Роль бактерий в природе и жизни человека - БАКТЕРИИ

Роль бактерий в природе. Каждый год мы видим, что к весне исчезают опавшие листья растений — они разлагаются, сгнивают. Как это происходит? Вы знаете, что большинство бактерий питаются мертвыми органическими остатками, играя роль своеобразных санитаров нашей планеты. Бактерии вместе с микроскопическими грибами разлагают мертвые остатки растений и животных до неорганических веществ, которые снова усваиваются растениями. Таким образом, при участии бактерий в природе осуществляется круговорот веществ (рис. 12). Одни и те же элементы многократно используются организмами в течение миллионов лет.

Рис. 12. Круговорот веществ в природе

Без сапротрофных бактерий слой погибших организмов на поверхности Земли был бы огромен. В результате деятельности бактерий в почве образуется перегной (гумус), который повышает плодородие почвы. Почвенные бактерии превращают перегной в минеральные соли, которые затем используются растениями. Чем плодороднее почва, тем больше в ней бактерий.

Человек использует способность бактерий разлагать органические вещества при изготовлении компоста. Опавшая листва, остатки травянистых растений, пищевые отходы разлагаются бактериями и другими живыми организмами до компоста.

Особенно важны для повышения плодородия почвы азотфиксирующие бактерии. Они поселяются на корнях гороха, фасоли, люпина. Клетки корней растений в месте проникновения бактерии разрастаются и образуют клубеньки, в которых живут бактерии (рис. 13).

Рис. 13. Клубеньки с бактериями

Поэтому их еще называют клубеньковыми. Клубеньковые бактерии усваивают азот из воздуха и обеспечивают растения этим важным питательным веществом. От растений в качестве “ответной услуги” они получают необходимые для жизни вещества, например, углеводы. Таким образом, клубеньковые бактерии находятся в симбиотических отношениях с растениями.

Симбиоз (от греч. син — вместе и биос — жизнь) — форма совместного существования организмов разных видов, когда оба партнера (или только один из них) получают пользу от другого.

Бактерии населяют желудочно-кишечный тракт животных и помогают им переваривать пищу.

Ученые считают, что некоторые бактерии сыграли важную роль в образовании полезных ископаемых (железные и марганцевые руды, отложения серы, газ и нефть).

Бактерии в жизни человека. Велика роль бактерий, постоянно живущих на коже человека, в полости рта, в дыхательных путях, пищеварительном тракте. Эти бактерии, например, стафилококк эпидермальный (рис. 14), обычно не вызывают заболеваний, а играют решающую роль в защите организма человека от болезнетворных микроорганизмов.

Рис. 14. Стафилококк эпидермальный

В толстом кишечнике человека живут миллионы различных бактерий- симбионтов — бифидобактерии, лактобактерии, кишечная палочка (рис. 15), энтерококки и др. Они потребляют остатки пищи, не усвоенной нашим организмом. Эти бактерии вырабатывают некоторые витамины и снабжают ими организм человека, а также предотвращают чрезмерное размножение болезнетворных бактерий.

Рис. 15. Кишечная палочка под электронным микроскопом

Бактерии помогают получать продукты питания. Например, они преобразуют вещества, содержащиеся в молоке, и на нашем столе появляются разные молочные продукты — простокваша, йогурт, творог, кефир, сметана, сыр (рис. 16). Каждый раз, когда вы едите сыр или йогурт, то съедаете немного молочнокислых бактерий. Молочнокислые бактерии обеспечивают также квашение овощей (капусты).

Рис. 16. Молочные продукты

Мини-лаб. Возьмите стакан молока, налейте его в кастрюлю и доведите почти до кипения. Предостережение! Будьте внимательны и осторожны при пользовании плитой и горячей кастрюлей. Снимите кастрюлю с огня и дайте молоку остыть до теплого состояния. Добавьте в молоко 1 — 2 столовых ложки закваски (продается в магазине), 2 чайные ложки сахара и перемешайте. Налейте смесь в чистый термос и закройте крышкой. Термос будет поддерживать постоянную температуру смеси. Оставьте термос на 8 — 10 ч. Когда смесь остынет, добавьте кусочки фруктов или ягоды. Йогурт готов к употреблению.

В сельском хозяйстве благодаря молочнокислым бактериям из растений кукурузы или листьев кормовой свеклы получается питательный силос, который может храниться месяцами.

Еще одна группа бактерий — уксуснокислые бактерии, которые используются для получения винного уксуса.

С помощью бактерий производят витамины, многие лекарственные препараты, ферменты, моющие и клеящие средства.

Бактерии очищают сточные воды в очистных сооружениях, разлагая органические вещества (рис. 17). Бактерии крайне важны в очистке обширных разливов нефти, которые происходят в результате крушения танкеров или аварий на нефтепроводах.

Рис. 17. Очистные сооружения

Необходимо отметить, что бактерии не только друзья и помощники человека. Они могут приносить человеку существенный вред, вызывая порчу пищевых продуктов, семян, кормов для животных. Также бактерии являются возбудителями заболеваний человека, домашних животных и культурных растений. Поселяясь на продуктах питания, бактерии разлагают их, одновременно выделяя специфические вещества. При этом продукты питания приобретают неприятные запах и вкус.

Чтобы предотвратить порчу продуктов питания, их сушат, солят, засахаривают, маринуют, консервируют, хранят в холодильниках. Используемые при этом вещества-консерванты (соль, сахар, уксус) и низкие температуры снижают активность бактерий, тормозят их рост и размножение.

Выводы.

Бактерии разлагают органические вещества мертвых организмов, что предотвращает накопление отмерших растений и животных на поверхности земли и в водоемах и способствует образованию богатого питательными веществами гумуса.

Бактерии используются человеком для изготовления продуктов питания, кормов, лекарств.

Бактерии могут портить продукты питания, изменяя их вкус и запах.

1. Как с помощью бактерий осуществляется круговорот веществ в природе? 2. Чем полезны бактерии-симбионты? 3. Какими способами пользуются в вашей семье, чтобы предотвращать быструю порчу продуктов питания? Ответ поясните конкретными примерами. 4. Если вы когда-нибудь помогали мыть холодильник, то, вероятнее всего, находили остатки забытых продуктов, которые имели неприятный запах. Чем можно объяснить этот запах? 5. Молоко, произведенное коровами, свободно от бактерий. В течение нескольких часов оно должно быть пастеризовано (выдержано при температуре 63 — 64 °С в течение 30 мин). Почему?

1. Нарисуйте в рабочей тетради схему фрагмента круговорота веществ, в котором участвуют клубеньковые бактерии, растения клевера (фасоли, гороха), животные и человек. 2. Вероятно, вы наблюдали, как готовят квашеную капусту. Этот процесс обеспечивают молочнокислые бактерии. Выскажите предположение, почему квашеная капуста не гниет. Постарайтесь обосновать свое предположение (используйте дополнительные источники информации).