§ 6. Роль бактерий в природе и жизни человека

Определения и обозначения

Бактерии-сапротрофы — бактерии, питающиеся остатками мёртвых организмов. Они выделяют вещества, расщепляющие сложную органику на более простые соединения. Поэтому растительные и животные остатки не накапливаются бесконечно, а возвращают вещества в природу.

Клубеньковые бактерии — бактерии, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений. Между ними и растением возникает взаимовыгодная связь: бактерии получают органические вещества, а растение — соединения азота. Благодаря этому бобовые лучше растут и могут обогащать почву.

Болезнетворные бактерии — бактерии, вызывающие заболевания человека, животных или растений. Они могут передаваться через воду, пищу, воздух, грязные руки и контакт с больным организмом. Знание путей распространения помогает выбрать защиту от заражения.

Бактериальное брожение — преобразование веществ под действием бактерий. В результате меняются вкус, запах и свойства исходного продукта. Человек использует этот процесс при изготовлении кисломолочных продуктов и другой пищи, но похожие изменения могут приводить и к порче.

Как это устроено

Опавшие листья, отмершие корни и тела животных содержат сложные органические вещества. Бактерии-сапротрофы используют их как источник питания и расщепляют на более простые соединения. Так органические остатки исчезают, образуется перегной, а минеральные вещества возвращаются в почву и становятся доступными растениям.

Клубеньковые бактерии поселяются в особых утолщениях — клубеньках на корнях бобовых. Растение снабжает своих сожителей органическими веществами, образованными в листьях. Взамен бактерии помогают получать соединения азота, поэтому бобовые лучше обеспечены важным элементом и после отмирания могут обогащать им почву.

Бактерии участвуют в круговороте веществ, потому что превращают одни соединения в другие. В почве они перерабатывают остатки, а в водоёмах разлагают органические вещества, попавшие в воду. Если бы таких организмов не было, остатки накапливались бы, а растениям не хватало бы доступных минеральных веществ.

Человек создаёт условия, при которых полезные бактерии выполняют нужную работу. Молочнокислые бактерии превращают часть веществ молока в кислоты, поэтому молоко густеет и приобретает характерный вкус. Бактерии также участвуют в очистке сточных вод: они разлагают органические загрязнения, после чего воду легче очищать дальше.

Болезнетворные бактерии попадают в организм с загрязнённой пищей и водой, через воздух, руки, повреждённую кожу или укусы переносчиков. Размножаясь, они нарушают работу клеток и органов, а иногда выделяют вредные вещества. Предотвратить заражение помогают мытьё рук, безопасная вода, чистота, достаточная тепловая обработка пищи и соблюдение сроков хранения.

Роль бактерий в природе и жизни человека

В таблице приведены основные группы бактерий и их значение. Сначала определите, полезна ли описанная деятельность для природы или человека, а затем сравните её с другими примерами. Помните, что одна и та же общая группа микроорганизмов может включать разные виды.

Разбор задач

Задача 1

В лесной подстилке накапливаются опавшие листья. Нужно объяснить, какую роль в их исчезновении играют бактерии и почему этот процесс важен для леса.

1. Определим, что листья являются остатками мёртвого растения и подходят для питания сапротрофов.
2. Установим действие бактерий: они расщепляют органические вещества листьев на более простые соединения.
3. Свяжем результат с природой: часть веществ образует перегной, а минеральные соединения возвращаются в почву.

Ответ: бактерии-сапротрофы разлагают опавшие листья. Благодаря им вещества листьев включаются в круговорот и снова могут использоваться растениями.

Задача 2

На корнях гороха обнаружены клубеньки. Нужно объяснить, почему такое растение может обогащать почву азотными соединениями.

1. Распознаем клубеньки как место жизни клубеньковых бактерий.
2. Учитываем взаимную пользу: горох снабжает бактерии органическими веществами, полученными в листьях.
3. Определяем пользу бактерий: они помогают растению получать соединения азота, а после отмирания растения эти вещества могут остаться в почве.

Ответ: горох связан с клубеньковыми бактериями взаимовыгодно. Бактерии обеспечивают растение соединениями азота, поэтому бобовое растение и его остатки могут обогащать почву.

Задача 3

В одной группе молоко сквасили с помощью бактерий, а в другой оставили в тепле без соблюдения чистоты, и оно испортилось. Нужно сравнить эти случаи и предложить меры профилактики порчи.

1. В первом случае бактерии были специально внесены, а условия их работы контролировали.
2. Во втором случае в молоко случайно попали разные микроорганизмы, которые быстро размножились в тепле.
3. Сравним результат: полезное брожение даёт нужный продукт, а случайное размножение вызывает неприятный запах, вкус и порчу.
4. Предложим защиту: соблюдать чистоту, хранить молоко в холоде, закрывать упаковку и учитывать срок годности.

Ответ: в первом случае бактерии использовали целенаправленно, а во втором они размножались бесконтрольно. Порчу уменьшают гигиена, охлаждение и правильное хранение продуктов.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все бактерии вредны. Так думают из-за известных инфекций, но многие бактерии разлагают остатки, помогают растениям и используются человеком. Проверка: вспомните не только болезни, но и почвообразование, брожение и очистку воды.

Ошибка: путать сапротрофов с болезнетворными бактериями. Сапротрофы питаются мёртвыми остатками, а болезнетворные бактерии поражают живые организмы. Проверка: спросите себя, является ли источником питания мёртвое вещество или ткани живого организма.

Ошибка: считать, что клубеньковые бактерии вредят растению. Клубеньки могут выглядеть как повреждения, но их связь с бобовыми взаимовыгодна. Проверка: назовите пользу для обеих сторон — бактерии получают органику, растение соединения азота.

Ошибка: думать, что любое брожение означает порчу. Порча возникает при нежелательном размножении микроорганизмов, а полезное брожение проводят специально и контролируют. Проверка: выясните, был ли выбран нужный вид бактерий и соблюдались ли условия приготовления.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать, что бактерии — одноклеточные организмы. Также важно помнить: растениям необходимы минеральные вещества, включая соединения азота. Эти знания помогают понять пользу клубеньковых бактерий.

Тема связана с круговоротом веществ, почвообразованием и взаимодействиями организмов в экосистемах. Бактерии соединяют живую и неживую части природы, возвращая вещества из остатков в почву и воду.

Полученные знания пригодятся при изучении гигиены, инфекционных заболеваний, микробиологии и хозяйственного использования микроорганизмов. Они объясняют, почему нужно соблюдать чистоту и почему бактерии применяют в производстве.

Что запомнить

• Бактерии-сапротрофы разлагают органические остатки.
• Деятельность бактерий способствует круговороту веществ и образованию почвы.
• Клубеньковые бактерии живут в симбиозе с бобовыми растениями.
• Некоторые бактерии применяют для изготовления пищевых продуктов и очистки сточных вод.
• Болезнетворные бактерии вызывают заболевания и могут распространяться разными путями.
• Гигиена и правильное хранение продуктов помогают снизить риск заражения и порчи.