Сущность жизни


Значение бактерий в природе и жизни человека



жүктеу 12.9 Mb.
бет18/47
Дата04.09.2018
өлшемі12.9 Mb.
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   47

Значение бактерий в природе и жизни человека


  • Осуществление круговорота биогенных элементов ( азота , серы , фосфора , кислорода и др. ) – замыкают биогеохимические циклы элементов

  • Формирование земной коры и образование осадочных горных пород

  • Почвообразование

  • Образование и распад гумуса ( повышение плодородия почвы )

    Гумус или перегной верхний плодородный слой почвы образующийся из разложившегося органического вещества (растительные и животные остатки ) , содержащий питательные вещества и обладающий особыми физико-химическими свойствами ( например , способность удерживать воду )

    • Плодородие почвы – способность почвы обеспечивать вегетацию растений – результат жизнедеятельности бактерий

    • Минерализация органических остатков – гниение остатков растений и трупов животных ( редуценты – деструкторы в экосистемах ) ; конечными продуктами этих процессов являются СО2 , Н2S , Н2О NH3 , СО , СН4 , N2O N2 др. – физиологически активные летучие соединения , образующиеся в почве ; основной источник пополнения запасов СО2 в атмосфере – бактериальный распад растительных тканей

    • Выступают в роли продуцентов в цепях питания биоценозов ( фиксация СО2 )

    • Образование каменного угля , нефти , торфа , природного газа , серы , металлов , железа ( Курская магнитная аномалия ) и других органогенных полезных ископаемых

    • Формирование первичной восстановительной атмосферы Земли ( более 3,5 млрд. лет назад ) – бактериальная атмосфера

    • Формирование и поддержание газового состава современной вторичной окислительной атмосферы Земли

    • Формирование климата Земли ( зависит от содержания в атмосфере парниковых компонениов : СО2 , СН4 , NO , NO2 , О3 в приземных слоях , которые продуцируются почвенными микроорганизмами )

    • Формирование биоценозов и сообществ

    • Образование царства эукариотов

    • Пища для эукариотов

    • Азотофиксация ( обогащение почвы усвояемыми растениями соединениями азота ) , нитрификация , аммонификация и денитрификация

    • Азотофиксация – превращение молекулярного атмосферного азота в органические соединения (белки) азотофиксирующих микроорганизмов

    • азотофиксирующие бактерии ( имеют фермент нитрогеназу , катализирующий процесс фиксации N2) :

    • свободноживущие почвенные – азотобактер , клостридиум

    • симбионты растений – клубеньковые бактерии - ризобиум( их колонии живут внутри растительных клеток ) - самый богатый естественный источник связанного азота )

    • аммонофикаторы – многие споровые бактерии

    • нитрификаторы – нитробактер

    • для восстановления 1 моля N2 бактериям требуется 15–20 молей АТФ ( источниками энергии в почве являются корневые экскудаты , слизи , продукты корневого опада )

    • азот , накопленный путём азотофиксации , находится в форме белка азотофиксирующих бактерий ; он накапливается постепенно , в течение всего вегетационного периода и используется растениями после отмирания микробных клеток и их распада ( после гибели организмов его белки разлагаются до аминокислот , а затем до аммиака , затем хемосинтезирующие бактерии окисляют аммиак до нитратов , усваивающихся растениями )

    • фиксация азота микроорганизмами – планетарный процесс , сопряжённый с фотосинтезом растений и равный ему по масштабу и значению ( общая продукция микробной азотофиксации составляет до 330 млн. тонн в год ; из них 200 млн т г даёт суша и 130 млн т г - океан

    • Нитрификация – превращение связанного в органических соединениях азота в нитраты и нитриты

    • Аммонификация превращение белков и аминокислот остатков животного и растительного происхождения в процессе их разложения в аммоний ( NH3 )

    • Денитрификация – образование молекулярного азота из нитрата в отсутствии кислорода

    • Переваривание клетчатки в кишечнике человека , млекопитающих и других фитофагов и полифагов

    • Синтез кишечной микрофлорой человека витаминов группы В ( В1 , В6 , В12 ) , витамина К , биотина , пантотеновой и никотиновой кислоты , продуценты провитаминов – каротинов и каротиноидов , незаменимых аминокислот – лизин , метионин ( кишечник человека заселён 500 видами бактерий )

    • Предохранение организма человека от заражения его патогенными микроорганизмами

    • Стимуляция иммунной системы человека

    • Снабжение растений биологически активными веществами и соединениями азота ( симбиотические бактерии растений )

    • Получение полезных органических продуктов питания человека в результате брожения : кефир и другие кисломолочные продукты , сыр , масло , йогурт , сметана , кумыс , пива , спирта , квашение капусты

    • Силосование кормов с/х животных

    • Биоэнергетика - получения биогаза ( топлива ) из отходов пищевой промышленности : пропан , бутан , бутанол и др.

    • Биоконверсия – химическая трансформация малоценных веществ в сходные по структуре ценные органические соединения

    • Получение органических кислот : уксусной , муравьиной , пропионовой , янтарной , масляной и др.

    • Биоиндикация и биоконтроль чистоты воды , руд металлов и проч.

    • Получение антибиотиков ( стрептомицин , нистатин , эритромицин и др.; например , сенная палочка продуцирует более 70 антибиотиков ) , сывороток и вакцин

    • Получение продуктов биотехнологии ( микробиологический синтез ) : ферменты , гормоны , аминокислоты , органические кислоты , кормовой белок , витамины , стимуляторы роста растений ( ауксины ) и животных , бактериальные удобрения , средства защиты растений , консерванты , заменители сахара , жидкие кристаллы , ПАВ органические растворители и т.д.

    • Очистка сточных вод , утилизация нефтепродуктов

    • Объект генной инженерии ( см . тему « Биотехнология » )

    • Возбудители опасных инфекционных заболеваний человека , животных и растений : дизентерия , ангина , дифтерия , туберкулёз , чума , холера , сифилис , тиф , столбняк , сибирская язва , пневмония , проказа , ботулизм гангрена , бруцеллёз и др.

    • Биологическое разрушение ( коррозия ) промышленных материалов–металлов , дерева , бумаги и др.

    • Порча продуктов питания ( бактерии гниения )


    Меры борьбы с бактериями

    • Высушивание

    • Пастеризация уничтожение микроорганизмов в жидких пищевых продуктах ( молоке , вине , пиве и др. ) путём длительного (15 –30 мин. ) однократного нагревания до температуры 60-70о С без доступа воздуха

    • Консервирование – повышение концентрации соли или сахара

    • Стерилизация – полное уничтожение микроорганизмов в пищевых продуктах , предметах и средах с помощью высоких температур , фильтрации или обработки ядовитыми газами ( окисью этилена ) химическими веществами или ионизирующим излучением

    • Ультрафиолетовое облучение

    • Охлаждение или замораживание

    • Маринование в уксусной кислоте

    • Воздействие антибиотиками и дезинфекция с помощью бактерицидов ( J2 , Н2О2 , КМnО4 , борная кислота , спирт и др. )


    Сине-зелёные « водоросли » ( цианобактерии , цианеи )


    • Относятся к подцарству оксифотобактерии ( объединяет два отдела : цианобактерии и хлороксибактерии )

    • Существует около 2 тыс. видов цианобактерий ( водные или реже почвенные автотрофные организмы ) ; основная масса видов населяет пресноводные бассейны , немногие виды живут в морях и на суше ( входят в состав планктона и бентоса , встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках ; на суше цианобактерии живут в почве , образуя налёты на камнях и коре деревьев ))

    • Возникли свыше 3 млрд. лет назад ( предполагается , что изменения в составе атмосферы архея связаны с фотосинтетической активностью цианобактерий )

    • Имеют одиночные клетки , могут объединяться в колонии или образовывать многоклеточные нити

    ( у некоторых форм нити ветвятся и образуют многорядные слоевища )

    • Клетки имеют толстые многослойные клеточные облочки ( состоят из полисахаридов , пектиновых веществ , муреина и целлюлозы ) ; часто одеты слизистым чехлом

    • Никогда не имеют жгутиков

    • Сходны по строению с бактериями ( некоторые формы имеют вакуоли , часто встречаются особые газовые вакуоли , наполненные азотом – приспособление для парения в толще воды )

    • Нитчатые формы цианобактерий помимо обычных клеток имеют более крупные клетки с утолщёнными стенками – гетероцисты , способные фиксировать азот и снабжать азотистыми веществами прочие клетки нити

    • Состав пигментов цианей резко отличается от состава пигментов других автотрофов ( у них найден хлорофилл а , несколько каротинов и ксантофилов , фикобилины особая группа пигментов , известная только у багрянок ) ; клетки имеют очень разнообразную окраску – от сине-зелёной до фиолетовой , красноватой или почти чёрной )

    • Способны к аэробному фотосинтезу с выделением кислорода ( фотосинтез осуществляется на свободнолежащих в цитоплазме мембранах , содержащих хлорофилл и дополнительные пигменты )

    • Продукты фотосинтеза накапливаются в небольших количествах в виде гликопротеида , похожему по химическому составу на гликоген

    • Способны к фиксации атмосферного азота ( специальные клетки - гетероцисты )

    • Являются автотрофами по способу питания , однако способны и к смешанному миксотрофному типу питания

    • Размножаются цианобактерии путём простого деления ( амитоз ) ; колониальные и нитчатые – распадом колоний или нитей ; полового процесса нет

    • При неблагоприятных условиях могут образовывать споры

    Значение цианобактерий

    • Первыми осваивают безжизненные места обитания – вулканические острова , лавовые потоки ( первичное почвообразование )

    • Способны очищать воду , минерализуя продукты гниения ( некоторые виды живут в местах загрязнения органическими веществами , питаясь миксотрофно )

    • Азотофиксация

    • Встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках

    • Входят в состав планктона и бентоса ( начальное звено в цепях питания ; первичные продуценты в биогеоценозах )

    • « Цветение » воды в водоёмах , что отрицательно сказывается на жизни их обитателей

    • Искусственно разводятся человеком цинобактерии рода анабена на рисовых полях в тропиках с целью обогащения почвы соединениями азота

    • Биоиндикация чистоты водоёмов


    • Достарыңызбен бөлісу:
  • 1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   47


    ©kzref.org 2019
    әкімшілігінің қараңыз

        Басты бет