Бактерии на службе человека

Бактерии (или дробянки)

До конца 1970-х годов термин «бактерия» был синонимом прокариотов, но в 1977 году на основании данных молекулярной биологии прокариоты были разделены на подцарства архебактерий и эубактерий. Впоследствии, чтобы подчеркнуть различия между ними, они были переименованы в архей и бактерий соответственно.
Бактерии наряду с археями были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,9—3,5 млрд лет назад
Изучением бактерий занимается раздел микробиологии — бактериология.

Надцарство: прокариоты

Прокариотыв или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органами.

Царство:

1. Археи
   Археи представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл.
2. Бактерии

Царство – Бактерии

Бактерии (др. греч. — палочка) — одноклеточные микроорганизмы.
К настоящему времени описано около десяти тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона!

Впервые бактерии увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук.
Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930-е годы.

Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны. По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты).
Размеры бактерий в среднем составляют 0,5—5 мкм.

Отделы (тип):

1. Грамотрицательные
   Бактерии не окрашиваются в фиолетовый цвет красителем Грама
   (биологический реактив, который содержит краситель – йод)
2. Грамположительные
   Бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет красителем Грама.

Патогенные бактерии

Опасность бактериальных заболеваний была сильно снижена в конце XIX века с изобретением метода вакцинации, а в середине XX века с открытием антибиотиков.

Бактерии на службе у человека

В сельском хозяйстве нашли применение бактериальные удобрения. При внесении этих удобрений в почве усиливаются биохимические процессы и улучшается корневое питание растений.

Бактерии, вызывающие болезни человека, используются как биологическое (бактериологическое) оружие.

Самой хорошо изученной бактерией стала – Кишечная палочка.
Кишечная палочка встречается в нижней части кишечника теплокровных организмов. Безвредные штаммы (штамм – чистая культура вирусов, бактерий и других микроорганизмов) являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных. Кишечная палочка приносит пользу организму хозяина, например, синтезируя витамин K, а также предотвращая развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике.

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 переваривании углеводов, синтезируют витамины, вытесняют патогенные бактерии.

Бактерии способны расти как в присутствии свободного кислорода, так и при его отсутствии. Бактерии участвуют в формировании структуры и плодородия почв, в образовании полезных ископаемых и разрушении растительной и животной биомассы, поддерживают запасы углекислого газа и кислорода в атмосфере.

Для того, чтобы уберечься от всех видов микроорганизмов, которые обитают на предметах общественного пользования, достаточно регулярно мыть руки! 🙌

Бактерии – древнейшие обитатели нашей планеты. Они появились примерно 3,8 триллиона лет назад и являются наиболее примитивно устроенной клеточной формой жизни, относящейся к прокариотам, не имеющим отдельного от остальной клетки ядра. Несмотря на огромное разнообразие, у бактерий есть нечто общее – они настолько малы, что их можно рассмотреть только в микроскоп с увеличением в сотни раз, поэтому их называют микроорганизмами, или микробами.

Но бактерии – наиболее стойкие обитатели Земли. Благодаря исключительной способности усваивать самые разные питательные вещества, малым размерам и легкой приспособляемости к различным внешним условиям они могут быть обнаружены там, где отсутствуют другие формы жизни. Ни низкие температуры, ни кипящие гейзеры, ни растворы солей, ни горные вершины, ни облучение атомных реакторов не мешают их существованию.

В БИОСФЕРЕ НЕВОЗМОЖНО НАЙТИ МЕСТНОСТЬ ИЛИ ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ, не заселенные теми или иными бактериями. Истинное число видов бактерий ошеломляюще огромно. К настоящему времени известно около 10000 видов, а предполагается, что их существует свыше миллиона. Только в кишечнике человека обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до 1 кг, а во всем теле клеток бактерий в 10 раз больше, чем собственно человеческих клеток. Иначе говоря, человек на 90 процентов состоит из микробов и только на 10 процентов – из собственных клеток, то есть наш организм может считаться своего рода жилищем для бактерий. Микробы живут на всех внешних и внутренних поверхностях тела взрослого человека. В среднем на 1 кв. см кожи человека приходится 10 млн бактерий, поэтому естественно, что они играют исключительно важную роль в нашей жизни.

Заселение человеческого тела бактериями начинается с рождения, когда ребенок проходит через родовые пути. Затем этот процесс продолжается при грудном вскармливании и тесном контакте с матерью, что способствует быстрой колонизации кишечника прежде всего бактериями материнского организма. Это особенно важно с точки зрения полезности материнских бактерий. Недавние исследования показали, что дети, рожденные с помощью кесарева сечения, по сравнению с детьми, рожденными естественным путем, имеют более высокий риск развития таких заболеваний, как пищевая аллергия, астма, диабет I типа, желудочно-кишечные расстройства. Ученые считают это следствием заселения стерильного кишечника таких детей в основном бактериями из внешней среды, в первую очередь кожи матери. Напротив, у естественно рожденных младенцев обнаруживаются преимущественно те виды бактерий, которые содержатся в родовых путях матери и крайне важны для переваривания молока и создания здоровой кишечной микрофлоры.

Некоторые бактерии патогенны и могут вызвать различные заболевания верхних и нижних дыхательных путей, отит, туберкулез, желудочно-кишечные расстройства, а также кожные инфекции. Большинство бактерий, однако, не являются опасными для человека. Более того, человек и тысячи видов бактерий в процессе эволюции развивались так, чтобы быть полезными друг другу. То, что симбиотические бактерии выполняют в организме человека ряд очень важных функций, известно давно. Без них невозможно пищеварение, они вносят важный вклад в формирование иммунной системы. Однако новые исследования указывают на то, то роль бактерий явно недооценивается и они, похоже, в значительной степени причастны и к регуляции деятельности головного мозга, а тем самым, возможно, и нашего поведения.

Группа исследователей Каролинского института в Стокгольме смогла экспериментально показать, что нормальное развитие мозга возможно лишь в присутствии бактерий. Правда, опыты проводились не на людях, а на мышах, но результаты сравнения поведения двух групп взрослых мышей, выращенных в разных условиях – стерильных и в контакте с бактериями, убедительно указывали на то, что для полноценного развития организма контакт с микробами имеет ключевое значение, а стерильность препятствует нормальному развитию мозга. В этой связи исключительно важным представляется то, что наследственный материал симбиотических бактерий насчитывает в общей сложности в 150 раз больше генов, чем содержится в хромосомах клеток человека, при этом около 37% генов человека гомологичны с бактериальными. Многие из этих генов способны обмениваться информацией друг с другом, так что не удивительно, что бактерии активно воздействуют на свою среду обитания, то есть на развитие и жизнедеятельность человеческого организма.

Это влияние может быть и опосредованным. На протяжении веков люди нашли многочисленные способы применения бактерий. Бактерии, вызывающие брожение, уже давно используются для производства сыра, йогурта, уксуса, пива, вина, хлеба и других продуктов. Однако пищевая промышленность – далеко не единственная область, в которой бактерии играют важную роль.

В фармацевтической промышленности бактерии используются для производства антибиотиков, аминокислот, витаминов, ферментов и вакцин. Бактериальные продукты используются в производстве вакцин и биопрепаратов для профилактики инфекционных заболеваний. Вакцины против дифтерии, коклюша, столбняка, брюшного тифа и холеры изготавливаются из компонентов бактерий, которые вызывают эти заболевания.

В соответствии с принятой классификацией биотехнологических направлений более половины мирового производства относится к продукции "красной" биотехнологии (биофармацевтические препараты и биомедицина), 12% – к "зеленой" (агропищевая продукция), остальное – биоматериалы промышленного назначения ("белая" биотехнология).

За последние годы бурный технологический прогресс в мировой науке увенчался множеством сенсационных прорывов в области использования различных бактерий в повседневной жизни.

УЧЕНЫЕ ИЗ ТУЛЕЙНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЛУИЗИАНЫ (США) ОБНАРУЖИЛИ штамм бактерий, способный производить бутанол, перерабатывая бумагу. Штамм потенциально может стать источником топлива для автомобилей и одновременно способом утилизации целлюлозы. Поскольку бутанол в качестве биотоплива обладает множеством преимуществ по сравнению с распространенным сейчас этанолом, открытие может не только снизить стоимость производства биотоплива, но и положительно отразиться на его эффективности, а также снизить объем мусора за счет утилизации целлюлозы. Чтобы представить потенциальную выгоду, стоит учесть, что только в США ежегодно выбрасывается 323 млн т материалов, из которых бактерии могли бы произвести бутанол.

Отличным источником водорода, который можно использовать для экологически чистых и мощных двигателей, оказалась морская бактерия, найденная на побережье Тихого океана. Ученые из Вашингтонского университета штата Миссури обнаружили, что эта бактерия живет двойной жизнью – в светлое время суток она поглощает CO2 из окружающего воздуха, вырабатывая кислород с помощью реакции фотосинтеза, которая характерна для наземных растений, водорослей и некоторых одноклеточных организмов. Когда наступает ночь, метаболизм переключается на реакции другого типа – с помощью фермента нитрогеназы микроб захватывает из воздуха азот и перерабатывает его в необходимый для собственной жизнедеятельности аммиак. При этом в качестве побочного продукта выделяется атомарный водород.

УЧЕНЫЕ ИЗ УНИВЕРСИТЕТА НЬЮКАСЛА (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) С ПОМОЩЬЮ генной инженерии на основе бактерий вида Bacillus subtilis разработали новый вид бактерий, чтобы заполнять и "клеить" трещины в бетоне или асфальте. Бактерии начинают расти и размножаться, только если попадают в среду, уровень pH которой полностью соответствует уровню pH бетона. Они проникают в самые мелкие и глубокие трещины и размножаются там, пока не заполнят весь объем. И каждая бактерия выделяет в окружающую среду малое количество определенного фермента. Когда концентрация этого фермента в окружающей среде превышает запрограммированное значение, это служит своего рода сигналом срабатывания биологического выключателя. Бактерии начинают интенсивно вырабатывать карбонат кальция внутри оболочек, что, с одной стороны, приводит к их последующей гибели, а с другой – создает клейкий состав, который, высыхая, намертво скрепляет стены трещин.

Опыты показали, что материал на основе карбоната кальция, который скрепляет трещины, является намного более прочным, чем сам бетон. Самовосстанавливающийся бетон не только способен увеличить срок службы бетонных конструкций, но и позволит в два раза снизить затраты на ремонт и обслуживание, так как помимо того что бактерии "заживляют" трещины в бетоне, в процессе выработки известняка они используют кислород, который в противном случае может стать причиной коррозийных изменений в металле.

Существует технология производства строительных материалов из песка без обжига и выбросов углекислого газа. Профессор Джинжер Досир из Американского университета в Шарже в Объединенных Арабских Эмиратах разработала недорогую технологию, которая позволяет строить путем объединения песка, хлорида кальция, мочевины и бактерий блоки кирпичей, склеивающие все компоненты. Инновационная технология имеет огромный потенциал использования в строительной отрасли, если учесть, что ежегодно в мире производится 1,23 триллиона кирпичей в процессах, которые являются очень энергоемкими и генерируют большое количество СО2, загрязняющего воздух.

Одежду из, казалось бы, абсолютно неподходящего для этого материала разработали британские дизайнеры. Основой для ткани послужили бактерии, используемые при приготовлении напитков с содержанием кофеина. Стремительно размножаясь в присутствии дрожжей и сладкого зеленого чая, они превращаются в тонкие нити и образуют "микробную целлюлозу", пригодную для изготовления биоодежды. Дизайнер Сюзанна Ли уверена, что рано или поздно человечество сможет выращивать биоодежду.

ИЗ БАКТЕРИЙ МОЖНО ВЫРАСТИТЬ ТАКЖЕ УСТОЙЧИВУЮ УПАКОВКУ для транспортировки товаров. Для этого используются бактерии Acetobacter xylinum. Они буквально формируют бумагоподобную защитную оболочку, если покрыть ими предмет и обеспечить их питательной средой. Конечно, еще немало усилий нужно приложить для того, чтобы технология заработала и нашла место на рынке, но сама идея замечательная.

Скоро нельзя будет обойтись без бактерий и при добыче золота. Микробиологи обнаружили обитающую в средах с повышенной концентрацией ионов золота бактерию, выделяющую во внешнюю среду специальный белок, который осаждает частицы благородного металла. Поэтому вокруг ее колоний возникают темные кольца, состоящие из микроскопических золотых самородков. Возможно, в будущем эти микроорганизмы будут использованы в качестве индикаторов присутствия золота при поиске золотоносных жил.

Общеизвестно, что во многих странах мира по сей день из-за взрывов старых боеприпасов погибают и получают травмы десятки тысяч людей и животных. Шотландские ученые разработали простой и дешевый способ обнаружения мин. С помощью генной инженерии им удалось вывести бактерию, которая поглощает тринитротолуол и светится из-за вживленного ей гена медузы. По данным специалистов, технология заключается в распылении с воздуха на минные поля жидкости, содержащей бактерии. Бактерии скапливаются вокруг мин, из которых идет незначительная, но все же утечка тринитротолуола. Во время питания бактерии как бы ”загораются" под воздействием вживленных им генов светящихся медуз.

Все эти факты, которые составляют лишь незначительную часть случаев конкретного применения бактерий для решения насущных задач повседневной жизни, свидетельствуют о том, что они способны осуществлять самые разные химические реакции и это позволяет использовать их практически во всех сферах человеческой деятельности. Пока ученым удалось поставить на службу человеку лишь некоторые бактерии, Но, возможно, уже сейчас мы стоим на пороге новой технологической эры, когда бактерии совершат переворот в энергетике и промышленности, существенно облегчат жизнь человечества.

Бактерии – это настолько мелкие организмы, что увидеть их можно только при помощи микроскопа. Они населяют организм человека и среду, которая его окружает. Есть множество бактерий, которые опасны для людей. Их называют патогенными. Целый ряд микроорганизмов, напротив, приносят пользу людям.

Обитатели организма

В организме человека живет много микроорганизмов, в том числе и бактерий. Тысяча видов их постоянно обитает в кишечнике. Они помогают усваивать полезные вещества, особенно углеводы, синтезируют витамины. Еще они борются с патогенными микробами, которые попали в организм, тем самым защищая его.

Болезнетворные бактерии

Многие микроорганизмы вызывают очень опасные и заразные заболевания. В результате эпидемий умирает много людей. Патогенные бактерии вызывают чуму, сибирскую язву, дифтерию, холеру, туберкулез. Для профилактики некоторых заболеваний проводят вакцинацию (делают прививки), а для лечения используют антибиотики. Много болезнетворных бактерий попадает в организм человека через грязные руки, поэтому личная гигиена очень важна для здоровья. Патогенные микроорганизмы ранее использовали как биологическое оружие, применение которого сейчас запрещено.

Продукты питания

Многие из вкусных продуктов получены человеком благодаря молочнокислым бактериям. Кефир и йогурт, ряженка и творог, а также твердый сыр невозможно сделать без участия микроорганизмов. Также молочнокислые бактерии трудятся над получением квашеной капусты и моченых яблок. Именно они превращают измельченные растения в силос, который является хорошим кормом для коров. При помощи уксуснокислых бактерий люди получают уксус.

Порча продуктов

К сожалению, бактерии не только "производят" продукты питания, но и портят их. Неправильное хранение пищи приводит к ее порче под действием микроорганизмов. Основные признаки порчи – это изменение цвета, запаха или вкуса.

Генная инженерия

При помощи бактерий можно встраивать гены одних организмов в другие организмы. Это позволяет создавать более выносливые и высокоурожайные растения. Также ученые работают над возможностью при помощи генной инженерии лечить генные заболевания, т.е. "чинить" неполадки в генах человека. Инсулин, который необходим людям, страдающим диабетом, уже сейчас получают благодаря генной инженерии.

Очистка сточных вод

Бактерии и другие микроорганизмы способны очищать грязную воду. Ведь для них все вещества, что есть в воде, являются пищей. Это используется человеком при очистке сточных вод.

Добыча полезных ископаемых

Бактерии способны избирательно извлекать вещества из соединений. Это используют при очистке руд от мышьяка, в перспективе – для извлечения золота из рудников.

Земледелие

Бобовые растения (горох, люцерна) высевают на поля для того, чтобы бактерии, обитающие на их корнях, обогащали почву азотом. Эти бактерии усваивают азот из воздуха и фиксируют его в почве.

Маленькие организмы способны быть большими помощниками для человека.

Доклад Бактерии в жизни человека

Мельчайшие организмы, которые можно рассмотреть только под микроскопом называются бактерии. Где же живут бактерии? Увидеть бактерии без микроскопа невозможно. Из – за этого мы не можем рассмотреть бактерии, которые находятся на окружающих нас предметах. Если рассмотреть очень чистый стол или посуду под микроскопом, то мы увидим, что эти предметы покрыты множеством этих бактерий. Множество бактерий живут в воде, еде, во всех живых организмах.

Некоторые из этих бактерий могут жить в сложных условиях, например в морозилке холодильника или даже у самой горячей точки вулкана.
Строение бактерий имеет другое строение в отличии от животных или растений. Тело состоит только из одной единственной клетки, которая покрыта оболочкой в несколько слоев.

Под этой оболочкой находится жидкость, в ней органы бактерии, за счет, которых происходит питание и размножение. По форме бактерии бывают самые различные. Они могут быть и круглыми, продолговатыми, в виде палочки, звездочки, спиральки и многие другие.

Бактерии, также различаются по такому признаку, как одни подвижные другие нет. Бактерии неподвижные самостоятельно не передвигаются. У подвижных бактерии, есть специальные приспособления, шевеля этими выростами на боках, они передвигаются. В основном бактерии не имеют окрас, но все же хоть и редко, но встречаются красноватого или зеленоватого оттенка.

Питаются бактерии веществами из среды, в которой они обитают, у них нет рта и они все эти вещества пропускают через себя. Известно, что есть бактерии которые питаются энергией солнца, они обитают в пресных и соленых водоемах. Они улавливают солнечные лучи и преобразуют энергию, это одно из сходств с растениями. Встречаются в природе и бактерии, которые питаются химическими элементами, такими как железо, водород и даже аммиак.

Но в основном большое количество бактерий живут в гниющей среде, и питаются останками живых существ и продуктами гниения и распада.
Нам известно, что не одно живое существо не может, обходится без воздуха. Что же, касается бактерий, то есть среди них такие, которым воздух не нужен. Поэтому можно разделить бактерии на два вида. Те которым необходим кислород – аэробные. Тем, которым он не нужен – анаэробные.

Аэробные бактерии селятся практически везде. На всех предметах, которые нас окружают, на коже, в пище. Анаэробные живут там, где другие бактерии не могут выжить. Эти бактерии, могут находится, в герметично закрытой банке, внутри тела человека, в очень плотной почве.
Именно эти бактерии считаются самыми опасными. В результате их жизнедеятельности возникают очень опасные, и трудно – излечимые болезни. Размножаются бактерии с помощью деления клетки. Тело бактерии делятся на две половины, и получается две новые бактерии. Размножение происходит молниеносно. Так при необходимых условиях в течении одного дня образуется множество новых бактерии.

Бактерии еще делятся на хорошие и плохие. Есть бактерии ,которые портят продукты, вызывают множество различных заболеваний, но есть бактерии которые приносить и ползу. Например бактерии , которые помогают из молока сделать сыр, кефир, ряженку и другие молочные продукты. Также участвуют в сквашивании многих овощей и фруктов, которые мы употребляем в пищу. Многие лекарства изобрели благодаря именно бактериям. Бактерии не заменимы и в природе. Именно они участвуют в разложении останков животных и растений, тем самым насыщая почву, и помогая очищать природу.

5, 7 класс, биология

Роль бактерии в жизни человека

Популярные доклады

Самый замечательный и красивый город России – Оренбург. Знаменитым город стал благодаря известной песни Людмилы Зыкиной «Оренбургский пуховый платок» и самым значимым событием советского времени поднятие целинных оренбургских

Кабан или вепрь – очень сильное и мощное животное. У него короткие ноги, большая голова, шерсть жесткая как щетина. Зимой шерсть становится более густая, появляется теплый пух. Детеныши кабана могут иметь на спине темные полосы.

Когда с высоких трибун говорят о воспитании в стране гражданина и патриота, то чаще всего говорят языком канцелярским и пафосным, который мало воспринимается молодежью, а значит, не доходит до сознания.