Чем питаются сапротрофы животные
Кто такие сапротрофы? Какие организмы к ним относятся?
Сапротрофы (др.-греч. σαπρός — «гниль» и τροφή — «пища») — организмы, питающиеся отмершими останками других существ или фекалиями животных, известными как детрит. Сапротрофные организмы являются редуцентами, которые считаются критически важными для процесса разложения и циркуляции питательных веществ в экосистеме.
Основные группы сапротрофов
Грибы
Бактерии
Бактерии хорошо известны как разлагатели мертвой плоти животных и эффективны при преобразовании животных тканей в более простые формы органических соединений. Ряд сапротрофных бактерий, в том числе кишечная палочка, связаны с болезнями пищеварительной системы, поскольку мясо и другие пищевые продукты также являются их источником питания в природе.
Некоторые бактерии, такие как Spirochaeta cytophaga, обладают способностью разлагать целлюлозу. Симбиотические целлюлозоразлагающие бактерии находятся в рубце коров и помогают пищеварению животных через ферментацию целлюлозы в траве. Подобно грибам, эти организмы также обладают способностью частично расщеплять целлюлозу на промежуточные молекулы и облегчать процесс ее разложения.
Оомицеты
Оомицеты – клада мицелиальных организмов, распространеных в пресноводных и морских средах обитания по всему миру. Некоторые виды, особенно из отряда сапролегниевые (Saprolegniales), являются сапротрофами и разлагают как растительный, так и животный материал. Эти организмы считаются одними из наиболее важных разлагателей веществ в пресноводных экосистемах.
Чем питаются сапротрофы животные
Организмы, питающиеся мертвыми или разлагающимися органическими остатками называются сапротрофами. Для обозначения таких организмов иногда используют другие термины, означающие, однако, то же самое — сапрофиты (сапрофитное питание) и сапробионты (сапробионтное питание).
Таким образом, сапротрофы уничтожают органические остатки путем их разложения. Многие из образующихся простых веществ не используются самими сапротрофами, поэтому они поступают в пищу растениям. Следовательно, активность сапротрофов обеспечивает весьма важные связи между круговоротами биогенных элементов, делая возможным возврат этих элементов живым организмам.
Внеклеточное переваривание и всасывание на примере грибов Mucoru Rhizopus.
Сапротрофное питание грибов Мисог и Rhizopus
Mucor и Rhizopus относятся к обычным плесеням. Их можно обнаружить на хлебе, хотя они могут жить и в почве. Mucor был подробно описан в соответствующей статье. Rhizopus встречается даже чаще и по своему строению и образу жизни очень похож на Mucor Оба гриба легко выращивать в лабораторных условиях.
Их гифы проникают в питательную среду, на которой они растут, и из кончиков гиф секретируются гидролизующие ферменты. На рисунке приведены результаты такого внеклеточного переваривания. Амилазы и про-теиназы осуществляют соответственно расщепление крахмала до глюкозы и белков до аминокислот. Тонкий и хорошо разветвленный мицелий у Мисог и Rhizopus обеспечивает большую поверхность всасывания. Глюкоза используется во время дыхания для обеспечения гриба энергией, необходимой для протекания метаболических процессов. Кроме того, глюкоза и аминокислоты идут на рост и восстановление тканей гриба. В цитоплазме хранятся избыток глюкозы, превращенный в гликоген и жир, и избыток аминокислот в виде белковых гранул.
Симбиоз: мутуализм, паразитизм и комменсализм
Термин симбиоз буквально означает «совместная жизнь». Он был введен немецким ученым де Бари в 1879 г., который описал это явление как «совместное существование разноименных организмов». Другими словами, симбиоз — это ассоциация между двумя или большим числом организмов разных видов. Со времени де Бари многие биологи сузили понятие «симбиоз» и стали подразумевать под ним тесные взаимоотношения между двумя или более организмами различных видов, приносящие выгоду всем партнерам.
С семидесятых годов XX в. симбиоз как раздел биологии приобрел большее значение. К настоящему времени, например, стало известно, что ббльшая часть растений получает необходимые питательные вещества с помощью грибов, а азот фиксируется главным образом симбиотиче-скими бактериями. Открытие того факта, что ферментация в рубце жвачных животных происходит при содействии симбиотических организмов, имеет важное значение для повышения продуктивности крупного рогатого скота. Вместе с тем биологи стали осознавать, что степень близости взаимоотношений, выгоды или вреда в подобных случаях может сильно варьировать. В связи с этим большинство современных биологов используют определение симбиоза, сходное с определением, данным де Бари и одобренное Обществом экспериментальной биологии в 1975 г.
В данной книге будут использоваться определения, приведенные ниже. Акцент делается на том, насколько выгодными для обоих участников являются взаимоотношения между ними.
Симбиоз — это совместное проживание в тесном взаимодействии двух или более организмов различного вида. Многие подобные ассоциации состоят из трех и более «партнеров» с совместным питанием. Существует три основных типа симбиотических отношений:
1) мутуализм, или взаимовыгодные отношения обоих «партнеров»;
2) паразитизм, при котором выгоду получает один «партнер», причиняя другому вред;
3) комменсализм, при котором для одного «партнера» это выгодные отношения, тогда как для другого они не приносят ни пользы, ни вреда.
Сапротрофы и паразиты: описание, характеристики и различия
Рассматривая представителей этого царства, человек, далекий от естественных наук, не всегда сможет сказать, в чем именно заключается разница между различными видами.
Грибы сапротрофы и паразиты
Основное различие между грибами сапротрофами и паразитами заключается в том, какой субстрат они используют в качестве источника питания. Этот признак определяет размеры их тела, среду обитания, количество и способ распространения спор.
Сапрофиты
Эти существа получают энергию из мертвой органической продукции. Сапрофиты освобождают окружающую среду от останков растений, животных, разлагая их с образованием простых неорганических соединений. Они возвращают в почву минеральные соли, которые впоследствии пригодятся растениям.
Такой способ питание привел к тому, что сапрофиты отличаются от паразитов образованием значительного количества спор и более легким их распространением. Они селятся на опавших листьях, ветках, пнях, перьях птиц.
К группе высших сапрофитов относят таких известных представителей царства, как:
Среди известных низших родов можно назвать дрожжи, пеницилл. Они нашли свое применение в медицине, пищевой промышленности.
Паразиты
В отличие от грибов сапрофитов паразиты и забирают у хозяина питательные вещества, и могут привести к его гибели. Они поселяются:
Грибы-паразиты
По степени развития, размерам их делят на 2 категории:
Также среди грибов встречаются такие виды, которые проявляют себя в качестве сапрофитов и паразитов. Они используют нетипичный для себя субстрат при изменении условий обитания.
Отличия сапрофитов и микроорганизмов-паразитов
В жизни, паразитирующих и сапрофитных бактерий очень сложно отличить, даже при использовании крупной базы знаний и специального оборудования. Это обусловлено тем, что паразиты нередко ведут полусапрофитный образ жизни, то есть они приспосабливаются к окружающей среде, и начинают употреблять продукты полураспада. Обычно, их различают по внешним признакам (смотрите на фото, чем отличаются сапрофиты от бактерий-паразитов).
Кроме того, сапрофиты способны использовать ослабленные болезнью среды, и вытягивать из них полезные вещества. Например, оказавшись вблизи поражённой патогенной флорой клубники, сапрофиты используют её для собственной жизнедеятельности, что напоминает жизнедеятельность паразитирующих бактерий.
Отсюда появилась потребность в создании подклассов:
Следовательно, некоторые сапрофиты не питаются исключительно падалью и гнилью, чем они схожи с паразитами, не употребляющими сугубо живой субстрат, но главное, что они не вредят здоровым растениям и средам.
Грибы сапротрофы и паразиты
Рассматривая представителей этого царства, человек, далекий от естественных наук, не всегда сможет сказать, в чем именно заключается разница между различными видами.
Основное различие между грибами сапротрофами и паразитами заключается в том, какой субстрат они используют в качестве источника питания. Этот признак определяет размеры их тела, среду обитания, количество и способ распространения спор.
Сапрофиты в природе
В природе сапрофиты очень важны, ведь благодаря их участию происходит переработка сред органического происхождения, ведь любой живой организм (включая растения) со временем умирает. По той же самой причине, у сапрофитов всегда есть объект для питания. Кроме того, благодаря переработке органических отходов, путем их разложения возникают новые компоненты, используемые в дальнейшем другими организмами, что провоцирует своеобразный круговорот веществ в природе.
Значат сапрофиты в природе очень много, ведь их задача преобразовать химические вещества и минерализировать их, откуда и возникает брожение, фосфор, углерод, азот и другие полезные процессы, вещества и минералы. Без этих организмов, на планете не смогли бы существовать другие, более развитые существа.
Сапрофиты и паразиты: что это и чем они отличаются
В окружающей среде присутствует большое количество всевозможных микроорганизмов (собирательное название мелких живых организмов, которых можно увидеть только через микроскоп), которые оказывают как позитивное, так и негативное воздействие на человека и животных. В число таких микроорганизмов входят сапрофиты и паразиты.
Сапрофиты – что это?
Сапрофиты – это группа микроорганизмов, которые питаются переработанными отмершими клетками живых существ, осуществляют переработку органических веществ сложного типа в простые неорганические вещества. Таким образом, этот микроорганизм способен приносить значительную пользу.
Для нормального существования, этим бактериям необходимы следующие элементы:
Питаясь отмершими клетками, микроорганизмы оказывают очищающее воздействие на человеческий организм, избавляя его от токсинов и улучшая общее самочувствие. Попадая в тело человека, представленные микроорганизмы, могут предотвратить негативное воздействие паразитов. Способствуют расщеплению клетчатки, за счет чего наблюдается более быстрое усвоение пищи.
Эти бактерии, находясь в теле человека, не наносят ему никакого вреда, а, наоборот, приносят пользу, хоть и небольшую.
Но, к большому сожалению, под влиянием внешних факторов, бактерии могут начать оказывать на организм негативное воздействие, провоцируя возникновение различных заболеваний. Подобная ситуация объясняется тем, что сапрофиты тоже выделяют продукты жизнедеятельности.
И именно эти продукты могут быть опасными для человеческого организма, ведь микроорганизмы питаются отмершими клетками, которые могут вызвать различного рода аллергические реакции. К примеру, такой вид бактерий, как кишечная палочка, может спровоцировать возникновение таких заболеваний, как менингит, пневмония, сепсис.
Все эти болезни опасны тем, что могут окончиться летальным исходом.
Роль этих бактерий в жизнедеятельности человека и животных довольно большая, поскольку именно они занимаются переработкой, так называемых отходов. Они даже получили звание «санитаров организма».
Помимо всего этого, сапрофиты при питании расщепляют отмершие ткани таким образом, чтобы хватило для питания других организмов.
К самым популярным разновидностям сапрофитов относится пылевой клещ. Он предпочитает обитать на таких поверхностях, как дерево, ворс, ткань, питается пылью, которая состоит из отмерших клеток кожи человека.
Съедобные виды грибов-паразитов
Наличие кольца на ножке опенка легло в название гриба. Предпочитает расти большими колониями. Его солят, жарят, маринуют. Ценится за большое содержание минеральных веществ. Всего в 100 гр продукта находится суточная потребность организма в данных элементах.
Поскольку опята вызывают гниль дерева, они являются опасными паразитами. Черные шнурки грибницы проникают сквозь кору и, выделяя токсичные вещества, поражают древесину. В результате за 1-3 года может погибнуть молодое деревце. Старый экземпляр погибает через 10 лет. После того как на дереве поселяется гриб, его рост замедляется. Защитные вещества, которые вырабатывает дерево, не могут остановить процесс, а лишь только замедлить.
Грибом-паразитом, питающиймся соком дерева, является трутовик. Существует несколько разновидностей данной популяции. Хотя ядовитых представителей очень мало, в основном их используют в кулинарии из-за твердого тела. Некоторые виды считаются деликатесами. По вкусу серно-желтый трутовик напоминает куриное мясо. В некоторых странах трутовики специально культивируют на фермах.
Принимать в пищу следует молодые экземпляры трутовиков, собранные на лиственных породах. Особи, растущие на хвойных деревьях, грозят легким отравлением. Опытные грибники рекомендуют употреблять в пищу только хорошо известные грибные популяции.
Размножение
Этот гриб-паразит может размножаться и бесполым и половым путем. Данный факт делает его весьма живучим, быстро распространяющимся в природе и опасным.
Чем размножается?
В основном при бесполом размножении, мукор размножается посредством спор. Из грибницы выходят нити, которые на конце имеют черные головки с семенами. Когда споры созревают, под воздействием сырости и тепла головка лопается и они разносятся ветром по округе на большие расстояния. Если условия складываются благоприятно — плесень прикрепляется и прорастает, образуя грибницу.
При половом размножении две ветки мицелиев сливаются и образуют диплоидную зиготу. Во влажных и теплых условиях она прорастает в гифу. На гифе зарождается спорангий.
Основные различия между грибами-сапрофитами и паразитами
Неправильно считать, что любые микроорганизмы, которые питаются органической пищей, являются паразитическими. К паразитам причисляют те организмы, которые выживают за счет других. Они могут селиться как внутри какого-либо тела, так и снаружи.
Победить паразитов можно!
Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать мнение экспертов.
В чем различие между сапрофитами и паразитами
Большие глисты у человека: размеры, описание и основные характеристики
Бактерии сапротрофы и паразиты: в чем разница, описание, жизненный цикл
Класс ленточные черви: характеристики представителей и их образ жизни
Грибы паразиты злаковых растений: представители, жизненный цикл
Грибы паразиты растений: представители, жизненный цикл развития
Список литературы
Лучшие истории наших читателей
Тема: Во всех бедах виноваты паразиты!
От кого: Людмила С. ([email protected])
Кому: Администрации Noparasites.ru
Не так давно мое состояние здоровья ухудшилось. Начала чувствовать постоянную усталость, появились головные боли, лень и какая-то бесконечная апатия. С ЖКТ тоже появились проблемы: вздутие, понос, боли и неприятный запах изо рта.
Думала, что это из-за тяжелой работы и надеялась, что само все пройдет. Но с каждым днем мне становилось все хуже. Врачи тоже ничего толком сказать не могли. Вроде как все в норме, но я-то чувствую, что мой организм не здоров.
Решила обратиться в частную клинику. Тут мне посоветовали на ряду с общими анализами, сдать анализ на паразитов. Так вот в одном из анализов у меня обнаружили паразитов. По словам врачей – это были глисты, которые есть у 90% людей и заражен практически каждый, в большей или меньшей степени.
Мне назначили курс противопаразитных лекарств. Но результатов мне это не дало. Через неделю мне подруга прислала ссылку на одну статью, где какой-то врач паразитолог делился реальными советами по борьбе с паразитами. Эта статья буквально спасла мою жизнь. Я выполнила все советы, что там были и через пару дней мне стало гораздо лучше!
Улучшилось пищеварение, прошли головные боли и появилась та жизненная энергия, которой мне так не хватало. Для надежности, я еще раз сдала анализы и никаких паразитов не обнаружили!
Роль и значение бактерий-сапротрофов в природе
Бактерии сапротрофы — чем питаются, роль в жизни человека
Для эффективного лечения паразитарных заболеваний наши читатели советуют средство от паразитов «Intoxic». В его состав входят лекарственные растения, эффективно очищающие организм от паразитов. Подробнее…
Бактерии присутствуют везде: в воде, воздухе, почве, в горной местности и даже горячих гейзерах. В качестве своего места обитания могут выбрать растения, животных и даже человека.
Бактерии имеют очень маленький размер и различные формы, благодаря чему могут проникать даже в самые труднодоступные места, являются стойкими к воздействию температур и другим неблагоприятным условиям существования. По способу питания бывают автотрофными и гетеротрофными.
Последние, в свою очередь, делятся на сапоротрофов (сапрофиты) и симбионтов. Рассмотрим подробнее бактерий сапрофитов.
Основные свойства сапрофитов
Сапротрофы являются гетеротрофными организмами, которые в качестве питательных веществ используют продукты жизнедеятельности, разложения, гниения других живых организмов. Процесс поглощения пищи происходит за счет выделения на потребляемый продукт специального фермента, который его расщепляет.
Сапрофиты включают в себя большую часть представителей царства Бактерии. Как правило, в своем составе не имеют хлорофилла. Имеют большое сходство с паразитами, считается, что последние имеют свое происхождение от сапоротрофов.
Сапрофиты — это не патогенные микроорганизмы, однако иногда среди них встречаются и патогены (например, синегнойная палочка, кишечная палочка и др.).
В человеческом организме эти бактерии заселяют кишечник, ротовую полость, влагалище и др.
Специфика питания бактерий сапротрофов
Питание — это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:
В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.
Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.
Основные представители сапрофитов:
Физиологические процессы бактерий сапротрофов
Среди этих микроорганизмов можно выделить:
Новинка в области медицины, большой шаг в лечении паразитов!
В виде эффективного лекарства от паразитов врачи советуют принимать препарат «Gelminton». В основе состава средства лежат только натуральные компоненты природного происхождения, они выращивались в местах со 100% чистой экологией, и обладают проверенным эффектом, позволяющим быстро справляться с любыми видами глистов. Мнение врача…
Практически все разнообразие сапрофитов в результате своей жизнедеятельности производит различные трупные яды, сероводород, циклические ароматические соединения (например, индол). Наиболее опасными для человека являются сероводород, тиол и диметилсульфоксид, которые могут привести к сильным отравлениям и даже смерти.
Сапротрофы берут участь в процессе гниения.
Схожесть сапрофитов с бактериями паразитами
Поскольку по своей природе эти виды достаточно сложно отличить, то возникла следующая классификация:
Факультативные сапрофиты
Их можно назвать полупаразитами или условными сапротрофами. Сюда относятся микроорганизмы, которые могут существовать без питательной среды с живыми клетками. В некоторых случаях они похожи на сапрофиты, но во многом являются паразитами. Очень плохо растут на питательных средах, занимают очень важное место в природе.
Факультативные паразиты
Их можно назвать условными паразитами или наполовину сапрофитами. Сюда относятся микроорганизмы, которые ведут свой образ жизни подобно сапротрофам. Однако при различных условиях среды могут поселиться на живом организме и вести свой образ жизни подобно паразитам.
Роль сапротрофов в жизни человека
Этот вид бактерий играет очень весомую роль в круговороте природы. В то же время предметом для их питания служат вещи, которые в той или иной мере важны для человека.
Сапротрофы играют очень большую роль в переработке органических остатков. Так как любой организм в конце своего жизненного пути погибает, питательная среда для этих микроорганизмов будет существовать непрерывно.
Сапрофиты вырабатывают в виде продуктов своей жизнедеятельности множество составляющих веществ, необходимых для питания других организмов (процессы брожения, преобразования в природе серы, азота, фосфорных соединений и т.
Доцент, к.м.н — Дворниченко Виктория Владимировна:
“Известно, что для избавления от паразитов (аскариды, острицы и т.д.) используются аптечные препараты, которые назначаются врачами. Но речь пойдет не о них, а о тех лекарствах, которые можно использовать самим и в домашних условиях…” Читать далее >>>
Сапротрофы и их роль в биогеоценозе
Как мы отмечали, наряду с растениями и животными, благодаря которым создается первичная и соответственно вторичная продукция, чрезвычайно важная роль в биогеоценозе и биологическом круговороте принадлежит разнообразным организмам, относящимся к числу сапротрофов. Они питаются детритом, т. е. продуктами разложения мертвых организмов, и обеспечивают минерализацию этих веществ. Помимо биологической деструкции сапротрофные организмы участвуют и в других процессах, жизненно важных для растений, животных и биогеоценоза в целом.
Следует также иметь в виду, что для разложения мертвых органических веществ немалое значение имеет жизнедеятельность ряда позвоночных животных, хотя они отнюдь не принадлежат к сапрофагам. Таким образом, в биологической редукции участвуют не только отдельные группы организмов, но вся их совокупность, или, как ее называют, «биота».
Наконец, нельзя забывать, что процесс разложения и минерализации, хотя и носит биогенный характер, однако зависит и от абиотических условий, поскольку последние создают среду для деятельности организмов-редуцентов.
Сапрофиты в основном концентрируются в почве. Количество обитающих в ней микроорганизмов чрезвычайно велико. В 1 г подзолистой почвы в Московской области насчитывается 1,2—1,5 млн экз. бактерий, а в зоне ризосферы, т. е.
прикорневой зоне растений — до 1 млрд экз. Численность грибов и актиномицетов составляет сотни тысяч и миллионы особей. Биомасса грибов, актиномицетов и водорослей в поверхностном горизонте почвы может достигать 2—3 т/га, а биомасса бактерий — 5—7 т/га.
Эти цифры говорят сами за себя.
Количество животных-сапрофагов, конечно, несравненно меньше, чем микроорганизмов, но тоже весьма внушительно, особенно в сопоставлении с общей зоомассой.
Например, в лесостепной дубраве и луговой степи Курской области сапрофаги составляют по весу соответственно 94,6% и 93,0% общей биомассы животного населения упомянутых биогеоценозов (таблица 9).
Среди них абсолютно преобладают почвенные беспозвоночные и в первую очередь дождевые черви, на чью долю приходится 80—90% суммарной зоомассы и около 94% биомассы обитателей почв.
| Трофические группы | Дубрава | Степь | ||
| кг/га | % | кг/га | % | |
| Сапрофаги | 978,0 | 94,6 | 931 | 93,0 |
| Фитофаги | 45,1 | 4,3 | 62,2 | 6,2 |
| Хищники, паразиты | 11,0 | 1,1 | 7,0 | 0,8 |
| Итого: | 1034,1 | 100 | 1000,2 | 100 |
По справедливому заключению специалистов животные-сапрофаги играют очень существенную роль в функционировании блока экосистемы «растение — почва».
Участвуя в минерализации растительного опада, сапрофаги способствуют вовлечению в биологический круговорот различных органических соединений и химических элементов, что обеспечивает очередной цикл продуцирования органического вещества.
Биоценотическая роль данной группы животных не ограничивается функцией биоредукторов.
Они, особенно дождевые черви, имеют большое значение для образования и трансформации почв и, наконец, представляют важный кормовой ресурс для многих позвоночных животных — крота, землероек, кабана, барсука, вальдшнепа, дроздов и других зверей и птиц.
Добывая дождевых червей и прочих почвенных беспозвоночных, они ворошат лесную подстилку, копаются в земле и тем способствуют механическому разрушению растительного опада и последующей его минерализации.
Для этого процесса немаловажное значение имеет большое количество экскрементов, извергаемых всеми животными. Здесь дело не ограничивается обогащением почвы органическими веществами.
Весьма важно, что экскременты становятся субстратом для развития огромной массы микроорганизмов и мелких членистоногих биоредуцентов, которые, в свою очередь, тоже извергают множество экскрементов. Известны почвы, полностью состоящие из экскрементов многоножек Glomeris, отличающихся необычайной прожорливостью.
Подсчитано, что одна из многоножек (каемчатая клубовидка) на лугах поедает всю гниющую растительную массу, которую здесь ежегодно образуют растения.
Количество бактерий особенно возрастает в ризосфере. Оно превышает количество микробов в окружающей почве в сотни и даже в тысячи раз. Численность бактерий и их видовой состав сильно изменяются в зависимости от видов растений и химизма их корневых выделений, не говоря о почвенно-климатических условиях.
Химической спецификой корневых выделений высших растений обусловлены связи, существующие между определенными видами растений и грибов-микоризообразователей, вроде подберезовика, образующего микоризу на корнях березы, или подосиновика, органически связанного с осиной.
Вместе с тем, в составе почвенной микофлоры имеется немало вредных видов, продуцирующих токсичные вещества, которые подавляют рост и развитие растений.
Ни один из видов сапротрофов не способен полностью осуществить разложение мертвого тела. Но в природе насчитывается большое число видов микроорганизмов-редуцентов. Роль их в процессе разложения различна и во многих наземных сообществах они функционально сменяют друг друга, пока не наступит полная минерализация мертвой органической субстанции.
Среди них одни микроорганизмы постоянно разлагают мертвые существа до уровня низкомолекулярных органических веществ, которые они, будучи сапрофитами, используют сами. Другие биоредуценты преобразуют мертвые ткани в минеральные вещества, чьи химические соединения доступны для усвоения зелеными растениями.
В результате использования разными видами организмов разлагающихся тканей растений и животных возникает своеобразная трофическая система — «детритный тип» потока энергии, в котором происходит накопление и разложение мертвого вещества. Детритные цепи питания весьма широко распространены в биосфере.
Обычно они функционируют бок о бок с цепями питания «пастбищного типа», начинающимися с зеленых растений и фитофагов. Тем не менее и в этих случаях в биоценозе преобладает тот или иной из упомянутых типов, в частности им может быть детритный.
Так, по некоторым подсчетам, в биотическом сообществе морского мелководья лишь около 30% всей энергии проходит через детритные цепи, тогда как в экосистеме леса со значительной фитомассой и сравнительно небольшой зоомассой через этого рода цепи проходит до 90% потока энергии.
В некоторых специфических экосистемах (например, в глубинах океана и под землей), где из-за отсутствия света существование хлорофиллоносных растений невозможно, вообще все цепи питания начинаются с потребителей детрита.
В большинстве детритных пищевых цепей наблюдается хорошо взаимно согласованное функционирование обеих групп сапротрофов; животные-сапрофаги своей деятельностью, направленной на расчленение мертвых растений и животных, создают условия для интенсивной «работы» сапрофитов — бактерий, грибов и тр.
В этом сложном, взаимосвязанном процессе надо специально подчеркнуть важную роль животных, тем более что она явно недооценивалась многими учеными, которые ограничивались соответствующими подсчетами, касающимися только дождевых червей и некоторых других беспозвоночных.
Между тем результаты последних исследований продемонстрировали весьма существенное значение для образования и разложения детрита деятельности млекопитающих, в частности мышевидных грызунов. В колониях обыкновенных полевок (рис.
124) в Центрально-Черноземном заповеднике остатки огрызенных трав сохнут и минерализуются быстрее, чем растения, постепенно отмирающие на корню. Полевки удобряют почву своими трупами и выделениями и тем способствуют развитию микроорганизмов. Их экскременты почти целиком минерализуются в течение, первых двух лет.
В колониях полевок возникает особый микроклимат, что сказывается на интенсивности биотических процессов и скорости абиогенной минерализации растительного опада, что особенно ощутимо в степных биогеоценозах, поскольку там деструкционные процессы контролируются главным образом климатическими факторами.
В конечном счете, деятельность полевок приводит к резкому нарушению баланса накопления и минерализации опада, так что в течение лета и осени разрушение мертвых остатков преобладает над их накоплением.
Рис. 124. Обыкновенная полевка. Фото
Чрезвычайно важным проявлением воздействия сапротрофов-биоредуцентов на органические остатки надо признать те процессы, которые происходят в почве и влекут за собой ее обогащение питательными веществами.
Сапротрофные бактерии
Грибы являются гетеротрофами, другими словами, им необходим органический источник углерода. Еще им нужны также источники азота, ионы калия и марганца, микроэлементы в виде железа, цинка и меди и такие как витамины.
Каждой разновидности грибов необходим исключительно свой набор питательных веществ, поэтому и места нахождения грибов различны.
Грибов поглощают питательные вещества непосредственно из среды, для сравнения — животные, заглотив пищу переваривают ее внутри тела и лишь после этого всасывают питательные вещества.
И вот по способу своего питания грибы подразделяются на сапротрофов, паразитов и мутуалистов.
Сапротрофами, это такие организмы, которые извлекают питательные вещества из мертвой органики. Сапротрофы, производят несколько пищеварительных ферментов трех классов. Это ферменты, которые расщепляют углеводы, к ним относятся амилазы.
Они расщепляют крахмал, гликоген и подобные полисахариды. Кроме того имеются липазы для расщепления липидов и протеиназы, которые расщепляют белки. Поэтому такой гриб, может использовать какие угодно субстраты.
Например, виды Penicillium проявляется в виде зеленых и голубых плесеней на почве, сырой коже, хлебе и гниющиех фруктах и иных субстратах.
Сапротрофы растут в направлении определенных субстратов, реагируя на вещества, испускаемые этими субстратами.
Грибы-сапротрофы принимают активное участие в укреплении народного хозяйства. Например Saccharomyces (дрожжи), применяются в пивоварении и хлебопечении, и Penicillium, нашели свое назначение в медицине.
Участвуя в минерализации органических соединений, сапрофтрофы представляют собой ценный фрагмент процесса круговорота веществ и энергии. Водные сапрофтрофы принимают участие в биологической очистке вод, а те, которые живут в почве, благоприятствуют повышению плодородия почвы.
Значение бактерий в природе и жизни человека
На этом уроке мы поговорим о бактериях: об их значении для человека и окружающей среды.
Тема: Бактерии и грибы
Урок: Значение бактерий в природе и жизни человека
1. Вступление
Суммарная масса бактерий составляет 350–550 млрд т. Это вполне сравнимо с массой растений и намного превышает массу животных.
Бактерии – важнейшие участники пищевых цепей. Многие бактерии вызывают болезни человека, животных и растений. Лишь бактерии способны усваивать азот атмосферы.
Бактерии способны расти как в присутствии свободного кислорода (аэробы), так и при его отсутствии (анаэробы).
Они участвуют в жизни почвы, в образовании полезных ископаемых и разрушении растительных и животных останков; поддерживают запасы углекислого газа и кислорода в атмосфере.
2. Бактерии по типу питания
По типу питания бактерий можно условно разделить на три группы. Первая – автотрофные бактерии, такие как, например, сине-зелёные водоросли, или цианобактерии. Они способны создавать органические соединения из углекислого газа и воды, используя энергию солнечного света.
Другие две группы бактерий относятся к гетеротрофным организмам, т. е. они потребляют только готовые органические вещества.
Сапротрофные бактерии питаются органическими веществами разлагающихся остатков и самых различных выделений организмов. Бактерии-паразиты питаются веществами живых организмов, причиняя им вред.
Давайте подробнее обсудим роль каждой из этих групп в природе и жизни человека.
Автотрофные бактерии
Как и растения, автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из углекислого газа и воды. Они служат пищей для других бактерий, простейших и животных. В результате их деятельности на нашей планете появился свободный кислород.
Наиболее распространенные автотрофные бактерии – сине-зелёные водоросли (Рис. 1). Они – важный источник органических веществ во многих местообитаниях, некоторые способны усваивать газообразный азот. В то же время, чрезмерно размножаясь, сине-зелёные водоросли способны отравлять водоём, вызывая гибель многих его обитателей.
Сапротрофные бактерии
Сапротрофные бактерии разлагают их до более простых, например углекислого газа, воды и аммиака. Эти вещества могут быть вновь использованы автотрофными организмами.
Таким образом, сапротрофные бактерии – самые важные санитары нашей планеты.
В 1 см3 поверхностного слоя почвы содержатся сотни миллионов клеток сапротрофных почвенных бактерий. Эти бактерии разлагают органические останки и выделяют различные минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.
Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха. Эти азотофиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях растений. Проникнув в корни, они вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков. Эти бактерии так и называют – клубеньковые бактерии (Рис. 2). Наиболее часто они поселяются на корнях семейства бобовых.
Рис. 2. Клубеньковые бактерии
Бактерии-мутуалисты
Симбиоз – это длительное сожительство организмов. Когда это сожительство приносит пользу обоим организмам, его называют мутуализмом. Многие бактерии находятся в мутуалистических отношениях с другими организмами. Так, мы уже обсудили мутуализм растений и клубеньковых бактерий.
В симбиозе со многими морскими животными, например, с губками (Рис. 3) и асцидиями живут цианобактерии.
Обитатели горячих источников часто также имеют бактерий-мутуалистов.
Бактерии населяют желудочно-кишечный тракт животных и человека и необходимы для нормального пищеварения. Особенно они важны для травоядных. Например, корова питается не столько собственно растительной пищей, сколько продуктами её бактериального преобразования и частично бактериями.
Клубеньковые бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между растением и бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление называется мутуализмом.
Благодаря таким отношениям с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая. В пищевой промышленности используют молочнокислые бактерии (Рис. 4).
Питаясь сахаром, содержащимся в молоке, они образуют молочную кислоту. Под её действием молоко превращается в простоквашу, а сливки – в сметану. Квашение овощей, силосование кормов тоже происходит с помощью молочнокислых бактерий.
Образовавшаяся молочная кислота предохраняет овощи и корма от порчи.
Некоторые бактерии делают продукты непригодными для питания. Поскольку бактерии не могут жить без воды и погибают в крепких растворах соли и сахара, продукты сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют. При консервировании плотно закрытые банки нагревают. При этом погибают не только бактерии, но и их споры. Поэтому консервы сохраняются долгое время.
Есть бактерии, которые портят ткани, книги и многие другие предметы обихода. Для предохранения таких предметов от порчи их окуривают сернистым газом. Перспективным направлением является очистка бактериями загрязнённых почв и водоёмов.
В кишечнике человека в норме обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до 1 кг, а численность их клеток на порядок превосходит численность клеток человеческого организма. Они играют важную роль в пищеварении, синтезируют витамины, вытесняют вредные бактерии. Можно образно сказать, что микрофлора кишечника человека является дополнительным «органом».
Паразитические бактерии
Могут поражать любые организмы. У растений они вызывают пятнистость листьев, увядание, гниение стеблей и т. д. У животных бактерии вызывают такие болезни, как сап, сибирская язва, бруцеллёз (Рис.
5). Массовое заболевание животных называется эпизоотия. Этими болезнями может заразиться и человек, поэтому, например, в районах, где скот болеет бруцеллёзом, нельзя употреблять в пищу сырое молоко.
Биологическая защита
В настоящее время разработаны методики по использованию бактерий в качестве биологической защиты. Для борьбы с сорняками используют паразитов-растений, для борьбы с насекомыми-вредителями – паразитов-насекомых. Безвредность этих бактерий для человека позволяет применять этот метод при выращивании сельскохозяйственных растений.
Помимо бактериальных инсектицидов, в сельском хозяйстве нашли применение бактериальные удобрения. Так, в качестве удобрения используется препарат нитрогин. В 1 г такого удобрения содержится более 2 млрд клеток азотофиксирующих бактерий. За один вегетационный период эти бактерии могут накопить около 100 кг азота на 1 га, улучшая плодородие почвы.
3. Бактериологическая защита
Некоторые виды бактерий-паразитов проникают в организм человека и размножаются там, вызывая различные заболевания. Они отравляют организм больного продуктами своей жизнедеятельности. Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, ангину и др. болезни.
Одними из этих болезней человек может заразиться через мельчайшие капельки жидкости (например, слюны), находящиеся в воздухе, другими – при употреблении пищи или воды, в которую попали болезнетворные бактерии.
Чума
В XIV веке от эпидемии чумы скончалось 75 млн человек, в том числе до 30 млн в Европе (Рис. 6). А это могла быть и половина её населения. Болезнь истребляла в крупных городах тысячи человек в день. Хотя чума сейчас практически побеждена, до сих пор она является символом смертоносной болезни. Так, СПИД называют чумой ХХ века.
Антисанитарные условия и несоблюдение правил гигиены создают благоприятные условия для быстрого размножения и распространения болезнетворных бактерий. Массовое заболевание людей называется эпидемией.
Самое грязное место
По данным южнокорейского Бюро защиты прав потребителей, количество бактерий на ручках (без антибактериального покрытия) тележек крупных магазинов достигает 1100 колоний на 10 см². Второе место занимают компьютерные мышки в интернет-кафе (690 колоний на ту же площадь). Ручки кабинок общественных уборных содержат лишь 340 колоний вредных микроорганизмов на 10 см².
Для того чтобы уберечься от всех видов микроорганизмов, которые были обнаружены на предметах общественного пользования в ходе исследования, достаточно регулярно мыть руки с мылом.
Многие бактерии, являющиеся в норме безопасными для человека или даже обычными обитателями его кожи или кишечника, в случае нарушения иммунитета или общего ослабления организма могут выступать в качестве патогенов.
В настоящее время проводят специальные мероприятия для предупреждения распространения болезней. Установлен строгий врачебный контроль за источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в специальных отстойниках, пропуская её через фильтры, хлорируют, озонируют.
Больные получают лекарства, которые убивают болезнетворных бактерий. Для уничтожения бактерий в помещении, где находится заразный больной, проводят дезинфекцию, т. е. опрыскивание или окуривание химическими веществами, вызывающими гибель бактерий. Солнечный свет также губителен для многих бактерий, например, для бактерий туберкулеза.
Для предупреждения (профилактики) заражения человека каким-либо заболеванием применяют специальные прививки. Так, существуют прививки против дифтерии, тифа и др.
Благодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях.
Список литературы
2. Тихонова Е. Т., Романова Н. И. Биология 6. – М.: Русское слово.
3. Исаева Т. А., Романова Н. И. Биология 6. – М.: Русское слово.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
2. Охарактеризуйте сапротрофные бактерии.
3. Как осуществляется биологическая защита?
4. Подготовьте сообщение о биологическом оружии.
Роль микроорганизмов в природе и сельском хозяйстве
Роль микроорганизмов в природе и сельском хозяйстве
Классификация микроорганизмов по способам питания. Сущность автотрофного и гетеротрофного питания. Сапрофиты и паразиты.
Методы определения суммарной биохимической активности почвенной микрофлоры
Характеристика микробов клеточной организации
Роль микроорганизмов
в природе и
сельском хозяйстве
Широкое распространение микроорганизмов
свидетельствует об их огромной роли в природе.
При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обусловливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах.
Многие
микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве.
Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, ферментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и многих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорганизмов. Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве.
От них зависит обогащение почвы азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микробных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных.
Микроорганизмы
оказывают положительное влияние
на процессы разложения веществ неприродного происхождения – ксенобиотиков, искусственно синтезированных, попадающих в почвы и водоемы и загрязняющих их.
Наряду
с полезными микроорганизмами существует большая группа так называемых болезнетворных, или патогенных, микроорганизмов, вызывающих разнообразные болезни сельскохозяйственных животных, растений, насекомых и
человека. В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных болезней человека и животных, что сказывается на развитии экономики и производительных сил общества.
Последние научные данные не только существенно
расширили представления о почвенных
микроорганизмах и процессах, вызываемых ими в окружающей среде, но и позволили
создать новые отрасли в промышленности и сельскохозяйственном производстве.
Например, открыты антибиотики, выделяемые почвенными микроорганизмами, и показана возможность их использования для лечения человека, животных и растений, а также при хранении сельскохозяйственных продуктов.
Обнаружена способность почвенных микроорганизмов образовывать биологически активные вещества: витамины, аминокислоты, стимуляторы роста растений – ростовые вещества и т.д. Найдены пути использования белка микроорганизмов для кормления сельскохозяйственных животных.
Выделены микробные препараты, усиливающие поступление в почву азота из воздуха.
Открытие
новых методов получения наследственно
измененных форм полезных микроорганизмов
позволило шире применять микроорганизмы в сельскохозяйственном и промышленном производстве, а также в медицине.
Особенно перспективно развитие генной, или генетической, инженерии.
Ее достижения обеспечили развитие биотехнологии, появление высокопродуктивных микроорганизмов, синтезирующих белки, ферменты, витамины, антибиотики, ростовые вещества и другие, необходимые для животноводства и растениеводства продукты.
С микроорганизмами человечество соприкасалось
всегда, тысячелетия даже не догадываясь
об этом.
С незапамятных времен люди наблюдали брожение теста, готовили спиртные напитки, сквашивали молоко, делали сыры, переносили различные заболевания, в том числе эпидемические.
Свидетельством последнего в библейских книгах служит указание о повальной болезни (вероятно, чуме) с рекомендациями сжигать трупы и делать омовения.
Однако
до середины прошлого века даже никто
не представлял, что разного рода бродильные процессы и заболевания
могут быть следствием деятельности ничтожно малых существ.
Классификация микроорганизмов
по способам питания. Сущность автотрофного и гетеротрофного питания. Сапрофиты и паразиты.
В соответствии с принятой сейчас классификацией микроорганизмы по типу питания разделяют
на ряд групп в зависимости
от источников потребления энергии
и углерода. Так, выделяют фототрофы, пользующиеся энергией солнечного света, и хемотрофы, энергетическим материалом для которых служат разнообразные органические и неорганические вещества.
В зависимости от того, в какой форме
микроорганизмы получают из окружающей среды углерод, их подразделяют на две
группы: автотрофные (“сами себя питающие”), использующие в качестве единственного источника углерода диоксид углерода, и гетеротрофные (“питающиеся за счет других”), получающие углерод в составе довольно сложных восстановленных органических соединений.
Таким образом, по способу получения энергии
и углерода микроорганизмы можно
подразделить на фотоавтотрофы, фотогетеротрофы, хемоавтотрофы и хемогетеротрофы.
Внутри группы в зависимости от природы окисляемого субстрата, называемого донором электронов (Н-донором), в свою очередь, выделяют органотрофы, потребляющие энергию при разложении органических веществ, и литотрофы (от греч. lithos – камень), получающие энергию за счет окисления неорганических веществ.
Поэтому в зависимости от используемого микроорганизмами источника энергии и донора электронов следует различать фотоорганотрофы, фотолитотрофы, хемоорганотрофы и хемолитотрофы. Таким образом, выделяют восемь возможных типов питания.
Каждой
группе микроорганизмов присущ определенный тип питания. Ниже приведено описание наиболее распространенных типов питания и краткий перечень микроорганизмов, их осуществляющих.
При фототрофии источник энергии – солнечный свет. Фотолитоавтотрофия – тип питания, характерный для микроорганизмов, использующих энергию света для синтеза веществ клетки из С02 и неорганических соединений (Н20, Н2S, S°), т.е. осуществляющих фотосинтез. К данной группе относят цианобактерий, пурпурных серных бактерий и зеленых серных бактерий.
Цианобактерий (порядок Суаnobасtеriа1еs), как и зеленые растения, восстанавливают С02 до органического вещества фотохимическим путем, используя водород воды:
С02
+ Н20 свет-› (СH2
O) * + O2
Пурпурные серные бактерии (семейство Chromatiaceae) содержат бактериохлорофиллы а и b, обусловливающие способность данных микроорганизмов к фотосинтезу, и различные каротиноидные пигменты.
Для восстановления С02 в органическое вещество бактерии данной группы используют водород, входящий в состав Н25. При этом в цитоплазме накапливаются гранулы серы, которая затем окисляется до серной кислоты:
С02 + 2Н2S свет-› (СH2
O) + Н2 + 2S
3CO2
+ 2S + 5H2O свет-› 3 (СН20) + 2Н2S04
Пурпурные серные бактерии обычно бывают облигатными
анаэробами.
Зеленые серные бактерии (сем. Chlorobiaceae) содержат зеленые бактериохлорофиллы с, и, в небольшом количестве бактериохлорофилла, а также различные каротиноиды. Как и пурпурные серные бактерии, они строгие анаэробы и способны окислять в процессе фотосинтеза сероводород, сульфиды и сульфиты, накапливая серу, которая в большинстве случаев окисляется до 50^”2.
Фотоорганогетеротрофия – тип питания, характерный для микроорганизмов, которые для получения энергии помимо фотосинтеза могут использовать еще и простые органические соединения. К этой группе относятся пурпурные несерные бактерии.
Пурпурные несерные бактерии (семейство Rhjdospirillaceae) содержат бактериохлорофиллы а и b, а также различные каротиноиды. Они не способны окислять сероводород (Н2S), накапливать серу и выделять ее в окружающую среду.
При хемотрофии энергетический источник – неорганические и органические соединения.
Сам процесс окисления называют хемосинтезом. Углерод для построения всех компонентов клеток хемолитоавтотрофы получают из диоксида углерода.
Хемосинтез
у микроорганизмов (железобактерий и нитрифицирующих бактерий) был открыт в 1887-1890 гг. известным русским микробиологом С.Н. Виноградским.
Хемолитоавтотрофию осуществляют нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак или нитриты), серные бактерии (окисляют сероводород, элементарную серу и некоторые простые неорганические соединения серы), бактерии, окисляющие водород до воды, железобактерии, способные окислять соединения двухвалентного железа, и т.д.
Представление о количестве энергии, получаемой при
процессах хемолитоавтотрофии, вызываемых указанными бактериями, дают следующие
реакции:
NH3 + 11/2 02 – HN02 + Н20 + 2,8 • 105 Дж
HN02 + 1/2 02 – HN03 + 0,7 • 105 Дж
Н2S + 1/2 02 – S + Н20 + 1,7• 105Дж
S + 11/2 02 – Н2S04 + 5,0 • 105 Дж
Н2 + 1/2 02 – Н20 + 2,3 • 105 Дж
2FеС03 + 1/2 02 + ЗН20 – 2Fе (ОН) 3 + 2С02 + 1,7 • 105 Дж
Хемоорганогетеротрофия – тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих необходимую энергию и углерод из органических соединений. Среди данных микроорганизмов многие аэробные и анаэробные виды, обитающие в почвах и других субстратах.
Среди хемоорганогетеротрофов выделяют сапротрофов, живущих за счет разложения мертвых
органических материалов, и паразитов, питающихся в тканях живых организмов. В последнем случае имеются в виду паратрофия и паратрофы, т.е. облигатные внутриклеточные паразиты, которые вне клетки хозяина развиваться не могут (риккетсии и др.).
Считают, что из известных наиболее широко распространены в живом мире два
типа питания – фотолитоавтотрофия и хемоорганогетеротрофия. Первый тип питания характерен для высших растений, водорослей и ряда бактерий, второй – для животных, грибов и многих микроорганизмов. Остальные типы питания встречаются лишь у отдельных групп бактерий, живущих в особых, специфичных условиях среды.
Установлена способность многих микроорганизмов
переходить с одного типа питания
на другой.
Например, водородокисляющие бактерии при наличии 02, на средах с углеводами или органическими кислотами способны переключаться с хемолитоавтотрофии на хемоорганогетеротрофию. Поэтому их называют факультативными хемолитоавтотрофами.
Микроорганизмы, не способные расти в отсутствие специфичных неорганических доноров электронов (например, нитрифицирующие и некоторые другие бактерии), называют облигатными хемолитоавтотрофами.
У микроорганизмов отмечена и так
называемая миксотрофия. Это тип питания, при котором микроорганизм – миксотроф – одновременно использует различные возможности питания, например, сразу окисляя органические и минеральные соединения, или источником углерода для него одновременно могут служить диоксид углерода и органическое вещество и т.д.
В природе широко распространены микроорганизмы, источниками энергии и углерода для которых служат одноуглеродные соединения (метан, метанол, формиат, метиламин и др.).
Данные микроорганизмы называют С1 использующими формами, или метилотрофами, а тип их питания – метилотрофией. В группе метилотрофных бактерий выделяют облигатные и факультативные виды.
Первые способны расти в результате использования только одноуглеродных соединений, вторые – и на средах с другими веществами. Среди метилотрофов есть микроорганизмы разных систематических групп.
48. Участие микроорганизмов в круговороте серы. Процеесы минерализации органических соединений серы, сульфофикация, десульфофикация, характеристика возбудителей, условия, определяющие их развитие. Значение превращений серы в природе и для сельского хозяйства.
Сера – необходимый питательный элемент для организмов. В почве она встречается в форме сульфатов – СаS04 • 2Н20, Nа2S04, К2S04 (NH4)
2S04, сульфидов – FеS2, Na2S, ZnS и органических соединений. Сера содержится в аминокислотах белков растений, животных и микроорганизмов, валовые ее запасы в почвах сравнительно невелики, и растения часто испытывают недостаток в ней.
Органические
и неорганические формы серы под
влиянием деятельности микроорганизмов
подвергаются в почве различным
превращениям. Направление трансформаций соединений серы регулируется в основном факторами внешней среды.
Органические соединения серы могут быть разрушены и минерализованы. В определенных условиях восстановленные неорганические соединения серы подвергаются окислению микроорганизмами, а окисленные (сульфаты, сульфиты и др.
), наоборот, могут быть восстановлены в Н2S.
Роль бактерий в природе и жизни человека. Ответы
Роль бактерий в природе и жизни человека. Ответы на вопросы
Вопрос 1. В чем значение бактерий в природе?
Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы.
Питаясь этими органическими веществами, сапротрофные бактерии гниения превращают их в такие соединения, которые легко усваиваются растениями (перегной). Они — своеобразные санитары нашей планеты.
Болезнетворные бактерии выполняют роль регуляторов численности организмов.
Вопрос 2. Что вы знаете о клубеньковых бактериях?
Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха и использовать его в процессах жизнедеятельности. Эти азот фиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений.
Благодаря такому взаимовыгодному сожительству (симбиозу) с клубеньковыми бактериями, бобовые обогащают почву азотом и обеспечивают устойчивые урожаи.
Вопрос 3. Как человек использует молочнокислые бактерии?
Человек использует молочнокислые бактерии при приготовлении простокваши, сметаны, квашении капусты, силосовании кормов.
Питаясь сахаром, содержащимся в молоке, молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту. Под ее действием молоко превращается в простоквашу, а сливки — в сметану.
Образовавшаяся молочная кислота также предохраняет овощи и корма от порчи.
Вопрос 4. Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?
Бактерии играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические пре вращения, недоступные ни растениям, ни животным.
Сапротрофные бактерии обеспечивают разложение сложных органических веществ, переводя их в минеральные соединения, которые могут усваиваться растениями. В результате деятельности сапротрофных бактерий Земля очищается от трупов животных и растений.
Таким образом, бактерии являются важным звеном круговорота веществ в природе, а также санитарами нашей планеты. Без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна.
Вопрос 5.
Как можно защитить продукты питания от бактерий?
Поскольку бактерии не могут жить без воды, а многие — без кислорода и погибают в концентрированных растворах соли, уксуса и сахара, то продукты сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют. При консервировании плотно закрытые банки нагревают. При этом погибают не только бактерии, но и их споры. Поэтому консервы сохраняются долгое время.
Вопрос 6.
Как бактерии попадают в организм человека и какой вред они наносят?
Бактерии попадают в организм человека из окружающей среды с пищей и водой, с воздухом, так называемым воздушно-капельным путем — с мельчайшими капельками слизи, образующимися при разговоре, кашле и чихании. Бактерии-паразиты, поселяясь в организме человека, вызывают заболевания (отравляют организм продуктами своей жизнедеятельности).
Вопрос 7. Какие болезни, вызываемые бактериями, вам известны?
Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, ангину, менингит, сап, сибирскую язву, бруцеллез и другие болезни.
Вопрос 8. Какие условия способствуют распространению болезнетворных бактерий?
Антисанитарные условия, грязь, большая скученность людей, несоблюдение правил личной гигиены создают благоприятные условия для быстрого размножения и распространения болезнетворных бактерий. Это может вызвать эпидемию, т. е. массовое заболевание людей.
Вопрос 9. Какие меры принимают для борьбы с заболеваниями, вызываемыми бактериями?
Устанавливают строгий врачебный контроль за источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в специальных отстойниках, пропуская ее через фильтры, хлорируют, озонируют. Больные получают лекарства, которые убивают болезнетворные бактерии.
Для уничтожения бактерий в помещении, где находится заразный больной, проводят дезинфекцию, т. е. опрыскивание или окуривание химическими веществами, вызывающими гибель бактерий. Солнечный свет также губителен для многих бактерий, например для бактерий туберкулеза.
Для предупреждения заразных заболеваний применяют предохранительные прививки, благодаря которым организм приобретает иммунитет.
Бактерии задания ЕГЭ часть 2
1. Особенности строения и жизнедеятельности бактерий?
1) Не имеют оформленного ядра, наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК.
2) Не имеют мембранных органоидов (митохондрий, ЭПС, комплекса Гольджи ), их функции выполняют мезосомы – впячивания мембраны.
3) Имеется клеточная стенка из муреина.
4) Делятся простым делением надвое, митоза и мейоза нет.
5) По способу питания бывают автотрофы (фотоавтотрофы и хемоавтотрофы) и гетеротрофы (сапрофиты, паразиты и симбионты); по способу дыхания – аэробы и анаэробы.
6) Неблагоприятные условия переносят в форме спор.
7) Одноклеточные, иногда могут быть колониальными.
2. Какие способы и типы питания бактерий вы знаете?
1) По типу питания бактерии бывают автотрофы (образуют органические вещества из неорганических) и гетеротрофы (питаются готовыми органическими веществами).
2) Автотрофы по способу получения энергии бывают фотоавтотрофы (используют энергию солнечного света) и хемоавтотрофы (используют энергию химических связей неорганических соединений).
3) Гетеротрофы бывают сапрофитами (питаются разлагающимися органическим веществом), паразиты (питаются клетками живых организмов), симбионты (сожительствуют с другими организмами и питаются органическим веществом этих организмов).
Например, клубеньковые бактерии (от растений получают органическое вещество, а растениям дают связанные формы азота).
3. Какое значение имеют бактерии в природе?
1) Бактерии принимают активное участие в круговороте веществ в природе. Например, большая группа гнилостных бактерий, которых называют природными санитарами. Они разрушают трупы животных и растительные остатки, превращая сложные органические соединения в минеральные. С их участием образуется перегной и повышается плодородие почвы.
2) Клубеньковые бактерии и азотобактер способны усваивать атмосферный азот.
3) Бактерии участвуют в образовании железорудных месторождений.
4) Бактерии пищеварительного тракта жвачных животных расщепляют целлюлозу.
5) Бактерии, обитающие в воде, являются кормом для рыб и мелких животных.
6) Фитопатогенные бактерии вызывают чёрный бактериоз пшеницы, паршу картофеля, бактериоз огурцов и капусты, пятнистостьи рак томатов.
7) Цианобактерии часто вызывают цветение воды в загрязнённых водоёмах.
4. Почему при отсутствии сапротрофных бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?
1) Сапротрофные бактерии – гетеротрофные организмы, использующие для питания органические соединения мёртвых тел или выделения животных.
2). при их отсуствии на земной поверхности скопились бы органические вещества.
3) В экосистемах являются редуцентами.
4) Сапрофиты составляют важное звено в биологическом круговороте веществ и энергии. Отсутствие сапрофитов остановит круговорот веществ в природе, формирование структуры и плодородия почвы.
5. Какое молоко: стерилизованное или свеженадоенное прокиснет быстрее в одних и тех же условиях?
1) Быстрее прокиснет свеженадоенное молоко, т.к. в нём находятся бактерии, которые вызывают его брожение.
2) При стерилизации молока клетки и споры молочнокислых бактерий погибают и молоко сохраняется дольше.
6. Объясните, почему для выращивания бобовых растений не требуется подкормка азотными удобрениями?
1) Бобовые растения могут вступать в симбиоз с бактериями, которые живут в корневых клубенькх. (пример мутуализма)
2) Клубеньковые бактерии являются азотфиксирующими. Они поглощают атмосферный азот и преобразуют его в доступную форму для питания растения.
3) Поэтому для выращивания бобовых растений не требуется подкормка азотными удобрениями?
7. В чём состоит роль бактерий в круговороте веществ?
1) Бактерии-гетеротрофы (сапрофиты, паразиты и симбионты) – редуценты разлагают органические вещества до минеральных, которые усваиваются растениями.
2) Бактерии-автотрофы (фотоавтотрофы, хемоавтотрофы) – продуценты синтезируются органические вещества из неорганических, обеспечивая круговорот кислорода, углерода, азота.
Строители при осуществлении земляных работ случайно вскрыли скотомогильник столетней давности.
Спустя некоторое время в этой местности был объявлен карантин в связи с заболеванием сибирской язвы, возбудителем которой являются бактерии.
1)В скотомогильнике были захоронены животные больные сибирской язвой.
2) При попадании в почву бактерии сибирской язвы оказались в неблагоприятных условиях, которые переносили в состоянии спор.
3)Споры бактерии сибирской язвы попали в благоприятные условия при вскрытии скотомогильника и активизировали свою деятельность, заражая людей и животных вокруг.
4) Поэтому в этой местности был объявлен карантин в связи с заболеванием сибирской язвы, возбудителем которой являются бактерии.
9. Какие способы получения энергии используют бактерии?
1) По типу питания бактерии бывают автотрофы (образуют органические вещества из неорганических) и гетеротрофы (питаются готовыми органическими веществами).
2) Автотрофы по способу получения энергии бывают фотоавтотрофы (используют энергию солнечного света) и хемоавтотрофы (используют энергию химических связей неорганических соединений).Бактерии-фотоавтотрофы содержат в клетках хлорофилл и способны к фотосинтезу.
3) Гетеротрофы бывают сапрофитами (питаются разлагающимися органическим веществом), паразиты (питаются клеткамиживых организмов), симбионты (сожительствуют с другими организмами и питаются органическим веществом этих организмов).Бактерии-паразиты используют органические соединения живых тел.
Бактерии-сапрофиты используют органические соединения мёртвых тел.
10. Как отличить бактериальную клетку от растительной?
1) У бактериальной клетки нет оформленного ядра, наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК.
2) Нет мембранных органоидов (митохондрий, ЭПС, комплекса Гольджи), их функции выполняют мезосомы – впячивания мембраны.
3) У бактерий клеточная стенка из муреина.У растительной – из целлюлозы.
11. Почему бактерии нельзя отнести к эукариотам?
1) Бактерии не имеют оформленного ядра, наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК.
2) Нет мембранных органоидов (митохондрий, ЭПС, комплекса Гольджи), их функции выполняют мезосомы – впячивания мембраны.
3) Делятся простым делением надвое, митоза и мейоза нет.
12. Объясните, роль бактерий в круговороте азота?
1) Клубеньковые бактерии и азотобактер способны усваивать атмосферный азот и переводят его в связанные формы, доступные для растений, обогощают почву азотом
2) При минерализации животного и растительного белка гнилостные бактерии образуют аммиак, который окисляется нитрифицирующими бактериями в нитриты, а затем в нитраты.
3) Как аммонийные соли, так и нитраты служат источником азотистого питания для высших растений, синтезирующих при этом белки своего тела.
13. На чём основано утверждение, что прокариоты – древние и наиболее примитивные организмы?
1) Бактерии не имеют оформленного ядра, наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК.
2) Нет мембранных органоидов (митохондрий, ЭПС, комплекса Гольджи), их функции выполняют мезосомы – впячивания мембраны.
3) Делятся простым делением надвое, митоза и мейоза нет.
14. Как предохраняют продукты питания от порчи?
1) Гниение продуктов вызывают гнилостные бактерии. Их активность и размножение угнетают: низкая температура, отсутствие влаги или присутствие некоторых веществ — консервантов, например уксусной кислоты, большого количества поваренной соли и др.
2) Чтобы продукты не портились, их хранят в замороженном, консервированном, сухом виде, создавая неблагоприятные условия для жизни бактерий гниения.