Прокариоты, бактерии, хемосинтез презентация

название было предложено канадским учёным Мюрреем в 1968 г. До конца 1970-х годов термин «бактерия» был синонимом прокариотов, но в 1977 году на основании данных молекулярной биологии прокариоты были разделены на домены архебактерий и эубактерий. Впервые термин бактерии ввел Христиан Эренберг в 1828 г. Хотя до сих пор под бактериями часто понимают всех прокариотов.

Христиан Эренберг

t⁰ от +105 ⁰ до -253 ⁰ , pH 2 – 9. Могут выдерживать высушивание до 1000 лет. Жить в отсутствии кислорода (анаэробы).
Описано свыше 10 тыс. видов. Подавляющее большинство бактерий (за исключением цианбактерий) – одноклеточные организмы.
Размеры бактерий в среднем составляют 0,5—5 мкм. Масса — 4·10−13 г

Пятно цветных термофильных архей (Национальный парк Йеллоустоун, США)

молекулы ДНК (нуклеоид)
плазмиды
Рибосомы мельче, чем у эукариот (70S);
Обменные процессы идут на мезосомах –впячиваниях плазматической мембраны, выполняющих роль органелл у эукариотов

цепи полисахаридов, расположенных параллельно. У отрицательных видов строение клеточной оболочки значительно сложнее, что позволяет ей быть защищенной от действия таких сред, как слюна, желудочный сок, другие жидкости с содержащимся в них лизоцимом – ферментом, обладающим антибактериальными свойствами.

Клеточная стенка бактерий

наружная мембрана

пептидогликан

внутренняя мембрана

пептидогликан

внутренняя мембрана

Грам - отрицательные

Грам - положительные

1. Автофототрофы – используют для синтеза световую энергию (цианобактерии, пурпурные и зеленые серобактерии)
2. Автохемотрофы - используют для синтеза энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединения (железобактерии, бесцветные серные, нитрифицирующие, водородные)
II Гетеротрофы – используют готовое органическое вещество
1. Сапртрофы – используют мертвое органическое вещество (бактерии гниения, брожения)
2. Паразиты - используют органическое вещество живых организмов
3. Симбионты – вступают во взаимовыгодные отношения с другими организмами (клубеньковые бактерии, бифидобактерии)

в наземных, так и в водных экосистемах. Они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода. Раньше эти организмы называли синезелёные водоросли.
По строению клетки цианобактерии - типичные прокариоты с фотосинтетическими мембранами, собранными в тилакоиды. В них располагается хлорофилл а, как у зелёных растений, но отсутствует хлорофилл b. В качестве дополнительного пигмента присутствуют фикобилины.

цианобактериальный штамм под микроскопом

водоемах, играют большую роль в круговороте железа в природе. Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей  образуется огромное количество отложенных руд железа и марганца. Бактерии, способны окислять двухвалентное железо (Fe2+) до трёхвалентного (Fe3+)  и использовать освобождающуюся при этом энергию на усвоение углерода из углекислого газа или карбонатов.

4FeCO3 + O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 4CO2 + Q

Ручей с железобактериями в Шотландии.

аммиак , образующийся в процессе гниения органических веществ, до азотистой и азотной кислот , которые, взаимодействуя с почвенными минералами , образуют нитриты и нитраты.

2 NH 3 + 3 O 2 → 2 HNO 2 + 2 H 2 O + Q

2 HNO 2 +O 2 → 2 HNO 3 + Q

Nitrosomonas

Nitrobacter

Полученную энергию тратят на образование органического вещества из углекислого газа. Широко распространены в почве

синтеза органических веществ получают окисляя сероводород до серы и серной кислоты

2H2S + O2 = 2H2O + 2S +Q

2S + 2H2O +3O2 =2H2SO4 + Q

«Черный курильщик» – поставщик сероводорода для бактерий

Известны симбиозы с трубчатыми червями и моллюсками, обитающими в донных гидротермах, а также с другими беспозвоночными, обитающими на границе кислородной и бескислородной зоны литоральных илов.

бактерий с бобовыми

очень долго
В форме споры бактерии могут распространяться водой и ветром
Попав в благоприятные условия спора прорастает и становится жизнедеятельной бактерией

Вегетативная клетка

Эндоспора

1 раз в 20 минут
Ограничивают размножение:
- ультрафиолетовое излучение
- высокая температура
- недостаток пищи
- дезинфицирующие вещества
- межвидовая конкуренция

повышения плодородия

… в научных целях

… очищения сточных вод и нефтяных загрязнений

переваривание клетчатки и синтез витамина К

Патогенные бактерии – вызывают заболевания

язва
ангина
брюшной тиф
язва желудка
столбняк

Эпидемия чумы

мертвое органическое вещество до минеральных соединений
В глубоководных экосистемах выполняют роль редуцентов
Обеспечивают образование почвы и повышение ее плодородия
Образуют полезных ископаемых
Могут вступать в симбиоз с различными организмами
Патогенные бактерии вызывают заболевания