§ 18. Бактерии в природе и жизни человека

Определения и обозначения

Бактерии — одноклеточные организмы, распространённые в почве, воде, воздухе и живых организмах. Они настолько малы, что обычно их рассматривают только с помощью микроскопа. Бактерии нужны природе как участники разложения веществ, а человеку могут приносить пользу или вред.

Бактерии-сапротрофы — бактерии, питающиеся остатками погибших организмов и разлагающие их. Они превращают сложные органические вещества в более простые. Благодаря им опавшие листья и другие остатки не накапливаются бесконечно, а вещества возвращаются в почву.

Бактерии-паразиты — бактерии, живущие за счёт другого организма и способные причинять ему вред. Организм, на котором или внутри которого живёт паразит, называют хозяином. К этой группе относятся некоторые возбудители инфекционных заболеваний.

Клубеньковые бактерии — бактерии, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений и помогающие им получать соединения азота. Клубеньки заметны на корнях гороха, фасоли и других бобовых. Такое сотрудничество полезно и бактериям, и растению.

Как это устроено

Опавшие листья, отмершие корни и погибшие животные содержат органические вещества. Бактерии-сапротрофы используют эти остатки как пищу и постепенно расщепляют их. В результате образуются более простые вещества, которые попадают в почву, воду и воздух, поэтому бактерии участвуют в круговороте веществ. Без разлагателей остатки организмов накапливались бы, а растениям не хватало бы многих веществ.

Азот необходим растениям для роста и образования важных веществ, но из воздуха растение не может использовать его напрямую. Клубеньковые бактерии поселяются в особых утолщениях — клубеньках — на корнях бобовых. Они переводят азот в соединения, доступные растению, а растение получает от бактерий помощь и снабжает их органическими веществами. Поэтому бобовые обогащают почву соединениями азота, особенно если их остатки остаются на поле.

Бактерии обитают на поверхности и внутри растений, животных и человека, потому что там есть пища, вода и подходящие условия. Одни виды помогают хозяину переваривать пищу или защищают его от других микробов. Другие поселяются в организме, используют его вещества и нарушают работу органов. Такой образ жизни называют паразитическим, а бактерии, вызывающие болезнь, — болезнетворными.

Инфекция возникает, когда болезнетворные бактерии попадают в организм и начинают размножаться. Передача возможна через загрязнённые руки, воду, пищу, предметы, воздух при кашле и чихании, а иногда через укусы животных. Гигиена уменьшает число бактерий, которые могут попасть в организм, поэтому нужно мыть руки, соблюдать чистоту и правильно обрабатывать продукты. Человек также использует полезные бактерии при изготовлении некоторых кисломолочных продуктов, но любой вид бактерий нельзя считать безопасным без проверки условий его применения.

Роль бактерий в природе и жизни человека

Таблица помогает сравнить не только действия бактерий, но и их последствия. Сначала определите группу или роль, затем посмотрите на конкретный пример и его значение. Так легче увидеть, что одни и те же по строению организмы могут выполнять разные функции.

Разбор задач

Задача 1. Исчезновение опавших листьев

В лесу опавшие листья со временем исчезают. Нужно объяснить, какую роль в этом могут играть бактерии. Следует определить, чем питаются бактерии и что происходит с остатками после их деятельности.

1. Опавшие листья являются остатками погибших частей растения.
2. Их используют как пищу бактерии-сапротрофы и другие организмы-разлагатели.
3. При разложении сложные вещества превращаются в более простые и возвращаются в почву.

Ответ: бактерии-сапротрофы разлагают листья. Благодаря этому вещества участвуют в круговороте и снова могут использоваться растениями.

Задача 2. Клубеньки на корнях гороха

На корнях гороха обнаружены небольшие клубеньки. Нужно выяснить, почему они важны для растения. Для решения надо связать клубеньки с особым видом бактерий и потребностью растения в азоте.

1. Горох относится к бобовым растениям, на корнях которых могут жить клубеньковые бактерии.
2. Бактерии переводят азот в соединения, доступные растению.
3. Взамен бактерии получают от гороха органические вещества и место для жизни.

Ответ: клубеньки содержат клубеньковые бактерии и помогают гороху получать соединения азота. Такое взаимодействие взаимовыгодно для растения и бактерий.

Задача 3. Опасны ли все бактерии

Ученик считает, что все бактерии опасны, поэтому нужно избегать любых контактов с ними. Нужно оценить этот вывод и привести примеры. Для этого сравним полезные и вредные роли бактерий, а затем определим, зачем нужна гигиена.

1. Сапротрофы разлагают остатки, клубеньковые бактерии помогают бобовым, а некоторые виды используют при изготовлении продуктов.
2. Паразитические бактерии могут жить в организме хозяина и вызывать болезни.
3. Следовательно, опасны не все бактерии, но от болезнетворных видов нужно защищаться с помощью гигиены и правил безопасности.

Ответ: вывод ученика неверен, потому что бактерии бывают полезными и вредными. Избегать любых контактов невозможно, но необходимо мыть руки, соблюдать чистоту воды и пищи и не пренебрегать профилактикой.

Типичные ошибки

Считать все бактерии болезнетворными. Так думают из-за того, что чаще слышат о бактериях как о возбудителях инфекций. Проверьте себя: вспомните сапротрофов, клубеньковых бактерий и виды, используемые человеком.

Путать сапротрофов с паразитами. Ошибка возникает потому, что обе группы получают готовые вещества, а различие в источнике пищи легко забыть. Спросите себя, погиб ли организм: сапротроф питается остатками, а паразит — за счёт живого хозяина.

Считать, что бактерии только вредят растениям. Такое мнение появляется, если помнить только о болезнях растений. Проверьте себя по примеру клубеньковых бактерий: они помогают бобовым получать соединения азота.

Думать, что полезные бактерии отменяют гигиену. Польза одних видов не означает безопасности всех остальных, ведь среди бактерий есть возбудители заболеваний. Правильная проверка — соблюдать мытьё рук, чистоту пищи и воды даже при признании пользы бактерий.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать, что бактерии являются живыми организмами, а растениям и животным необходимы питательные вещества. Это помогает понять, почему бактерии могут питаться остатками или жить рядом с растениями и животными.

С темой круговорота веществ бактерии связаны через разложение. Они возвращают вещества в окружающую среду, откуда их снова могут получить растения.

Дальше эти знания пригодятся при изучении экосистем, питания организмов, инфекционных заболеваний и способов их профилактики. Роль бактерий показывает, как один небольшой организм влияет на целую природную систему.

Что запомнить

• Бактерии встречаются почти повсюду.
• Бактерии-сапротрофы разлагают остатки организмов.
• Деятельность бактерий участвует в круговороте веществ.
• Клубеньковые бактерии помогают бобовым растениям получать соединения азота.
• Некоторые бактерии живут за счёт организма-хозяина и могут вызывать болезни.
• Человек использует бактерии, но также защищается от болезнетворных видов.