Прокариоты, бактерии, хемосинтез

1. Прокариоты

Прокариоты, бактерии, хемосинтез
Выполнила Милованова Г.И.

2. Прокариоты

Христиан Эренберг
Термин Prokaryotae (доядерные) объединяет
микроорганизмы с примитивной
организацией ядерных структур. Это
название было предложено канадским
учёным Мюрреем в 1968 г. До конца 1970-х
годов термин «бактерия» был синонимом
прокариотов, но в 1977 году на основании
данных молекулярной биологии
прокариоты были разделены на домены
архебактерий и эубактерий. Впервые термин
бактерии ввел Христиан Эренберг в 1828 г.
Хотя до сих пор под бактериями часто
понимают всех прокариотов.

3. Распространение бактерий

Пятно цветных термофильных
архей (Национальный парк
Йеллоустоун, США)
Бактерии распространены повсеместно.
Разные виды бактерий могут жить в
диапазоне t⁰ от +105 ⁰ до -253 ⁰ , pH 2 – 9.
Могут выдерживать высушивание до 1000
лет. Жить в отсутствии кислорода
(анаэробы).
Описано свыше 10 тыс. видов.
Подавляющее большинство бактерий (за
исключением цианбактерий) –
одноклеточные организмы.
Размеры бактерий в среднем
составляют 0,5—5 мкм. Масса — 4·10−13 г

4. Строение бактерий

реснички
капсула
клеточная
стенка
Отсутствует оформленное ядро;
Генетический материал представлен в
рибосомы
виде:
• кольцевой молекулы ДНК (нуклеоид)
нуклеоид
• плазмиды
Рибосомы мельче, чем у эукариот (70S);
плазмида Обменные процессы идут на мезосомах
–впячиваниях плазматической
мембраны, выполняющих роль
органелл у эукариотов
мембрана
жгутики
мезосомы

5. Формы бактерий

6. Клеточная стенка бактерий

Грам - отрицательные
наружная мембрана
пептидогликан
внутренняя мембрана
Грам - положительные
пептидогликан
внутренняя мембрана
Оболочка любой бактерии
состоит из специального
вещества – муреина. Его
молекула представляет собой
цепи полисахаридов,
расположенных параллельно. У
отрицательных видов строение
клеточной оболочки значительно
сложнее, что позволяет ей быть
защищенной от действия таких
сред, как слюна, желудочный
сок, другие жидкости с
содержащимся в них лизоцимом
– ферментом, обладающим
антибактериальными
свойствами.

7. Метод окраски по Граму

генциан
фиолетовый
раствор
Люголя
спирт
грамположительные
грамотрицательные
фуксин

8. Тип питания бактерий

I Автотрофы – синтезируют органическое вещество из неорганического
1. Автофототрофы – используют для синтеза световую энергию
(цианобактерии, пурпурные и зеленые серобактерии)
2. Автохемотрофы - используют для синтеза энергию, выделяющуюся
при окислении неорганических соединения (железобактерии,
бесцветные серные, нитрифицирующие, водородные)
II Гетеротрофы – используют готовое органическое вещество
1. Сапртрофы – используют мертвое органическое вещество (бактерии
гниения, брожения)
2. Паразиты - используют органическое вещество живых организмов
3. Симбионты – вступают во взаимовыгодные отношения с другими
организмами (клубеньковые бактерии, бифидобактерии)

9. Фотосинтезирующие бактерии

цианобактериальный
штамм под микроскопом
Цианобактерии – группа фотосинтетических
бактерий, составляющих группу первичных
продуцентов как в наземных, так и в водных
экосистемах. Они осуществляют фотосинтез с
выделением кислорода. Раньше эти
организмы называли синезелёные водоросли.
По строению клетки цианобактерии типичные прокариоты с фотосинтетическими
мембранами, собранными в тилакоиды. В них
располагается хлорофилл а, как у зелёных
растений, но отсутствует хлорофилл b. В
качестве дополнительного пигмента
присутствуют фикобилины.

10. Железобактерии

Железобактерии чрезвычайно широко
распространены как в пресных, так и в морских
водоемах, играют большую роль в круговороте
железа в природе. Благодаря их
жизнедеятельности на дне болот и
морей образуется огромное количество
отложенных руд железа и марганца. Бактерии,
способны окислять двухвалентное железо (Fe2+)
до трёхвалентного (Fe3+) и использовать
освобождающуюся при этом энергию на
усвоение углерода из углекислого
газа или карбонатов.
Ручей с железобактериями 4FeCO + O + 6H O = 4Fe(OH) + 4CO + Q
3
2
2
3
2
в Шотландии.

11. Нитрифицирующие бактерии

Нитрифицирующие бактерии ( Nitrobacteraceae ,
Nitrosomonas , Nitrosococcus ) Окисляют аммиак ,
образующийся в процессе гниения органических
веществ, до азотистой и азотной кислот ,
которые, взаимодействуя с почвенными
минералами , образуют нитриты и нитраты.
Nitrosomonas
2 NH 3 + 3 O 2 → 2 HNO 2 + 2 H 2 O + Q
2 HNO 2 +O 2 → 2 HNO 3 + Q
Полученную энергию тратят на образование
органического вещества из углекислого газа.
Широко распространены в почве
Nitrobacter

12. Серобактерии

Бесцветные серобактерии встречаются в
пресных и соленых водоемах, содержащих
сероводород. Энергию для синтеза
органических веществ получают окисляя
сероводород до серы и серной кислоты
2H2S + O2 = 2H2O + 2S +Q
2S + 2H2O +3O2 =2H2SO4 + Q
«Черный курильщик» –
поставщик сероводорода
для бактерий
Известны симбиозы с трубчатыми червями и
моллюсками, обитающими в донных
гидротермах, а также с другими
беспозвоночными, обитающими на границе
кислородной и бескислородной зоны
литоральных илов.

13. Симбиотические бактерии

Некоторые виды лишайников
представляют симбиоз
цианобактерий и гриба
Симбиоз клубеньковых
бактерий с бобовыми

14. Спорообразование

Вегетативная клетка
Эндоспора
• При неблагоприятных
условиях бактерия
превращается в спору
• Спора может сохраняться
очень долго
• В форме споры бактерии
могут распространяться водой
и ветром
• Попав в благоприятные
условия спора прорастает и
становится жизнедеятельной
бактерией

15. Размножение бактерий

• Бактерии размножаются
делением пополам
• В благоприятных условиях
бактерия делится 1 раз в 20
минут
• Ограничивают размножение:
- ультрафиолетовое излучение
- высокая температура
- недостаток пищи
- дезинфицирующие вещества
- межвидовая конкуренция

16. Человек использует бактерии для…

… получения гормонов,
витаминов, вакцин,
кормовых добавок
… для повышения
плодородия
… очищения сточных вод
и нефтяных загрязнений
… в научных целях

17. Продукты бактериального брожения

18. Бактерии в организме человека

В организме человека бактерии
– симбионты обеспечивают
частичное переваривание
клетчатки и синтез витамина К
Патогенные бактерии –
вызывают заболевания

19. Патогенные бактерии

Заболевания
человека вызванные
бактериями:
• чума
Эпидемия чумы
туберкулез
холера,
дифтерия
сибирская язва
ангина
брюшной тиф
язва желудка
столбняк

20. Значение бактерий в природе

• В экосистемах выполняют роль
редуцентов – разлагают мертвое
органическое вещество до
минеральных соединений
• В глубоководных экосистемах
выполняют роль редуцентов
• Обеспечивают образование почвы и
повышение ее плодородия
• Образуют полезных ископаемых
• Могут вступать в симбиоз с
различными организмами
• Патогенные бактерии вызывают
заболевания