или миллионы лет назад.

Ответ таков: в толще льда бактерии не имеют достаточно места для размножения. Даже если деление имело место, новым клеткам было бы некуда деться.

Если репродукция невозможна, то клетки микроорганизмов, найденные в вечной мерзлоте в наше время, должны быть клетками, вмерзшими в лед при наступлении ледникового периода.

Именно так ученые обосновывают спорное утверждение, что отдельные бактерии сумели прожить не менее 250 миллионов лет. Эти микроорганизмы были найдены внутри соляных кристаллов на глубине 600 метров при строительстве хранилища радиоактивных отходов в штате Нью-Мексико, США.

Если им действительно 250 миллионов лет, они должны были застать период появления на Земле первых динозавров.

Это открытие принадлежит ученому Расселу Вриланду из университета Вест Честер, Пенсильвания. Он говорит, что бактерия, получившая название «Virgibacillus штамма 2-9-3», очень схожа с современными бактериями Virgibacillus, обитающими в Мертвом море.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Древние бактерии были обнаружены в соляных кристаллах

Извлеченные из кристаллов микробы, помещенные в пробирку с питательными веществами, ожили и начали развиваться.

Некоторые исследователи настаивают на том, что штамм 2-9-3 намного моложе 250 миллионов лет, объясняя это нарушением стерильных условий в лаборатории. Однако Вриланд твердо убежден в своей правоте. Он считает очевидным то, что эти бактерии оказались заточенными внутри кристалла.

«Они находились в кристаллах и были живы, — говорит Вриланд. — Вероятность того, что они попали в твердый кристалл извне, примерно равна нулю, а вероятность заражения равна одному на миллиард».

Более того, с тех пор в кристаллах соли было найдено много похожих бактерий.

Самое последнее открытие — это бактерии возрастом от 33 до 48 миллионов лет, обнаруженные в соляном озере в Центральном Китае. Тем не менее возраст ни одной из последних находок не приблизился к 250 миллионам лет.

Древние микроорганизмы, найденные в вечной мерзлоте и соляных кристаллах, находятся на грани выживания.

Лишенные способности размножаться из-за недостатка пространства, они направляют те крохи энергии, которые им удается получить, на поддержание жизни одной-единственной клетки.

«Бактерии не могли делиться внутри соляного кристалла из-за недостатка питательных веществ. Кроме того, они не смогли бы избавиться от токсичных отходов жизнедеятельности», — говорит Вриланд.

Нельзя не отметить, что сохранение жизни в течение миллионов лет — это невероятная способность. Как правило, ДНК и белки, отвечающие за реакции внутри живых клеток, под воздействием радиации разрушаются за довольно короткий период времени. В чем же заключается секрет бактерий, сумевших справиться с этой проблемой?

Подпись к фото,

Со временем ДНК разрушается

Некоторые ученые считают, что древние бактерии смогли бы прожить столь долгую жизнь только при наличии у них механизмов восстановления ДНК и клеточной структуры.

Но что именно представляют собой эти механизмы и как они функционируют в таких неблагоприятных условиях, остается неизвестным. Так, например, бактерии, находящиеся в вечной мерзлоте или соли, не имеют доступа к воде, необходимой для синтеза белков, участвующих в процессе восстановления клеток.

В настоящий момент при поддержке исследовательского института Howard Hughes Medical Institute Вриланд работает над определением последовательности генов штамма 2-9-3. Это позволит узнать больше о том, как они смогли прожить так долго.

В то же время у некоторых древних бактерий есть альтернативный долгосрочный план выживания. Они могут впадать в своеобразный «летаргический сон».

Нам известно, что в особо неблагоприятных условиях бактерии способны образовывать покоящиеся формы — споры. Споры схожи с семенами растений: вокруг уязвимой клетки формируется прочная оболочка.

Однако, в отличие от семян, споры обладают невероятной жизнеспособностью. Они могут пережить воздействие радиации, а также годами обходиться без воды и питательных веществ. Внутри оболочки микроб находится в совершенно инертном состоянии, но при улучшении условий он может вернуться к жизни.

Еще в 1995 году ученый Рауль Кано и его коллеги сумели оживить извлеченные из желудка древней пчелы бактериальные споры, которым было около 30 миллионов лет.

Пчела с бактериями внутри застряла в капле древесной смолы, позже превратившейся в янтарь.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Пчелы сохраняются в янтаре в течение миллионов лет

Однако некоторые ученые считают, что одной только способности образовывать споры недостаточно для того, чтобы прожить 250 миллионов лет. По их мнению, за такой долгий период их ДНК неизбежно бы разрушилась.

ДНК подвергается пагубному воздействию космического излучения с высокой энергией, солнечного излучения в форме гамма-лучей и ультрафиолетовых лучей, а также излучению, возникающему в результате самопроизвольного распада атомных ядер.

Пол Фальковски из Рутгерского университета США провел эксперимент с использованием пяти образцов льда, возраст которого насчитывал от 100 000 до 8 миллионов лет.

Лед был извлечен в Антарктиде, в долине Бикон и долине Маллинса. Вместе с группой коллег он попытался культивировать микроорганизмы, находившиеся во льду. Он обнаружил, что чем древнее был лед, тем короче были участки ДНК внутри него, и тем меньшее количество бактерий можно было оживить. Другими словами, с течением времени ДНК неуклонно разрушается.

Фальковски удалось культивировать микроорганизмы из фрагмента льда возрастом два миллиона лет. Он подсчитал, что по прошествии 1,1 миллиона лет разрушилась половина изначальной ДНК.

«Можно предположить, что с учетом интенсивности излучения на полюсах бактерии проживут не более двух-трех миллионов лет», — говорит Фальковски.

«Всего пара попаданий космических лучей — и все, им конец. В течение короткого периода времени вероятность попадания очень низкая. Но когда мы говорим о миллионах лет, это обязательно случится.

Это явление можно сравнить с молнией: за миллионы лет она попадала практически в каждую точку на Земле, несмотря на то, что вероятность ее попадания в определенное место за короткий отрезок времени очень низкая».

Автор фото, AP

Подпись к фото,

Попадание молнии — это вопрос времени

Тем не менее Вриланд не теряет веры в то, что в подходящих условиях бактерии могут прожить намного дольше, чем показывают эксперименты Фальковски.

«Кислород в соляной кристалл не попадает, поэтому отсутствует окисление, — говорит он. — Кроме того, бактерии находятся на такой глубине, куда не проникают ультрафиолетовые лучи».

Вриланд также отмечает, что при образовании спор вокруг молекулы ДНК образуется плотная оболочка, что делает ее менее досягаемой для излучения. Кроме того, сам соляной кристалл защищает бактерии от радиоактивного излучения, преграждая доступ тяжелым металлам.

Это означает, что единственным потенциальным источником радиоактивного излучения является калий-40 — радиоактивный изотоп калия с периодом полураспада, равным 1,25 миллиарда лет. Следовательно, вероятность того, что калий-40 будет испускать излучение, очень низка.

Наконец, в соляных кристаллах отсутствует вода, а это способствует укреплению химических связей в молекулах ДНК. Другими словами, ее становится труднее разрушить.

«В результате исследований мы выяснили, что в соляном кристалле для полного разрушения ДНК нужно в 1000 раз больше «ударов» по ДНК, чем в обычных условиях», — говорит Вриланд.

«Учитывая все эти факторы, можно прийти к выводу, что кристаллы обеспечивают очень надежную защиту».

Какое же значение имеет способность отдельных бактерий выживать в течение многих миллионов лет?

Если покоящиеся формы бактерий могут сохранять жизнь на протяжении миллионов лет, нельзя исключать вероятность того, что клетки или ДНК впервые появились на другой планете в другой галактике и были занесены на Землю кометой или астероидом.

В конце концов, ближайшая к нашему Млечному Пути галактика — галактика Андромеды — находится всего в 2-3 миллионах световых лет. Для бактерии, живущей 250 миллионов лет, это расстояние вполне преодолимо.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Галактика Андромеды — наша ближайшая соседка

Работа Вриланда также свидетельствует в пользу идеи о том, что на Марсе может существовать жизнь, ведь в марсианских метеоритах была обнаружена соль.

В то же время организмы-долгожители могут представлять угрозу для населения Земли. Нельзя исключать, что во льду могли остаться патогенные бактерии или вирусы. Так, например, подобный вирус был обнаружен в 2014 году в сибирской вечной мерзлоте, возраст которой не менее 30 000 лет, на глубине 30 метров.

Этот древний «гигантский» (до 1,5 мкм в длину) вирус под названием Pithovirus sibericum можно увидеть в обычный микроскоп. В лабораторных условиях ученым удалось оживить его и восстановить его патогенные свойства. Этот вирус не опасен для людей, так как поражает только одноклеточных амеб.

Однако исследователи считают, что в сибирской вечной мерзлоте могут находиться микроорганизмы, способные вызывать заболевания и у человека.

Не исключено, что они смогут вернуться к жизни, когда растает лед.

К примеру, это могут быть древние формы оспы.

Однако не все опасные для человека вирусы смогут выжить во льду. Грипп и ВИЧ, имеющие липидную оболочку, более хрупкие, чем вирусы с белковой оболочкой.

Так или иначе, эти исследования могут послужить предупреждением для человечества.

Несмотря на свой небольшой размер, главные долгожители на нашей планете могут оказать на современный мир огромное влияние.

Некоторые любят погорячей. Как микробы, обитающие в кипятке и без воздуха, сделают нашу жизнь лучше

Живые существа делятся на три группы: эукариоты (к ним относимся в том числе и мы), бактерии и археи. Последние две группы — одноклеточные существа, не имеющие ядра. Некоторые бактерии и археи известны своей способностью выживать в экстремальных условиях, например в горячих источниках или соленых озерах. Такие микроорганизмы — их называют экстремофилами — вероятно, больше всего напоминают первые живые клетки, появившиеся на Земле около 4 миллиардов лет назад. Поэтому они особенно интересны исследователям, так как, изучая их, они могут заглянуть в далекое прошлое и попытаться узнать, как развивалась жизнь на Земле в самом начале своего долгого пути.

Кроме того, в изучении архей есть и практический интерес. Они могут перерабатывать самые разные «несъедобные» вещества и служить источником устойчивых к нагреву белков, которые пригодятся для производства еды, тканей, моющих средств и многого другого.

Недавно микробиологи из России и Америки открыли новый род архей. Этот микроб живет в горячих источниках в кальдере (котловине) вулкана Узон на Камчатке. Лучше всего он чувствует себя при температуре 84 градуса по Цельсию и в лабораторных условиях питается дрожжевым и мясным экстрактом и целлюлозой. В процессе роста экстремофил производит углекислоту, соли и эфиры уксусной кислоты, водород. Результаты работы опубликованы в International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.

Как ученые исследуют микробов-экстремалов, какую роль они выполняют в природе и что случится, если они вдруг исчезнут, «Чердаку» рассказала один из авторов работы Татьяна Кочеткова, научный сотрудник Лаборатории гипертермофильных микробных сообществ Института микробиологии РАН.

— Как и где вы ищете новые виды архей?

— Наша лаборатория занимается исследованиями термофильных микробных сообществ. Соответственно, полигоном для поиска новых архей или бактерий служат природные места обитания, где температура выше 45 градусов по Цельсию. Это всегда очень экзотические места. Прежде всего, наземные горячие источники. Наша любимая «выездная» лаборатория — это Камчатка с ее многочисленными термальными источниками.

Во вторую группу можно отнести морские гидротермы — прибрежные и глубоководные источники горячей воды, поступающей из недр Земли. Сотрудники нашей лаборатории часто принимают участие в международных рейсах в районы разлома океанических плит, где много глубоководных вулканов, известных как «черные курильщики». Отбор проб в таких местах проводится на глубине 600—2500 метров ниже уровня моря — это весьма непростое занятие.

Также очень интересно искать микроорганизмы под землей, на глубине 1500—3000 метров, где пластовые воды и породы нагреваются из-за соседства с магмой. Подобные места еще менее доступны для исследования, чем глубины океана. Здесь ученые могут работать лишь на участках, где проводятся промышленные бурения.

— Как «главным героям» вашей статьи удается жить при столь высоких температурах?

— Это очень сложный вопрос, достойный отдельной статьи. Если вкратце, то нашим «главным героям» — термофилам — это удается за счет термостабильных белков и ферментов. Они продолжают активно работать при таких высоких температурах, при которых у других организмов большинство белков утрачивают структуру и не могут выполнять своих функций. Благодаря такой стойкости термофилов, их можно использовать в биотехнологии.

Кроме того, термофилам помогает выживать особый состав клеточных мембран. В целом эти археи обладают большим количеством адаптационных механизмов, помогающих им жить практически в кипящей воде и даже при еще более высоких температурах.

— Чем они питаются в естественных условиях?

— По количеству разлагаемых субстратов прокариоты (одноклеточные организмы без клеточного ядра) — чемпионы среди всех живых существ. В горячих источниках термофилы утилизируют все! От простых газов, таких как водород, сероводород, метан, углекислый и угарный газы и так далее, до сложных биополимеров — целлюлозы, перьев, крахмала. Причем зачастую они совершенно не нуждаются в кислороде. В отличие от нас, людей, которые могут получать энергию только из органического вещества и только с использованием кислорода.

— Как они влияют на свою среду обитания и на другие живые организмы? Что будет, если, например, убрать из горячих источников живущих в них термофилов?

— Современные гидротермы рассматриваются учеными как модели древнейших экосистем. Если совсем простым языком говорить, то считается, что именно термофильные сообщества в далекие-далекие времена создали условия для развития более сложных форм жизни.

Если пофантазировать и представить, что термофилов убрали из горячих источников, то, скорее всего, очень скоро воздух в этих районах наполнится не совсем полезными для дыхания газами (водородом, метаном, сероводородом, окисью и двуокисью углерода, сернистым газом и прочими), и находиться в таких местах станет опасно для жизни. А также за очень короткий промежуток времени подобные источники зарастут и превратятся в котлы с кипящей органической кашей, которая, как в сказке, начнет выкипать и расползаться по окрестностям.

— Что ученым интереснее всего было бы узнать про них?

— Тут есть два интересных направления. Первое — чем термофилы могут быть полезны нам. Тут как раз находят применения многочисленные термостабильные белки, использование которых в биотехнологии ускоряет процессы, увеличивает экономическую выгоду по сравнению с использование мезофильных белков, которые работают лишь при умеренных температурах (20—40 градусов).

И второе, и на мой взгляд, более захватывающее, — это исследование мира, который очень мало известен человеку. Термофильные археи и бактерии являются старейшими живыми существами на нашей планете, и поэтому исследование их разнообразия, разнообразия их метаболизма помогает нам рисовать картину прошлого.

Екатерина Боровикова

Растения, грибы, бактерии

Экспозиция зала знакомит с представителями бактерий, грибов и основных групп растений.

Бактерии, самые древние живые организмы на Земле, возникли около 4 млрд лет назад. В разделе представлены фотографии и зафиксированные культуры разных видов бактерий, влажные препараты клубеньков азотфиксирующих бактерий на корнях бобовых растений, железная руда лимонит — продукт жизнедеятельности древних железобактерий.

Грибов насчитывается около 100 тысяч видов. Обычно грибами в обиходе называют лишь плодовые тела шляпочных грибов. В разделе «Грибы» показано разнообразие форм этого царства: съедобные и ядовитые грибы, возбудители болезней растений, колонии плесневых грибов аспергиллов и пенициллов, грибы-хищники. Они представлены натуральными экспонатами, муляжами, на фотографиях и рисунках, в фиксирующей жидкости. Муляжи грибов выполнены А. Ф. Манаевым.

В зале можно увидеть лишайники — одни из самых загадочных организмов на планете, тело которых представляет собой ассоциацию грибов и одноклеточных водорослей. Лишайники представлены различными формами: кустистыми, листоватыми, накипными. Бóльшая часть экспозиции зала посвящена царству растений, насчитывающему более 330 тысяч видов. Царство делится на две группы: низшие растения (водоросли) и высшие растения (моховидные, папоротниковидные, голосеменные, покрытосеменные).

Водоросли — самые древние растения на Земле. Они возникли почти 2 млрд лет тому назад. Цветной рисунок в экспозиции показывает распределение водорослей на глубину до 250 метров. В разделе представлены гербарий и объёмная сушка зелёных, бурых и красных водорослей, в том числе два вида ламинарии, больше известной как морская капуста; литотамнион — водоросль с наружным известковым скелетом; напоминающая коралл кладофора.

Из высших растений демонстрируются гербарий, отпечатки ископаемых растений и объёмная сушка мхов, плаунов, хвощей и папоротников, в том числе лист современного древовидного папоротника, большая коллекция шишек хвойных растений. Уникальны модели цветковых растений, изготовленные Н. Н. Кочиным. Интересно познакомиться с коллекцией плодов и семян, способами их распространения. Представлены плоды экзотических деревьев (дынного, макаронного, колбасного) и плоды огромного зонтичного растения — ферулы.

В экспозиции также представлены макеты фрагментов экосистем с характерной флорой арктической пустыни и тундры. Центральное место в зале занимает диорама «Пойменный луг», в которой демонстрируется разнообразие растительности заливных лугов.

Экспозиция создана в 1978 году. Автор экспозиции — В. В. Ксенофонтова, ведущий художник — М. М. Рожков. С 2004 года в зале создана сменная экспозиция «Страницы Красной книги Москвы», в которой показаны ставшие редкими и исчезающими в городе растения. Авторы экспозиции — Е. Н. Михеечева и В. А. Смирнова, художник — Е. М. Голубятникова.

В свободном доступе в зале размещены фрагменты стволов каменной берёзы и пробкового дуба, макеты самого крупного травянистого растения — банана и самого быстрорастущего растения — бамбука. Эти экспонаты снабжены этикетками со шрифтом Брайля и доступны для тактильного осмотра.

В зале проводится более 10 экскурсий ботанической тематики.

Урок по теме «Бактерии — живые организмы»

Тема. «Бактерии – живые организмы»

Цели и задачи урока:

-познакомить обучающихся с самой древней группой живых существ – бактериями;

— показать особенности строения, питания, размножения, распространения;

— познакомить с разнообразием форм бактерий;

— раскрыть значение бактерий в природе и жизни человека;

— сформировать знания о бактериях – возбудителях болезней, о мерах профилактики инфекционных заболеваний и необходимости соблюдения гигиенических норм и правил в быту;

Тип урока – комбинированный.

Ход урока

І.Организационный момент

ІІ. Изучение нового материала

1.Сообщение темы урока

— Сегодня наш урок биологии мы начнем с решения задачи ( Слайд 1).

— Кто хочет решить ее у доски?

Задача

В 1 литре лесного воздуха содержится 100 бактерий, в 1 литре воды, набранной из озера в том же лесу – в 3 000 раз больше чем в 1 литре воздуха, а в 1 литре почвы из этого же леса – в 2 500 000 раз больше бактерий, чем в 1 литре воды. Сколько бактерий в 1 литре почвы?

(Ответ: в 1 литре почвы содержится 750 000 000 000 бактерий.)

— Ребята, как вы думаете, почему урок биологии сегодня мы начали с решения данной задачи?

( сегодня мы поговорим о бактериях)

— Совершенно верно. Тема нашего урока «Бактерии – живые организмы»

— Запишите число и тему урока ( Слайд 2).

— В результате изучения темы «Бактерии – живые организмы» вы должны знать:

— место обитания бактерий;

— строение бактериальной клетки;

— формы бактерий;

— способы питания бактерий;

— способы дыхания бактерий;

-размножение бактерий;

— значение бактерий в природе и жизни человека. ( Слайд 3)

— В ходе урока мы с вами заполним таблицу. Зарисуйте ее в тетрадь. ( Слайд 4).

2. Игра « Где живут бактерии?»

Место обитания бактерий

— Ребята, я вам предлагаю игру, в ходе которой мы узнаем, где живут бактерии. Я буду загадывать вам загадки, а ответы на них будут местом обитания микробов.

-Ответы запишем на доске.

1.Через нос проходит в грудь,

И обратный держит путь.

Он невидимый, и всё же,

Без него мы жить не можем. (Воздух)

2.Я и туча и туман,

И ручей и океан,

Я летаю, я бегу,

И стеклянной быть могу. (Вода)

3.Меня бьют, колотят,

Ворочают, режут.

Я всё терплю,

И всем добром плачу. (Почва)

4.В огне не горит,

В воде не тонет. (Лёд)

5.На земле он всех умней,

Потому что всех сильней. (Человек)

6.Одежда человека, которая не промокает и не становится маленькой. (Кожа)

7.Если ты в своей квартире,

Не убрался день другой,
То везде её увидишь,

Будет лежать она горой. (Пыль)

8. Дышит, растёт,

А ходить не может. (Растение)

— Ребята, сделайте вывод, где же обитают бактерии?

(Бактерии обитают везде)

— Итак, запишем место обитания бактерий – везде.

3.Объяснение учителя

Строение бактериальной клетки. ( Слайд 3).

Бактерии – это примитивные одноклеточные организмы, имеющие

микроскопические размеры. Давайте познакомимся с их строением.

Величина бактерий измеряется в микрометрах (мкм).

Снаружи многие бактерии одеты в капсулу. Она подобна домику чехлу.

Можно растворить капсулу, но бактерия останется живой и отрастит себе

новую. Бактериальная клетка окружена плотной клеточной стенкой, благодаря которой она сохраняет постоянную форму. Прочность клеточной стенке придает муреин, который характерен только для бактерий и не встречается в растительных и животных клетках.

В цитоплазме располагается ядерное вещество, так как оформленного

ядра у бактерий нет. Поэтому бактерии относятся к Прокариотам (безъядерным). Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков. Жгутик может вращаться со скоростью3000 об/ мин. Скорость высокая, если сравнивать со скоростью

передвижения человека. Человек, передвигаясь с такой скоростью проходил

бы за час 20 – 30 км., а не 4-5 км.

— Перед вами рисунок клетки бактерии. Давайте его подпишем.

4.Просмотр видеоролика «Формы бактерий»

Формы бактерий ( Слайд 4).

— Бактерии бывают разной формы. Давайте посмотрим небольшой видеоролик.

— Итак, какие бывают бактерии по форме?

-шарообразные ( кокки)

— палочковидные (бациллы)

-извилистые ( вибрионы, спириллы)

-нитчатые

— Итак, что мы запишем в таблицу?

5. Объяснение учителя

Способы питания бактерий.

Способы питания бактерий столь же разнообразны, как и условия их жизни.

Пожалуй, нет такого органического вещества, которое не пошло бы в пищу

тем или иным бактериям. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы питаются в процессе фотосинтеза (фототрофы). Только кислород

в отличие от растений они не выделяют. Некоторые питаются

малосъедобными веществами, как аммиак, соединения железа, серы. Они

получают необходимую энергию, окисляя неорганические вещества

(хемотрофы).

— Итак, запишите в таблицу способы питания бактерий.

Способы дыхания бактерий.

— Записываем в тетрадь аэробы и анаэробы.

6.Просмотр видеоролика « Размножение бактерий»

Размножение бактерий

— Размножаются простым делением надвое. Каждые 20 минут в

благоприятных условиях количество бактерий удваивается. Если, например,

в организм человека попала всего одна бактерия, то через 12 часов их может

стать уже несколько миллиардов. При такой скорости размножения

потомство от одной бактерии за 5 суток может образовать массу, которая

может заполнить за 5 суток все моря и океаны. Но этого не происходит.

— Как вы думаете почему?

Оказывается, большинство бактерий погибает под действием солнечного

света, высушивании, недостатке пищи, нагревании, под действием дезинфицирующих средств. На этом основаны и методы борьбы с бактериями.

— Я предлагаю посмотреть небольшой видеоролик о размножении бактерий.

— Итак, что мы запишем в нашу таблицу.

7.Игра « Мы из царства Бактерии»

Значение бактерий в природе и жизни человека.

— В природе бактерии образуют отдельное Царство Бактерии. Из этого царства пожаловали к нам гости. Давайте их послушаем.

Молочно-кислая бактерия. Я молочно-кислая бактерия. Питаюсь сахаром, который есть в молоке. Образую молочную кислоту. Молоко превращаю в простоквашу, а сливки в сметану. Квашение капусты, засолка овощей происходит с моей помощью.

Болезнетворная бактерия. Я болезнетворная бактерия. Поселяюсь в организме человека, вызываю различные заболевания. В теле человека я питаюсь, быстро размножаюсь и отравляю организм продуктами своей жизнедеятельности.

Почвенная бактерия. Я почвенная бактерия. Превращаю в перегной различные минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.

Бактерия гниения. Я бактерия гниения. Часто вызываю порчу собранного урожая, гниение и порчу продуктов питания. Оставишь колбаску на столе, а я туда поселюсь. ХА– ХА.

— Так какую роль играют бактерии в жизни человека и природы?

— Да, бактерии могут причинять человеку много вреда, вызывая очень тяжелые заболевания — туберкулез, тиф, чуму, ангину, дифтерию, ботулизм.

— Послушайте небольшие сообщения о данных заболеваниях.

8. Сообщения детей

— Ребята, вам было дано задание подготовить буклет о болезнях, вызываемых болезнетворными бактериями.

ІІІ. Закрепление изученного материала.

1.Оформление коллажа « Что мы знаем о бактериях?»

— Итак, мы с вами дали общую характеристику бактериям.

— И сейчас мы с вами отправимся на рынок за товаром. Я вам раздам необычные деньги-вопросы , за которые вы купите только определенный товар. Например, …..

— А затем мы оформим стенгазету « Что мы знаем о бактериях»

( формы бактерий, место обитания бактерий, способы дыхания бактерий, болезни, вызываемые бактериями..)

ІV. Домашнее задание

— № 3, прочитать

— Решить задачу: Сколько дней болезнетворные бактерии могут сохраняться в виде спор, если известно, что споры холеры выдерживают неблагоприятные условия в течение 2 дней, чумы – в 4 раза дольше, тифа – в 30 раз дольше, туберкулеза – в 150 раз дольше, а сибирской язвы – в 1826 раз дольше?

Бактерии

2

Бактерии могут стать будущим источником электричества

26 марта 2019 г. — В последние годы исследователи пытались уловить электрический ток, который бактерии генерируют в ходе собственного метаболизма. Однако до сих пор передача тока от бактерий к …

Как скорость роста влияет на приспособленность бактерий

авг.6 сентября 2020 г. — Бактерии — мастера выживания: когда они получают пищу, они быстро размножаются, хотя они также могут пережить периоды голода. Но когда они растут слишком быстро, их способность к выживанию снижается. …

Не так просто, как казалось: как бактерии формируют мембранные везикулы

15 января 2021 г. — Исследователи определили новый механизм, с помощью которого бактерии образуют мембранные везикулы, которые бактерии используют для общения друг с другом или для защиты от антибиотиков.Изучая…

Прозрачные почвоподобные вещества дают представление об экологии почвы

3 ноября 2020 г. — Используя два разных прозрачных заменителя почвы, ученые показали, что почвенные бактерии полагаются на грибы, чтобы помочь им пережить засушливые периоды, говорится в новом . ..

Бактерии убеждают своего кальмара-хозяина создать менее враждебную рабочую среду

19 ноября 2020 г. — Бактерии, симбиотически живущие внутри кальмара гавайского бобтейла, могут заставить кальмара-хозяина изменить свою обычную программу экспрессии генов, чтобы сделать дом более привлекательным, согласно новому исследованию…

«Пышные бактерии» взвешивают преимущества различных форм

8 июля 2019 г. — Исследование ученых о том, почему некоторые бактерии имеют разную форму, показало, что изогнутая форма может облегчить поиск пищи. Компьютерное моделирование использовалось для сравнения плавания …

Устойчивость к антибиотикам из случайных последовательностей ДНК

8 января 2021 г. — Важный и до сих пор оставшийся без ответа вопрос заключается в том, как возникают новые гены, вызывающие устойчивость к антибиотикам.В новом исследовании исследователи показали, как новые гены, вызывающие устойчивость, могут возникать из . ..

Разнообразие жизни и «парадокс пола»

29 июля 2021 г. — Новое исследование показывает, что половое размножение и многоклеточность способствуют разнообразию среди различных …

Вирусы как модуляторы взаимодействий в морских экосистемах

26 сентября 2019 г. — Вирусы в основном известны как патогены, которые часто вызывают смерть. Однако сейчас ученые показывают, как вирусы влияют на биологию живых морских хищников.Это проливает новый свет на общую роль…

Разнообразие лекарств в бактериях

25 марта 2019 г. — Бактерии производят коктейль из различных биоактивных натуральных продуктов, чтобы выжить во враждебной среде с конкурирующими (микро)организмами. Исследователи демонстрируют, что они делают это, модифицируя …

Бактерии | Что такое микробиология?

Бактерии — это микробы с клеточной структурой, более простой, чем у многих других организмов, без ядерных или связанных с мембраной органелл. Вместо этого их центр управления, содержащий генетическую информацию, содержится в единственной петле ДНК. У некоторых бактерий есть дополнительный круг генетического материала, называемый плазмидой. Плазмида часто содержит гены, дающие бактерии некоторое преимущество перед другими бактериями. Например, он может содержать ген, делающий бактерию устойчивой к определенному антибиотику.

Бактерии подразделяются на пять групп в соответствии с их основной формой: шаровидные (кокки), палочки (бациллы), спиральные (спириллы), запятые (вибрионы) или штопоры (спирохеты).Они могут существовать в виде одиночных клеток, парами, цепочками или скоплениями.

Бактерии встречаются во всех средах обитания на Земле: в почве, камнях, океанах и даже в арктических снегах. Некоторые живут внутри или на других организмах, включая растения и животных, включая людей. Бактериальных клеток примерно в 10 раз больше, чем человеческих клеток. Многие из этих бактериальных клеток выстилают пищеварительную систему. Некоторые бактерии живут в почве или на мертвых растениях, где они играют важную роль в круговороте питательных веществ.Некоторые виды вызывают порчу продуктов и повреждение урожая, но другие невероятно полезны при производстве ферментированных продуктов, таких как йогурт и соевый соус. Относительно немногие бактерии являются паразитами или патогенами, вызывающими заболевания у животных и растений.

Как размножаются бактерии?

Бактерии размножаются бинарным делением. В этом процессе бактерия, представляющая собой одну клетку, делится на две идентичные дочерние клетки.Бинарное деление начинается, когда ДНК бактерии делится на две части (реплицируется). Затем бактериальная клетка удлиняется и разделяется на две дочерние клетки, каждая из которых имеет идентичную ДНК родительской клетки. Каждая дочерняя клетка является клоном родительской клетки.

При благоприятных условиях, таких как правильная температура и доступность питательных веществ, некоторые бактерии, такие как Escherichia coli , могут делиться каждые 20 минут. Это означает, что всего за семь часов одна бактерия может произвести 2 097 152 бактерии.Еще через час количество бактерий возрастет до колоссальных 16 777 216. Вот почему мы можем быстро заболеть, когда болезнетворные микробы вторгаются в наш организм.

Спасательный механизм

Некоторые бактерии могут образовывать эндоспоры. Это бездействующие структуры, чрезвычайно устойчивые к враждебным физическим и химическим условиям, таким как тепло, УФ-излучение и дезинфицирующие средства. Это очень затрудняет их уничтожение. Многие бактерии, продуцирующие эндоспоры, являются неприятными патогенами, например Bacillus anthracis , возбудитель сибирской язвы.

Микробиология сегодня: микобактерии
Организмы, вызывающие туберкулез у людей и животных, Mycobacterium tuberculosis и Mycobacterium bovis , представлены в этом издании Microbiology Today наряду с Mycobacterium leprae , вызывающими проказу, и Mycobacteriumulfans 900 Язва Бурули.
Создание бактериальных мостов
Часто первое, что приходит на ум, когда мы думаем о микробах в антропогенной среде, — это повреждения, разложение, обесцвечивание и окрашивание строительных материалов и их поверхностей. Что мы не часто принимаем во внимание, так это их способность действовать как «биоинженеры».
Объяснитель туберкулеза
Туберкулез (ТБ) — изнурительное полиорганное заболевание, вызываемое бактерией Mycobacterium tuberculosis.Важнейшей формой заболевания является туберкулез легких, инфекция легких и дыхательных путей.
Устойчивость к противомикробным препаратам (AMR)
Угроза устойчивости к противомикробным препаратам (УПП) в настоящее время признана во всем мире, и, по оценкам, к 2050 году 10 миллионов человек в год будут умирать из-за устойчивости к противомикробным препаратам, если не будут приняты срочные меры.
Псевдомонас — друг и враг
Виды рода Pseudomonas являются одними из наиболее изученных в научном сообществе бактерий.Бактерии этого рода широко используются в качестве модельных организмов в микробиологических исследованиях и включают ряд важных видов в таких областях, как патогенность растений, биоремедиация и микробиология окружающей среды.
Streptomyces – природное решение УПП
Помимо того, что Streptomyces играют огромную роль в медицинской и фармацевтической промышленности, они также играют важную роль в окружающей среде; способствует разложению органического вещества и повышению плодородия почвы.

Изображения

Микробиология сегодня : Микобактерии. Научная фотобиблиотека.
Создание бактериальных мостов. Б. Реекстинг.
Объяснитель туберкулеза. iStock/Dr_Microbe.
Устойчивость к противомикробным препаратам. digicomphoto/Thinkstock.
Псевдомонада — друг и враг. iStock/Dr_Microbe .
Streptomyces – Природное решение УПП. Thinkstock.
Подкасты. Роджер Харрис/Science Photo Library.

Микробы: бактерии, вирусы, грибы и простейшие (для родителей)

Что такое микробы?

Термин «микробы» относится к микроскопическим бактериям, вирусам, грибкам и простейшим, которые могут вызывать заболевания.

Тщательное и частое мытье рук — лучший способ предотвратить попадание микробов в инфекции и болезни.

Какие бывают микробы?

Бактерии

Бактерии (bak-TEER-ee-uh) — крошечные одноклеточные организмы, получающие питательные вещества из окружающей среды.В некоторых случаях такой средой является ваш ребенок или другое живое существо.

Некоторые бактерии полезны для нашего организма — они помогают поддерживать пищеварительную систему в рабочем состоянии и препятствуют проникновению вредных бактерий. Некоторые бактерии используются для изготовления лекарств и вакцин.

Но бактерии также могут вызывать проблемы, например кариес, инфекции мочевыводящих путей, ушные инфекции или фарингит. Антибиотики используются для лечения бактериальных инфекций.

Вирусы

Вирусы еще меньше, чем бактерии.Они даже не полноценная ячейка. Это просто генетический материал (ДНК или РНК), упакованный внутри белковой оболочки. Им нужно использовать структуры другой клетки для размножения. Это означает, что они не могут выжить, если они не живут внутри чего-то другого (например, человека, животного или растения).

Вирусы могут жить только очень короткое время вне других живых клеток. Например, вирусы в инфицированных биологических жидкостях, оставленные на таких поверхностях, как дверная ручка или сиденье унитаза, могут жить там в течение короткого времени. Они быстро умрут, если не появится живой хозяин.

Однако, когда они попадают в чье-то тело, вирусы легко распространяются и могут вызвать у человека заболевание. Вирусы вызывают легкие заболевания, такие как простуда, обычные заболевания, такие как грипп, и очень серьезные заболевания, такие как оспа или ВИЧ/СПИД.

Антибиотики неэффективны против вирусов. Противовирусные препараты были разработаны против небольшой избранной группы вирусов.

Грибы

Грибы (FUN-guy) — многоклеточные растительноподобные организмы. Грибок получает питание от растений, пищи и животных во влажной и теплой среде.

Многие грибковые инфекции, такие как микоз и дрожжевые инфекции, не опасны для здорового человека. Однако люди со слабой иммунной системой (из-за таких заболеваний, как ВИЧ или рак) могут заболеть более серьезными грибковыми инфекциями.

Простейшие

Простейшие (pro-toe-ZO-uh) — одноклеточные организмы, подобные бактериям. Но они крупнее бактерий и содержат ядро и другие клеточные структуры, что делает их более похожими на клетки растений и животных.

Простейшие любят влагу.Поэтому кишечные инфекции и другие вызываемые ими заболевания, такие как амебиаз и лямблиоз, часто распространяются через зараженную воду. Некоторые простейшие являются паразитами. Это означает, что им нужно жить в другом организме (например, в животном или растении), чтобы выжить. Например, простейшие, вызывающие малярию, растут внутри эритроцитов, в конечном итоге разрушая их. Некоторые простейшие инкапсулированы в цисты, которые помогают им жить вне человеческого тела и в суровых условиях в течение длительных периодов времени.

Микробы: бактерии, вирусы, грибы и простейшие (для подростков)

Что такое микробы?

Тщательное и частое мытье рук — лучший способ предотвратить попадание микробов в инфекции и заболевания.

Бактерии

Бактерии — крошечные одноклеточные организмы, получающие питательные вещества из окружающей среды.

Некоторые

бактерии полезны для нашего организма — они помогают поддерживать пищеварительную систему в рабочем состоянии и препятствуют проникновению вредных бактерий. Некоторые бактерии используются для изготовления лекарств и вакцин.
Но бактерии также могут вызывать проблемы, такие как кариес, инфекции мочевыводящих путей, ушные инфекции или острый фарингит.Антибиотики используются для лечения бактериальных инфекций.
Вирусы
Вирусы даже меньше бактерий. Они даже не полноценная ячейка. Это просто генетический материал (ДНК или РНК), упакованный внутри белковой оболочки. Им необходимо использовать структуры другой клетки для размножения, что означает, что они не могут выжить, если не живут внутри чего-то другого (например, человека, животного или растения).
Вирусы могут жить вне других живых клеток очень короткое время.Например, вирусы в инфицированных биологических жидкостях, оставленные на таких поверхностях, как столешница или сиденье унитаза, могут жить там в течение короткого времени, но быстро погибают, если не появляется живой носитель.
Однако, попав в чье-то тело, вирусы легко распространяются и могут вызвать у человека заболевание. Вирусы вызывают некоторые легкие заболевания, такие как простуда, распространенные заболевания, такие как грипп, и очень серьезные заболевания, такие как оспа или ВИЧ/СПИД.
Антибиотики не эффективны против вирусов. Противовирусные препараты были разработаны против небольшой избранной группы вирусов.
Грибы
Грибы (произносится: FUN-guy) — многоклеточные растительноподобные организмы. Грибок получает питание от растений, пищи и животных во влажной и теплой среде.
Многие грибковые инфекции, такие как микоз и дрожжевые инфекции, не опасны для здорового человека. Однако у людей с ослабленной иммунной системой (из-за таких заболеваний, как ВИЧ или рак) могут развиться более серьезные грибковые инфекции.
Простейшие
Простейшие (произносится: pro-toe-ZO-uh) — одноклеточные организмы, подобные бактериям.Но они крупнее бактерий и содержат ядро и другие клеточные структуры, что делает их более похожими на клетки растений и животных.
Простейшие любят влагу, поэтому кишечные инфекции и другие вызываемые ими заболевания, такие как амебиаз и лямблиоз, часто распространяются через загрязненную воду. Некоторые простейшие являются паразитами, что означает, что они должны жить в другом организме или в другом организме (например, в животном или растении), чтобы выжить. Например, простейшие, вызывающие малярию, растут внутри эритроцитов, в конечном итоге разрушая их.Некоторые простейшие инкапсулированы в цисты, которые помогают им жить вне человеческого тела и в суровых условиях в течение длительных периодов времени.
Что такое микробы? — InformedHealth.org
Микробы — это крошечные живые существа, которые встречаются повсюду вокруг нас и слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Они живут в воде, почве и в воздухе. Человеческое тело также является домом для миллионов этих микробов, также называемых микроорганизмами.
Одни микробы вызывают у нас болезни, другие важны для нашего здоровья.Наиболее распространенными типами являются бактерии, вирусы и грибы. Существуют также микробы, называемые простейшими. Это крошечные живые существа, которые несут ответственность за такие заболевания, как токсоплазмоз и малярия.
Бактерии состоят только из одной клетки
Бактерии — одноклеточные организмы. Некоторым бактериям для выживания нужен кислород, а другим нет. Кто-то любит жару, а кто-то предпочитает прохладу. Хорошо известные примеры бактерий включают бактерии сальмонеллы и стафилококка.
Большинство бактерий не опасны для человека.Многие из них даже живут в нашем теле и помогают нам оставаться здоровыми. Например, молочнокислые бактерии в кишечнике помогают нам переваривать пищу. Другие бактерии помогают иммунной системе, борясь с микробами. Некоторые бактерии также необходимы для производства определенных видов продуктов, таких как йогурт, квашеная капуста или сыр.
Менее 1% всех бактерий вызывают заболевания, но это лишь приблизительная оценка, поскольку точных цифр нет. Туберкулез, например, вызывается бактериями.Бактериальные инфекции можно лечить антибиотиками. Это лекарства, которые убивают бактерии или, по крайней мере, останавливают их размножение.
Многие другие инфекции, включая диарею, простуду или тонзиллит, также могут быть вызваны бактериями, но обычно за них ответственны вирусы. Антибиотики не эффективны против вирусов. Так что не стоит начинать использовать их слишком рано, если есть только подозрение, что инфекция вызывается бактериями.
Вирусы вторгаются в здоровые клетки и делают нас больными
В отличие от бактерий, вирусы не имеют собственных клеток.Это означает, что они, строго говоря, не являются живыми организмами. Вместо этого они состоят из одной или нескольких молекул, окруженных белковой оболочкой. Генетическая информация, находящаяся внутри этой оболочки, необходима для размножения вирусов.
Многие вирусы вызывают заболевания. Некоторые из них безвредны и вызывают лишь легкую простуду, в то время как другие могут вызвать серьезные заболевания, такие как СПИД. Другие заболевания, вызываемые вирусами, включают грипп («грипп»), корь или воспаление печени (вирусный гепатит).
Вирусы проникают в здоровые клетки и начинают размножаться из этих клеток. Вирус не может воспроизводиться без этих клеток-хозяев. Не все вирусы вызывают симптомы, и во многих случаях организм успешно борется с нападающими. Так обстоит дело с герпесом, с которым когда-то сталкивались многие люди. Они вызываются вирусами, которые находятся в определенных нервных клетках и могут привести к типичным волдырям у некоторых людей, если их иммунная система слаба или ослаблена.
Относительно сложно бороться с вирусами с помощью лекарств.Для защиты от некоторых вирусов иммунную систему можно «обучить» вакцинацией, чтобы организм был лучше подготовлен к борьбе с вирусом.
Грибы широко распространены
Грибы могут жить в самых разных средах. Самые известные грибы включают дрожжи, плесень и съедобные грибы, такие как грибы. Как и бактерии, некоторые грибы естественным образом встречаются на коже или в организме. Но грибки также могут вызывать заболевания.
Заболевания, вызываемые грибами, называются микозами. Общие примеры включают эпидермофитию стопы или грибковые инфекции ногтей.Грибковые инфекции иногда также могут вызывать воспаление легких, слизистых оболочек рта или репродуктивных органов и стать опасными для жизни людей с ослабленной иммунной системой.
Но люди также извлекли пользу из полезных свойств некоторых грибов. Мы обязаны открытием пенициллина типу плесени, которая используется для производства этого антибиотика.
Sources
Andreae S, Avelini P, Berg M, Blank I, Burk A. Lexikon der Krankheiten und Untersuchungen.Штутгарт: Тиме; 2008.
Каспер Д.Л., Фаучи А.С., Хаузер С.Л., Лонго Д.Л., Джеймсон Д.Л., Лоскальцо Дж. Принципы внутренней медицины Харрисона. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл; 2015.
Пщирембель. Клиника Вёртербух. Берлин: Де Грюйтер; 2017.
Информация о здоровье IQWiG написана с целью помочь люди понимают преимущества и недостатки основных вариантов лечения и здоровья услуги по уходу.
Поскольку IQWiG является немецким институтом, некоторая информация, представленная здесь, относится к Немецкая система здравоохранения.Пригодность любого из описанных вариантов у конкретного случае можно определить, поговорив с врачом. Мы не предлагаем индивидуальные консультации.
Наша информация основана на результатах качественных исследований. Это написано команда медицинских работников, ученых и редакторов, а также проверенных внешними экспертами. Ты сможешь найти подробное описание того, как наша медицинская информация создается и обновляется в наши методы.
Жизнь с микробиотой человека · Границы для молодых умов
Аннотация
Человеческое тело населено миллионами мельчайших живых организмов, которые все вместе составляют микробиоту человека.Бактерии — это микробы, находящиеся на коже, в носу, во рту и особенно в кишечнике. Мы приобретаем эти бактерии во время рождения и в первые годы жизни, и они живут с нами на протяжении всей нашей жизни. Микробиота человека участвует в здоровом росте, в защите организма от захватчиков, в помощи пищеварению и в регулировании настроения. Некоторые изменения в микробиоте могут происходить во время нашего роста в зависимости от продуктов, которые мы едим, окружающей среды, в которой мы живем, людей и животных, которые взаимодействуют с нами, или лекарств, которые мы принимаем, таких как антибиотики. Человеческая микробиота помогает нам сохранять здоровье, но иногда эти бактерии могут быть и вредными. Мы должны хорошо заботиться о нашей микробиоте, чтобы избежать развития некоторых заболеваний, таких как ожирение и астма. Мы должны есть здоровую пищу, которая способствует развитию здоровой микробиоты.
Мы живем и окружены микробами (также называемыми микроорганизмами ), даже если мы не можем видеть их своими глазами. Микробы — самые маленькие из известных живых организмов.Они повсюду: в почве, реках, растениях, животных, водопроводной воде, на вашей клавиатуре, на подушке и в вашем теле. Некоторые микроорганизмы живут с нами и внутри нашего тела. Бактерии представляют собой большинство микроорганизмов, живущих в организме. Знаете ли вы, что в вашем теле больше бактерий, чем человеческих клеток? Вы хоть представляете, почему эти бактерии живут в вашем теле? Этих соседей мы носим с собой каждый день и обычно они нас не тошнят. Они дружелюбны? Или они могут сделать нас больными? Как они попадают? Какова их роль в организме?
Что такое бактерии?
Бактерии — это крошечные живые микроорганизмы, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.Они в 1000 раз меньше кончика карандаша. Мы должны использовать инструмент, называемый микроскопом, который делает изображение бактерий достаточно большим, чтобы его можно было увидеть. Существует множество различных видов бактерий с разнообразными формами и размерами. Одни выглядят как бейсбольная бита, другие круглые, как баскетбольный мяч (но в миллионы раз меньше) (рис. 1).
Рисунок 1 – Формы бактерий.
A. Бактерии могут быть круглыми, как баскетбольный мяч, длинными, как бейсбольная бита, или могут выглядеть как бобы или волны.Иногда бактерии могут группироваться и выглядеть как гроздь винограда или поезд. Б. Бактерии можно увидеть с помощью микроскопа с увеличением в 1000 раз. Окрашивание часто используется, чтобы помочь увидеть бактерии, которые на самом деле прозрачны. Бактерии, окрашенные в розовый цвет, называются бациллами, а бактерии, окрашенные в фиолетовый цвет, называются кокками.
Где находятся бактерии в организме человека?
Бактерии живут на коже, внутри носа, в горле, во рту, во влагалище и в кишечнике.Большинство бактерий, обнаруженных в организме, живут в кишечнике человека. Там живут миллиарды бактерий (рис. 2). Группу всех микробов, обнаруженных в организме, мы называем микробиотой человека [1]. Эти микроорганизмы колонизируют организм, а это значит, что обычно они не причиняют никакого вреда. Когда микроорганизм вызывает болезнь, это называется инфекцией.
Рисунок 2. Тело человека является домом для миллионов бактерий.
Некоторые участки тела полны бактерий, и они особенно сконцентрированы в кишечнике, в горле и во рту, а также на коже.
Откуда берутся бактерии, живущие в организме человека?
Мы начинаем заселяться бактериями во время рождения. В процессе родов и сразу после рождения мы получаем свои первые микроорганизмы. Младенцы получают микроорганизмы от мамы во время родов, при прохождении через влагалище или при контакте с кожей мамы, если родоразрешение осуществляется путем кесарева сечения. Лактобациллы, тип бактерий, которые считаются одними из «хороших парней», живут во влагалище матери и колонизируют кишечник ребенка, помогая перевариванию молока, которое содержит сахар под названием лактоза.Если ребенок родится путем кесарева сечения, лактобациллы не сразу станут частью микробиоты ребенка, которая будет состоять в основном из бактерий с кожи матери и окружающей среды ребенка. Эти различия в микробиоте ребенка, обусловленные типом родов, которые пережил ребенок, будут сохраняться до тех пор, пока ребенку не исполнится 12–24 месяца. Все младенцы также получают бактерии с кожи медсестер и врачей и из окружающей среды, в которой они живут. После того, как дети начинают есть, они получают микробы из своего рациона. В первые дни жизни тип микроорганизмов, колонизирующих их кишечник, будет разным в зависимости от того, находится ли ребенок на грудном вскармливании или пьет смесь. Грудное вскармливание полезно для ребенка, потому что оно помогает ребенку приобрести бактерии с кожи матери, которые затем колонизируют кишечник ребенка, а также есть другие компоненты материнского молока, которые защищают ребенка от болезней. По мере роста младенцы получают микроорганизмы из твердой пищи, которую едят, ползают по полу, кладут руки в рот, облизывают игрушки и из многих других источников!
Микробы, живущие в организме человека, меняются в процессе нашего роста, пока нам не исполнится 3 года.В этот момент микробиота становится более или менее стабильной до взрослой жизни. У каждого человека своя микробиота, которая частично, но не только, зависит от видов потребляемой пищи, окружающей среды, в которой живет человек, и других людей и животных, с которыми человек взаимодействует (рис. 3) [2, 3].
Рисунок 3. Факторы, влияющие на нашу микробиоту, показаны маленькими кружками вокруг среднего круга.
Во время родов первые микроорганизмы, которые мы получаем, зависят от процесса родоразрешения (естественного или кесарева сечения).Способ кормления ребенка (мамино молоко или питьевая смесь) будет влиять на микробиоту в первые годы жизни. Диета будет влиять на состав микробиоты на всех этапах нашей жизни. По мере того, как мы становимся старше ( возраст ), изменения микробиоты зависят от нашей диеты, среды, в которой мы живем, и образа жизни. Антибиотики также изменят состав микробиоты нашего кишечника (подробное объяснение см. в тексте).
Какова роль микробиоты человека?
Когда мы говорим о бактериях в организме человека, вы можете сразу же подумать о заболевании, называемом бактериальной инфекцией .В какой-то момент вашей жизни у вас, вероятно, была инфекция, которую лечили антибиотиками, прописанными вашим врачом. Антибиотики — это лекарства, которые убивают или предотвращают рост бактерий.
Однако большинство микробов безвредны и действительно помогают поддерживать наше здоровье. Микробы кожи, рта и носа борются с вредными бактериями, которые хотят проникнуть в организм и вызвать заболевание. Эти полезные бактерии действуют как охранники, удерживающие от вредных бактерий, от которых мы заболеваем.Бактерии, которые колонизируют влагалище, являются еще одним примером хороших бактерий. Они поддерживают кислую среду во влагалище, что предотвращает рост других микроорганизмов, которые могут вызвать заболевание. Болезнетворные микроорганизмы называются патогенами .
Несмотря на то, что в большинстве случаев они безвредны или даже полезны, при определенных условиях некоторые бактерии, входящие в состав микробиоты человека, могут нанести нам вред. Например, бактерии, живущие на коже, могут стать проблемой.Если вы порежетесь, бактерии, которые живут на поверхности вашей кожи, могут попасть в ваше тело через порез, попадая туда, где им не место. В этом случае эти бактерии иногда могут быть вредными для организма и вызывать инфекцию. Симптомы инфекции включают боль, отек, покраснение и лихорадку.
Еще один пример того, как микробиота может навредить нам, — это когда во рту скапливается слишком много бактерий. Эти бактерии могут прилипать к поверхности ваших зубов.Некоторые виды бактерий будут производить кислые продукты из пищи, которую вы едите (особенно сахара), которые могут разрушить ваши зубы и десны. Вот почему нам нужно чистить зубы не менее двух раз в день в течение 3 минут, чтобы избежать размножения бактерий, которые могут вызвать болезненные заболевания и, в тяжелых случаях, потерю зубов.
Как мы упоминали ранее, кишечник содержит наибольшую часть микробиоты человека. Кишечная микробиота вырабатывает некоторые полезные для нас витамины, такие как витамины B12 и K.Эти витамины не вырабатываются клетками человека. Кишечная микробиота также помогает перевариванию пищи и защищает стенки кишечника от вторжения патогенов.
Проводится много исследований роли кишечной микробиоты. Мы все еще пытаемся понять, как микробиота человека влияет на здоровье и болезни. В целом здоровые люди имеют сбалансированную микробиоту с большим разнообразием бактерий в кишечнике. Это означает, что у них есть смесь разных типов бактерий с разными формами, размерами, функциями и названиями.В кишечнике человека существует более 1000 различных видов бактерий! Напротив, когда присутствует только небольшое разнообразие бактерий, что означает, что в кишечнике существует только несколько типов бактерий, в большем количестве, чем обычно, может возникнуть заболевание. Различные уровни разнообразия кишечных бактерий могут быть связаны с ожирением (состоянием чрезмерного избыточного веса), которое может начаться в детстве. Аномальное разнообразие кишечной микробиоты также может играть роль в развитии диабета (повышение уровня сахара в крови), астмы (длительное затруднение дыхания) и болезненных заболеваний кишечника (хроническое воспаление кишечника), среди прочего [4]. ].Например, микробиота здорового кишечника включает две основные группы бактерий, называемых Firmicutes и Bacteroidetes, но было показано, что в кишечнике людей с ожирением Bacteroidetes почти отсутствуют.
Известно, что здоровая микробиота (что означает микробиоту с огромным бактериальным разнообразием, включая множество полезных микробов) способствует нашему здоровью (рис. 3). Вы хотите быть здоровым? Тогда вам нужно позаботиться о дружественных кишечных бактериях. Как вы можете это сделать?
Забота о микробиоте кишечника
За последние несколько десятилетий число заболеваний, упомянутых выше, увеличилось.Многие из этих проблем связаны с изменением типов пищи, которую мы едим [5]. Мы едим много сахара в таких вещах, как торты, печенье, пирожные, сладкое желе и белый хлеб, а также мы едим много гамбургеров, жирного мяса и соусов, которые в избытке вредны для нашего здоровья. Эти продукты также вредны для некоторых видов кишечной микробиоты. Некоторым из наших микробов нужны овощи, волокна из бобов, нута, злаков, черный хлеб, семена и коренья. Эти типы продуктов называются пребиотиками , и они способствуют росту микробиоты, питая бактерии, которые способны расщеплять этот тип пищи на питательные вещества, которые могут быть использованы человеческим организмом для улучшения нашего здоровья.Мы не можем правильно переваривать некоторые виды пищи, если у нас нет наших крошечных друзей в кишечнике. Поэтому мы не хотим, чтобы эти хорошие бактерии погибли, потому что они важны для баланса нашего здоровья. Сокращение количества этих хороших бактерий приведет к росту не очень хороших бактерий, которые в конечном итоге могут вызвать проблемы со здоровьем.
Пробиотики могут помочь вам заменить утраченную полезную микробиоту. Пробиотики — это живые бактерии, которые полезны для нас, уравновешивают наши хорошие и плохие кишечные бактерии, помогают переваривать пищу и помогают при проблемах с пищеварением, таких как диарея и боль в животе.Бактерии, которые являются примерами пробиотиков, включают Lactobacilli и Bifidobacterium . Вы можете найти пробиотики в некоторых продуктах, таких как йогурты, хлеб на закваске, пахта и кислые соленые огурцы. Некоторые детские смеси также дополняются пробиотиками, несмотря на то, что мы еще не знаем, насколько они полезны при заболеваниях младенцев.
Антибиотики — это лекарства, которые мы принимаем для лечения инфекций, вызванных бактериями. Антибиотики не активны против инфекций, вызванных грибками или вирусами.Итак, убивают ли антибиотики и наших хороших друзей-бактерий? Да, они есть [3]. Однако, если у нас есть бактериальная инфекция, мы должны лечить ее, поэтому во многих случаях мы должны принимать антибиотики. Обязательно принимайте антибиотики только тогда, когда ваш врач говорит, что они вам действительно нужны, и принимайте их в то время, которое он советует. Вам не нужен антибиотик для лечения простуды или гриппа, потому что эти заболевания вызываются вирусами. Люди, которые принимают много антибиотиков, могут заболеть, потому что антибиотики уничтожают в их организме множество бактерий, в том числе и полезных. Когда многие бактерии в кишечнике убиты, в кишечнике появляется больше свободного места и доступной пищи для вредных бактерий, которые затем могут размножаться. Когда эти вредные бактерии достигают большего количества, они иногда могут вызывать заболевания. Как следствие, люди, принимающие антибиотики, часто страдают диареей или более сложными кишечными заболеваниями. Когда вы принимаете антибиотики без необходимости, вы можете способствовать появлению «супербактерий» — бактерий, которые не убиваются большинством доступных сегодня антибиотиков.Эти супербактерии могут выживать в присутствии антибиотика (что называется устойчивостью к антибиотику), поэтому инфекция продолжается даже при использовании антибиотиков.
Заключение
Для поддержания здоровья людям необходима разнообразная и сбалансированная микробиота в кишечнике. Дети или взрослые, которые едят много сахара и жиров, но не едят овощи, и у которых нет сбалансированного питания, склонны к ожирению или развитию некоторых заболеваний даже в более позднем возрасте. Не принимайте антибиотики без рецепта врача.Всегда придерживайтесь здоровой, сбалансированной диеты и никогда не забывайте включать в свою тарелку немного зеленого, оранжевого и красного цветов: сделайте свою тарелку яркой. С помощью этих советов вы будете лучше всего заботиться о своей микробиоте!
Глоссарий
Микробы/микроорганизмы : ↑ В основном одноклеточные организмы, включающие бактерии, некоторые грибы (например, дрожжи) и микроводоросли.
Бактерии : ↑ Крошечные живые микроорганизмы, которые могут быть полезными или опасными для людей.
Микробиота человека : ↑ Группа микробов, живущих в организме человека и не вызывающих заболеваний.
Колонизация : ↑ Жизнь в теле без причинения вреда.
Пищеварение : ↑ Для расщепления пищи на мелкие кусочки, используемые человеческим организмом.
Бактериальная инфекция : ↑ Заболевание, вызываемое патогенными бактериями.
Антибиотики : ↑ Специальные лекарства, используемые для борьбы с бактериями.
Патоген : ↑ Микроорганизм, вызывающий заболевание (иногда также называемый микробом).
Пребиотики : ↑ Соединения, способствующие росту полезных микробов в кишечнике.
Пробиотики : ↑ Живые микроорганизмы полезны для нашего здоровья, особенно для пищеварительной системы.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Каталожные номера
[1] ↑ Консорциум по проекту микробиома человека. 2012. Основа для исследования микробиома человека. Природа 486 (7402): 215–21. дои: 10.1038/природа11209
[2] ↑ Тамбурини, С., Шен, Н., Ву, Х.К., и Клементе, Дж.К. 2016. Микробиом в раннем возрасте: последствия для здоровья. Нац. Мед. 22(7):713–22. дои: 10.1038/nm.4142
[3] ↑ Блазер, М. Дж. 2014. Пропавшие без вести микробы: как чрезмерное использование антибиотиков подпитывает наши современные эпидемии.Торонто, Онтарио: HarperCollins Publishers, 273.
.
[4] ↑ Motta, J.P., Flannigan, K.L., Agbor, T.A., Beatty, J.K., Blackler, R.W., Workentine, M.L., et al. 2015. Сероводород защищает от колита и восстанавливает биопленку микробиоты кишечника и выработку слизи. Воспаление. Кишечник Дис. 21(5):1006–17. doi:10.1097/MIB.0000000000000345
[5] ↑ Кумар М., Бабаи П., Джи Б. и Нильсен Дж. 2016. Микробиота кишечника человека и здоровое старение: последние разработки и перспективы на будущее. Нутр. Здоровое старение 4(1):3–16. doi: 10.3233/NHA-150002
Что такое модельные микроорганизмы? · Границы для молодых умов
Аннотация
Когда вы пойдете покупать домашнюю рыбку, вы, вероятно, получите очень подробные инструкции о том, как за ней ухаживать. Еще до того, как вы пойдете домой со своим новым приятелем, вы узнаете много полезного, например, что он ест и как часто вам нужно чистить его аквариум. Теперь, если бы вы попытались усыновить осьминога, все было бы не так просто.Я имею в виду, у него вообще есть рот? У ученых похожая проблема. Когда мы планируем эксперименты с животными, нам нужно много знать о них, чтобы мы могли сказать, влияют ли на них наши эксперименты. Поскольку ученые не могут надеяться узнать все о каждом животном, они решили изучить лишь несколько из них и использовать эти хорошо изученные примеры для своих исследований. Эти хорошо изученные существа называются модельными организмами и в этой статье вы узнаете о самых маленьких из них.
Введение
Существует такое невероятное разнообразие живых существ, что попытка узнать все обо всех них заняла бы у нас сотни и сотни лет. Ученые, которые хотят использовать живых существ для исследований, не хотят ждать так долго — я имею в виду, кто за это время получит все эти Нобелевские премии? Итак, вместо того, чтобы изучать все виды морских рыб, мы изучаем лишь некоторые из них. Этот принцип особенно важен для бактерий , потому что видов бактерий в море больше, чем рыб.На самом деле видов бактерий так много, что мы можем только догадываться, сколько их. И затем, чтобы еще больше усложнить ситуацию, виды бактерий настолько отличаются друг от друга, что иногда сравнение двух видов больше похоже на сравнение медузы с лошадью. Поскольку мы так мало знаем о различных видах существующих бактерий, основная часть исследований, проведенных с использованием бактерий, проводилась с использованием всего лишь нескольких микроорганизмов, называемых модельными организмами [1]. Ученые используют их, когда хотят провести сложные исследования, потому что, поскольку мы много о них знаем, это снижает неопределенность, с которой мы можем столкнуться в наших экспериментах.Мы так много узнали о некоторых модельных организмах, что теперь их легко использовать для проведения экспериментов, которые мы хотим провести [2].
Бактерии как модель организма
Бактерии, как и все другие живые существа, состоят из набора химических веществ. Хотя внутри них находится много видов химических веществ, два из наиболее важных — это ДНК и белки . Молекулы ДНК содержат генетическую информацию организма. Эта генетическая информация придает живым организмам их индивидуальность — например, цвет цветов или форму глаз человека.Участки ДНК, отвечающие за эти и многие другие функции, называются генами.
Белки также являются химическими веществами, но их функции более разнообразны. В то время как ДНК похожа на список рецептов, белки — это настоящие пирожные. Белки бывают разных форм и размеров и могут выполнять множество различных функций, но важно знать, что они закодированы в ДНК, в тех генах, о которых я вам говорил, и если организм претерпевает изменения в своих последовательностях ДНК, белки могут существенно измениться, иногда к лучшему, иногда к худшему.
У каждого организма есть ДНК и белки, но что делает бактерии особенными, так это то, что у них не так много этих молекул. Что ж, у них есть тысячи генов и белков, но это относительно небольшое число по сравнению с сотнями тысяч генов и белков, которые есть у животных или растений. Из-за их относительной простоты немного легче понять функции и взаимодействия бактериальных генов и белков. Небольшое количество белков и генов также означает, что бактерии, как правило, являются более простыми организмами.В то время как другие организмы могут иметь органы, предназначенные для дыхания или переваривания пищи, бактерии делают все сразу в своем единственном органе: клетке . Каждая бактериальная клетка представляет собой целый организм сам по себе.
Еще одним преимуществом работы с бактериями является то, что им не требуется много пищи или места. Из-за их небольшого размера их легко кормить, поэтому мы можем поддерживать целые бактериальные популяции в течение нескольких дней в очень небольших количествах того, что в основном представляет собой куриный бульон. Наконец, бактерии быстро растут, разделяясь на две новые клетки, поэтому они растут экспоненциально, что дает ученым много клеток для работы.
Вот несколько модельных бактериальных организмов, которые используются в научных исследованиях по всему миру:
Кишечная палочка
E. coli — бесспорная бактериальная суперзвезда среди модельных микроорганизмов. E. coli используется практически для всего: от изучения жизненного цикла бактерий до экспериментов по поведению бактерий при экстремально низких температурах. Эта маленькая и круглая бактерия (рис. 1а), открытая доктором Теодором Эшерихом в 1885 году, использовалась во многих экспериментах, которые помогли нам понять, как работают бактерии: как они питаются, как они размножаются, вопросы об их генах и белках — о почти все, на самом деле.Таким образом, можно сказать, что современная микробиология была построена на «плечах» кишечной палочки . E. coli обычно находятся в нашем кишечнике, где они живут, не причиняя нам вреда, хотя известно, что некоторые штаммы E. coli вызывают диарею и другие желудочно-кишечные заболевания. Но не волнуйтесь, штаммы, используемые в лабораториях, не опасны [1].
Рисунок 1 – Структуры некоторых бактерий, используемых в качестве модельных микроорганизмов.
Изображения были сделаны под микроскопом, потому что эти бактерии очень маленькие. (a) Окрашенные круглые клетки Escherichia coli . (b) Окрашенные клетки Bacillus subtilis . (c) Естественно зеленые цианобактерии Nostoc sp. , бактерия, образующая нити из множества связанных клеток.
Сенная палочка
Bacillus известен легкостью, с которой ученые могут манипулировать ее генами, что позволяет нам исследовать функции многих из этих генов [3].Еще одна интересная особенность этой бактерии заключается в том, что она производит структуры, называемые эндоспорами, которые представляют собой особую клеточную форму, позволяющую ей выживать даже в не очень благоприятных условиях для ее роста. Хотя Bacillus — не единственный организм, который может создавать эндоспоры, большинство исследований, посвященных образованию эндоспор, проводились на Bacillus [4]. Эти бактерии находятся в почве и имеют палочковидную форму (рис. 1b), часто с эндоспорами на одном конце.
Mycobacterium Tuberculosis
Эти бактерии вызывают туберкулез, болезнь, которая раньше была очень смертельной. Многие исследования, проведенные с использованием Mycobacterium , научили нас, как использовать химические вещества, которые могут убивать опасные бактерии. Хотя туберкулез уже не так смертелен, как раньше, в настоящее время существуют лекарственно-устойчивые штаммы Mycobacterium . Эти штаммы опасны, потому что могут выжить в присутствии многих антибиотиков. В настоящее время большая часть исследований, проведенных с использованием Mycobaterium , сосредоточена на изучении того, как он заражает людей, как бактерии взаимодействуют с антибиотиками и как мы можем защитить себя от них [5].Другой областью исследований, в которой используется Mycobacterium , является изучение бактериальных сообществ. Бактериальные сообщества представляют собой пучки отдельных клеток Mycobacterium , тесно связанных друг с другом специальным химическим соединением, вырабатываемым бактериями, называемым миколовой кислотой. Эти пучки из клеток Mycobacterium выглядят как шнуры, при этом отдельные клетки беспорядочно обвивают друг друга [6].
Стрептомицеты
Вы, наверное, знаете об антибиотиках как о веществах, убивающих бактерии… но знаете ли вы, что некоторые бактерии на самом деле производят антибиотики? Streptomyces являются крупными производителями антибиотиков. Около 20 лет эти бактерии интенсивно изучались и использовались для производства многих новых антибиотиков. Благодаря этой работе мы теперь знаем гораздо больше о том, как производятся антибиотики, а также о задействованных генах и белках [7]. Streptomyces также использовались для изучения развития бактериальных клеток. Эти бактерии могут производить специализированные клетки, называемые спорами, наряду с длинными ветвящимися нитями, которые вырастают из клеток, которые называются гифами [8]. Эти структуры придают Streptomyces уникальный вид — клетки удлиненные, с ветвящимися гифами, которые иногда имеют круглые споры вокруг них, что делает клетки похожими на цветные брызги (рис. 2) из-за множества химических веществ, которые они производят. Streptomyces обитают во многих наземных средах обитания.
Рисунок 2 – Культура Streptomyces coelicolor синего цвета с белыми спорами.
У них особый запах, как у пшеничного поля после дождя.
Цианобактерии
Цианобактерии на самом деле состоят из целой группы родственных бактерий, которая называется типом. В пределах одного типа все организмы имеют некоторые общие характеристики, и в случае с цианобактериями общей характеристикой является их живой зеленый цвет.Их великолепный зеленый вид вызван белком под названием хлорофилл, который позволяет цианобактериям осуществлять фотосинтез. Фотосинтез — это процесс, который в основном изучался у растений. Как и растения, цианобактерии могут использовать фотосинтез для преобразования солнечной энергии в химическую энергию, которую они затем используют для питания себя [9]. Ученые изучили белки и гены цианобактерий, которые позволяют им осуществлять фотосинтез, и в последние годы интерес к цианобактериям возрос, поскольку люди думают о возобновляемых источниках энергии.В настоящее время проводится много исследований, пытающихся узнать, как использовать фотосинтетический потенциал цианобактерий для промышленного применения [10]. Цианобактерии можно найти практически везде, и многие виды цианобактерий имеют уникальную структуру (рис. 1с), но все они зеленые благодаря своему хлорофиллу.
Выводы
Существует множество модельных микроорганизмов, каждый из которых обладает уникальными биологическими характеристиками, которые можно использовать для различных видов научных исследований.Мы показали вам только верхушку айсберга — существует гораздо больше типов бактерий, которые используются в качестве модельных организмов, и мы не смогли охватить их все здесь. Так что не сердитесь, если мы упустили ваши любимые бактерии!
Благодарности
Спасибо Франсиско Барона-Гомез, Хильде Рамос-Арбоитес, Алану Яньес-Олвера и всем, кто помогал в процессе публикации этой статьи.
Глоссарий
Бактерии : ↑ Организмы, состоящие только из одной клетки.Единственное число — бактерия.
ДНК : ↑ Цепочка из четырех химических веществ, расположенных в разном порядке. Он используется для кодирования и хранения информации, необходимой для создания белков.
Белки : ↑ Наиболее распространенные химические вещества в клетках. Они выполняют различные функции и состоят из множества различных химических веществ. Инструкции по их созданию закодированы в ДНК.
Клетка : ↑ Наименьшая биологическая единица.Он содержит ДНК, белки и многие другие химические вещества.
Конфликт интересов
Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Каталожные номера
[1] ↑ Блаунт, З. Д. 2015. Естественная история модельных организмов: неисчерпанный потенциал E. coli . Элиф 4:e05826. doi: 10.7554/eLife.05826
[2] ↑ Филдс, С., и Джонстон, М. 2005. Какие исследования модельных организмов? Наука 307:1885–86. doi: 10.1126/science.1108872
[3] ↑ Боррисс, Р., Данчин, А., Харвуд, С.Р., Медиг, С., Роча, Э.П., Сековска, А., и др. 2018. Bacillus subtilis , модельная грамположительная бактерия: 20 лет уточнения аннотации. Микроб. Биотехнолог. 11:3–17. дои: 10.1111/1751-7915.13043
[4] ↑ Эррингтон, Дж.2003. Регуляция образования эндоспор у Bacillus subtilis . Нац. Преподобный Микробиолог. 1:117. doi: 10.1038/nrmicro750
[5] ↑ Георгиу С.Б., Магана М., Гарфейн Р.С., Катандзаро Д.Г., Катандзаро А. и Родвелл Т.С. 2012. Оценка генетических мутаций, связанных с устойчивостью Mycobacterium tuberculosis к амикацину, канамицину и капреомицин: систематический обзор. PLoS ONE 7:e33275. doi: 10.1371/журнал.пон.0033275
[6] ↑ Замбрано, М. М., и Колтер, Р. 2005. Микобактериальные биопленки: жирный способ скрепить их. Сотовый 123:762–4. doi: 10.1016/j.cell.2005.11.011
[7] ↑ de Lima Procópio, R. E., da Silva, I. R., Martins, M. K., de Azevedo, J. L., and de Araújo, J. M. 2012. Антибиотики, продуцируемые стрептомицетами. Браз. Дж. Заразить. Дис. 16: 466–71. doi: 10.1016/j.cell.2005.11.011
[8] ↑ Чейтер, К.F. 2006. Streptomyces inside-out: новый взгляд на бактерии, дающие нам антибиотики. Филос. Транс. Р. Соц. Б биол. науч. 361:761–8. doi: 10.1098/rstb.2005.1758
[9] ↑ Пешек, Г. А. 1999. «Фотосинтез и дыхание цианобактерий», в The Phototrophic Prokaryotes, 1st Edn. , редакторы Г. А. Пешек, В. Леффельхардт и Г. Шметтерер (Бостон, Массачусетс: Springer), 201–9. дои: 10.1007/978-1-4615-4827-0_24
[10] ↑ Линдберг, П., Парк С. и Мелис А. 2010. Разработка платформы для фотосинтетического производства изопрена цианобактериями с использованием синехоцистиса в качестве модельного организма.