Клубеньковые бактерии паразиты или нет
Обновлено: 26.04.2024
Сапротрофами называют бактерии, получающие органические вещества из отмерших организмов или выделений живых организмов.
2. Какие бактерии называют паразитами?
Паразитами называют бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов.
3. Что такое фотосинтез?
Фотосинтез — это процесс образования органических веществ из неорганических с помощью энергии света в зеленых частях растений.
4. Какие примеры круговорота веществ в природе вы знаете?
Круговорот воды в природе
Круговорот веществ и энергии
Вопросы в конце параграфа
1. В чём значение бактерий в природе?
Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Они разлагают сложные вещества (отмершие грибы, растения и трупы животных) на простые, которые снова используют растения. Питаясь этими органическими веществами, сапротрофные бактерии гниения превращают их в перегной, тем самым являясь своеобразными санитарами нашей планеты.
2. Что вы знаете о клубеньковых бактериях?
Клубеньковые бактерии — азотофиксирующие бактерии. Они способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков.
Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения, а сами получают от растений углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует симбиоз.
3. Как человек использует молочнокислые бактерии?
Молочнокислые бактерии человек использует в пищевой промышленности. Питаясь сахаром, содержащимся в молоке, они образуют молочную кислоту. Под действием этой кислоты молоко превращается в простоквашу, сливки — в сметану. С помощью молочнокислых бактерий люди квасят овощи. Образовавшаяся молочная кислота предохраняет овощи и корма от порчи.
4. Как можно защитить продукты питания от бактерий?
Чтобы защитить продукты питания от бактерий, их сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют, стерилизуют и замораживают.
Для предохранения книг от порчи бактериями их окуривают сернистым газом.
5. Как бактерии попадают в организм человека и какой вред они наносят?
Попасть в организм человека бактерии могут разными путями. Одними человек может заразиться при общении с больным через мельчайшие капельки слюны при разговоре, кашле и чихании (воздушно-капельный путь), другими — при употреблении пищи или воды, в которую попали болезнетворные бактерии. Антисанитарные условия, грязь, большая скученность людей, несоблюдение правил личной гигиены способствуют быстрому размножению и распространению болезнетворных бактерий.
Попадая в организм человека болезнетворные бактерии питаются, быстро размножаются и отравляют организм продуктами своей жизнедеятельности. Человек заболевает.
6. Какие болезни, вызываемые бактериями, вам известны?
Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулез, ангину, менингит, сап, сибирскую язву, бруцеллез и другие болезни.
7. Какие условия способствуют распространению болезнетворных бактерий?
Антисанитарные условия, грязь, большая скученность людей, несоблюдение правил личной гигиены способствуют быстрому размножению и распространению болезнетворных бактерий.
8. Какие меры применяют для борьбы с заболеваниями, вызываемыми бактериями?
В настоящее время проводят специальные мероприятия для предупреждения заразных заболеваний. Специальные службы осуществляют контроль за источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в отстойниках, пропуская ее через фильтры, хлорируют, озонируют.
Разработано множество лекарственных препаратов, для лечение заболеваний, вызывающих бактериями.
Для уничтожения бактерий в помещении, где находится заразный больной, проводят дезинфекцию, то есть опрыскивание или окуривание химическими веществами, вызывающими гибель бактерий. Солнечный свет также губителен для многих бактерий, например, для бактерий туберкулёза.
Для предупреждения заразных заболеваний применяют вакцинацию населения.
Подумайте
Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?
Бактерии являются важнейшим звеном общего круговорота веществ в природе. Именно бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы, превращая вещества в простые, которые снова используют растения.
Задания
1. Выясните, какие бактериальные препараты продаются в специализированных магазинах вашего населённого пункта.
У нас в аптеках продаются препараты для нормализации микрофлоры кишечника, содержащие бифидо и лактобактерии (линекс, бифидумбактерин и др.)
В аптеках еще можно приобрести антибиотики — антибактериальные препараты (азитромицин, амоксициллин, доксициклин и др.)
2. Сделайте тонкие срезы корней бобовых растений (клевер, горох, люпин, люцерна и др.) в разные периоды их жизни. Рассмотрите их под большим увеличением микроскопа. Зарисуйте увиденное в тетради. Сделайте вывод.
Клубеньковые бактерии — азотофиксирующие бактерии, способные поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти бактерии поселяются в корнях бобовых растений, вызывая разрастание клеток корней и образование на них клубеньков
Под большим увеличением микроскопа на срезе корня можно увидеть множество азотофиксирующих бактерий, живущих в корне.
Азотфиксирующие бактерии – это бактерии, обладающие способностью к биологической азотфиксации, то есть связыванию азота атмосферы и переводу его в азотосодержащие соединения [4] [2] .
Азотофиксирующие бактерии Rhizobium на корне люцерны
Зеленые растения не способны питаться азотом, поглощая его в чистом виде из атмосферного воздуха или почвы. Денитрифицирующие бактерии выделяют азот из органических соединений и переводят его в чистый азот атмосферы. Тем самым они делают его недоступным для растений. В противовес им азотфиксирующие микроорганизмы, в основном бактерии, связывают атмосферный воздух в органических соединениях и делают его доступным для растений. Таким образом, поддерживается баланс азота в природе [4] .
К азотфиксирующим бактериям относятся: клубеньковые бактерии, некоторые актиномицеты, цианобактерии. Азотофиксаторы установлены во многих родах бактерий: Bradyrhizobium, Pseudomonas. Имеются данные о способности бактерий одних и тех же видов, в зависимости от условий развития, осуществлять два диаметрально противоположных процесса – азотфиксацию и денитрификацию [3] .
Клубень азотфиксирующих актиномицетов
рода Frankia alni, прикрепленный к корням ольхи.
Клубеньковые бактерии
Клубеньковые бактерии – одна из самых изученных групп азотофиксирующих бактерий. В настоящее время их относят к роду Rhizobium, а видовые названия обычно соответствуют названию того растения, из клубеньков на корнях которого, выделены бактерии. В частности, Rhizobium trifolii – растение-хозяин клевер, Rhizobium phaseoli – растение-хозяин фасоль, Rhizobium leguminosarum – растение-хозяин горох. Это объясняется видоспецифичностью клубеньковых бактерий [3] .
Существование клубеньковых бактерий является примером мутуалистических (взаимовыгодных) симбиотических взаимоотношений, относящихся к типу эндосимбиозов, при котором клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма [3] .
Клубеньковые бактерии – грамотрицательные подвижные палочки в свободном состоянии и в молодых клубеньках. При дальнейшем развитии они приобретают неправильную форму и превращаются в разветвленные, булавовидные или сферические бактероиды. На этой стадии происходит фиксация молекулярного азота [3] .
Клубеньковые бактерии являются микроаэрофильными микроорганизмами, способными развиваться при низком парционном давлении кислорода в среде. Они хемотрофы, гетеротрофы (хемогетеротрофы), часто нуждаются в факторах роста (витаминах): тиамине, пантотеновой кислоте, биотине. Оптимальная температура роста – +24°C–+26 °C [3] .
Обычно клубеньковые бактерии существуют в почве свободно, их количеств зависит от типа и характера почвы, предшествующей сельскохозяйственной обработки. Характерно, что в свободном состоянии, то есть, находясь в почве, данная группа бактерий не способна фиксировать азот из атмосферы, а использует связанный азот [3] .
Симбиотическая связь растения и клубеньковых бактерий устанавливается в фазе прорастания семян. При их развитии корни выделяют органические питательные вещества, стимулирующие размножение ризосферных микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий. Их почвы клубеньковые бактерии проникают в корень через корневые волоски [3] .
В корневой волосок проникает сразу несколько бактерий. Процесс проникновения сопровождается инвагинацией мембраны корневого волоска. Это приводит к образованию трубки (инфекционной нити), выстланной целлюлозой, вырабатываемой клетками растения-хозяина. В ней располагаются интенсивно размножающиеся бактерии. Инфекционная нить проникает в кору корня, проходит через ее клетки. Клубенек развивается при достижении инфекционной нитью тетраплоидной клетки ткани коры. Одновременно наблюдается полиферация тетраплоидной клетки и соседних диплоидных клеток коры. Индуцирует пролиферацию индолилуксусная кислота – растительный гормон, синтезируемый клубеньковыми бактериями.В конце периода роста растения-хозяина часто наблюдается полное исчезновение бактерий из клубеньков в связи с их отмиранием. Вещества отмерших клеток поглощает растение-хозяин [3] .
Для обогощения почвы клубеньковыми бактериями в промышленных масштабах производятся специализированные препараты, содержащие клубеньковые бактерии. Они используются для предпосевной обработки семян бобовых [3] .
Многообразие азотфиксирующих бактерий
Кроме клубеньковых бактерий способностью к азотофиксации обладают многие другие микроорганизмы:
- Бактерий рода Bradyrhizobium – вступают в эндосибиотические мутуалистические взаимоотношения с бобовыми растениями тропического и иногда умеренного пояса. Все штаммыбактерий данного рода обнаруживают сроство к определенному кругу хозяев. В частности, вторая по экономической значимости сельскохозяйственная культура в США соя – формирует симбиоз с бактериямивидаBradyrhizobium japonicum. Также как и клубеньковые бактерии, Bradyrhizobium образуют клубеньки, в которых клетки бактерий имеют неправильную раздутую форму (бактероиды) и продуцируют нитрогеназу – фермент, способствующий фиксации азота[3] .
- Актномицеты рода Frankia. Хозяевами актиномицетов-симбиотов выступают более 200 видов двухдольных древесных растений, принадлежащих к восьми семействам, в числе которых ольха, облепиха, стланик, казуарина. На корнях растений в результате симбиоза с актиномицетами образуются клубеньки, достигающие в диаметре 5 см. Актиномицеты проникают в корни через корневые волоски и образуют клубеньки. В них также как и у бобовых образуется леггемоглобин, защищающий нитрогеназу от избытка молекулярного кислорода. Химизм фиксации азота актиномицетами аналогичен подобному процессу у клубеньковых бактерий, но более экономичен с точки зрения расхода АТФ. Кроме того, актиномицеты рода Frankia способны к азотфиксации в свободноживущем состоянии, без контакта с растением [3] .
- Бактерий родов Chromatium и Klebsiella вступают в эндосимбиоз с тропическими растениями Peretta и Psichoteria, образуя на их листьях клубеньки в которых осуществляется фиксация азота[3] .
- Цианобактерии – это многоклеточные организмы, отдельные клетки которых, в условиях отсутствия связанного азота, преобразуются в специализированные формы – гетероцисты. В них происходит фиксация атмосферного азота. В гетероцистах нитрогеназа защищена от ингибирующего действия молекулярного кислорода дополнительными поверхностными оболочками. Цианобактерии способны образовывать симбиозы с широким кругом растений, включая покрытосеменные, голосеменные, папоротники, мхи и даже одноклеточные морские диатомовые водоросли. Наиболее изучен эндосимбиоз цианобактерий Anabaena azollae с водным папоротником Azolla, у которого цианобактерии содержаться в полостях листьев, растущих на поверхности стоячих вод [3] .
Бактерии рода Pseudomonas, обитающие в ризосфере различных растений, способны фиксировать молекулярный азот. Азотфиксирующие свойства выявлены у штаммов P. saccharophila, P. dеlafieldii, P. aurantiaca и др.
Особое место в жизни человека занимают бактерии-паразиты, способные вызывать заболевания. Болезнетворные бактерии поселяются в организме человека, питаются за его счёт, размножаются, выделяют продукты своей жизнедеятельности и отравляют ими организм.
Наиболее опасны для человека такие бактериальные заболевания, как менингит, ангина, бактериальная пневмония, тиф, туберкулёз, столбняк, холера, дифтерия.
Заразиться некоторыми из этих болезней можно воздушно-капельным путём, т. е. через капельки слюны, попадающие в воздух при чихании, кашле или разговоре. Возбудители других болезней передаются через загрязнённые продукты питания или воду.
Быстрое распространения болезнетворных бактерий может привести к эпидемии, т. е. массовому заболеванию людей. Возникновению эпидемии способствует несоблюдение правил личной гигиены и антисанитария.
Одним из опасных заболеваний, вызванных бактериями, является туберкулёз . Туберкулёзная палочка обычно поражает лёгкие, но может затрагивать также почки, кости и другие органы. Туберкулёз — болезнь, которая может длиться годами. Передаётся эта болезнь через воздух с капельками слюны и слизи больного человека.
Чума — тяжёлая и самая скоротечная болезнь, которая может погубить человека всего за несколько часов. Её возбудитель — чумная палочка .
В древние времена эпидемии этой страшной болезни опустошали города и сёла. Например, в \(VI\) столетии в крупных городах Центральной Европы эпидемия чумы уничтожала каждый день тысячи человек. В настоящее время чума тоже может быть опасной. Переносят бактерии чумы блохи, которые паразитируют на мелких грызунах (например, на мышах).
Гнойные заболевания, такие как ангины и фурункулёз, вызываются некоторыми видами стрептококковых и стафилококковых бактерий .
Болезнетворные бактерии могут вызывать заболевания животных и растений. Бактериальные болезни животных — бруцеллёз, сибирская язва, сап. От животных болезнь может передаться и человеку.
Известны также бактерии, которые поражают растения, что приводит к значительному снижению урожайности культурных растений.
Разработаны способы предупреждения болезней, вызванных болезнетворными бактериями. Санитарные службы строго контролируют качество продуктов питания и воды. Водопроводная вода проходит специальную обработку. Её пропускают через отстойники и фильтры, обрабатывают хлором или озоном для уничтожения микроорганизмов.
Если человек заразился, его лечат антибиотиками, т. е. лекарствами против болезнетворных бактерий. Помогает предотвратить распространение болезни дезинфекция помещений, т. е. их обработка специальными веществами, уничтожающими вредные бактерии.
Очень важно регулярное проветривание помещений. Количество опасных бактерий после проветривания снижается в несколько раз.
Азотфиксирующие бактерии – это бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , обладающие способностью к биологической азотфиксации, то есть связыванию азота атмосферы и переводу его в азотосодержащие соединения.
Зеленые растения не способны питаться азотом, поглощая его в чистом виде из атмосферного воздуха или почвы. Денитрифицирующие бактерии выделяют азот из органических соединений и переводят его в чистый азот атмосферы. Тем самым они делают его недоступным для растений. В противовес им азотфиксирующие микроорганизмы, в основном бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , связывают атмосферный воздух в органических соединениях и делают его доступным для растений. Таким образом, поддерживается баланс азота в природе.
Колонии азотфиксирующих бактерий
К азотфиксирующим бактериям относятся: клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , некоторые актиномицеты, цианобактерии. Азотофиксаторы установлены во многих родах бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. : Bradyrhizobium, Pseudomonas. Имеются данные о способности бактерий одних и тех же видов, в зависимости от условий развития, осуществлять два диаметрально противоположных процесса – азотфиксацию и денитрификацию.
Клубеньковые бактерии
Клубеньковые бактерии – одна из самых изученных групп азотофиксирующих бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . В настоящее время их относят к роду Rhizobium, а видовые названия обычно соответствуют названию того растения, из клубеньков на корнях которого, выделены бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . В частности, Rhizobium trifolii – растение-хозяин клевер, Rhizobium phaseoli – растение-хозяин фасоль, Rhizobium leguminosarum – растение-хозяин горох. Это объясняется видоспецифичностью клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .
Симбиоз азотфиксирующих бактерий и корневой системы растения
Существование клубеньковых бактерий является примером мутуалистических (взаимовыгодных) симбиотических взаимоотношений, относящихся к типу эндосимбиозов, при котором клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма.
Клубеньковые бактерии – грамотрицательные Грамотрицательные бактерии – это бактерии которые не окрашиваются кристаллич. подвижные палочки в свободном состоянии и в молодых клубеньках. При дальнейшем развитии они приобретают неправильную форму и превращаются в разветвленные, булавовидные или сферические бактероиды. На этой стадии происходит фиксация молекулярного азота.
Клубеньковые бактерии являются микроаэрофильными микроорганизмами, способными развиваться при низком парционном давлении кислорода в среде. Они хемотрофы, гетеротрофы (хемогетеротрофы), часто нуждаются в факторах роста (витаминах): тиамине, пантотеновой кислоте, биотине. Оптимальная температура роста – +24°C–+26 °C.
Обычно клубеньковые бактерии существуют в почве свободно, их количеств зависит от типа и характера почвы, предшествующей сельскохозяйственной обработки. Характерно, что в свободном состоянии, то есть, находясь в почве, данная группа бактерий не способна фиксировать азот из атмосферы, а использует связанный азот.
Симбиотическая связь растения и клубеньковых бактерий устанавливается в фазе прорастания семян. При их развитии корни выделяют органические питательные вещества, стимулирующие размножение ризосферных микроорганизмов, в том числе клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Их почвы клубеньковые бактерии проникают в корень через корневые волоски.
В корневой волосок проникает сразу несколько бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Процесс проникновения сопровождается инвагинацией мембраны корневого волоска. Это приводит к образованию трубки (инфекционной нити), выстланной целлюлозой, вырабатываемой клетками растения-хозяина. В ней располагаются интенсивно размножающиеся бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Инфекционная нить проникает в кору корня, проходит через ее клетки. Клубенек развивается при достижении инфекционной нитью тетраплоидной клетки ткани коры. Одновременно наблюдается полиферация тетраплоидной клетки и соседних диплоидных клеток коры. Индуцирует пролиферацию индолилуксусная кислота – растительный гормон, синтезируемый клубеньковыми бактериями Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. .В конце периода роста растения-хозяина часто наблюдается полное исчезновение бактерий из клубеньков в связи с их отмиранием. Вещества отмерших клеток поглощает растение-хозяин.
Для обогощения почвы клубеньковыми бактериями в промышленных масштабах производятся специализированные препараты, содержащие клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. . Они используются для предпосевной обработки семян бобовых.
Разновидности азотфиксирующих бактерий
Кроме клубеньковых бактерий способностью к азотофиксации обладают многие другие микроорганизмы:
- Бактерии рода Bradyrhizobium – вступают в эндосибиотические мутуалистические взаимоотношения с бобовыми растениями тропического и иногда умеренного пояса. Все штаммы бактерий данного рода обнаруживают сроство к определенному кругу хозяев. В частности, вторая по экономической значимости сельскохозяйственная культура в США соя – формирует симбиоз с бактериями вида Bradyrhizobium japonicum. Также как и клубеньковые бактерии Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , Bradyrhizobium образуют клубеньки, в которых клетки бактерий имеют неправильную раздутую форму (бактероиды) и продуцируют нитрогеназу – фермент, способствующий фиксации азота.
- Актномицеты рода Frankia. Хозяевами актиномицетов-симбиотов выступают более 200 видов двухдольных древесных растений, принадлежащих к восьми семействам, в числе которых ольха, облепиха, стланик, казуарина. На корнях растений в результате симбиоза с актиномицетами образуются клубеньки, достигающие в диаметре 5 см. Актиномицеты проникают в корни через корневые волоски и образуют клубеньки. В них также как и у бобовых образуется леггемоглобин, защищающий нитрогеназу от избытка молекулярного кислорода. Химизм фиксации азота актиномицетами аналогичен подобному процессу у клубеньковых бактерий Бактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр. , но более экономичен с точки зрения расхода АТФ. Кроме того, актиномицеты рода Frankia способны к азотфиксации в свободноживущем состоянии, без контакта с растением.
- Бактерий родов Chromatiumи Klebsiellaвступают в эндосимбиоз с тропическими растениями Peretta и Psichoteria, образуя на их листьях клубеньки в которых осуществляется фиксация азота.
- Цианобактерии – это многоклеточные организмы, отдельные клетки которых, в условиях отсутствия связанного азота, преобразуются в специализированные формы – гетероцисты. В них происходит фиксация атмосферного азота. В гетероцистах нитрогеназа защищена от ингибирующего действия молекулярного кислорода дополнительными поверхностными оболочками. Цианобактерии способны образовывать симбиозы с широким кругом растений, включая покрытосеменные, голосеменные, папоротники, мхи и даже одноклеточные морские диатомовые водоросли. Наиболее изучен эндосимбиоз цианобактерий Anabaena azollae с водным папоротником Azolla, у которого цианобактерии содержаться в полостях листьев, растущих на поверхности стоячих вод.
Бактерии рода Pseudomonas, обитающие в ризосфере различных растений, способны фиксировать молекулярный азот. Азотфиксирующие свойства выявлены у штаммов P. saccharophila, P. dеlafieldii, P. aurantiaca и др.
Читайте также: