На этой странице собран полный теоретический материал по теме «Многообразие и значение бактерий» для учащихся 5 класса. В формате подробного разбора описано, кто такие бактерии, как они устроены, какие формы бывают, как питаются и размножаются, а также какую роль играют в природе и жизни человека.
Изучение этой темы помогает понять, что бактерии — древнейшие обитатели Земли, без которых невозможно представить круговорот веществ в природе. Эти знания проверяются на ВПР по биологии в 5 классе и необходимы для всего дальнейшего изучения биологии.
Отработать теорию можно в интерактивных тренажерах в конце страницы с понятными объяснениями.
Многообразие и значение бактерий
Чем будет полезен данный раздел? Знание особенностей бактерий необходимо для выполнения трёх ключевых типов заданий:
Строение и формы
Базовый уровень.
Знание того, что бактерии — одноклеточные организмы без ядра, и умение различать их формы.
Жизнедеятельность
Основной уровень.
Понимание питания, дыхания и размножения бактерий, знание аэробов и анаэробов.
Значение бактерий
Повышенный уровень.
Понимание роли бактерий в природе и жизни человека, знание болезнетворных бактерий.
Кто такие бактерии: общая характеристика
Представьте, что вы взяли одну каплю воды из ближайшего пруда и рассмотрели её под микроскопом. В этой крошечной капле может скрываться целый «город» — миллионы невидимых существ. Они настолько малы, что их невозможно увидеть невооружённым глазом, но их влияние на нашу жизнь огромно. Речь идёт о бактериях — древнейших обитателях Земли, которые появились на нашей планете задолго до динозавров и даже до первых растений.
Бактерии живут повсюду: в почве под вашими ногами, в воздухе, которым вы дышите, в водах Мирового океана и даже внутри вашего собственного организма. Одни из них помогают переваривать пищу, другие превращают молоко в йогурт, а третьи могут вызывать опасные заболевания.
Бактерии — это мельчайшие одноклеточные организмы, которые можно увидеть только с помощью увеличительных приборов. Их размеры колеблются от 0,2 до 10 микрометров. Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет примерно 50–100 микрометров, то есть бактерия в десятки раз меньше волоса.
Изучением бактерий занимается специальный раздел биологии — бактериология. К настоящему времени учёные описали более 10 тысяч видов бактерий, но предполагают, что многие виды ещё неизвестны науке.
Это интересно!
В одном грамме почвы может содержаться до 40 миллионов бактерий. А на поверхности кожи человека их в 100 раз больше, чем людей на всей планете.
Как увидеть бактерии?
В световой микроскоп можно рассмотреть сами бактериальные клетки, но их внутреннее строение останется скрытым. Только электронный микроскоп позволяет заглянуть внутрь клетки и увидеть её мельчайшие структуры.
Строение бактериальной клетки
Бактериальная клетка устроена гораздо проще, чем клетки растений, животных или грибов. Главная особенность: у бактерий нет ядра. Именно поэтому их относят к прокариотам (от греч. «до ядра») — доядерным организмам. Наследственная информация (ДНК) свободно располагается в цитоплазме и не окружена ядерной оболочкой.
[изображение бактериальной клетки]
Что ещё есть в бактериальной клетке?
• Клеточная стенка из муреина. Это особое вещество, которое придаёт клетке форму и защищает её от внешних воздействий.
• Цитоплазменная мембрана — тонкая оболочка, отделяющая содержимое клетки от внешней среды.
• Рибосомы — мелкие органоиды, которые собирают белки.
• Включения — запасы питательных веществ или ненужные продукты обмена в виде зёрен, капель или кристаллов.
• Жгутики — у некоторых видов бактерий есть один или несколько жгутиков, с помощью которых они передвигаются.
• Слизистая капсула — дополнительный внешний слой у некоторых видов, обеспечивающий защиту.
Сравните
Клетка растения имеет ядро, хлоропласты и крупную вакуоль. Клетка бактерии всего этого лишена. Именно простота строения позволяет бактериям невероятно быстро размножаться и приспосабливаться к самым разным условиям.
Формы бактериальных клеток
Хотя бактерии — одноклеточные организмы, некоторые виды после деления не расходятся. Они образуют пары, цепочки, гроздья или четвёрки. Но важно понимать: каждая клетка в таком скоплении остаётся самостоятельным организмом и способна существовать отдельно. Скопление бактериальных клеток, видимое невооружённым глазом, называется колонией. Колония — это не многоклеточный организм, а просто масса клеток.
Учёные выделяют несколько основных форм бактерий:
Кокки
Шарообразные бактерии. Например, стрептококки, вызывающие ангину.
Бациллы
Палочковидные формы. Например, кишечная палочка.
Спириллы
Извитые, спиралевидные бактерии. Например, возбудитель сифилиса.
Жизнедеятельность бактерий
Давайте обсудим, как происходят основные процессы жизнедеятельности бактерий: питание, дыхание, размножение.
Дыхание: кислород нужен не всем
Большинство бактерий для дыхания используют кислород. Их называют аэробными. Но есть и такие, которые прекрасно обходятся без кислорода — анаэробные бактерии. Они живут на дне водоёмов, в глубоких слоях почвы, в кишечнике животных. Некоторые бактерии умеют перестраиваться: при наличии кислорода дышат как аэробы, а при его недостатке переходят на анаэробный обмен веществ.
Питание: кто что ест
Среди бактерий встречаются самые разные «гурманы»:
Гетеротрофы — питаются готовыми органическими веществами. Среди них есть:
• Паразиты — живут в организмах других существ и наносят им вред (например, возбудители туберкулёза, холеры).
• Симбионты — живут в организме хозяина, принося ему пользу. Например, клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений снабжают растение азотом, а сами получают органические вещества.
• Сапротрофы — питаются остатками мёртвых организмов (листовой опад, навоз, трупы животных). Именно они разлагают органику и возвращают вещества в почву.
Автотрофы — сами производят органические вещества. Например, цианобактерии (раньше их называли синезелёными водорослями) осуществляют фотосинтез и выделяют кислород. А серобактерии и железобактерии используют энергию химических реакций.
Это интересно!
Учёные считают, что именно цианобактерии создали атмосферу, которой мы дышим сегодня. В океанах эти микроорганизмы производят до 20% всего кислорода на планете.
Размножение: быстро и просто
Бактерии размножаются бинарным делением: клетка делится пополам, образуя две одинаковые дочерние клетки. При благоприятных условиях этот процесс происходит очень быстро. Например, молочнокислые бактерии при температуре 35–40 °С удваивают численность каждые 30 минут. За 5 часов потомство одной бактерии превысит 1000 экземпляров, а за 10 часов — почти миллион!
Спорообразование: капсулы выживания
Некоторые бактерии способны образовывать споры. Это не способ размножения, а способ пережить неблагоприятные условия: отсутствие пищи, воды, слишком высокую или низкую температуру. Спора образуется внутри клетки: часть цитоплазмы обособляется вокруг ДНК, покрывается плотными оболочками, а остальная часть клетки отмирает. В таком состоянии спора может существовать десятки и даже сотни лет. Когда условия становятся благоприятными, спора превращается в обычную бактериальную клетку.
Споры очень устойчивы: они выдерживают замораживание, нагревание и даже кипячение. Уничтожить их можно только длительным кипячением под давлением, прокаливанием или специальными химическими растворами. Процесс уничтожения всех микроорганизмов и их спор называется стерилизацией. Медицинские инструменты и пищевые продукты стерилизуют, чтобы избежать заражения.
Болезнетворные бактерии
Не все бактерии безобидны. Болезнетворные бактерии вызывают инфекции у человека. Они проникают в организм через воду, пищу, воздух или повреждённую кожу. Некоторые выделяют токсины — ядовитые вещества, отравляющие клетки.
Вот несколько примеров опасных бактерий:
Сальмонелла — вызывает пищевое отравление с температурой и рвотой. Содержится в сырых яйцах и мясе.
Стафилококк — провоцирует гнойные воспаления. Попадает в раны с грязных рук.
Туберкулёзная палочка — поражает лёгкие. Передаётся по воздуху при кашле.
Почему бактерии становятся устойчивыми?
Если принимать антибиотики неправильно — прерывать курс или пить таблетки без назначения врача, — бактерии могут перестать реагировать на лекарства. Это делает инфекции трудноизлечимыми. Поэтому так важно соблюдать правила: кипятить воду из открытых источников, хранить скоропортящиеся продукты в холодильнике, использовать антибиотики только по рецепту врача.
Значение бактерий в природе и жизни человека
Бактерии — древнейшие обитатели Земли. Учёные считают, что первыми клеточными организмами на нашей планете были именно они. Бактерии распространены всюду: в атмосфере на высоте нескольких километров, на дне океанов, в нефтяных и угольных пластах.
Какую же роль они играют в природе?
• Разложение органики. Почвенные бактерии разлагают мёртвые растения и животных, превращая их в неорганические вещества, доступные растениям.
• Повышение плодородия почвы. Клубеньковые бактерии — симбионты бобовых растений — обогащают почву азотом.
• Производство кислорода. Цианобактерии выделяют кислород и создают органические вещества, потребляемые другими организмами.
• Пищевая цепь. Бактериями питаются многие одноклеточные животные, например амёбы и инфузории.
• Помощь травоядным. Бактерии-симбионты в кишечниках копытных животных перерабатывают целлюлозу, содержащуюся в растительных кормах.
Какое значение бактерии имеют в жизни человека?
Бактерии играют огромную роль в жизни человека. Вот лишь некоторые примеры:
• Микрофлора кишечника. В нашем пищеварительном тракте живут триллионы полезных бактерий. Они помогают переваривать пищу, вырабатывают витамины К и В12, защищают от вредных микробов.
• Производство продуктов. Молочнокислые и уксуснокислые бактерии используются для приготовления йогурта, сметаны, сыра, квашеной капусты, соевого соуса, уксуса.
• Медицина. Бактерии используют для производства лекарств, например инсулина для больных диабетом, витаминов, пищевого и кормового белка.
• Биотехнологии. Учёные «научили» бактерии очищать нефтяные разливы и даже вырабатывать электричество.
Но есть и обратная сторона: бактерии гниения и брожения вызывают порчу продуктов — скисание молока, прогоркание масла, протухание мяса. Для сохранения продуктов их консервируют: охлаждают, замораживают, засаливают, высушивают, пастеризуют, стерилизуют и герметично упаковывают.
Разбор заданий по теме из ВПР для 5 класса
Рассмотрите подробные решения типовых заданий по теме «Многообразие и значение бактерий».
Пример 1: Выбор верных утверждений о бактериях
Задание: Выберите верные утверждения о бактериях:
1) Бактерии — это многоклеточные организмы.
2) В клетках бактерий нет ядра.
3) Бактерии размножаются бинарным делением.
4) Все бактерии являются болезнетворными.
5) Споры бактерий служат для размножения.
Подробное решение:
1) Бактерии — одноклеточные организмы, значит, утверждение 1 неверно.
2) В клетках бактерий нет оформленного ядра — утверждение 2 верно.
3) Бактерии размножаются бинарным делением — утверждение 3 верно.
4) Не все бактерии болезнетворны, многие полезны — утверждение 4 неверно.
5) Споры служат для перенесения неблагоприятных условий, а не для размножения — утверждение 5 неверно.
Ответ: 2, 3.
Пример 2: Определение формы бактерий
Задание: Как называются шарообразные бактерии?
1) Бациллы; 2) Спириллы; 3) Кокки; 4) Вибрионы.
Подробное решение:
1) Бациллы — палочковидные бактерии.
2) Спириллы — извитые, спиралевидные бактерии.
3) Кокки — шарообразные бактерии.
4) Вибрионы — изогнутые бактерии.
Ответ: 3) Кокки.
Пример 3: Соотнесение бактерии и её роли
Задание: Установите соответствие между бактерией и её ролью в жизни человека: молочнокислые бактерии, туберкулёзная палочка, клубеньковые бактерии.
А) Вызывают заболевание;
Б) Используются для производства йогурта;
В) Обогащают почву азотом.
Подробное решение:
1) Молочнокислые бактерии используются для производства йогурта — Б.
2) Туберкулёзная палочка вызывает заболевание — А.
3) Клубеньковые бактерии обогащают почву азотом — В.
Ответ: Молочнокислые — Б, Туберкулёзная палочка — А, Клубеньковые — В.
Тренажёры по теме «Многообразие и значение бактерий» для 5 класса
Ниже собраны задания по теме «Многообразие и значение бактерий» из самостоятельных работ для 5 класса, которые помогут лучше разобраться в теме. К каждому заданию вы найдете большое количество вариантов, понятное объяснение и проверку ответов.