§ 12. Роль бактерий в природе и жизни человека

Определения и обозначения

Бактерии — микроскопические одноклеточные организмы, то есть живые существа, состоящие всего из одной клетки и обычно невидимые без увеличительных приборов. Они встречаются в почве, воде, воздухе и внутри других организмов. Их деятельность заметна потому, что бактерий очень много и они быстро размножаются. Одни перерабатывают остатки, другие помогают растениям, а некоторые вызывают болезни.

Бактерии-сапротрофы — бактерии, которые питаются остатками организмов и продуктами их жизнедеятельности. Они разрушают сложные органические вещества, содержащиеся, например, в опавших листьях. Благодаря этому остатки не накапливаются бесконечно. Минеральные вещества возвращаются в почву и могут снова использоваться растениями.

Клубеньковые бактерии — бактерии, живущие в особых утолщениях, или клубеньках, на корнях бобовых растений, например гороха. Бактерии получают от растения питательные вещества и место для жизни. Взамен они помогают ему получать соединения азота, нужные для роста. Их деятельность также обогащает почву азотными веществами.

Болезнетворные бактерии — бактерии, способные вызывать заболевания людей, животных или растений. Они попадают в организм и при подходящих условиях размножаются, нарушая его работу. Их распространение опасно тем, что инфекция может передаваться другим организмам. Риск заражения снижают чистота, безопасная пища и правильное хранение продуктов.

Как это устроено

Когда растение или животное погибает, его тело и другие остатки содержат органические вещества. Бактерии-сапротрофы используют эти вещества как пищу и постепенно разлагают их на более простые соединения. Часть соединений становится минеральными веществами, которые попадают в почву. Так вещества не исчезают вместе с погибшим организмом, а возвращаются в природный круговорот.

Корни растений поглощают из почвы воду и минеральные вещества, но не всякое вещество сразу доступно для питания. Разлагая остатки, бактерии превращают их в более простые соединения, которые растения могут усвоить. Поэтому почвенные бактерии помогают растениям получать необходимые вещества. Если органические остатки постоянно перерабатываются, почва сохраняет плодородие.

Бобовые растения и клубеньковые бактерии живут рядом и обмениваются полезными веществами. Корни создают для бактерий место обитания и снабжают их питанием. Бактерии помогают растению использовать азот, который нужен для образования веществ, необходимых для роста. Поскольку каждая сторона получает пользу, такое взаимодействие называют взаимовыгодным.

Болезнетворные бактерии могут попасть в организм с загрязнённой водой или пищей, через грязные руки, а также при контакте с заражённым организмом. Если бактерии оказываются в подходящих условиях, они размножаются и могут нарушить работу организма. Не каждая встреча с бактериями приводит к болезни: значение имеют их вид, количество и состояние организма. Поэтому профилактика помогает снизить риск, но не означает, что вокруг нужно избегать всех бактерий.

Человек использует полезные бактерии в хозяйстве и быту, например при изготовлении некоторых кисломолочных продуктов. Для этого подходят определённые виды бактерий, а условия их работы контролируют. Распространению болезнетворных бактерий мешают мытьё рук, чистая посуда, тщательная обработка продуктов и подходящая температура хранения. Если еда испортилась или хранилась неправильно, её нельзя пробовать: бактерии могли размножиться, даже если это не всегда заметно.

Роль бактерий в природе и жизни человека

Таблица помогает сравнить разные группы бактерий по их действиям и последствиям. При чтении сначала найдите группу, затем проследите, что бактерии делают и к чему это приводит. Обратите внимание: одна и та же общая группа организмов может приносить пользу или вред в зависимости от вида и его деятельности.

Разбор задач

Задача 1. В лесу опали листья и отмерли растения. Нужно объяснить, что произойдёт с ними при участии бактерий и почему это важно для леса. Рассуждать следует от судьбы органических остатков к тому, что получат растения. Не нужно считать, что листья просто исчезнут.

1. Определяем, что опавшие листья и отмершие растения — это органические остатки.
2. Бактерии-сапротрофы используют их как пищу и разлагают на более простые вещества.
3. Минеральные вещества возвращаются в почву, откуда их могут поглощать корни живых растений.

Ответ. Бактерии разложат остатки, и часть веществ вернётся в почву в минеральной форме. Растения леса смогут использовать эти вещества для питания. Так поддерживается круговорот веществ и плодородие почвы.

Задача 2. На корнях гороха обнаружены клубеньки. Нужно определить, какие бактерии там живут и какую пользу получает каждая сторона. Горох относится к бобовым растениям, поэтому это наблюдение связано с особым взаимодействием корней и бактерий. Важно назвать пользу не только растению, но и бактериям.

1. Устанавливаем, что горох — бобовое растение, а клубеньки на его корнях являются местом жизни клубеньковых бактерий.
2. Бактерии получают в клубеньках место для жизни и питательные вещества от растения.
3. Взамен бактерии помогают гороху получать соединения азота; часть азотных веществ обогащает почву.

Ответ. В клубеньках живут клубеньковые бактерии. Они получают от гороха питание и место обитания, а растению помогают использовать соединения азота. Поэтому взаимодействие полезно и бактериям, и бобовому растению.

Задача 3. После нарушения правил хранения продуктов заболели несколько человек. Нужно объяснить возможную роль бактерий и предложить профилактику. Само совпадение ещё не доказывает, что причиной были именно бактерии, однако испорченная пища может стать опасной. В ответе следует связать условия хранения с размножением бактерий и назвать меры предосторожности.

1. Проверяем возможную причину: при неправильном хранении в продукте могли размножиться болезнетворные бактерии.
2. Загрязнённая пища могла попасть в организм людей и вызвать заболевание.
3. Чтобы снизить риск, нужно соблюдать сроки и условия хранения, мыть руки и посуду, тщательно обрабатывать продукты и не есть испорченную пищу.

Ответ. Возможная причина заболевания — болезнетворные бактерии, размножившиеся в продукте при неправильном хранении. Для профилактики соблюдают чистоту, правила приготовления и хранения пищи. Испорченные продукты употреблять нельзя.

Типичные ошибки

Ошибка: считать все бактерии вредными. Так думают, потому что чаще вспоминают о болезнях, которые вызывают некоторые бактерии. Но сапротрофы участвуют в разложении остатков, а другие бактерии полезны растениям и человеку. Проверьте себя: можете ли вы привести полезный пример, например клубеньковые бактерии или бактерии, используемые для приготовления продуктов?

Ошибка: называть бактерии-сапротрофы производителями органических веществ. Путаница возникает потому, что после их работы появляются вещества, нужные растениям. Однако сапротрофы не создают органические вещества из неорганических, а разрушают уже существующие остатки. Чтобы проверить ответ, спросите себя: бактерии создают остаток или используют его как пищу?

Ошибка: считать, что клубеньковые бактерии только вредят растению. Иногда клубеньки принимают за признак повреждения корней, не зная их назначения. На деле бактерии получают питание и место, а бобовое растение — помощь в получении соединений азота. Проверьте себя: названа ли польза и для растения, и для бактерий?

Ошибка: думать, что любое присутствие бактерий обязательно вызывает болезнь. Такое представление смешивает все виды бактерий с болезнетворными. Заболевание могут вызвать определённые бактерии, а риск зависит от обстоятельств и профилактики. Проверьте себя: указали ли вы, что важны вид бактерии, условия попадания в организм и соблюдение гигиены?

Связь с другими темами

Чтобы понять роль бактерий, нужно знать, что живые организмы используют питательные вещества, а растения получают из почвы воду и минеральные вещества. Разложение остатков бактериями связано с круговоротом веществ: вещества переходят от организмов в почву и снова используются растениями. Эти знания пригодятся при изучении микроорганизмов, почвенного питания растений и инфекционных заболеваний. Они также помогают объяснить, зачем нужны гигиена и правильное хранение продуктов.

Что запомнить

• Бактерии — микроскопические одноклеточные организмы.
• Бактерии-сапротрофы разлагают органические остатки.
• Деятельность бактерий возвращает вещества в почву.
• Клубеньковые бактерии связаны с корнями бобовых растений.
• Некоторые бактерии используются человеком.
• Некоторые бактерии вызывают заболевания.
• Соблюдение гигиены и правил хранения продуктов помогает снизить риск заражения.