Царство невидимок: бактерии

Определения и обозначения

Бактерия — одноклеточный организм, обычно невидимый невооружённым глазом. Одна клетка выполняет все жизненные функции такого организма. Это определение помогает отличать бактерии от многоклеточных растений и животных.

Микроорганизм — живой организм микроскопических размеров, к которым относятся бактерии. Его нельзя рассмотреть без специального прибора. Термин нужен, чтобы объединить бактерии и другие невидимые простым глазом формы жизни.

Бактериальная клетка — простая клетка без оформленного ядра, способная самостоятельно питаться и размножаться. Наследственный материал находится внутри клетки и не отделён ядерной оболочкой. По строению она отличается от клеток растений и животных.

Спора бактерий — устойчивое состояние, помогающее некоторым бактериям пережить неблагоприятные условия. В споре жизненные процессы сильно замедляются. Когда снова появляются тепло, влага и пища, бактерия может вернуться к активной жизни.

Как это устроено

Бактерии относят к живым организмам, потому что они питаются, дышат, растут, размножаются и реагируют на изменения среды. Например, наличие пищи поддерживает их рост, а неподходящая температура замедляет жизненные процессы. Способность передавать признаки потомкам также подтверждает, что бактерии являются живыми организмами.

Бактериальная клетка окружена оболочкой, внутри неё находятся жидкое содержимое и наследственный материал. Оформленного ядра, как у клеток животных и растений, у неё нет. Простота строения не мешает клетке самостоятельно получать вещества, использовать энергию и делиться.

Обычно размножение начинается с увеличения бактериальной клетки. Затем в ней распределяется наследственный материал, появляется перегородка, и одна клетка превращается в две. Если хватает влаги, пищи и тепла, новые клетки снова быстро делятся, поэтому численность бактерий иногда возрастает за короткое время.

Одни бактерии поглощают готовые органические вещества из остатков организмов или пищи. Другие живут внутри или на поверхности хозяина и получают вещества от него, а некоторые создают органические вещества, используя энергию света или химических реакций. Поэтому бактерии встречаются в почве, воде, воздухе, продуктах, растениях, животных и человеке.

Польза или вред бактерий зависят от их вида и деятельности. Разрушители возвращают вещества в круговорот природы, симбиотические виды помогают организму-хозяину, а молочнокислые применяют в пищевой промышленности. Болезнетворные бактерии выделяют вредные вещества или повреждают ткани, вызывая заболевания, а некоторые ускоряют порчу продуктов.

Разнообразие бактерий и их значение

Сначала определите, где живут бактерии и чем питаются, а затем установите результат их деятельности. Так можно отличить полезные группы от болезнетворных. Одна и та же среда, например почва или продукт, может содержать разные виды бактерий.

Разбор задач

Задача 1. Распределите разложение опавших листьев, скисание молока и заболевание ангиной по группам полезных и болезнетворных бактерий. Нужно определить роль бактерий по результату их жизнедеятельности. Не всякое изменение продукта означает одинаковую пользу для человека.

1. Разложение листьев связано с бактериями-разрушителями: они перерабатывают остатки и возвращают вещества в почву.
2. Скисание молока вызывают молочнокислые бактерии; их деятельность используют при изготовлении некоторых кисломолочных продуктов.
3. Ангина — заболевание, поэтому его причиной могут быть болезнетворные бактерии, попавшие в организм.

Ответ: разложение листьев и скисание молока относят к деятельности полезных бактерий, а ангину — к действию болезнетворных.

Задача 2. Объясните, почему продукты хранят в холодильнике и перед едой моют руки. Свяжите эти правила с размножением бактерий. Учитывайте, что холод обычно замедляет, но не всегда полностью прекращает жизнедеятельность микроорганизмов.

1. На руках и продуктах могут находиться бактерии, в том числе болезнетворные.
2. В тепле и при наличии влаги и пищи они размножаются быстрее, поэтому продукт портится, а риск заболевания увеличивается.
3. Холодильник замедляет размножение, а мытьё рук удаляет значительную часть микроорганизмов и уменьшает их попадание в организм.

Ответ: холодильник замедляет рост бактерий, а гигиена снижает вероятность заражения и загрязнения пищи.

Задача 3. Составьте план опыта, показывающего влияние тепла и влаги на размножение бактерий. Опыт с неизвестными микроорганизмами нельзя проводить дома: наблюдение должно быть безопасным и не предполагать выращивания культур. Поэтому план строят как сравнение условий на готовом учебном материале или по данным учителя.

1. Выбрать два одинаковых образца безопасного учебного материала и одинаковое время наблюдения.
2. Для одного образца задать более тёплое и влажное условие, а для другого — прохладное и сухое, сохранив остальные условия одинаковыми.
3. Сравнить изменения по готовым данным, фотографиям или безопасному индикатору, не открывая и не трогая неизвестные культуры.
4. Записать вывод: тепло и влага обычно ускоряют жизнедеятельность бактерий, если остальные условия подходят.

Ответ: условие опыта — различная температура и влажность при прочих равных условиях; мера безопасности — не выращивать и не исследовать неизвестные микроорганизмы самостоятельно.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все бактерии вредны. Так думают, потому что чаще слышат о болезнях и порче продуктов. Проверьте себя: вспомните бактерии-разрушители, симбиотические и молочнокислые виды.

Ошибка: называть бактерии растениями или животными. Такое происходит из-за привычки делить всё живое только на эти две группы. Проверьте ответ по строению: бактерии образуют отдельную группу, а их клетка не имеет оформленного ядра.

Ошибка: утверждать, что бактерии всегда неподвижны. Ошибка возникает, когда невидимый организм представляют как неподвижную точку. Проверьте себя: некоторые бактерии перемещаются с помощью специальных структур, например жгутиков.

Ошибка: думать, что отсутствие видимости означает отсутствие бактерий. Микроскопические размеры скрывают их от глаза, но не мешают им жить и действовать. Проверить наличие бактерий можно микроскопом или по результатам их жизнедеятельности, например порче пищи.

Связь с другими темами

• Признаки жизни и клетка. Для понимания темы нужны знания о питании, дыхании, размножении и строении клетки. Они помогают объяснить, почему бактерии считают живыми организмами.
• Круговорот веществ в природе. Бактерии-разрушители перерабатывают остатки растений и животных. Благодаря этому вещества возвращаются в почву, воду и другие природные системы.
• Здоровье и технологии. Позже знания о бактериях пригодятся при изучении инфекционных заболеваний, пищевого производства, экологии и охраны здоровья. Правила гигиены связывают биологические знания с повседневной жизнью.

Что запомнить

• Бактерии — преимущественно одноклеточные микроскопические организмы.
• Бактериальная клетка не имеет оформленного ядра.
• Бактерии размножаются делением клетки.
• Бактерии живут в почве, воде, воздухе и организмах.
• Многие бактерии полезны природе и человеку.
• Некоторые бактерии вызывают болезни и портят продукты.
• Соблюдение гигиены и правильное хранение продуктов уменьшают распространение вредных бактерий.