Питання 1. За якою ознакою всі живі організми ділять на дві групи - прокаріоти і еукаріо ти? У чому їх принципові відмінності?
За будовою клітини біологи поділяють усі живі істоти на «доядерние» організми - прокаріоти і «ядерні» - еукаріоти. До групи прокариот потрапили всі бактерії і синьо-зелені водорості (ціаном), а в групу еукаріот - гриби, рослини і тварини.
Таким чином, в даний час виділяють два рівня клітинної організації і відповідно два великих типи клітин: прокариотический і еукаріотичний.
Прокаріотів зберігають риси глибокої давнини: вони дуже просто влаштовані. На цій підставі їх виділяють в самостійне надцарство.
Питання 2. Які організми відносять до прокариотам?
Приклад типових прокаріотів клітин являють собою бактерії.
Питання 3. Зобразіть схематично будову бактеріальної клітини.
Обов'язковими органоидами є: ядерний апарат, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана.
Необов'язковими (другорядними) структурними елементами є: клітинна стінка, капсула, суперечки, пили, джгутики.
1. У центрі бактеріальної клітини знаходиться нуклеоїд - ядерне освіту, представлене найчастіше однією хромосомою кільцеподібної форми. Складається з двухцепочечной нитки ДНК. Нуклеоїд не відокремлений від цитоплазми ядерною мембраною.
2. Цитоплазма - складна колоїдна система, яка містить різні включення метаболічного походження (зерна волютина, глікогену, гранулези і ін.), Рибосоми та інші елементи белоксинтезирующей системи, плазміди (вненуклеоідное ДНК), Мезосома (утворюються в результаті інвагінації цитоплазматичної мембрани в цитоплазму, беруть участь в енергетичному обміні, спорообразовании, формуванні міжклітинної перегородки при розподілі).
3. Цитоплазматичних мембран обмежує із зовнішнього боку цитоплазму, має тришарове будова і виконує ряд найважливіших функцій - бар'єрну (створює і підтримує осмотичний тиск), енергетичну (містить багато ферментні системи - дихальні, окислювально-відновні, здійснює перенесення електронів), транспортну (перенесення різних речовин в клітку і з клітки).
4. Клітинна стінка - властива більшості бактерій (крім мікоплазм, ахолеплазм і деяких інших не мають справжньої клітинної стінки мікроорганізмів). Вона має низку функцій, перш за все забезпечує механічний захист і постійну форму клітин, з її наявністю в значній мірі пов'язані антигенні властивості бактерій. У складі - два основних шару, з яких зовнішній - більш пластичний, внутрішній - ригідний.
Питання 4. У чому сутність і біологічний сенс процесу спороутворення у бактерій? Чим спори бактерій відрізняються від спор рослин?
Бактеріям властиво спорообразование. Спори виникають, як правило, при несприятливих умовах, коли відчувається недолік в поживних речовинах або коли в середовищі в надлишку накопичуються продукти обміну. Спорообразование починається з того, що клітина втрачає частину води і всередині неї відокремлюється частина цитоплазми. Ця частина містить кільцеву ДНК і оточена мембраною і товстої клітинною стінкою. Спори бактерій дуже стійкі. У сухому стані вони зберігають життєздатність багато сотень і навіть тисячі років, витримуючи різкі коливання температури. При настанні сприятливих умов суперечки дає початок нової бактеріальної клітці.
Слід пам'ятати, що суперечки у бактерій, на відміну від грибів і рослин, служать не для розмноження, а для переживання несприятливих умов.
Питання 5. Назвіть відомі вам бактеріальні захворювання. Як передаються ці захворювання? Які заходи профілактики допомагають уникнути зараження?
Список бактеріальних захворювань дуже великий. Розглянемо деякі з них.
Сальмонельоз. У ролі збудника можуть виступати близько 700 видів сероварів роду Salmonella. Інфікування може відбутися водним, контактно-побутовим або ж аліментарним шляхом. Розмноження цих бактерій, що супроводжується накопиченням токсинів, можливо в різних продуктах харчування і зберігається при їх недостатньою термообробці під час готування. Також в якості джерела інфекції можуть виступати домашні тварини, птахи, гризуни, хворі люди. Наслідком дії токсинів є підвищення секреції рідини в кишку і посилення її перистальтики, блювота і діарея, які призводять до зневоднення організму. Після проходження інкубаційного періоду, який триває від 2 годин до 3 діб, підвищується температура, з'являється озноб, головний біль, колікоподібні болі в області живота, нудота, а через кілька годин - частий водянистий і смердючий стілець. Дані бактеріальні захворювання тривають приблизно 7 днів. У деяких випадках можуть виникнути ускладнення у формі гострої ниркової недостатності, інфекційно-токсичного шоку, гнійно-запальних захворювань або тромботичних ускладнень.
Черевний тиф і паратифи А і В. Їх збудниками є S. paratyphi A, S. paratyphi В, Salmonella typhi. Шляхи передачі - їжа, вода, інфіковані предмети, джерело - хвора людина. Особливістю захворювання є літньо-осіння сезонність. Тривалість інкубаційного періоду становить 3 - 21 день, частіше всього 8 - 14, після чого відбувається поступове наростання температури аж до 40ºС. Лихоманка супроводжується безсонням, головним болем, відсутністю апетиту, зблідненням шкірних покривів, розеолезной висипом, збільшенням печінки і селезінки, здуттям живота, затримкою стільця, рідше діареєю. Артеріальна гіпотензія, брадикардія, марення, загальмованість також супроводжують хвороби. Можливі ускладнення - пневмонія, перитоніт, кишкова кровотеча.
Харчова токсикоінфекція. Її збудниками є умовно-патогенні мікроорганізми. Хвороботворні бактерії потрапляють в організм з харчових продуктів, які або не підлягають термообробці, або пройшли недостатню температурну обробку. Найчастіше це молочні або м'ясні продукти, кондитерські вироби. Тривалість інкубаційного періоду становить від 30 хвилин до доби. Інфекція проявляється у вигляді нудоти, блювоти, рідкого стільця до 15 разів на добу, ознобу, болю в животі, підвищення температури. Більш важкі випадки захворювання супроводжуються зниженим тиском, тахікардією, судомами, сухістю слизових оболонок, олігурією, гіповолемічного шоком. Хвороба триває від кількох годин до трьох діб.
Дизентерія. Збудником однією з найбільш поширених кишкових інфекцій є бактерія роду Shigella. Мікроорганізми потрапляють в організм під час прийняття інфікованої їжі, води, через побутові предмети і брудні руки. Джерелом інфекції є хвора людина. Період інкубації може складати від декількох годин до тижня, як правило, 2-3 дні. Хвороба проявляється частим рідким стільцем з домішками слизу і крові, болями зліва і внизу живота, підвищенням температури, запамороченням, ознобом, головним болем. Також їй супроводжують артеріальна гіпотензія, тахікардія, здуття живота, пальпація сигмовидної кишки. Тривалість захворювання залежить від ступеня тяжкості: від 2-3 до 7 днів і більше.
Ешеріхіоз. Дане захворювання ще називають діареєю мандрівників. Викликається воно кишковою паличкою Escherichia coli ентероінвазівнимі або ентеротоксигенних штамів. У першому випадку інкубаційний період триває від 1 до 6 діб. Ознаками хвороби є рідкий стілець і переймоподібні болі живота, рідше тенезми. Час хвороби 3-7 доби зі слабко інтоксикацією. У другому випадку прихований період може тривати до 3 діб, після чого починається блювота, частий рідкий стілець, непостійна лихоманка і болі в животі. Хвороботворні бактерії у великій мірі вражають дітей раннього віку. Захворюванню супроводжують висока температура, лихоманка, диспепсичні явища. Такі бактеріальні захворювання можуть бути ускладнені апендицитом, холециститом, холангітом, менінгітом, ендокардитом, запальними захворюваннями сечовивідних шляхів.
Щоб попередити бактеріальні захворювання людини, список щоденних заходів повинен містити такі пункти: дотримання правил особистої гігієни, ретельне термічна обробка необхідної їжі, миття овочів, фруктів перед вживанням, використання кип'яченої або бутильованої води, короткострокове зберігання швидкопсувних продуктів.
При кишкової інфекції необхідно суворе дотримання дієти, що щадить. Список дозволених продуктів: уповільнюють рухову активність кишечника і містять значні кількості таніну - чорниця, черемха, міцний чай, а також протерті каші, слизисті супи, киселі, сир, сухарі, страви з риби і м'яса, приготовані на пару. Ні в якому разі не можна їсти смажене і жирне, сирі овочі і фрукти.
Питання 6. Чому бактерії вважають найдавнішими мешканцями Землі? Відповідь обґрунтуйте.
Бактерії - це найдавніша з відомих груп організмів, що існують на землі. Вік найдавніших знайдених вченими-археологами і палеонтологами бактерій - так званих архей - налічує понад 3,5 мільярдів років. Найдавніші бактерії жили за часів археозойской ери, коли на Землі не було більше нічого живого.
Перші бактерії володіли самими примітивними механізмами харчування і передачі генетичної інформації і ставилися до прокаріотів мікроорганізмам - тобто позбавленим ядра. Еукаріотичні або ядерні бактерії з більш високим ступенем організації генетичного матеріалу з'явилися на планеті лише 1,4 мільярда років тому. Бактерії стали найдавнішими формами життя, процвітаючими та зараз, по ряду причин. По-перше, завдяки примітивного будовою мікроорганізми можуть «підлаштовуватися» під всі можливі умови існування. Бактерії живуть і розмножуються зараз як в полярних льодах, так і в гарячих джерелах з температурою води понад 90 градусів, при будь-якій концентрації різних хімічних сполук. Бактерії можуть існувати як в аеробних (що містять певний рівень кисню) умовах, так і в анаеробних умовах (без кисню). Їх способи отримання енергії - від поглинання сонячного світла і до використання в якості енергії для метаболізму і розмноження самих різних хімічних речовин, біологічних структур. Відомі бактерії, які розкладають нафту, інші хімічні сполуки і використовують цю енергію для своєї життєдіяльності. Перші бактерії володіли самими примітивними органами отримання енергії і просто поглинали шляхом звичайної дифузії хімічні речовини, які в бактеріальної клітці зазнавали хімічні реакції, що супроводжуються виділенням енергії. По-друге, елементарні механізми розмноження (найпростіший варіант - поділ надвоє), що відбуваються в дуже швидкому темпі, збільшували кількість бактерій з максимально можливою швидкістю, ніж підвищували їх виживання і збільшували можливість мутацій в популяції бактеріальних клітин, в тому числі і корисних мутацій, сприяли поліпшенню пристосованості колоній бактерій до існуючих умов навколишнього середовища. Швидке розмноження і мінливість популяцій мікроорганізмів забезпечили їм високу виживаність в агресивних умовах, що існували на Землі мільярди років тому.