Чем питаются бактерии

Распространение почвенных микроорганизмов

Бактерий вокруг нас великое множество и распространены они почти везде. Их нет разве что в кратерах действующих вулканов и на небольших участках испытательных полигонов, где проводятся взрывы атомного оружия. Никакие другие жесткие условия окружающей среды не мешают существованию бактерий. Они спокойно переносят ледники Антарктики и живут в воде обжигающих кипящих источников, спокойно приспосабливаются к раскаленным пескам жарких пустынь и живут на скалистых склонах горных вершин. Их настолько много, что вполне возможно, что некоторые названия почвенных бактерий мы еще даже не знаем. На Земле все живые существа постоянно взаимодействуют с микрофлорой, часто выполняя при этом роль ее хранителя и распространителя.

Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. Всего в одном кубическом сантиметре может встречаться до миллиарда бактерий. Однако популяция почвенных микроорганизмов может изменяться. Это зависит от типа и состава почвы, ее состояния, а также глубины изучаемого слоя.

Врачи отмечают, что питание бактерий играет ключевую роль в их жизнедеятельности и взаимодействии с организмом человека. Бактерии могут использовать различные источники энергии, включая углеводы, белки и жиры. Некоторые из них являются сапрофитами, питающимися органическими веществами, разлагающимися в окружающей среде, в то время как другие являются паразитами, извлекающими питательные вещества из хозяев. Врачи подчеркивают, что разнообразие рациона бактерий влияет на их метаболизм и способность вызывать заболевания. Например, полезные кишечные бактерии, такие как лактобактерии, питаются клетчаткой и способствуют поддержанию здоровья пищеварительной системы. В то же время, патогенные бактерии могут использовать сахара и другие простые углеводы для размножения, что может привести к инфекциям. Таким образом, понимание питания бактерий помогает врачам разрабатывать стратегии для борьбы с инфекциями и поддержания здоровой микрофлоры.

Микробы: от самого маленького до самого большого

Питание грибов

Грибы, так же, как и большинство бактерий, гетеротрофы.

Грибы отличаются друг от друга по типу питания.

Многие грибы обитают в почве. Они питаются, разрушая органические останки растений, животных, плодовые тела грибов. Некоторые грибы питаются органическими веществами, содержащимися в пищевых продуктах.

Другие паразитируют, поселяясь на живых организмах (растениях или животных), и питаются за их счет. Так, некоторые грибы могут поселиться на теле человека, вызывая различные заболевания, которые так и называют грибковыми.

Некоторые грибы получают органические вещества из корней деревьев.

При этом мицелии гриба вступает в тесный контакт с корнями деревьев. Гифы мицелия плотно оплетают корень и даже проникают внутрь ого клеток. Грибы поглощают из почвы воду и растворенные минеральные вещества, которые по их гифам поступают в корни деревьев. Таким образом, мицелий заменяет деревьям корневые волоски. А из корней деревьев гриб получает органические вещества, созданные растением и необходимые грибу для питания.

В результате образуется грибо-корень, или микориза (от греч. mykes — гриб и rhiza — корень).

Для питания грибы используют сложные органические вещества, которые не могут проникать в клетки через клеточные оболочки. Пищеварительный сок, который у животных выделяется в кишечник, у грибов выделяется наружу.

С помощью его ферментов происходит расщепление сложных органических веществ на более простые, которые всасываются всей поверхностью гриба.

Загрязнение труб

Железобактерии, прикрепляясь к стенкам труб, образуют на них пленку, которая загрязняет воду, поступающую в дома. Также они могут закупоривать душевые разбрызгиватели, сетчатые смесители кранов, фильтры водонагревателей, системы туалетных бачков.

Железобактерии – типичные жители почвы, поэтому содержание их в скважинах питьевой воды неизбежно. Но высокая концентрация железа достигается после контакта ионов железа с кислородом, поэтому верхняя часть скважины должна быть герметичной. Наличие воздухонепроницаемой мембраны в резервуаре также не дает воздуху соприкасаться с водой.

Для обработки воды используют специальное устройство – фосфатный дозатор, который очищает ее аналогично хлорированию. Фосфат не дает окислиться ионам железа.

Железобактерии являются одновременно как помощниками человека, образуя залежи полезных марганцевых и железных руд на дне водоемов и болот, используемых в металлургической промышленности, так и вредителями, виновниками плохого качества воды, загрязняющими почву, водопроводную систему и канализацию.

Бактерии, несмотря на свою микроскопическую природу, играют ключевую роль в экосистемах и нашем организме. Люди часто удивляются, чем же питаются эти крошечные организмы. В основном, бактерии используют органические вещества, такие как углеводы, белки и жиры, которые могут быть найдены в окружающей среде. Некоторые из них способны перерабатывать сложные молекулы, превращая их в более простые соединения, что делает их незаменимыми в процессах разложения и круговороте веществ.

Кроме того, существуют бактерии, которые могут использовать неорганические соединения, такие как сероводород или аммиак, что позволяет им обитать в экстремальных условиях, например, в глубоководных источниках или горячих источниках. В человеческом организме бактерии, обитающие в кишечнике, помогают переваривать пищу и синтезировать витамины, что подчеркивает их важность для здоровья. Таким образом, разнообразие питания бактерий отражает их адаптивность и значимость в природе.

КАК ОБЕДАЮТ МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ОХОТНИКИ? СПОСОБЫ ПИТАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

К сапротрофам относятся

не образует спор и капсул, образуют L-формы. Относится к внутриклеточной инфекции. Принято считать грам-положительными бактериями.

Микобактерии туберкулёза нечувствительны к рассеянному солнечному свету и могут более года существовать во внешней среде без потери жизнеспособности. Коротковолновое ультрафиолетовое изучение оказывает универсальное бактерицидное действие на все микроорганизмы. Однако в реальных условиях, когда микобактерии туберкулёза находятся во взвешенном состоянии в виде клеточных агломератов с пылевыми частицами, их устойчивость к ультрафиолетовому излучению возрастает.

Не выделяет эндо- и экзотоксинов, поэтому при инфицировании ярких клинических симптомов как правило не возникает. По мере размножения и формирования повышенной чувствительности тканей к туберкулопротеидам (белки-носители антигенных свойств) возникают первые признаки инфицирования (положительная реакция на туберкулин).

паразитом

Войдите, чтобы написать ответ

Значение бактерий гниения

Первые живые организмы этой планеты, самые эффективные в части занятия всех существующих на планете Земля экологических ниш – бактерии. Они минерализуют почву, делая ее плодородной. Возвращают в круговорот неорганические вещества. Утилизируют трупы и продукты жизнедеятельности всех живых организмов планеты. Обеспечивают человечество природными ресурсами. Делают нашу жизнь легче и помогают в усвоении пищевых компонентов. Этот список можно продолжать еще долго. Конечно, негативное значение гнилостных бактерий также велико. Но природа знала, что делала и наша задача на этой планете не нарушить то хрупкое равновесие, к которому пришел за эти почти четыре миллиона лет мир вокруг нас.

Биология. Бактерии: питание, размножение

Кто такие железобактерии?

С.Н. Виноградский впервые выделил и описал микробов, живущих в водной среде и почве и использующих для осуществления питания энергию света. Для этого они используют способ окисления неорганических соединений железа.

И хоть это не доказано экспериментальным путем, но некоторые виды железобактерий являются хемотрофами и фотосинтезирующими, окисляют двухвалентное железо до трехвалентного. Все же ученые склоняются к тому, что большинство железобактерий относятся к гетеротрофам, использующим для питания углерод, освобожденный после окисления соединений закиси железа. Железо откладывается на поверхности самих клеток в виде окиси гидрата.

Эти микроорганизмы, обитая в природе, являются жителями почвы, пресных, соленых или кислых источников, болот.

Железобактерии условно можно разделить на две группы:

1. Не использующие энергию, выделенную при окислении железа, для жизни. Это нитчатые железобактерии и свободноживущие одноклеточные микоплазмы.

2. Получающие энергию в результате окисления железа ацидофильные железобактерии.

Нитчатые микроорганизмы (Sphaerotilus, Leptothrix)

Данные виды обитают в природе в средах с наличием солей железа, имеют палочковидную форму и жгутики, позволяющие двигаться. Осуществляя питание способом хемосинтеза (окисляя неорганические соединения в органические), железобактерии и их «товарищи» серобактерии сосуществуют вместе. Способны образовывать нити без разветвлений длиной до 1 см.

Особенностью нитчатых железобактерий является наличие слизистой оболочки, называемой влагалищем. В ней собирается окись железа или марганца. Они могут свободно покидать цилиндрическую оболочку, после чего создают новую. Оболочки – это скопления ржавых пятен, вторично загрязняющие поверхность воды, почву. Отмершие бактерии образуют большие залежи руд на дне болот.

Могут прикрепляться к субстрату и таким способом путешествовать, плавая по водоему. Особенно большое количество железобактерий наблюдается в водах, куда производятся выбросы химических производств, содержащие закиси солей железа. Очень часто поселяются в трубах водопровода, являясь виновниками их закупорки.

Окисляющие железо микоплазмы (Gallionella)

Этот вид железобактерий состоит из бобовидных клеток, которые на своей вогнутой стороне откладывают гидроокись железа. Не имеют клеточной стенки, зато у них есть фибриллы (длинные белковые выросты, напоминающие жгутики). Микоплазмы ведут колониальный образ жизни, по способу питания они сапротрофы, то есть разрушают отмершие останки других организмов.

Ацидофильные железобактерии (Thiobacillus ferrooxidan, Leptospirillum ferooxidans)

Thiobacillus ferrooxidan относится к тионобактериям, может также окислять восстановленные соединения серы, является одновременно и серобактерией, в отличие от железобактерии Leptospirillum ferooxidans.

Бактерии широко распространены в природе: в почве, в месторождениях сульфида, в источниках и кислых озерах с высоким содержанием закиси железа. Обитают в местах залежей угля и золотых руд. Для людей совершенно безвредны, устойчивы к низким температурам.

Способны окислять оксиды металлов, используя углекислый газ в качестве источника углерода. В средах с содержанием кислорода процесс выщелачивания металлов ускоряется. Поэтому для искусственного обогащения руд применяют способ орошения отвалов руды специальными серными растворами, содержащими двухвалентное железо, а также дополнительную подачу воздуха.

Подобным способом в мире обогащают около 5% общей добытой меди и получают уран.

Метод Грама

Широко распространенный метод дифференцирования микробов, основанный на различиях в биохимических свойствах стенок клетки.

Окрашивание по Граму позволяет разделить бактерии на 2 группы:

• грамположительные – сохраняют окраску и не обесцвечиваются при промывке; значительная часть бактерий с высокой патогенностью относится к грамположительным;
• грамотрицательные бактерии не окрашиваются анилиновыми красителями.

5. Влияние на внешнюю среду.

По воздействию на организм человека бактерии можно разделить на 3 группы:

• непатогенные – микробы, не способные вызвать болезнетворные проявления, чаще всего экологически нейтральные;
• условно-патогенные – проявляют болезнетворные свойства при определенных условиях;
• патогенные – микроорганизмы, вызывающие инфекционное заражение.

Бактериальная патогенность определяется как потенциальная способность вызывать инфекционное заболевание; это свойство для данного микроорганизма является видовым генетическим признаком.

Так, бактерия бета-гемолитического стрептококка способна вызвать ангину, реже причиной инфекции являются грамотрицательные бактерии и стафилококки.

Возбудитель ангины может попасть в организм как снаружи, так и изнутри:

• воздушно-капельный или контактный путь инфицирования;
• хронические заболевания с миграцией патогенной микрофлоры к миндалинам.

Значение патогенности – вирулентность – отражает количественную характеристику токсичности.

Каждому штамму патогенных микробов соответствует своя вирулентность, которая определяется в критериях высоко-, умеренно-, слабовирулентные и авирулентные (нетоксичные) штаммы.

Патогенность определяется четырьмя разными свойствами:

• инфекциозностью – способностью болезнетворных микроорганизмов проникать в организм и вызывать поражение;
• инвазивностью – способностью микробов преодолеть защитные силы организма;
• токсигенностью – выработкой экзотоксинов;
• токсичностью – наличием эндотоксинов.

Опираясь на настоящие значения исследований, проводят классификацию микроорганизмов.

Родственные бактериальные организмы группируются с использованием общепринятых таксономических характеристик – от царства к виду, последний является главной классификационной категорией всех прокариотов планеты.

В свою очередь, вид также делится на группы:

• морфовары – имеются различия по морфологии;
• биовары – отличаются биологические свойства;
• хемовары – имеются различия по ферментативной активности;
• серовары – отличаются антигенные структуры;
• фаговары – по чувствительности к фагам.

Азотофиксаторы

Уникальной способностью этой группы почвенных бактерий является умение усваивать молекулы азота из воздуха, что невозможно для растений. Однако в результате синтеза, произведенного азотофиксаторами, азот может усваиваться растениями. По образу существования эти бактерии делятся на свободноживущих и симбионтов, то есть тех, которым необходимо взаимодействовать с другими микроорганизмами.

Клубеньковые азотфиксаторы – симбионты, имеющие продолговатую овальную или палочкообразную форму. Обычно они вступают во взаимодействие с бобовыми культурами, такими как горох, чечевица, люцерна и т. д.

Поселившись в корневой системе, они образуют шарообразные узелки, которые видны даже невооруженным глазом, и живут внутри них. Симбиоз бактерий и растения приносит обоюдную выгоду. Данный вид микроорганизмов поставляет в корневища азот, в то время как питание почвенных бактерий происходит за счет переработки продуктов, получаемых непосредственно из растения и его отмерших частиц. Для многих растений клубеньковые уплотнения – единственный источник азотсодержащих соединений. Однако в средах с повышенным содержанием азота клубеньковые микроорганизмы прекращают вступать во взаимодействие с некоторыми растениями. Они очень избирательны и активируются только в определенных видах и сортах.

Сегодня принято делить фиксирующие азотные соединения организмы на две группы. Первая группа – это микробы, способные вступить в симбиоз с растениями. К их числу относят такие виды, как Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium и Azorhizobium, которые могут жить и свободно, не вступая во взаимосвязь. Вторая группа почвенных ассоциативных азотфиксаторов – это более приспособленные к свободному существованию в почве. В качестве примера почвенных бактерий можно назвать Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia и другие роды.

Армии нашей не счесть

Бактерии обитают везде. Буквально. В каждой капле воды, в каждой луже, на камнях, в воздухе и почве. Перечислим лишь некоторые группы:

• Почвообразующие бактерии гниения – среда обитания почва, именно они обеспечивают круговорот веществ и без них планета покрылась бы трупами.
• Азотфикирующие бактерии – усваивают азот из воздуха, симбионты бобовых растений.
• Молочнокислые – предпочитают в пищу молочные продукты.
• Группа бактерий кишечных палочек – живут в нашем кишечнике и помогают в расщеплении углеводов.
• Болезнетворные – это все бактерии-возбудители заболеваний.
• Метанобактерии – бактерии, которые сделали для нас тот самый метан, на котором вы подогреете борщ.

Что разлагается

Процессы разложения – это весь спектр реакций, в результате которых сложные вещества разлагаются до простых и более стойких. Процессом гниения (аммонификацией) называют разложение до простых молекул органических веществ, содержащих азот и серу. Сходный процесс – брожение – это разложение безазотистых органических веществ – сахаров или углеводов. И тот и другой процессы осуществляют микроорганизмы. Выяснение механизма данных процессов началось с опытов Луи Пастера (1822-1895). Если же посмотреть на бактерии гниения исключительно с химической точки зрения, то мы увидим, что причинами этих процессов является нестойкость органических соединений и микроорганизмы выступают лишь как возбудители химических реакций. Но и белок, и кровь, и животные под воздействием бактерий подвергаются разным типам гниения, то главенствующая роль именно микроорганизмов неоспорима.

Сколько бактериальных клеток в водных пространствах?

Вода – еще одно место обитания, которое содержит большее количество органики и микроорганизмов, чем воздух. Основная масса обитателей воды попадает туда из земли. На берегах наблюдается больше бактериальных клеток, чем ближе к центру водоема и в его глубинах. К чистой воде относятся артезианские и родниковые источники, потому что они не предоставляют особенно благоприятных условий для обитания бактерий.

На дне и в прибережном иле водоемов содержится немало микроорганизмов. Связано это с тем, что там достаточно питательных элементов (живые существа даже образуют пленку). Пленка в воде содержит серо- и железобактерии, которые окисляют сероводород до серной кислоты. Кстати, этот факт препятствует замору рыбы.

Итак, в воде больше микробов, чем в воздухе.

По энергетическим процессам внутри клетки

Бактерии-автотрофы, которые не могут получать энергию за счет процесса переваривания (разложения) органических молекул, классифицируются по тому способу, который они используют для превращения неорганического материала в органику.

Таких способов три:

• фотосинтез;
• хемосинтез;
• метаболизм на основе метана.

Бактерии-фотосинтетики производят органические соединения, используя солнечную энергию. На фото эти микроорганизмы чаще всего имеют зеленый цвет, как и большинство растений, превращающих солнечный свет в живую материю.

Существенным отличием фотосинтезирующих бактерий от растительных эукариотических клеток является следующее: в клетках растений фотосинтез идет в присутствии воды, тогда как в бактериальных клетках – в присутствии сероводорода.

Хемоавтотрофы (микробы, живущие за счет хемосинтеза) получают энергию для своей жизнедеятельности из окислительных реакций с участием неорганики, происходящих внутри бактериальной клетки. В основном окисляются в клеточной цитоплазме сероводород, аммиак, соединения железа и марганца. Благодаря деятельности древнейших хемоавтотрофов в недрах Земли скопились рудные залежи.

Метилотрофы – бактерии, использующие для синтеза органики метан.

Кто же они – эти деструкторы?

Бактерии – это целое царство одноклеточных прокариотических (не имеющих ядра) организмов, которое начитывает порядка 10 тысяч видов. Но это нам известных, а вообще предполагается существование более миллиона видов. Они появились на планете задолго до нас (3-4 миллиона лет назад), были первыми ее обитателями и во многом именно благодаря им Земля стала пригодной для развития других форм жизни. Впервые в собственноручно деланный микроскоп «анималькули» увидел в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Только в 1828 году они получили свое название благодаря работам Христиана Эренберга. Развитие увеличительной техники позволило Луи Пастеру в 1850 году описать физиологию и метаболизм бактерий гниения и брожения, в том числе болезнетворных. Именно Пастер, изобретатель вакцины против сибирской язвы и бешенства, читается основателем бактериологии – науки о бактериях. Второй выдающийся бактериолог – немецкий врач Роберт Кох (1843-1910), открывший холерный вибрион и туберкулезную палочку.

Почвенные бактерии

Среда обитания таких бактерий – почва. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы. Обитают эти существа в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений. Благодаря своим небольшим размерам, они могут расти, развиваться и адаптироваться к быстро изменяющимся условиям окружающей среды гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы. Особенности их формы позволяют этим бактериям прекрасно приспосабливаться к среде обитания, поэтому их строение за всю историю эволюции осталось в неизменном виде. Обычно такие микроорганизмы имеют форму шара, палочки или имеют изогнутую геометрию.

В своем большинстве бактерии почвенные являются хемосинтетиками, т. е. питаются продуктами, полученными в результате окислительно-восстановительных реакций при участии углекислого газа. В процессе своей жизнедеятельности они производят вещества, необходимые для роста и развития других микроорганизмов.

Семейство почвенных микроорганизмов достаточно разнообразно. Здесь присутствуют такие бактерии, как:

• Азотфиксаторы, которые способны усваивать молекулы азота и синтезировать его в органические соединения.
• Почвенные бактерии гниения, которые способствуют распаду сложных веществ на простые. Эти микробы играют важную почвообразовательную роль.
• Бактерии, способствующие восстановлению тяжелых металлов.
• Бактерии брожения – масляно-, молочно- и уксуснокислые.
• Болезнетворные микроорганизмы.

Микрофлора почвенных масс

Почва – самое благоприятное место для развития и размножения микроорганизмов в отличие от воды и воздуха:

• количество отходов промышленного производства в земле наибольшее;
• земля содержит пищевые отходы, гниющие растения, в почве разлагаются трупы животных;
• имеются специфические растения, обогащающие почву (например, бобовые растения и азотфиксирующие бактерии насыщают землю азотом и помогают друг другу развиваться);
• тепло в почве от перегноя и навоза.

Отмечена закономерность по изменению численности микроорганизмов в одном грамме почвы с севера на юг: с 1082 млн. до 3480 млн. Хотя доля бактерий уменьшается, наибольшим становится количество их спор.

Содержание этих существ в почве зависит от ее вида. Например, в перегное их количество наибольшее, потому что там питательных элементов и необходимого тепла достаточно. Микробы определяются возле корней растений в наибольших количествах, так как такое расположение помогает им захватывать и получать органические вещества. В почве могут обитать и требовательные к наличию кислорода, и равнодушные к нему бактериальные клетки. Перечисленные факторы обеспечивают широкое разнообразие почвенной среды.

В одном грамме земли содержатся миллионы и миллиарды бактерий, затем по количеству этих существ идет вода, а потом воздух. Почву можно назвать местом с наибольшим содержанием этих микроорганизмов.

Подведём итоги: что вы узнали о многообразии живых организмов — Корнилова, Николаев, Симонова 5 класс (ответы)

Задание 1. Заполните таблицу

Бактерии	Одна клетка, способны к движению, имеют цитоплазму и рибосомы	Не имеют ядра и многих органоидов
Простейшие	Имеют ядро и органоиды

Задание 2.

Объясните, почему жизнь животных и грибов невозможна без растений

Потому что растения — производители. Они синтезируют органику из неорганики, явяются ключевым звеном в цепи питания

Задание 3. Заполните таблицу

Растения	Автотрофный	Под действием солнечного света в хлоропластах
Животные	Гетеротрофный	Поглощают готовые органические вещества
Грибы	Гетеротрофный	Получают готовые органические вещества от симбиотических организмов

Задание 4.

Выберите правильный ответ и отметьте его

1. К неклеточным формам жизни относятся:

б) вирусы

2. Ядро отсутсвует в клетках

д) бактерий

3. Зеленый пигмент хлорофилл присутствует в клетках

б) растений

Задание 5. Составьте слова из предложенных согласных букв и любых подхлдящих гласных

л, ш, й, н, к

лишайник

Вопрос-ответ

Чем питаются настоящие бактерии?

Бактерии большей частью питаются органическими веществами, среди них встречаются сапрофиты и паразиты. Бактерии растут и размножаются очень быстро. Поэтому они быстро распространяются.

Как питаются бактерии 5 класс?

Они питаются остатками растений и животных, очищая землю и превращая отмершие части живых организмов в перегной (важную часть почвы).

Чем питаются бактерии в организме?

Клетчатка — основной источник питания бактерий кишечника. Они используют ее для синтеза витаминов и короткоцепочечных жирных кислот, в том числе масляной кислоты.

Какой тип питания у бактерий?

Большинство известных науке бактерий относятся к гетеротрофам. Гетеротрофы не способны самостоятельно производить органические вещества и поэтому используют то, что образовали другие организмы. В зависимости от способа питания среди этих бактерий выделяют три группы: сапрофиты, симбионты и паразиты.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите разнообразие источников питания для бактерий. Они могут использовать углеводы, белки, жиры и даже неорганические вещества. Понимание этих источников поможет вам лучше осознать, как бактерии влияют на экосистему и здоровье человека.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на роль бактерий в пищеварении. Некоторые виды бактерий, такие как лактобактерии, помогают расщеплять пищу и усваивать питательные вещества. Поддерживайте их здоровье, включая пробиотики в свой рацион.

СОВЕТ №3

Изучите влияние окружающей среды на питание бактерий. Температура, pH и наличие кислорода могут существенно менять доступные источники пищи для бактерий. Это знание может быть полезно в микробиологии и экологии.