Презентация на тему: Питание бактерий
Под питанием понимают процессы поступления и выведения питательных веществ в клетку и из клетки. Питание в первую очередь обеспечивает размножение и метаболизм клетки. Среди необходимых питательных веществ выделяют: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, магний, кальций. Кроме органогенов, необходимы микроэлементы. Они обеспечивают активность ферментов. Это цинк, марганец, молибден, кобальт, медь, никель, вольфрам, натрий, хлор.
В зависимости от источника получения углерода бактерии делят на: 1) аутотрофы (используют неорганические вещества – СО2); 2) гетеротрофы (используют органические С-гексозы, многоатомные спирты, аминокислоты).
Процессы питания должны обеспечивать энергетические потребности бактериальной клетки. По источникам энергии микроорганизмы делят на: 1) фототрофы – источник солнечная энергия; 2) хемотрофы – получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций; 3) хемолитотрофы – используют неорганические соединения; 4) хемоорганотрофы – используют органические вещества. Медицинская микробиология изучает бактерии, которые являются гетерохемоорганотрофами.
По степени гетеротрофности микроорганизмы делятся на: 1) сапрофиты – питаются мертвым органическим материалом; 2) паразиты – питаются за счет макроорганизма. Облигатные паразиты полностью лишены возможности жить вне клеток (риккетсии, хламидии, вирусы). Факультативные паразиты могут жить и без хозяина, т.е. вне организма – на простых питательных средах.
Факторами роста бактерий являются витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, присутствие которых ускоряет рост. Среди бактерий выделяют: 1) прототрофы (способны сами синтезировать необходимые вещества); 2) ауксотрофы (нуждаются в факторах роста).
Микроорганизмы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и другие биополимеры могут служить источниками питания только после расщепления их экзоферментами до более простых соединений.
Для того, чтобы питательные вещества могли подвергнуться превращениям в цитоплазме клетки, они должны проникнуть в клетку через пограничные слои, отделяющие клетку от окружающей среды. Ответственность за поступление в клетку питательных веществ лежит на ЦПМ.
Существует два типа переноса веществ в бактериальную клетку: пассивный и активный.
При пассивном переносе вещество проникает в клетку только по градиенту концентрации. Затрат энергии при этом не происходит. Различают две разновидности пассивного переноса: простую диффузию облегченную диффузию.
Простая диффузия — неспецифическое проникновение веществ в клетку, при этом решающее значение имеет величина молекул и липофильность. Скорость переноса незначительна.
Облегченная диффузия протекает с участием белка-переносчика. Скорость этого способа переноса зависит от концентрации вещества в наружном слое.
При активном переносе вещество проникает в клетку против градиента концентрации при помощи белка-переносчика — пермеазы. При этом происходит затрата энергии. Имеется два типа активного транспорта.
При одном типе активного транспорта небольшие молекулы (аминокислоты, некоторые сахара) «накачиваются» в клетку и создают концентрацию, которая может в 100—1000 раз превышать концентрацию этого вещества снаружи клетки. Второй механизм, получивший название транслокация радикалов, обеспечивает включение в клетку некоторых сахаров (например, глюкозы, фруктозы), которые в процессе переноса фосфорилируются, т. е. химически модифицируются.
Для осуществления этих процессов в бактериальной клетке локализуется специальная фосфотрансферная система, составной частью которой является белок-переносчик, находящийся в активной фосфорилированной форме. Фосфорилированный белок связывает свободный сахар на наружной поверхности мембраны и транспортирует его в цитоплазму, где сахар освобождается в виде фосфата.
Поступив в клетку, органический источник углерода и энергии вступает в цепь биохимических реакций, в результате которых образуются АТФ и ингредиенты для биосинтетических процессов. Биосинтетические (конструктивные) и энергетические процессы протекают в клетке одновременно. Они тесно связаны между собой через общие промежуточные продукты, которые называются амфиболитами.
Основными видами пластического обмена являются: 1) белковый; 2) углеводный; 3) липидный; 4) нуклеиновый.
Белковый обмен характеризуется катаболизмом и анаболизмом. В процессе катаболизма бактерии разлагают белки под действием протеаз с образованием пептидов. Под действием пептидаз из пептидов образуются аминокислоты.
Распад белков в аэробных условиях называется тлением, в анаэробных – гниением. В результате распада аминокислот клетка получает ионы аммония, необходимые для формирования собственных аминокислот. Большинство бактерий обладают способностью синтезировать все 20 аминокислот, из которых состоят белки.
Углеродные скелеты аминокислот образуются из промежуточных продуктов обмена. Исходным материалом служат промежуточные продукты фруктозодифосфатного (ФДФ) и пентозофосфатного (ПФ) путей, цикл трикарбоновых кислот: пируват, кетоглутаровая кислота, оксалоацетат, фумарат, эритрозо-4-фосфат, рибозо-4-фосфат. Аминогруппы вводятся в результате непосредственного аминирования или переаминирования. Перевод неорганического азота в органические соединения происходит всегда через аммиак. Нитраты и нитриты и молекулярный азот предварительно восстанавливаются в аммиак и только лишь после этого включаются в состав органических соединений
Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды — это те строительные блоки, из которых синтезируются нуклеиновые кислоты. Кроме того, Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды входят в состав многих коферментов и служат для активации и переноса аминокислот, сахаров, липидов в реакциях полимеризации. Исходным соединением для образования пентозной части нуклеотидов служит рибозо-5-фосфат, образующийся в ПФ-пути. Углеродный скелет пиримидинов происходит из аспартата, который образуется в цикле трикарбоновых кислот. Атомы азота и аминогруппы пуринов и аминосодержащих пиримидинов происходят из аспартата и глутамина.
Жиры или липиды являются важными компонентами ЦПМ и клеточной стенки грамотрицательных бактерий, а также служат запасными веществами. В бактериальных жирах преобладают длинноцепочечные (С14—С18) насыщенные жирные кислоты и ненасыщенные жирные кислоты, содержащие одну двойную связь. Сложные липиды представлены фосфатидилинозитом, фосфатидилглицерином и фосфатидилэтаноламином. Ключевым промежуточным продуктом для биосинтеза жирных кислот является ацетилкоэнзим А. Ключевыми промежуточными продуктами для синтеза фосфолипидов является продукт ФДФ-пути: диоксиацетилфосфат, восстанавливающийся в глицерол-3-фосфат, который соединяется с остатками жирных кислот.
Углеводы представлены в бактериальной клетке в виде моно-, ди- и полисахаридов, а также комплексных соединений. Полисахариды входят в состав некоторых капсул, крахмал и гликоген являются запасными питательными веществами. Синтез глюкозы происходит из пирувата, за счет обратных реакций, путей распада глюкозы. Для обхода реакций, идущих только в одном направлении, имеются обходные пути, например глиоксилатный цикл.
Основными видами пластического обмена являются: 1) белковый; 2) углеводный; 3) липидный; 4) нуклеиновый.
Источник
Тема урока: «Бактерии. Питание и размножение»
Презентация к уроку
Цель: знакомство с особенностями питания, процессами размножения и спорообразования бактерий.
Задачи.
- Дать понятие о разнообразии бактерий по способам питания.
- Раскрыть роль бактерий гниения, брожения, паразитических бактерий в природе и жизни человека.
- Познакомить со способами борьбы с бактериями, приносящими вред здоровью и хозяйству человека.
- На основе изучения процессов размножения и спорообразования бактерий показать высокую степень выживаемости бактерий в самых тяжёлых условиях.
- Воспитывать ответственное отношение к соблюдению правил личной гигиены.
- Развивать познавательный интерес к изучению разнообразия живых организмов, умения находить необходимую информацию в тексте, применять полученные знания в новой ситуации.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска, презентация, учебник, демонстрационный материал: гнилые фрукты, усохшие стебли с листьями, пакетик кефира; раздаточный материал: схема “Питание бактерий”.
Тип урока: комбинированный.
Методы: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, экспериментальный.
1. Оргмомент. Определение темы и цели урока.
Учитель показывает демонстрационный материал и просит найти связь между предложенными предметами. В ходе эвристической беседы учащиеся приходят к выводу о том, что изменения, произошедшие с объектами – результат жизнедеятельности бактерий. Учитель с помощью наводящих вопросов подводит их к определению темы и цели урока.
2. Активизация знаний. Беседа по вопросам.
- Средами жизни бактерий являются почва, вода, воздух и организмы растений, человека и животных. (+)
- Наибольшее количество бактерий находится в реках, за ними следует почва, и меньше всего их в воздухе. ( Наибольшее количество бактерий – в почве)
- Бактерий больше на поверхности лесной почвы, чем на поверхности пахотной земли. (- На поверхности пахотной земли 1500000 бактерий на 1 см 3 , на поверхности лесной почвы — 600000)
- Многие бактерии, поселяясь в организме человека и животных, не причиняют им вреда. (+)
- Соотнесите изученные вами формы взаимоотношений бактерий с их описанием:
- Взаимоотношения коровы и молочнокислых бактерий, использующих для питания молочный сахар. (Метабиоз)
- Взаимоотношения двух видов бактерий, живущих на коже млекопитающих: один из видов питается веществами, выделяемыми с потом, другой – выделениями сальных желёз. (Нейтрализм)
- Бактерии стрептококки, поселяясь в организме человека, питаются клетками слизистой оболочки верхних дыхательных путей, вызывая ангину. (Паразитизм)
- Два вида бактерий живут на одном субстрате, используют для жизнедеятельности одни и те же вещества, соперничая за них. (Конкуренция)
- Клубеньковые бактерии, поселяясь в корнях у бобовых растений, обеспечивают их соединениями азота, получая от растений органические вещества, необходимые для питания. (Симбиоз)
- Плесневый гриб выделяет вещество пенициллин, подавляющее развитие бактерий. (Антагонизм)
- Какие типы питания характерны для организмов? (Автотрофный и гетеротрофный)
- Чем они различаются?
- Какие организмы называют сапротрофами?
- Какие типы питания характерны для растений, бактерий?
Итак, среди бактерий имеются различные виды с автотрофным и гетеротрофным типами питания, а среди гетеротрофов имеются сапротрофы и паразиты (Презентация, слайд 3). Познакомимся с ними подробнее. По мере изучения питания бактерий заполняйте схему “Питание бактерий” (Презентация, слайд 4)
3. Изучение нового материала.
4. Питание бактерий.
А. Работа с текстом учебника.
Задание: найдите во втором разделе §56 ответы на вопросы (после ответа демонстрируется слайд):
- Чем питаются бактерии-сапротрофы? Какие бактерии являются сапротрофами? (Презентация, слайд 5)
- Какую пользу приносят бактерии гниения? (Презентация, слайд 6)
- Какой вред могут приносить бактерии гниения? (Презентация, слайд 7)
Вы видите, что бактерии гниения могут приносить как вред, так и пользу, всё зависит от конкретной ситуации, т.е. понятие пользы и вреда этих организмов относительно. - Как можно защитить продукты от гниения? (Презентация, слайд 8)
Б. Рассказ учителя о брожении и бактериях брожения (Презентация, слайд 9)
Брожение – процесс химических превращений веществ, который могут осуществлять некоторые бактерии. В процессе брожения образуются различные вещества, а бактерии получают необходимую для их жизнедеятельности энергию. Одни бактерии брожения могут жить в присутствии кислорода (молочнокислые и уксуснокислые), другие живут в местах, где доступ кислорода ограничен (маслянокислые). Назовите такие места.
В. Работа с текстом учебника по заданиям:
- Некоторые бактерии брожения человек использует в своём хозяйстве. Объясните, как. Ответ найдите в учебнике. (Презентация, слайд 10)
- Какие бактерии называют паразитами?
- Какие заболевания человека вызывают паразитические бактерии? (Презентация, слайд 11)
Г. Первичная проверка усвоения учебного материала.
Анализ заполнения таблицы “Питание бактерий” (Презентация, слайд 4) (один учащийся заполняет её у доски).
Беседа по вопросам (Презентация, слайд 12):
- Чем различаются автотрофы и гетеротрофы?
- Чем питаются сапротрофы?
- Какое значение имеют бактерии гниения?
- В каких условиях развиваются бактерии брожения?
- Как действуют молочнокислые и уксуснокислые бактерии?
- Для чего и как делают силос?
Задание: составить вопрос по изученному материалу и задать его одноклассникам.
5. Борьба с бактериями, приносящими вред человеку.
В настоящее время человек обладает большим запасом знаний для того, чтобы использовать бактерии в своей хозяйственной деятельности и для того, чтобы бороться с бактериями, приносящими вред. Для уничтожения бактерий проводятся стерилизация, пастеризация и дезинфекция, для предупреждения болезней – прививки. (Презентация, слайд 13)
Стерилизация – полное освобождение какого-либо предмета от любых микроорганизмов. Стерилизация продуктов осуществляется чаще всего с помощью нагревания до температуры +120 °С в течение 20 минут. Стерилизацию также можно проводить с помощью химических веществ, уничтожающих бактерии, радиоактивного и ультрафиолетового излучения. После стерилизации продукты могут храниться длительно, но полезные и вкусовые качества таких продуктов снижаются. Поэтому для консервирования некоторых продуктов используют другой способ – пастеризацию. Этот способ изобрёл в середине 19 века французский учёный Луи Пастер, от его фамилии и произошло слово “пастеризация”. При пастеризации продукты нагревают до 60-70 °С в течение 15-20 мин. Пастеризованные продукты хранятся при температуре +2-4 °С от 2 до 10 суток, но полезные и вкусовые качества при таком способе обработки сохраняются практически полностью.
Для предупреждения заболевания некоторыми бактериальными болезнями проводят прививки. При этом в организм здорового человека вводят ослабленных возбудителей болезни или яды, выделяемые ими. Организм создаёт особые вещества, которые помогают в последующем привитому человеку быстро справиться с болезнетворными бактериями.
Дезинфекция – уничтожение болезнетворных бактерий и их ядов на объектах внешней среды. Для этого применяются обработка дезинфицирующими растворами, облучение лампами ультрафиолетового излучения, кипячение белья. Обычно применяется дезинфекция в медицинских учреждениях, учреждения питания и массовых скоплений людей.
6. Размножение и спорообразование у бактерий.
Учитель: “Человек на протяжении столетий борется с бактериями, приносящими ему вред. Он создал совершенные методы борьбы с ними, но тем не менее от бактериальных болезней продолжают умирать люди, животные и растения. Огромный урон приносят они, уничтожая продукцию сельского хозяйства, дома, книги, одежду. Так почему же так трудно справиться с этими микроскопическими, примитивно устроенными организмами? Найдите ответ на этот вопрос, прочитав 3-й раздел §56”. Самостоятельная работа с учебником, поиск ответа на вопрос. Обсуждение ответов в ходе беседы.
- Как быстро размножаются бактерии? (Презентация, слайд 14 с видеофрагментом)
- Что может сдерживать темп их размножения?
- Как бактерии могут переживать неблагоприятные условия?
- Чем спора отличается от бактерии в обычном состоянии?
- Что происходит с ней при попадании в благоприятные условия? (Презентация, слайд 15)
7. Закрепление. Беседа по вопросам. (Презентация, слайд 16):Какие болезни вызываются паразитическими бактериями?
Закладка опыта (задание 7 с. 185 в учебнике). Построение гипотезы: “Как вы думаете, в какой последовательности будет происходить скисание молока в пробирках? Почему?”. (Презентация, слайд 17).
8. Домашнее задание.
§ 56, 2 и 3 части читать, выучить значение терминов, ответить на вопросы с. 185. Проводить наблюдение за ходом эксперимента.
9. Подведение итогов. Рефлексия.
Какова была цель нашего урока? Насколько мы её достигли? Что вы сегодня узнали нового? Что бы ещё хотели узнать о питании и размножении бактерий? Оцените свою работу на уроке.
Источник
