§ 50. Значение бактерий в природе и в жизни человека

Определения и обозначения

Редуценты — организмы, которые разлагают остатки растений, животных и другие органические вещества. Бактерии-разрушители превращают сложные вещества в более простые, а затем те могут снова использоваться живыми организмами. Без такой работы остатки накапливались бы, а вещества не возвращались бы в природный круговорот.

Азотфиксирующие бактерии — бактерии, способные связывать атмосферный азот и превращать его в соединения, доступные растениям. Большинство растений не может использовать азот воздуха напрямую. Поэтому такие бактерии помогают включать азот в круговорот и обеспечивают растения важным элементом питания.

Клубеньковые бактерии — азотфиксирующие бактерии, которые живут в особых утолщениях, клубеньках, на корнях бобовых растений. Они получают от растения питательные вещества и подходящие условия для жизни, а взамен снабжают его соединениями азота. Благодаря этому сожительству растения получают пользу, а почва может обогащаться азотом.

Болезнетворные бактерии — бактерии, способные вызывать заболевания человека, животных или растений. Они могут попадать в организм разными путями и размножаться в нём. Понимание их роли помогает соблюдать меры профилактики и отличать опасные бактерии от тех, что полезны природе и человеку.

Как это устроено

Когда растение или животное погибает, его остатки не исчезают сами собой. Бактерии-разрушители питаются органическими веществами и постепенно расщепляют их на более простые соединения. Эти вещества остаются в почве и могут быть использованы другими организмами, поэтому деятельность бактерий поддерживает круговорот веществ. Вместе с другими организмами-разрушителями бактерии участвуют и в образовании почвы.

Азот необходим организмам для построения важных веществ, но растения не могут поглощать его из воздуха в обычном виде. Некоторые бактерии связывают атмосферный азот и переводят его в соединения, которые растения способны усваивать. После этого азот переходит от растений к животным по цепям питания, а при разложении остатков снова включается в круговорот. Так бактерии помогают поддерживать плодородие почвы и снабжение растений азотом.

Некоторые бактерии живут не отдельно, а в тесной связи с другими организмами. Например, клубеньковые бактерии поселяются в клубеньках на корнях бобовых растений. Растение получает от бактерий соединения азота, а бактерии — питательные вещества и место для жизни. Такое взаимовыгодное сожительство называют симбиозом; оно помогает обоим участникам существовать успешнее.

Человек использует способность некоторых бактерий перерабатывать вещества. Молочнокислые бактерии превращают молочный сахар в молочную кислоту, и молоко приобретает кислый вкус и становится основой кисломолочных продуктов. Бактерии применяют также при квашении овощей и других процессах брожения. Чтобы получить нужный результат, используют подходящие условия и закваску — материал с нужными микроорганизмами.

Болезнетворные бактерии могут передаваться, например, через загрязнённые руки, воду или пищу, а также при контакте с заражёнными организмами. Попав в подходящие условия, они размножаются и могут нарушать работу организма. Мытьё рук и чистоты на кухне уменьшает вероятность переноса бактерий. Безопасная обработка и правильное хранение продуктов тоже снижают риск, но полезное брожение само по себе не гарантирует безопасность пищи.

Роль бактерий в природе и жизни человека

Сначала определите, о какой деятельности бактерий говорится в условии, затем найдите подходящую строку. Столбец «Что делают» помогает вспомнить механизм, а последний столбец показывает его значение или пример. Одна и та же большая группа организмов включает бактерии с разными ролями, поэтому не следует судить обо всех бактериях по одной строке.

Разбор задач

Листья в лесу

Условие. В лесу опали листья. Объясните, какую роль в их разложении могут сыграть бактерии. Нужно связать наблюдаемое изменение с работой организмов-разрушителей, а не считать, что листья исчезают бесследно. Подумайте, что происходит с веществами после разложения.

1. Опавшие листья — остатки растения, содержащие органические вещества.
2. Бактерии-разрушители используют эти вещества и расщепляют их на более простые.
3. Простые вещества остаются в окружающей среде и могут снова вовлекаться в круговорот, например использоваться растениями.

Ответ. Бактерии участвуют в разложении опавших листьев, превращая их органические вещества в более простые. Вещества не пропадают, а возвращаются в природный круговорот. Вместе с другими разрушителями бактерии способствуют образованию почвы.

Клубеньки на корнях

Условие. На корнях бобового растения обнаружены клубеньки. Нужно определить, какие бактерии там живут и почему это соседство полезно обоим организмам. Важно объяснить не только название бактерий, но и обмен пользой. Свяжите ответ с азотом.

1. Клубеньки на корнях бобовых — место жизни клубеньковых бактерий.
2. Эти бактерии связывают атмосферный азот и превращают его в соединения, доступные растению.
3. Растение снабжает бактерии питательными веществами и условиями для жизни, поэтому взаимодействие взаимовыгодно.

Ответ. В клубеньках живут клубеньковые азотфиксирующие бактерии. Они помогают бобовому растению получать соединения азота, а сами получают от него питательные вещества и место для жизни. Такое сожительство приносит пользу обоим участникам и может обогащать почву азотом.

Кисломолочный продукт и безопасность

Условие. Нужно получить кисломолочный продукт и одновременно снизить риск размножения вредных бактерий в сырье. Следует различать полезное брожение, которое вызывают нужные микроорганизмы, и возможное развитие болезнетворных бактерий. Значит, важно предусмотреть и закваску, и меры безопасности.

1. Используйте подходящие молочнокислые бактерии: они вызывают брожение и помогают получить нужный продукт.
2. Перед приготовлением обработайте сырьё безопасным способом, чтобы снизить количество нежелательных микроорганизмов.
3. Соблюдайте чистоту посуды и рук, а готовый продукт храните в подходящих условиях.

Ответ. Для приготовления продукта нужно использовать молочнокислую закваску, а сырьё предварительно обработать по правилам безопасности. Чистота при приготовлении и правильное хранение снижают вероятность размножения болезнетворных бактерий. Сам факт брожения не означает, что продукт безопасен при нарушении санитарных правил.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все бактерии вредны. Так думают, потому что известны заболевания, вызываемые отдельными видами, но многие бактерии разлагают остатки, помогают растениям или используются в пищевом производстве. Проверьте себя: можете ли вы привести полезный пример помимо болезнетворных бактерий?

Ошибка — представлять разложение как простое исчезновение органики. Остатки действительно становятся менее заметными, но бактерии превращают их вещества в более простые соединения, которые возвращаются в круговорот. Чтобы проверить ответ, спросите себя, куда могли перейти вещества из листьев или других остатков.

Ошибка — утверждать, что клубеньковые бактерии вредят бобовому растению. Их можно принять за причину изменений на корнях, однако клубеньки связаны с взаимовыгодным сожительством: растение получает соединения азота, а бактерии — питательные вещества и условия для жизни. Проверка проста: назовите пользу, которую получает каждый участник.

Ошибка — считать любой продукт брожения безопасным. Брожение связано с деятельностью полезных бактерий, но при загрязнении сырья или нарушении хранения могут возникнуть риски. Проверьте себя: учли ли вы чистоту, обработку продуктов и условия хранения, а не только наличие закваски?

Связь с другими темами

Для изучения роли бактерий нужно знать, что это самостоятельная группа живых организмов, и понимать, как организмы питаются и размножаются. Тема связана с круговоротом веществ и почвообразованием: деятельность бактерий-разрушителей возвращает вещества в среду. Знания о бактериях пригодятся при изучении микробиологии, пищевого производства, профилактики инфекций и охраны окружающей среды. Они помогают объяснить, почему одни микроорганизмы полезны, а с другими важно обращаться осторожно.

Что запомнить

• Бактерии-разрушители разлагают органические остатки.
• Деятельность бактерий возвращает вещества в круговорот.
• Некоторые бактерии участвуют в превращениях азота.
• Клубеньковые бактерии живут в сожительстве с бобовыми растениями.
• Человек использует бактерии при производстве некоторых продуктов.
• Некоторые бактерии вызывают заболевания, поэтому важны гигиена и безопасная обработка продуктов.