Prokariotska ćelija Prezentacija: Slobodchikova N.M. Nastavnik biologije GBOU Centralna obrazovna ustanova br. 14 59

Ciljevi: Obrazovni - proširiti i produbiti znanja o ćelijskom nivou organizama žive materije na osnovu proučavanja strukturnih karakteristika prokariotske ćelije; - otkrivaju ulogu bakterija. Razvojni - razvijati sposobnost pronalaženja potrebnih informacija u tekstu udžbenika, izvođenja zaključaka, logičkog mišljenja učenika, kreativnost, biološke govorne vještine. Obrazovanje – gajenje želje za znanjem.

Epigraf Naša planeta je dom za veliki broj veoma različitih organizama, a sva ta raznolikost može se pripisati ili eukariotima ili prokariotima, čije strukturne karakteristike moraju biti poznate. /Vernadsky V.I./

Nivoi ćelijske organizacije Prokariotski Eukariotski Prenuklearni Nuklearni

Definicija Prokarioti (od latinskog pro - prije, prije i grčkog κάρῠον - jezgro, orah) - organizmi koji, za razliku od eukariota, nemaju formirano ćelijsko jezgro i druge organele unutrašnje membrane MIKROBIOLOGIJA - nauka koja proučava mikroorganizme. BAKTERIOLOGIJA je nauka koja proučava bakterije.

Ovo su najstariji organizmi na Zemlji. Koliko čuda ta sićušna stvorenja kriju u sebi. (A.V. Leeuwenhoek) 1675. Anthony Van Leeuwenhoek Prvi je vidio bakterije kroz optički mikroskop i opisao ih.

A little history 1828 Christian Ehrenberg 1850 Louis Pasteur 1905 Robert Koch 1828 Christian Ehrenberg je skovao naziv "bakterije". Godine 1850. Louis Pasteur je započeo proučavanje fiziologije i metabolizma bakterija, a otkrio je i njihova patogena svojstva. 1905 Robert Koch formulisao opšti principi identifikaciju uzročnika bolesti, za šta je i nagrađen Nobelova nagrada. Predložio je metode dezinfekcije.

Broj bakterija u 1 cm 3 tla Šumsko tlo na površini Šumsko tlo dublje od 1 m Livadsko tlo na površini Livadsko tlo dublje od 1 m

Broj bakterija u 1cm3 vazduha Neventilirana prostorija Gradska ulica Planinski vazduh Morski vazduh

Broj bakterija u 1 cm 3 vode Snijeg i led Potok 100 m od glečera Potok 5 km od glečera Izvorska voda

Kraljevstvo Drobyanka Bakterije Plavo-zelene alge

Raznolikost vanjske strukture bakterijskih stanica spirilla vibrios bacillus cocci

Prokariotska ćelijska struktura

Ćelijski zid od mureina. Gotovo da nema unutrašnjih membrana. Mezozomi su membranske strukture nastale invaginacijom plazma membrane u citoplazmu

Primitivnost strukture izražava se: odsustvom formiranog jezgra Nasljedna informacija sadržana je u jednoj molekuli DNK Ne postoje druge organele osim ribozoma Funkcije organela obavljaju mezozomi, izdržljiva ljuska

Razmnožavanje je dijeljenjem na dva dijela. Faza sporulacije životni ciklus mnogi prokarioti povezani s preživljavanjem u nepovoljnim uvjetima.

Obrazovni spor

Seksualni proces. Pojava novih kombinacija gena – povećanje raznolikosti svojstava

Uloga bakterija u prirodi Bakterije u prirodi Učestvuju u stvaranju humusa Pretvaraju humus u minerale Asimiliraju dušik iz zraka Patogene biljne bakterije

Neke bakterije se naseljavaju u probavnom traktu sisara biljojeda i insekata, osiguravajući probavu vlakana.

U prirodi postoji proces koji se zove "fermentacija". Ovo je razgradnja ugljikohidrata. Tokom procesa fermentacije velika uloga razne bakterije igraju. Na primjer, pri stvaranju kefira i skute od mlijeka, kao i kiselog kupusa, veoma su važne bakterije mliječne kiseline.

Uloga bakterija u ljudskom životu. Patogene bakterije muče koleru

Prevencija bolesti IMUNITET NA VAKCINACIJU

Komparativne karakteristike ćelija Struktura ćelije Prokariotska ćelija Eukariotska ćelija Ribozomi Golgijev kompleks Lizozomi Mitohondrije Vakuole Cilia i flagella § 5.1 str. 136-142

Opštinska obrazovna ustanova "Novosergievskaya srednja srednja škola br. 3"
Kreativni rad
u biologiji
Uporedne karakteristike
prokariotske i eukariotske ćelije.
Posao je završila: Vasiljeva Marija,
učenik 11B razreda.
Za najrazličitije elementarne dijelove organizama postoji opći princip građe i razvoja, a taj princip je formiranje ćelija. T. Schwann
Novosergievka 2006

Trenutno su svi organizmi podijeljeni na dva nivoa ćelijske organizacije: ćelije koje zadržavaju najdublje crte antike, čija je struktura vrlo jednostavna; i visoko organizirane ćelije koje su prilagođene potrošnji kisika.

Prokarioti* su organizmi, ćelije koje nemaju jezgro vezano za membranu; To uključuje bakterije, uključujući arhebakterije i cijanobakterije (plavo-zelene alge). Žive u svim područjima svjetskih okeana.
Eukarioti* su nadkraljevstvo jednoćelijskih i višećelijskih organizama čije ćelije imaju pravo jezgro okruženo dvostrukom membranom, uključujući gljive, biljke i životinje. Žive u svim područjima svjetskih okeana.
Iz rječnika

STRUKTURA ĆELIJE
Prokarioti
Glavna strukturna karakteristika prokariota je odsustvo jezgra ograničenog ljuskom. Nasljedni aparat prokariota predstavlja jedan kružni DNK molekul koji ne stvara veze s proteinima i sadrži po jednu kopiju svakog gena - haploidnih organizama. Citoplazma sadrži veliki broj malih ribozoma; unutrašnje membrane su odsutne ili su slabo izražene. Enzimski sistemi za energetski metabolizam uređeno su locirani na unutrašnjoj površini vanjske citoplazmatske membrane. Golgijev aparat predstavljen je pojedinačnim vezikulama. Reprodukcija se odvija dijeljenjem ćelije na dva dijela. Mnoge prokariote karakterizira sporulacija.

Ne postoji tipična ćelija, ali sve eukariotske ćelije su homologne i zajedničke strukturne karakteristike mogu se naći u različitim ćelijama. Svaka ćelija se sastoji od dva važna dijela: jezgra i citoplazme, gdje se nalazi niz struktura (organela).
STRUKTURA ĆELIJE
Eukarioti
Organoidi
Zajedničko za sve ćelije: mitohondrije, ćelijski centar, Golgijev aparat, ribozome, endoplazmatski retikulum, lizozome.
Prisutno samo u određenim vrstama
Biljke: ćelijski zid, plazmodezma, vakuola, hloroplast.
Životinje: masne inkluzije, centriole.

Životni procesi
Prokarioti se dijele na fototrofe, kojima je sunčeva svjetlost izvor energije, i kemotrofe, koji koriste energiju oksidacijskih ili redukcijskih reakcija neorganskih molekula za sintezu vlastitih organskih spojeva.
Prokarioti apsorbuju hranu kroz ćelijsku membranu, proces koji se naziva adsorpcija. U nepovoljnim uslovima, prokarioti imaju tendenciju da formiraju spore, na primer: nedostatak hranljivih materija; višak akumuliranih metaboličkih proizvoda; U stanju spora, mikroorganizmi se šire vjetrom i drugim sredstvima.

Životni procesi
U eukariotskoj ćeliji svaka organela je odgovorna za određenu funkciju. Endoplazmatski retikulum je odgovoran za transport supstanci i osigurava vitalne funkcije ćelije; formira lizozome uključene u unutarćelijsku probavu - Golgijev kompleks; u mitohondrijima se odvija sinteza univerzalnog izvora energije. Glavni dioĆelija je jezgro, koje obavlja funkcije pohranjivanja i reprodukcije genetskih informacija i regulacije metaboličkih procesa koji se odvijaju u ćeliji.

Ciljevi časa: proučiti specifičnosti biljnih, životinjskih i gljivičnih ćelija; identificirati zajedničke strukture u njihovoj strukturi; nastaviti formirati ideje o dva nivoa ćelijske organizacije – prokariotskom i eukariotskom; upoznati studente sa strukturnim karakteristikama i vitalnim funkcijama prokariotskih ćelija.

Matthias Jakob Schleiden (), njemački botaničar, jedan od tvoraca teorije ćelijske strukture. Theodor Schwann (), njemački histolog i fiziolog, jedan od tvoraca ćelijske teorije

Sličnosti u građi biljnih, životinjskih i gljivičnih ćelija Sve nuklearne ćelije su prekrivene tankom membranom koja štiti unutrašnji sadržaj ćelija, povezuje ih međusobno i sa spoljašnje okruženje. Najvažnija organela svih ćelija biljaka, životinja i gljiva je jezgro. Obično se nalazi u centru ćelije i sadrži jednu ili više jezgara. Jezgro sadrži posebna hromozomska tijela koja postaju vidljiva samo tijekom nuklearne diobe. Oni pohranjuju nasljedne podatke.

Sličnosti u građi biljnih, životinjskih i gljivičnih stanica Bitan dio biljnih, životinjskih i gljivičnih stanica je bezbojna polutečna citoplazma. Ispunjava prostor između membrane i jezgre. Osim jezgra, citoplazma sadrži i druge organele, kao i rezervne hranjive tvari. Zaključci: Opće karakteristike u strukturi nuklearnih ćelija govore o odnosu i jedinstvu njihovog porekla.

Citoplazmatska membrana vakuola jezgro Golgijev kompleks ribosomi plastidi mitohondrije 8 Postavite brojeve prema naznačenim terminima endoplazmatski retikulum 9
Zadatak: proučiti tekst udžbenika, paragraf 2.7., napraviti tabelu „Sličnosti i razlike između prokariota i eukariota Struktura Eukariotske ćelije Prokariotska ćelija Ćelijska membrana Nukleus Hromozomi EPS Ribozomi Golgijev kompleks Lizozomi Mitohondrije Vaku”.

Strukturne karakteristike prokariota - Prokariotske ćelije imaju sve najvažnije vitalne funkcije, ali nemaju organele okružene membranom koje se nalaze u eukariotskim ćelijama. -Najviše važna karakteristika prokariota po tome što nemaju jezgro okruženo membranom. Upravo je ovo svojstvo odlučujuće u podjeli stanica na prokariotske i eukariotske.

Domaći zadatak: - Proučiti § 2.7., napomene u svesci; - ponoviti; - pripremiti se za testirano istraživanje “Ćelijska struktura organizama”

Opis prezentacije po pojedinačnim slajdovima:

1 slajd

2 slajd

Opis slajda:

Bakterije u prevodu sa starogrčkog βακτήριον - štap. Kolonija bakterija Skala veličine Naziv "bakterija" dolazi od starogrčke riječi "bacterion" - štap. Bakterije su najmanji organizmi sa ćelijskom strukturom; njihove veličine se kreću od 0,1 do 10 mikrona. Tipično mjesto za štampanje može primiti stotine hiljada bakterija srednje veličine. Bakterije se mogu vidjeti samo kroz mikroskop, zbog čega se nazivaju mikroorganizmi ili mikrobi; mikroorganizme proučava mikrobiologija. Dio mikrobiologije koji proučava bakterije naziva se bakteriologija.

3 slajd

Opis slajda:

Bakterijske ćelije su raznolike po svojoj vanjskoj građi Vibrio Spirilla Bacilli Cocci Escherichia coli Vibrio cholerae Streptococcus Bakterije se po svom obliku dijele u nekoliko grupa: Bakterije u obliku lopte nazivaju se „koke“. Na primjer, stafilokoki. Bacili izgledaju kao štapići. Na primjer, bacil tuberkuloze. Vibrio i spirila su u obliku zareza. Na primjer, Vibrio cholerae. Spirille imaju spiralni oblik.

4 slajd

Opis slajda:

O otkrićima do kojih je navodno došlo slučajno: “Sreća se smiješi samo dobro pripremljenom umu” Louis Pasteur 1676. Antoni van Leeuwenhoek Nauku o mikrobiologiji (bakteriologiju) započeo je holandski prirodnjak Antoni van Leeuwenhoek, koji je prvi vidio bakterije i druge mikroorganizme u mikroskopom, opisujući ih. Mikroskopska stvorenja, on ih je nazvao "animalcules" (male životinje).

5 slajd

Opis slajda:

Istorija proučavanja bakterija Christian Ehrenberg Louis Pasteur Robert Koch Naziv "bakterije" uveo je Christian Ehrenberg 1828. 2. 1850. godine francuski liječnik Louis Pasteur započeo je proučavanje fiziologije i metabolizma bakterija, a otkrio je i njihova patogena svojstva. Louis Pasteur je bio prvi koji je razvio metodu upozorenja zarazne bolesti uz pomoć vakcinacije. Vakcinacija je davanje vakcine (posebnog lijeka) osobi, zahvaljujući kojoj postaje imun na datu bolest. 3. Robert Koch je 1905. godine dobio Nobelovu nagradu za svoje istraživanje tuberkuloze. Formulirao je opšte principe za određivanje uzročnika bolesti.

6 slajd

Opis slajda:

Istorija proučavanja bakterija Elektronski mikroskop 1930 S.N. Vinogradsky M.V. Beijerink 4. Osnove opće mikrobiologije i proučavanja uloge bakterija u prirodi postavio je M.V. Beijerink i S.N. Vinogradsky. Sergej Nikolajevič Vinogradski je istaknuti ruski mikrobiolog, osnivač ekologije mikroorganizama i mikrobiologije tla. Otkrivena hemosinteza (1887). Martin Willem Beijerinck, otkrivač simbiotskih fiksatora dušika (1888), proučavao je mikrobiologiju tla i odnos mikroorganizama s plodnošću tla. Jedan od osnivača (zajedno sa S.N. Vinogradskim) mikrobiologije životne sredine. 5. Proučavanje strukture bakterijskih ćelija počelo je pronalaskom elektronski mikroskop 1930. godine. 6. E. Chatton je 1937. godine predložio podjelu svih organizama prema tipu ćelijske strukture na prokariote i eukariote. 7. I 1961. Steinier i Van Niel su konačno formalizirali ovu podjelu.

7 slajd

Opis slajda:

Carstvo Cellular Nadkraljevstvo Prokarioti Kraljevstvo Drobljanka Potkraljevstvo Arhebakterije PotkraljevstvoBakterije Potkraljevstvo Cijanobakterije – jednoslojne, lipidne membrane; – nije osetljiv na antibiotike. – dvoslojne membrane, lipoprotein; – osetljiv na antibiotike. bakterije koje stvaraju metan, acidofilne bakterije, sumporno-aerobne bakterije. amonificirajući, nostocaceous. Prokarioti uključuju arhebakterije, bakterije i plavo-zelene alge (cijanobakterije). Prokarioti su jednoćelijski organizmi koji nemaju strukturno formirano jezgro, membranske organele i mitozu. Arhebakterije - sadrže r-RNA, različitu po strukturi i od r-RNA prokariota i r-RNA eukariota. Struktura genetskog aparata arhebakterija (prisustvo introna i ponavljajućih sekvenci, obrada, oblik ribozoma) približava ih eukariotima; sa druge strane, arhebakterije imaju i tipične karakteristike prokariota (odsustvo jezgra u ćeliji, prisustvo flagela, plazmida i gasnih vakuola, veličina rRNA, fiksacija azota). Arhebakterije se razlikuju od svih drugih organizama po građi ćelijskog zida, načinu fotosinteze i nekim drugim karakteristikama. Arhebakterije su sposobne da postoje u ekstremnim uslovima (na primjer, u toplim izvorima na temperaturama iznad 100°C, u dubinama okeana pod pritiskom od 260 atm, u zasićenim otopinama soli (30% NaCl)). Neke arhebakterije proizvode metan, druge koriste jedinjenja sumpora za proizvodnju energije. Očigledno, arhebakterije su veoma drevna grupa organizmi; "ekstremne" mogućnosti ukazuju na uslove karakteristične za Zemljinu površinu u arhejskoj eri. Vjeruje se da su arhebakterije najbliže hipotetičkim "pro-ćelijama" koje su potom stvorile svu raznolikost života na Zemlji.

8 slajd

Opis slajda:

Struktura ćelije bakterije Plazma membrana DNK nit inkluzija flagela Ćelijski zid Mezozomi ribosom Bakterijske ćelije nemaju jezgro, pa se svrstavaju u prokariote. Ispostavilo se da je nasljedni materijal bakterijske stanice - molekula DNK - zatvoren u prsten i smješten među citoplazmom, a tu su i mali kružni DNK molekuli - plazmidi. Ćelija je okružena membranom normalne strukture, sa vanjske strane koje se nalazi ćelijski zid. Zidovi bakterijskih ćelija sastoje se od peptidoglikana (mureina) i postoje dva tipa: gram-pozitivni i gram-negativni. Gram-pozitivni stanični zid sastoji se isključivo od debelog sloja peptidoglikana, koji je usko uz ćelijsku membranu i prožet teihoičnom i lipoteihoičnom kiselinom. Na površini bakterijske ljuske mogu se formirati različite flagele i resice. Flagele izvode rotacijske pokrete, zbog kojih se bakterija pomiče. Za 1 sekundu, bakterija može preći udaljenost 20 puta veću od svog prečnika! U bakterijskoj ćeliji nema vakuola, a kapljice raznih tvari mogu se locirati direktno u citoplazmi. Bitna ćelijska organela su ribozomi, koji osiguravaju sintezu proteina. 6. Ne postoje membranske organele, ali membrana može formirati nabore zvane mezozomi. Mogu imati različite oblike (vrečaste, cevaste, lamelarne, itd.). Enzimi se nalaze na površini mezozoma.

Slajd 9

Opis slajda:

Razmnožavanje Glavni način razmnožavanja bakterija je aseksualna reprodukcija: ćelijska dioba na dva dijela, pupanje. Seksualni proces: konjugacija. Transdukcija. Transformacija. Glavni način na koji se bakterije razmnožavaju je aseksualna reprodukcija: podjela ćelije na dva dijela, pupanje. Pošto nema jezgra, ova podjela se ne može nazvati mitozom. Binarna fisija: prije diobe dolazi do replikacije DNK, mezozom dijeli ćeliju na dvije. Neke bakterije povoljnim uslovima sposoban za dijeljenje svakih 20 minuta. Pupanje: Neke bakterije se razmnožavaju pupanjem. U tom slučaju na jednom od polova matične ćelije formira se pupoljak, a jedan od podijeljenih nukleoida prelazi u njega. Pupoljak raste, pretvara se u ćeliju ćerku i odvaja se od matične ćelije. Seksualni proces: konjugacija, transdukcija, transformacija. Seksualni proces bakterija razlikuje se od seksualnog procesa eukariota po tome što bakterije ne stvaraju gamete i ne dolazi do fuzije stanica. Seksualni proces uključuje genetsku rekombinaciju. Konjugacija je jednosmjerni prijenos F-plazmida iz ćelije donora u ćeliju primaoca u međusobnom kontaktu. U ovom slučaju, bakterije su međusobno povezane posebnim F-pili (F-fimbriae), kroz čije se kanale prenose fragmenti DNK. Konjugacija se može podijeliti na sljedeće faze: 1) odmotavanje F-plazmida, 2) prodiranje jednog od lanaca F-plazmida u ćeliju primaoca kroz F-pilus, 3) sinteza komplementarnog lanca na jednolančani DNK šablon (javlja se kao u ćeliji donor (F+), iu ćeliji primaocu (F-)). Transformacija je jednosmjerni prijenos fragmenata DNK iz ćelije donora u ćeliju primaoca koji nisu u kontaktu jedan s drugim. U ovom slučaju, ćelija donor ili "oslobađa" mali fragment DNK iz sebe, ili DNK ulazi okruženje nakon smrti ove ćelije. U svakom slučaju, ćelija primaoca aktivno apsorbuje DNK i integriše je u sopstveni „hromozom“. Transdukcija je prijenos fragmenta DNK iz ćelije donora u ćeliju primaoca pomoću bakteriofaga.

10 slajd

Opis slajda:

Formiranje spora U nepovoljnim uslovima, bakterija se prekriva gustom ljuskom, citoplazma je dehidrirana, a vitalna aktivnost gotovo prestaje. U tom stanju, bakterijske spore mogu satima ostati u dubokom vakuumu i tolerisati temperature od –240 °C do +100 °C.

11 slajd

12 slajd

Opis slajda:

Načini ishrane 4. Autotrofi koji ne zahtijevaju tvari koje proizvode drugi organizmi uključuju fotosintetike (na primjer, ljubičaste bakterije i plavo-zelene alge). Nemaju jezgro, hromatofore ili vakuole. Postoje nukleoproteini. Cijanobakterije razlažu vodu u vodik, koji se koristi za sintezu ugljikohidrata i kisika. Sposoban da koristi dušik iz zraka i pretvara ga u organske oblike dušika. Tokom fotosinteze oslobađa se kiseonik. Imaju hlorofil a i plave i smeđe pigmente. Razmnožavaju se aseksualno. 5. Hemosinteza - sinteza organskih jedinjenja iz ugljični dioksid i vode, koje se ne odvijaju zbog energije svjetlosti, već zbog energije oksidacije neorganskih tvari. Hemosintetski organizmi uključuju neke vrste bakterija. Nitrifikacijske bakterije oksidiraju amonijak u dušik, a zatim u azotna kiselina(NH3 → HNO2 → HNO3). Gvozdene bakterije pretvaraju gvožđe gvožđe u oksidno gvožđe (Fe2+ → Fe3+). Bakterije sumpora oksidiraju vodonik sulfid u sumpor ili sumpornu kiselinu (H2S + ½O2 → S + H2O, H2S + 2O2 → H2SO4). Kao rezultat reakcija oksidacije anorganskih tvari, oslobađa se energija koju bakterije pohranjuju u obliku visokoenergetskih ATP veza. ATP se koristi za sintezu organskih tvari, koja se odvija slično reakcijama tamne faze fotosinteze. Hemosintetske bakterije doprinose akumulaciji minerala u tlu, poboljšavaju plodnost tla, potiču prečišćavanje otpadnih voda itd.

Slajd 13

Opis slajda:

Značaj Učestvujte u kruženju supstanci u prirodi. Učestvuju u formiranju strukture i plodnosti tla. U formiranju i uništavanju mineralnih sirovina. Održavajte rezerve ugljičnog dioksida u atmosferi. Koristi se u prehrambenoj, mikrobiološkoj, hemijskoj i drugim industrijama. Patogeni - patogeni. Mikroorganizmi se koriste za biološki tretman otpadnih voda i poboljšanje kvaliteta tla. Trenutno su razvijene metode za proizvodnju mangana, bakra i kroma razvijanjem deponija starih rudnika uz korištenje bakterija, gdje konvencionalne metode rudarenja nisu ekonomski isplative. Escherichia coli, bakterija koja živi u ljudskom crijevu, koristi se u genetskom inženjeringu. Uz nju se dobija hormon rasta - somatotropin, hormon insulin, proteinski interferon, koji pomaže u virusna infekcija. Najvažnije ekološke funkcije bakterija su fiksacija dušika i mineralizacija organskih ostataka. Fiksacija molekularnog dušika od strane bakterija kako bi se formirao amonijak (fiksacija dušika) i naknadna nitrifikacija amonijaka je vitalni proces jer biljke ne mogu apsorbirati plinoviti dušik. Otprilike 90% fiksiranog dušika proizvode bakterije, uglavnom plavo-zelene alge i rizobium bakterije. Bakterije se široko koriste u prehrambena industrija za proizvodnju sireva i fermentisanih mlečnih proizvoda, kiseljenje kupusa (pri čemu se stvaraju organske kiseline). Bakterije se koriste za ispiranje ruda (prvenstveno bakra i uranijuma), za prečišćavanje otpadnih voda od organskih ostataka, za preradu svile i kože, za suzbijanje poljoprivrednih štetočina i za proizvodnju lijekova (na primjer, interferon). Neke bakterije se naseljavaju u probavnom traktu biljojeda, osiguravajući probavu vlakana. Bakterije donose ne samo koristi, već i štetu. Oni se razmnožavaju prehrambeni proizvodi, čime su nanijeli njihovu štetu. Da bi se zaustavila reprodukcija, proizvodi se pasteriziraju (održavaju pola sata na temperaturi od 61–63 ° C), čuvaju na hladnom, suše (sušenje ili dimljenje), sole ili kisele. Bakterije izazivaju ozbiljne bolesti kod ljudi (tuberkuloza, antraks, upala krajnika, trovanje hranom, gonoreja, itd.), životinje i biljke (na primjer, plamenjača na stablima jabuke). Povoljni vanjski uvjeti povećavaju brzinu rasta bakterija i mogu uzrokovati epidemije. Patogene bakterije u organizam ulaze kapljicama iz zraka, kroz rane i sluzokože, te probavni trakt. Simptomi bolesti uzrokovanih bakterijama obično se objašnjavaju djelovanjem otrova koje proizvode ti mikroorganizmi ili nastaju kada su uništeni.

Slajd 14

Opis slajda:

Šema implementacije genetskih informacija kod pro- i eukariota. Kod prokariota, sinteza proteina ribozomom (translacija) nije prostorno odvojena od transkripcije i može se dogoditi čak i prije završetka sinteze mRNA pomoću RNA polimeraze. Prokariotske mRNA su često policistronske, što znači da sadrže nekoliko nezavisnih gena.

razmotriti strukturne karakteristike i funkcije nemembranskih i dvomembranskih organela.

Karakteristike bakterija

Rasprostranjeno svuda: u vodi, zemljištu, vazduhu, živim organizmima. Nalaze se i u najdubljim okeanskim basenima i na najvišem planinskom vrhu na Zemlji - Everestu, kako u ledu Arktika i Antarktika, tako iu toplim izvorima. U tlu prodiru do dubine od 4 km ili više, spore bakterija u atmosferi nalaze se na nadmorskoj visini do 20 km, a hidrosfera općenito nema granica za stanište ovih organizama.

Bakterije se mogu naseliti na gotovo svakom organskom ili neorganskom supstratu.

Uprkos jednostavnosti njihove strukture, oni imaju visok stepen prilagodljivosti širokom spektru uslova okoline. To je moguće zahvaljujući sposobnosti bakterija da brzo mijenjaju generacije. S oštrom promjenom životnih uvjeta, mutantni oblici brzo se pojavljuju među bakterijama koje su sposobne postojati u novim uvjetima okoline.

Veličine od 1 do 15 mikrona. Na osnovu oblika ćelija razlikuju se: sferni - koki:

mikrokoke- podijeljeni u različitim ravnima, ležeći pojedinačno;

diplococci

tetracocci

streptokoke -

stafilokoke -

sarcins -

• diplococci- podijeliti u jednoj ravni, formirati parove; tetracocci- podijeljeno u dvije ravni, formirajući tetrade; streptokoke - podijeljeni u jednoj ravni, formirajući lance; stafilokoke - dijele se u različitim ravnima, formiraju grozdove nalik grozdovima; sarcins - podijeljeni su u tri ravni, formirajući čopore od 8 jedinki.

izduženi - bacili(u obliku štapa) - podijeljeni u različitim ravnima, ležeći pojedinačno;

uvrnuto – vibrije(kao zarez); spirilla- imaju od 4 do 6 okreta; spirohete- duge i tanke naborane forme sa brojem zavoja od 6 do 15.

Osim glavnih, u prirodi se nalaze i drugi, vrlo raznoliki, oblici bakterijskih stanica.

Ćelijski zid

Bakterijska ćelija je zatvorena u gustu, krutu ćelijsku stijenku, koja čini 5 do 50% suhe mase ćelije.

Ćelijski zid služi kao vanjska barijera ćelije, uspostavljajući kontakt između mikroorganizma i okoline.

Glavna komponenta ćelijskog zida bakterije je polisaharid murein. Na osnovu sadržaja mureina, sve bakterije se dijele u dvije grupe: gram-pozitivne i gram-negativne.

Mnoge bakterije imaju mukozni matriks - kapsulu - smještenu na vrhu ćelijskog zida. Kapsule se formiraju od polisaharida. Ponekad kapsula sadrži polipeptide. U pravilu, kapsula obavlja zaštitnu funkciju, štiteći ćeliju od utjecaja nepovoljnih čimbenika okoline. Osim toga, može olakšati pričvršćivanje na podlogu i učestvovati u kretanju.

Citoplazmatska membrana regulira protok hranjivih tvari u ćeliju i oslobađanje metaboličkih produkata prema van.

Tipično, brzina rasta citoplazmatske membrane je brža od brzine rasta ćelijskog zida. To dovodi do činjenice da membrana često formira brojne invaginacije (invaginacije) raznih oblika - mezozomi .

Mezozomi povezani s nukleoidom igraju ulogu u replikaciji DNK i naknadnoj segregaciji hromozoma.

Možda mezozomi osiguravaju podjelu ćelije u zasebne odvojene odjeljke, stvarajući tako povoljne uvjete za nastanak enzimskih procesa.

U ćelijama fotosintetskih bakterija postoje formacije intracitoplazmatske membrane - hromatofore, osiguravajući pojavu bakterijske fotosinteze.

Bakterije karakteriziraju ribozomi od 70 S, formirani od dvije podjedinice: 30 S i 50 S. Ribosomi bakterijskih ćelija sastavljaju se u polisome formirane od desetina ribozoma.

Bakterijske ćelije mogu imati različite citoplazmatske inkluzije - plinske vakuole, vezikule koje sadrže bakteriohlorofil, polisaharide, naslage sumpora i druge.

Nukleoid. Bakterije nemaju strukturno formirano jezgro. Genetski aparat bakterija se zove nukleoid. To je molekul DNK koncentriran u ograničenom prostoru citoplazme.

Molekul DNK ima tipičnu strukturu. Sastoji se od dva polinukleotidna lanca koji formiraju dvostruku spiralu. Za razliku od eukariota, DNK ima kružnu strukturu, a ne linearnu strukturu.

Molekul DNK bakterija identificiran je s jednim hromozomom eukariota. Ali ako je DNK kod eukariota povezana sa proteinima u hromozomima, onda DNK bakterija ne formira komplekse sa proteinima.

Bakterijska DNK je usidrena na citoplazmatskoj membrani u regiji mezozoma.

Ćelije mnogih bakterija imaju nehromozomske genetske elemente - plazmidi. Oni su mali kružni molekuli DNK koji se mogu replicirati nezavisno od hromozomske DNK. Među njima ima F -faktor- plazmid koji kontroliše seksualni proces.

Flagella. Među bakterijama postoji mnogo mobilnih oblika. Flagele igraju glavnu ulogu u kretanju.

Bakterijske flagele su samo površno slične eukariotskim flagelama, ali je njihova struktura drugačija. Imaju manji prečnik i nisu okruženi citoplazmatskom membranom. Flagelum filament se sastoji od 3-11 spiralno uvijenih vlakana formiranih od proteina flagelina.

U bazi se nalazi kuka i upareni diskovi koji povezuju nit sa citoplazmatskom membranom i ćelijskom stijenkom. Flagele se kreću, rotirajući u membrani. Broj i lokacija flagela na površini ćelije mogu varirati.

Fimbrije- To su tanke niti nalik na strukture na površini bakterijskih ćelija, koje su kratki ravni šuplji cilindri formirani od proteina pilina. Zahvaljujući fimbrijama, bakterije se mogu vezati za podlogu ili prianjati jedna za drugu. Posebne fimbrije - genitalne fimbrije, ili F -pio- osigurati razmjenu genetskog materijala između stanica.

Fiziologija bakterija. Ishrana

Načini ishrane

Heterotrofi

Autotrofi

Saprotrofi

Fotoautotrofi

Chemoautotrophs

Simbioti

Fiziologija bakterija. Ishrana

Ishrana bakterija.

Zajedno s hranom, bakterije, kao i drugi organizmi, primaju energiju za vitalne procese i građevinski materijal za sintezu ćelijskih struktura.

Među bakterijama su:

heterotrofi koji troše gotovu organsku materiju. Oni mogu biti:

saprotrofi, odnosno hrane se mrtvom organskom materijom;

Fiziologija bakterija. Ishrana

Druga grupa autotrofi, sposoban je sintetizirati organske tvari iz neorganskih. Među njima su:

fotoautotrofi, hemoautotrofi

• fotoautotrofi, sintetiziranje organskih tvari korištenjem svjetlosne energije, i hemoautotrofi, sintetizirajući organske tvari zbog kemijske energije oksidacije neorganskih tvari: sumpora, vodonik sulfida, amonijaka itd. To uključuje nitrifikacijske bakterije, bakterije gvožđa, bakterije vodika, itd.

fotoautotrofi:

Fotosintetske sumporne bakterije (zelene i ljubičaste) Oni imaju fotosistem-1 i ne oslobađaju kiseonik tokom fotosinteze, donor vodonika je H2S:

6SO 2 + 12H 2 S → WITH 6 N 12 O 6 + 12 S + 6H 2 O

U cijanobakterijama (plavo-zelenim) Pojavio se fotosistem-2 i tokom fotosinteze se oslobađa kiseonik, donor vodonika za sintezu organske materije je H2O:

6SO 2 + 12H 2 O → WITH 6 N 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

Fiziologija bakterija

Chemoautotrophs :

Hemosintetici oksidiraju amonijak (nitrifikujuće bakterije), vodonik sulfid, sumpor, vodonik i spojeve željeza. Izvor vodika za redukciju ugljičnog dioksida je voda. Otkrio 1887. S.N. Vinogradsky.

Najvažnija grupa hemosintetika je nitrificirajuće bakterije , sposoban da oksidira amonijak koji nastaje tokom raspadanja organskih ostataka, prvo u azotnu, a zatim u azotnu kiselinu:

2 N.H. 3 + 3O 2 = 2HNO 2 + 2H 2 O+663 kJ

2H N O 2 + O 2 = 2HNO 3 + 142 kJ

Dušična kiselina, reagujući sa mineralnim jedinjenjima u tlu, formira nitrate, koje biljke dobro apsorbuju.

Fiziologija bakterija

hemoautotrofi:

Bezbojne sumporne bakterije oksidiraju sumporovodik i akumuliraju sumpor u svojim ćelijama:

2H 2 S + O 2 = 2H 2 O+2 S + 272 kJ

Uz nedostatak sumporovodika, bakterije dalje oksidiraju sumpor u sumpornu kiselinu:

2 S + 3O 2 + 2H 2 O = 2H 2 S O 4 + 636 kJ

Gvozdene bakterije oksidirati dvovalentno željezo u trovalentno:

4 FeCO 3 + O 2 +H 2 O = 4Fe(OH) 3 + 4CO 2 + 324 kJ

Vodikove bakterije iskoristiti energiju oslobođenu tokom oksidacije molekularnog vodonika:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + 235 kJ

Fiziologija bakterija. Reprodukcija

Bakterije su sposobne za intenzivnu reprodukciju. Nema spolnog razmnožavanja kod bakterija; poznato je samo aseksualno razmnožavanje. Neke bakterije, pod povoljnim uslovima, mogu da se podele svakih 20 minuta.

Aseksualna reprodukcija

Aseksualna reprodukcija je glavni način razmnožavanja bakterija. Može se izvesti binarnom fisijom i pupanjem.

Većina bakterija se razmnožava binarnom jednakom poprečnom diobom stanica. U ovom slučaju formiraju se dvije identične ćelije kćeri. Replikacija DNK događa se prije podjele.

Pupanje. Neke bakterije se razmnožavaju pupanjem. U ovom slučaju, na jednom od polova matične ćelije formira se kratka izraslina - hypha, na čijem kraju se formira pupoljak, u njega prelazi jedan od podijeljenih nukleoida. Pupoljak raste, pretvarajući se u ćeliju kćer, i odvaja se od matične ćelije kao rezultat formiranja pregrade između pupoljka i hife.

Seksualni proces ili genetska rekombinacija.

Ne postoji seksualna reprodukcija, ali je seksualni proces poznat. Gamete se ne formiraju u bakterijama, nema stapanja ćelija, ali se dešava najvažniji događaj seksualnog procesa – razmena genetskih informacija. Ovaj proces se zove genetska rekombinacija. Deo DNK (ređe sve) ćelija donor prenosi u ćeliju primaoca i zamenjuje deo DNK ćelije primaoca. Rezultirajuća DNK se zove rekombinantna. Sadrži gene iz obe roditeljske ćelije.

Postoje tri metode genetske rekombinacije: konjugacija, transdukcija, transformacija;

Konjugacija- Ovo je direktan prenos komada DNK iz jedne ćelije u drugu tokom direktnog kontakta ćelija jedna sa drugom. Donorska ćelija formira ono što se zove F-pilus, čije formiranje kontroliše poseban plazmid - F-plazmid. Tokom konjugacije, DNK se prenosi samo u jednom pravcu (od donora do primaoca), nema obrnutog transfera.

Transdukcija je prijenos fragmenata DNK s jedne bakterije na drugu pomoću bakteriofaga.

Važnost bakterija

Bakterije igraju veliku ulogu u biosferi i životu ljudi. Bakterije učestvuju u mnogim biološkim procesima, posebno u kruženju supstanci u prirodi. Značaj za biosferu:

Putrefaktivne bakterije uništavaju organske spojeve neživih organizama koji sadrže dušik, pretvarajući ih u humus.

Mineralizujuće bakterije razlažu složene organske spojeve humusa u jednostavne anorganske tvari, čineći ih dostupnim biljkama.

Mnoge bakterije mogu fiksirati atmosferski dušik.Štaviše, azotobacter, slobodno živi u tlu, fiksira dušik nezavisno od biljaka, i nodusne bakterije Svoju aktivnost pokazuju samo u simbiozi s korijenjem viših biljaka (uglavnom mahunarki, zahvaljujući ovim bakterijama, tlo se obogaćuje dušikom i povećava produktivnost biljaka).

Važnost bakterija

Simbiotske bakterije Crijeva životinja (prvenstveno biljojeda) i ljudi osiguravaju apsorpciju vlakana i formiraju vitamine (B 12, K).

Bakterije također igraju značajnu ulogu u procesima formiranja tla.(uništenje minerala stena koje formiraju tlo, formiranje humusa).

Važnost bakterija

Značenje za osobu:

• Dobivanje proizvoda mliječne kiseline za kiseljenje kupusa, siliranje hrane;
• Za proizvodnju organskih kiselina, alkohola, acetona, enzimskih preparata;

Važnost bakterija

• Aktivno se koriste kao proizvođači mnogih biološki aktivnih supstanci (antibiotika, aminokiselina, vitamina itd.) koje se koriste u medicini, veterini i stočarstvu;
• Zahvaljujući metodama genetskog inženjeringa, potrebne tvari poput humanog inzulina i interferona dobivaju se uz pomoć bakterija;

Važnost bakterija

• Ljudi također koriste bakterije za pročišćavanje otpadnih voda.
• Negativnu ulogu imaju patogene bakterije koje uzrokuju bolesti biljaka, životinja i ljudi.
• Mnoge bakterije uzrokuju kvarenje hrane i oslobađaju otrovne tvari.

Ponavljanje:

Nastavite rečenice:

• Genetski materijal u prokariotima je predstavljen sa (_).
• Ribosomi kod prokariota se razlikuju od eukariota (_).
• Prokarioti nemaju jednomembranske organele: EPS? Golgijev kompleks? Lizozomi? Vakuole?
• Prokarioti nemaju dvomembranske organele: Nukleus? Mitohondrije? Plastidi?
• Prokarioti se razmnožavaju (_).
• U odnosu na kiseonik, bakterije se dijele na (_).
• Heterotrofni organizmi - (_).
• Autotrofni organizmi - (_).