БАКТЕРІЇ ТА ЦІАНОБАКТЕРІЇ – Біологія, довідник для абітурієнта
Біологія
ЗАВДАННЯ ТА ВІДПОВІДІ
3.2. БАКТЕРІЇ ТА ЦІАНОБАКТЕРІЇ
3.2.1. Які особливості будови оболонки бактерій?
До складу оболонки бактерії входять плазматична мембрана та клітинна стінка; крім того, бактерії можуть утворювати капсули та слизові шари. Капсули та слизові шари – це слизові або клейкі виділення деяких бактерій. Капсула являє собою відносно товсте та компактне утворення, і капсула, і слизові шари слугують додатковим захистом клітин. Клітинна стінка надає бактерії певної форми та жорсткості, крім того, завдяки білкам
3.2.2. Які особливості будови бактеріальної клітини?
Клітини бактерій побудовані значно простіше, ніж клітини еукаріот. Цитоплазма бактерій, як і інших клітин, оточена плазматичною мембраною, на внутрішній поверхні якої локалізовані чисельні
Як і всі прокаріоти, бактерії не мають ядра та більшості органел, оточених плазматичною мембраною. Генетичний матеріал бактерій розташований в особливій ядерній зоні клітини – нуклеоїді. ДНК бактерій представлена поодинокими кільцевими молекулами. При цьому, на відміну від хромосом еукаріот, ДНК бактерій не зв’язана з білками. У цитоплазмі знаходяться рибосоми, дрібніші за рибосоми еукаріот. У цитоплазмі бактерій можуть бути також запасні поживні речовини. У деяких бактерій є органели руху – джгутики, довжина яких може бути в кілька разів більшою від самої клітини. Джгутиків може бути один, кілька або багато. Будова джгутиків бактерій значно простіша, ніж у еукаріот, і за своєю структурою вони нагадують одну з мікротрубочок
Джгутиків еукаріот. Джгутики складаються з однакових сферичних одиниць білка флагеліну, які розташовані по спіралі і утворюють порожній циліндр. На клітинній стінці деяких бактерій помітні тонкі вирости-пілі, або фімбрії. Вони коротші і тонші, ніж джгутики; ними клітини прикріплюються одна до одної або до будь-якої іншої поверхні. Через пілі може здійснюватись і обмін спадковою інформацією між двома клітинами бактерій.
3.2.3. Які з перелічених органел зустрічаються в бактерій: ядро, мітохондрії, пластиди, комплекс Гольджі, ендоплазматична сітка, вакуолі, лізосоми, клітинний центр, рибосоми, джгутики?
З перелічених органел у бактерій зустрічаються рибосоми та джгутики.
3.2.4. Які типи форми клітини зустрічаються в бактерій?
Розрізняють такі типи форми клітин бактерій: прямі паличкоподібні бактерії – бацили, сферичні – коки, у, вигляді вигнутих паличок – вібріони, спіралеподібні – спірили. Сферичні бактерії після поділу можуть утворювати пари – диплококи, ланцюжки – стрептококи або гроноподібні утворення – стафілококи.
3.2.5. Як розмножуються бактерії?
Єдиний спосіб розмноження бактерій – нестатевий; кожна клітина збільшується в розмірах і поділяється навпіл. Після того як ДНК бактеріальної клітини подвоюється, дві ідентичні кільцеві молекули залишаються з’єднаними з плазматичною мембраною. Нова плазматична мембрана і клітинна оболонка утворюються між двома точками прикріплення ДНК; нарешті мембрана вгинається всередину між двома молекулами ДНК, а кожна дочірня клітина забезпечується ідентичною молекулою ДНК.
Деякі бактерії утворюють товстостінні ендоспори, стійкі до нагрівання та обезводнювання. Ендоспори утворюються поділом протопласта бактеріальної клітини на дві або більше частин. Навколо ділянки протопласта, що відокремилася і містить ДНК, утворюється щільна оболонка спори. Ендоспори можуть прорости через десятки, навіть сотні років.
3.2.6. Як саме в бактерій може відбуватися рекомбінація спадкового матеріалу?
У бактерій спостерігається статевий процес у найпримітивнішій формі (кон’югація). У них не утворюються статеві клітини, але відбувається обмін генетичною інформацією. Цей процес називають генетичною рекомбінацією. Генетична рекомбінація в бактерій відбувається внаслідок переносу ділянки молекули ДНК від однієї бактеріальної клітини до іншої. Фрагмент молекули ДНК, який потрапив у іншу клітину, може діяти спільно з ДНК цієї клітини і брати участь в утворенні і-РНК (м-РНК). В іншому випадку він вбудовується в кільцеву молекулу ДНК і при поділі передається дочірній клітині разом з іншим генетичним матеріалом. Рекомбінація може відбуватися внаслідок кон’югації (обміну фрагментами ДНК при прямому контакті клітин), трансдукції (передачі ДНК від клітини-донора клітині-реципієнту за допомогою віруса) або трансформації (передачі вільнорозчинної ДНК без будь-якого міжклітинного контакту або переносника).
3.2.7. Чим визначається здатність бактерій адаптуватися до зміни умов існування?
Здатність бактерій порівняно швидко адаптуватися до зміни умов існування пояснюється тим, що в них висока частота мутацій і велика швидкість розмноження.
3.2.8. Чим відрізняється процес фотосинтезу у фотосинтезуючих бактерій та ціанобактерій?
На відміну від фотосинтезуючих бактерій (зелені сіркобактерії, пурпурні бактерії тощо), фотосинтез у ціанобактерій відбувається подібно до фотосинтезу в еукаріот, тобто в процесі фотосинтезу вони виділяють молекулярний кисень. У пурпурних бактерій та зелених сіркобактерій донором водню є сполуки сірки, тобто в процесі фотосинтезу молекулярний кисень не виділяється.
3.2.9. Яку роль відіграють симбіотичні бактерії кишечника людини?
Бактерії кишечника людини відіграють дуже важливу роль у процесах її життєдіяльності. Зокрема, еони синтезують вітаміни групи В та вітамін К. Тому якщо усунути ці бактерії з кишечно-шлункового тракту людини, що відбувається, наприклад, при тривалому лікуванні антибіотиками, то організм стає більш сприйнятливим до патогенних бактерій та грибів.
3.2.10. Яку роль відіграють бактерії – симбіонти кишечника жуйних тварин?
Ці бактерії відіграють дуже важливу роль у перетравленні целюлози. Жуйні тварини самостійно не можуть її перетравлювати, оскільки не виробляють фермент целюлозу. Основну ж масу їжі цих тварин становить целюлоза. Тому симбіотичні бактерії, які живуть у жуйних у рубці шлунка, гідролізують целюлозу до сахарози, необхідної організму хазяїна. Таким чином, без симбіотичних бактерій жуйні не могли б використовувати в їжу траву та листя, багаті на целюлозу.
3.2.11. Які з перелічених захворювань людини викликаються бактеріями: ехінококоз, віспа, пневмонія, кір, дифтерія, скарлатина, туберкульоз, стригучий лишай, коклюш, аскаридоз, грип, гепатит, поліомієліт, висипний та поворотний тифи, сказ?
З перелічених захворювань людини бактерії є збудниками пневмонії, дифтерії, скарлатини, туберкульозу, коклюшу, висипного та поворотного тифів.
3.2.12. Що собою являють ціанобактерії (синьо-зелені водорості)?
Ціанобактерії (синьо-зелені водорості) за будовою клітин, організацією генома, його складом та властивостями, належать до прокаріотів. На відміну від фотосинтезуючих бактерій, ціанобактерії мають такі ж пігменти, як і зелені рослини. У них синьо-зелене, рожеве тощо забарвлення, вони представлені одноклітинними або нитчастими формами, найчастіше мікроскопічні, але іноді можуть утворювати значні скупчення у вигляді кірочок та кущиків заввишки до 20 см. Розмножуються поділом (одноклітинні), фрагментами ниток (нитчасті форми). Поширені в найрізноманітніших умовах у водоймах і на суші. Можуть вступати у симбіотичні відносини з іншими організмами: одноклітинними водоростями, які втратили хлоропласти, найпростішими, грибами (лишайники), мохоподібними, папоротеподібними тощо. Здатні до фіксації азоту. Нерідко викликають “цвітіння” води у водосховищах.
3.2.13. Які види бродіння можуть зумовлювати бактерії?
Бактерії здатні зумовлювати спиртове, молочнокисле, маслянокисле, пропіоновокисле бродіння тощо. При спиртовому бродінні вихідні вуглеводи (вони мають 3, 6 або 9 атомів вуглецю) розкладаються на спирт та двоокис вуглецю. При молочнокислому бродінні вихідні вуглеводи розкладаються на дві молекули молочної кислоти з виділенням невеликої кількості енергії. При маслянокислому бродінні вуглеводи розкладаються до масляної кислоти, вуглекислого газу та водню. При оцтовокислому бродінні спирт окислюється киснем повітря, внаслідок чого утворюється оцтова кислота. Бродіння відіграє дуже важливу роль у колообігу речовин у природі, а також широко використовується людиною у промисловості: молочнокисле бродіння – для отримання молочнокислих продуктів, молочної кислоти, спиртове – для отримання спирту у виноробній промисловості, пропіоновокисле – для виготовлення сирів. Молочнокисле бродіння використовується для консервації плодів та овочів, силосуванні кормів, оскільки молочна кислота запобігає діяльності тилостних та інших бактерій.
3.2.14. Які бактерії називаються хвороботворними?
Хвороботворні бактерії – це бактерії, які отруюють живий організм продуктами своєї життєдіяльності і цим зумовлюють захворювання (тиф, дифтерія, пневмонія тощо).
3.2.15. За яких умов відбувається утворення спор у бактерій?
За несприятливих умов середовища існування деякі бактерії здатні утворювати спори. При цьому вміст клітини, стискуючись, відходить від оболонки, округлюється і, перебуваючи всередині материнської оболонки, утворює на своїй поверхні нову щільну оболонку.
3.2.16. Яка роль грунтових бактерій у природі?
Грунтові бактерії перетворюють рослинні та тваринні рештки на мінеральні речовини, які корені рослин засвоюють з грунту. Вони також синтезують речовини, з яких утворюється гумус. Таким чином, бактерії беруть участь у колообігу речовин в біосфері та в різних геологічних процесах.
3.2.17. Що таке бактерії – сапротрофи? Наведіть приклади.
Гетеротрофні бактерії, які живляться мертвою органічною речовиною або виділеннями живих організмів, мають назву бактерій-сапротрофів. Наприклад, сінна паличка, більшість фунтових бактерій, бактерії, які викликають процеси гниття тощо.
3.2.13. Що таке бактерії – паразити? У кого вони можуть паразитувати?
Це гетеротрофні бактерії, які оселяються в живих організмах і живляться їхньою органічною речовиною. Бактерії паразитують у людини, тварин і рослин.
3.2.19. Що таке азотфіксуючі бактерії? Яка їх роль у природі?
Азотфіксуючі бактерії – це бактерії, здатні засвоювати безпосередньо з атмосфери молекулярний азот. Після відмирання клітин бактерій або з їх прижиттєвими виділеннями засвоєний азот повертається в екосистему у доступній для засвоєння рослинами формі. Якби не було азотфіксуючих бактерій, весь доступний рослинам азот був би з часом вимитий у Світовий океан або перейшов у молекулярну форму і потрапив би в атмосферу, внаслідок чого грунти втратили б родючість. З азотфіксуючих бактерій у природі найбільш поширені бульбочкові бактерії, які вступають у симбіоз із кореневою системою бобових рослин.
3.2.20. Де поширені бактерії в природі та які заходи боротьби із шкідливими бактеріями ви знаєте?
Бактерії поширені скрізь: у грунті (наприклад, бактерії-сапротрофи), воді (у тому числі і в гарячих джерелах, наприклад, у глибоководних вулканічних кратерах при температурі +360° С), повітрі (спори бактерій), багато видів бактерій паразитують в організмі людини, тварин, рослин, спричинюючи різні захворювання, або вступають з ними у симбіоз (бульбочкові бактерії, бактерії кишково-шлункового тракту людини і тварин тощо). Багато видів бактерій завдає шкоди господарству та здоров’ю людини. Із шкідливими для господарства бактеріями борються хімічними засобами (обробка дезінфікуючими препаратами), консервацією (цукристими речовинами, сіллю, оцтом), а також фізичними засобами (опромінювання ультрафіолетом, кип’ятіння, висушування). До хвороботворних бактерій застосовують насамперед антибіотики (наприклад пеніцилін), а також роблять профілактичні щеплення.
3.2.21. Чи впливає колхіцин на поділ клітин ціанобактерій?
Колхіцин впливає на поділ клітин еукаріот, руйнуючи веретено поділу. Оскільки ціанобактерії належать до прокаріотів і веретено поділу у них не утворюється, то колхіцин на поділ клітин ціанобактерій не впливає.
3.2.22. Чому квашені овочі зберігаються значно довше, ніж свіжі?
В основі квашення овочів лежить молочнокисле бродіння, яке спричиняється діяльністю молочнокислих бактерій. В результаті накопичується молочна кислота, яка створює кисле середовище, що запобігає розмноженню гнилісних бактерій.
3.2.23. Які особливості бактерій сприяють їх надзвичайно широкому розповсюдженню?
Надзвичайно широкому розповсюдженню бактерій сприяє ряд їх біологічних особливостей: здатність дуже швидко розмножуватись; утворення стійких до несприятливих умов спор або цист; здатність до швидкого перенесення вітром, водою тощо.
3.2.24. Чим пояснюється здатність деяких бактерій витримувати протягом тривалого часу дуже несприятливі умови?
Це пояснюється здатністю бактерій утворювати спори, які можуть витримувати дуже високі та низькі температури, висушування та інші несприятливі фактори.
3.2.25. У чому полягає відмінність процесу живлення бактерій-сапротрофів від бактерій – паразитів?
Бактерії-сапротрофи живляться органічною речовиною відмерлих організмів або виділеннями живих організмів, а бактерії – паразити – органічними речовинами живих істот.
3.2.28. У чому полягає суть симбіозу бактерій з вищими рослинами? Наведіть приклади.
Суть симбіозу бактерій з вищими рослинами полягає в тому, що при такому типі співіснування організмів партнери покладають один на одного завдання регуляції своїх взаємовідносин з навколишнім середовищем, при цьому кожен з організмів, що вступає в симбіоз, отримує певну користь від цього. Основою для виникнення такого симбіозу є трофічні, просторові та інші типи взаємовідносин. Симбіоз буває факультативним, коли кожний з організмів за відсутності партнера може існувати самостійно, та облігатним, коли один з партнерів (або обидва) перебуває в такій залежності від іншого, що самостійно існувати не може. Як приклад можна навести симбіоз бульбочкових бактерій з рослинами родини Бобові. Проникаючи через кореневі волоски в корені бобових рослин, бульбочкові бактерії зумовлюють утворення бульбочок за рахунок розростання тканин коренів. У цих бульбочках бактерії накопичують азот, який використовують для свого обміну речовин бобові рослини. Бактерії ж отримують від рослини вуглеводи, які утворюються в процесі фотосинтезу, а також використовують мінеральні солі, які поглинаються з грунту коренями бобових рослин. Такий тип симбіозу, взаємовигідний для обох організмів, називають мутуалізмом.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...