Клубеньковые бактерии сапротрофы или паразиты

Обновлено: 28.03.2024

Нажмите ☆ , чтобы добавить сайт в избранное.

ГДЗ ответы по биологии к учебнику за 7 класс Пасечник многообразие растений, бактерии, грибы - Ответы к §18 Роль бактерий в природе и жизни человека. ГДЗ биология учебник 7 класс Пасечник

§18. Роль бактерий в природе и жизни человека

Вопросы перед параграфом

1. Какие бактерии называют сапротрофами?

2. Какие бактерии называют паразитами?

3. Что такое фотосинтез?

Фотосинтез – это процесс, когда во всех клетках, содержащих хлорофилл, происходит образование из неорганических веществ (вода, углекислый газ) органических под воздействием энергии света.

4. Какие примеры круговорота веществ в природе вы знаете?


Круговорот воды – это классический пример круговорота веществ в природе. С поверхности водоемов вода испаряется и конденсируется в атмосфере. Затем вода выпадает в виде осадков и впитывается в почву. Влага из почвы попадает в грунтовые воды, которые впадают в реки и озера и затем – в моря и океаны.

Также в качестве примера можно привести круговорот углерода. В процессе фотосинтеза углерод попадает в атмосферу и рассеивается на большой территории. Попадая в водяные пары, углерод попадает с осадками в почву.

Вопросы

1. Каково значение бактерий в природе?

Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы. Питаясь этими органическими веществами, сапротрофные бактерии гниения превращают их в перегной. Они — своеобразные санитары нашей планеты.


Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе.

Рис. 88. Роль бактерий в круговороте веществ в природе
Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Эти вещества возвращаются в почву с отмершими растения ми и трупами животных. Бактерии разлагают сложные вещества на простые, которые снова используют растения.

2. Что вы знаете о клубеньковых бактериях?

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти азотфиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков. Их называют клубеньковыми.
Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли.

3. Как человек использует молочнокислые бактерии?

В пищевой промышленности используют молочнокислые бактерии. Питаясь сахаром, содержащимся в молоке, они образуют молочную кислоту. Под её действием молоко превращается в простоквашу, а сливки — в сметану. Квашение овощей, силосование кормов тоже происходит с помощью молочнокислых бактерий. Образовавшаяся молочная кислота предохраняет овощи и корма от порчи.

4. Как можно защитить продукты питания от бактерий?

Чтобы защитить продукты от бактерий, их сушат, солят, маринуют, засахаривают, консервируют. При консервировании плотно закрытые банки нагревают. При этом погибают не только бактерии, но и их споры.

5. Как бактерии попадают в организм человека и какой вред они наносят?

Некоторые виды бактерий−паразитов проникают в организм человека и поселяются там, вызывая заболевания.

Проникновение происходит через мельчайшие капельки слюны при разговоре, кашле и чихании, при употреблении пищи или воды, в которую попали болезнетворные бактерии.

В теле человека болезнетворные бактерии питаются, быстро размножаются и отравляют организм продуктами своей жизнедеятельности.

Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулёз, ангину, менингит, сап, сибирскую язву, бруцеллёз и другие болезни.

6. Какие болезни, вызываемые бактериями, вам известны?

Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулёз, ангину, менингит, сап, сибирскую язву, бруцеллёз и другие болезни.

7. Какие условия способствуют распространению болезнетворных бактерий?

Антисанитарные условия, грязь, большая скученность людей, несоблюдение правил личной гигиены создают благоприятные условия для быстрого размножения и распространения болезнетворных бактерий. Это может вызвать эпидемию, т. е. массовое заболевание людей.

8. Какие меры применяют для борьбы с заболеваниями, вызываемыми бактериями?

В настоящее время проводят специальные мероприятия для предупреждения заразных заболеваний. Установлен строгий врачебный контроль за источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в специальных отстойниках, пропуская её через фильтры, хлорируют, озонируют.

Больные получают лекарства, которые убивают болезнетворных бактерий.

Для уничтожения бактерий в помещении, где находится заразный больной, проводят дезинфекцию, т.е. опрыскивание или окуривание химическими веществами, вызывающими гибель бактерий. Солнечный свет также губителен для многих бактерий, например для бактерий туберкулёза. Для предупреждения заразных заболеваний применяют предохранительные прививки.

Подумайте

1. Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?

Бактерии участвуют в круговороте веществ в природе. Без них не смогли бы жить другие организмы, т.к. бактерии участвуют во всех процессах жизнедеятельности и являются звеньями всех цепей питания. Благодаря бактериям создаются питательные вещества путем фотосинтеза и утилизируются отмершие организмы.

Задание

1. Сделайте тонкие срезы корней бобовых растений (клевер, горох, люпин, люцерна и др.) в разные периоды их жизни. Рассмотрите их при большом увеличении микроскопа. Зарисуйте увиденное в тетради. Сделайте вывод.

Вывод: Со временем на корнях бобовых растений начинают образовываться клубеньки — специальные образования, в которых находятся клубеньковые (азотфиксирующие) бактерии. При увеличении видны пузырьки – содержимое клубеньков. В них содержатся бактерии азотфиксаторы, которые активируют рост растительных тканей, накапливают биомассу, фиксируют атмосферный азот, доступный для растений, с которыми он состоит в симбиозе.


Тип питания (степень паразитизма) – способность микроорганизма извлекать питательные вещества для собственного роста и размножения из живого, ослабленного или погибшего организма-хозяина, для фитопатогена – растения-хозяина [2] .

Тип питания микроорганизма может быть сапрофитным или паразитическим. Паразиты, в свою очередь, делятся на некротрофов, биотрофов и гемибиотрофов.

Трофность

Сапротрофы – извлекают питательные вещества из имеющихся (готовых) мертвых тканей и являются сапрофитами [2] .

Некротрофы – паразиты, убивающие своими выделениями какой-либо участок растения, прежде, чем оккупировать его, то есть как и сапротрофы питаются содержимым мертвых клеток [2] .

Биотрофы – паразиты, извлекающие питательные вещества непосредственно из живых клеток растения-хозяина [2] .

Различия между сапротрофами, некротрофами и биотрофами заключаются в соотношении скоростей гибели зараженных тканей (некроза) иразвития паразита в растении.

На практике тип питания определяется достаточно просто. Если распространение некроза опережает распространение паразита, то тип питания – некротрофный. Если распространение паразита опережает некроз – питание биотрофное [2] .

При некротрофном паразитизме воздействие на клетки хозяина более грубое, чем при биотрофном. Некротрофный тип питания менее специализирован и скорее всего, является первичным. Эволюцию типов питания от сапротрофии к биотрофии прослеживают у почвообитающих грибов. В их числе обнаруживаются различные переходные виды [2] .

Гемибиотрофы – переходная форма между некротрофами и биотрофами. Это паразиты, имеющие смешанное питание. Первоначально они питаются биотрофно, а после гибели зараженной ткани, продолжают развиваться в ней, питаясь некротрофно [2] .

Примером гемибиотрофного микроорганизма является возбудитель парши яблони – гриб Venturia inaegualis. Первоначально данный патоген образует внутритканевый (эндофитный) мицелий между мезофиллом и эпидермисом, не повреждая клеток, то есть питается биотрофно. После гибели клеток Venturia inaegualis распространяется в них некротрофно, а после отмирания и опадения листьев продолжает питаться сапротрофно [1] [2] .

Тип питания - Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Тип питания - Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Четыре группы степени паразитизма

Автотрофы – организмы, способные создавать в процессе фотосинтеза органическое вещество. Паразитические микроорганизмы, как известно, к таким не относятся [3] .

Гетеротрофы – организмы не способные самостоятельно вырабатывать органическое вещество и питающиеся только за счет органики, создаваемой автотрофами и, находящиеся в определенной зависимости от них как от источника энергии. К таким организмам относятся грибы, все бактерии, фитоплазмы, вирусы [3] .

По способу использования органического вещества (типу питания) все гетеротрофы делят на четыре группы:

  • сапрофиты облигатные (сапротрофы) – организмы, питающиеся мертвыми растительными остатками или почвенным гумусом, на растениях развиваться не способны;
  • паразиты факультативные (условные) – организмы, в основном питающиеся сапротрофно, но обладающие способностью поражать ослабленные растения или их части;
  • сапрофиты факультативные – паразиты, обладающие способностью продолжать вегетативный рост и размножение на растительных остатках после гибели растения-хозяина;
  • паразиты облигатные – организмы, обладающие способностью извлекать питательные вещества только из клеток живого растения, после гибели растения переходят в покоящиеся формы или погибают [2][3] .

Такая классификация вытекает из соотношения сапротрофной и паразитической фаз в жизненном цикле микроорганизма.

На живом растении встречаются паразиты облигатные, сапротрофы факультативные и очень редко паразиты факультативные. На мертвом растении – сапротрофы облигатные и паразиты факультативные, редко – сапротрофы факультативные [2] .


Азотфиксирующие бактерии – это бактерии, обладающие способностью к биологической азотфиксации, то есть связыванию азота атмосферы и переводу его в азотосодержащие соединения [4] [2] .

Азотфиксирующие бактерии - Азотофиксирующие бактерии Rhizobium на корне люцерны

Азотофиксирующие бактерии Rhizobium на корне люцерны

Азотфиксирующие бактерии - 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:

  1. 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] .
  2. 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] .
  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] .
  4. 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.

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.

Вопросы к параграфу 12 - ГДЗ по Биологии 5 класс Учебник Пасечник (решебник) - GDZwow

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

Вопросы к параграфу 12 - ГДЗ по Биологии 5 класс Учебник Пасечник (решебник) - GDZwow

Под большим увеличением микроскопа на срезе корня можно увидеть множество азотофиксирующих бактерий, живущих в корне.

Читайте также: