ТЕМА. Биология прокариот. Значение бактерий в природе, жизни человека. Вирусы – неклеточная форма жизни, меры профилактики вирусных заболеваний.

ТЕМА. Биология прокариот. Значение бактерий в природе, жизни человека. Вирусы – неклеточная форма жизни, меры профилактики вирусных заболеваний.

ЛЕКЦИЯ

Вирусы

Вирусы – неклеточные формы жизни. Бактериофаг – вирус, поражающий бактерии

Признаки вирусов:

1) Имеют признаки живого и неживого:

признаки неживого: не способны к обмену веществ, к питанию, росту, развитию.

признаки живого: способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью.

2) Все - внутриклеточные паразиты.

Имеют простое строение: одна молекула ДНК или РНК,

снаружи – белковая оболочка – капсид.

3) Размножение вируса происходит в клетке путем сборки.

4) Паразитизм вируса проявляется на генетическом уровне (встраиваются в ДНК «хозяина» и «заставляют» клетку синтезировать белки и ДНК (или РНК) вируса.)

5) Каждый вирус поражает только определенные клетки.

ВИРУСНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ(около 500 видов) у животных: бешенство, у растений: табачная мозаика, у человека: грипп, корь, оспа, краснуха, СПИД, паротит (свинка), ветрянка, ОРВИ.

ПУТИ ЗАРАЖЕНИЯ:

v воздушно-капельным путем (грипп, атипичная пневмония),

v половым путем (СПИД)

v плода через кровь матери (СПИД) непосредственно через кровь (СПИД),

v через укусы животных (бешенство),

v через контакты и общие предметы (ветрянка,оспа, корь, краснуха, паротит).

 

Первые прокариоты были гетеротрофами - так как в ходе химической эволюции на земле образовались органические вещества. Энергию они получали за счет брожения, так как в атмосфере не было кислорода. Затем, возникли автотрофные цианобактерии, способные к фотосинтезу. После их появления на Земле появился новый тип аэробного дыхания, дающего больше энергии АТФ для жизнедеятельности.

 

По форме бактерии делят на группы:

Ø кокки - шаровидные 

Ø бациллы - палочковидные

Ø вибрионы - изогнутые в виде запятой

Ø спириллы - спиралевидные

Представители:

Сапротрофы: бактерии гниения и брожения, молочнокислые, уксуснокислые Автотрофы: хемосинтезирующие бактерии (нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии). Паразиты: Ø кишечная палочка - возбудитель дизентерии;  Ø туберкулезная палочка (палочка Коха) – возбудитель туберкулеза; Ø холерный вибрион- возбудитель холеры; Ø дифтерийная палочка – возбудитель дифтерии; Ø столбнячная палочка – возбудитель столбняка; Симбионты: Ø клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) Ø бактерии, обитающие в пищеварительном тракте животных и человека и помогающие расщеплять клетчатку.

Пути проникновения болезнетворных бактерий: Ø через воду (возбудители холеры, дизентерии и др.), Ø пищу (возбудители дизентерии, холеры, ботулизма и др.), Ø половым путем (сифилис, гонорея, хламидиоз и др.), Ø через воздух (возбудители туберкулеза, дифтерии и др.),  Ø через общие предметы, грязные руки (тиф, дизентерия, инфекционный гепатит и др.) Ø через раны (возбудители столбняка, сибирской язвы). Ø через укусы блох, вшей клопов (возбудители чумы, сыпного и возвратного тифов)

Значение бактерий

В природе: 1) Бактерии гниения и брожения являются санитарами природы, разрушают в качестве редуцентов, мертвую органику до минеральных веществ (бактерии гниения и брожения) участвуют в круговороте веществ. 2) Паразиты регулируют численность своих хозяев. 3) Участвуют в процессе почвообразования (бактерии гниения и брожения и др.). 4) Серо- и железобактерии в ходе эволюции образовали залежи серных и железных руд. 5)Клубеньковые, нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии участвуют в круговороте азота. 6) Цианобактерии осуществляют фотосинтез, выделяют кислород. 7) Являются звеньями цепей питания (служат пищей для простейших)

В жизни человека: 1) Болезнетворные бактерии вызывают различные заболевания человека. 2) Применяются в производстве молочно-кислых продуктов, в квашении овощей, в производстве спирта, уксуса, приготовлении кормов для скота (силоса и сенажа). 3) В микробиологической промышленности используют для получения лекарств, гормонов, витаминов, кормовых белков, ферментов. 4) Нефтяные бактерии используются для очистки водоемов и почвы от нефтяных загрязнений. 5) Используются при очистке сточных вод в составе активного ила. 6) Гнилостные бактерии вызывают порчу продуктов питания, гниение построек, книг и т.д. 7) Бактерии – симбионты человека, обитающие в пищеварительных органах помогают нормальному пищеварению (поэтому при злоупотреблении антибиотиками, наступает нарушение пищеварения – дисбактериоз)

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии)

Имеют более сложное строение, чем бактерии, содержат типичные водорослевые пигменты (хлорофилл а), но лишены вакуолей, отсутствует половое размножение.

 Одноклеточные, часто клетки объединяются в группы. 

Способны к фотосинтезу и фиксации азота. Фотосинтез цианобактерий сходен с фотосинтезом растений и сопровождается выделением кислорода. Многие вступают в симбиоз с грибами (в лишайниках). 

Представители: спирулена, формидиум.

 

 

ЦАРСТВО ВИРУСЫ

Это неклеточные формы жизни, которые занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. У них нет обмена веществ, нет роста. Размножаются и проявляют свойства живого (наследственность и изменчивость) только внутри клетки-хозяина. Поэтому  они облигатные (обязательные) паразиты. Способны кристаллизоваться.

1) Открытие:	Д.И. Ивановский, изучая болезни табака (1892г.) открыл вирусы, которые проходили через бактериальные фильтры (т.е. они меньше бактерий в 100 раз).
2) Формы существования вирусов:	Внеклеточная форма (вирион = кристалл) – не проявляются свойства живых систем;	Внутриклеточная форма – когда осуществляется размножение вируса внутри клетки-хозяина;
3) Строение:
Простой вирус (в. табачноймозаики)	Нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) + белковая оболочка (капсид)

Сложный вирус (грипп, герпес, вич)		ДНК или РНК + капсид + липопротеиновая мембрана, углеводы, ферменты
Сложный вирус (бактериофаг – вирус поражающий клетки бактерий). Открыл: Ф. Тиоуорт		1. ГОЛОВКА представлена белковой оболочкой – капсидом, в которой содержится нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), – наследственный материал вируса. 2. ХВОСТ, состоящий из полого стержня, через который вирус впрыскивает нуклеиновую кислоту в клетку, и сократительного чехла из белков. 3. БЕЛКОВЫЕ НИТИ для прикрепления к клеточной стенке бактерии.
Классификация По виду нуклеиновой кислоты, содержащейся в вирусе		ДНК-содержащие вирусы   (оспа, герпес)	РНК-содержащие вирусы = ретровирусы (корь, грипп, ВИЧ, COVID -19).
5) Заболевания, вызванные вирусами:
ЧЕЛОВЕК	Оспа, Корь, Грипп, Герпес, Бешенство, Энцефалит, Папилломавирус, Геппатит, Краснуха, Полиомиелит, Желтая лихорадка, СПИД*, ковид. * ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), вызывающий заболевание СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной может погибнуть от любой инфекции.
РАСТЕНИЯ	Пятнистость окраски цветков (тюльпан), Изменения окраски листьев (желтуха растений), Мозаичная болезнь (табак, томаты), Скручивание листьев;
ЖИВОТНЫЕ	Ящур, Чума (свиней и птиц), Вирус коровьей оспы;
Значение вирусов. 1. Объекты генной и клеточной инженерии; 2. Возбудители заболеваний (см. выше ↑); 3. Лечение бактериальных заболеваний с помощью бактериофагов (холера, брюшной тиф, дизентерия); 4. Фактор эволюции (источник комбинативной изменчивости): за счёт трансдукции (обмен генетической информацией у бактерий с помощью вирусов)

 

  ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Напишите не менее четырех специфичных особенностей вирусов. ОТВЕТ: 1) Для размножения необходима только живая клетка.2) Содержат только один типа нуклеиновой кислоты: ДНК двуцепочечная или одноцепочечная (линейная или кольцевая структура) или РНК (линейная) двуцепочечная или одноцепочечная. 3) Лишены обмена веществ (нет рибосом – места синтеза белка, нет АТФ – источника энергии), репродукция идёт за счет клетки хозяина; 4) Высокая изменчивость (приспособляемость возможная за 10 лет и меньше); 5) Стойкая наследственность (патогенез заболеваний не изменяется в течение веков).

ЦАРСТВО БАКТЕРИИ

1) УЧЕНЫЕ, которые внесли вклад в изучение бактерий:

* Антони ванн Левенгук – открыл бактерии, назвал «анималькули»;

* Х. Эренберг – ввел термин «бактерии»;

* Л. Пастер – микробиолог, иммунолог, создал технологию пастеризации, разработал метод предупредительных прививок;

* Р. Кох – открыл туберкулезную палочку, разработал методы её определения.

* Изобретение электронного микроскопа в 1930 позволило изучить строение бактериальной клетки.

2) СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ: относятся к прокариотам (доядерным) организмам

3) СТРОЕНИЕ:

НЕТ оформленного ядра; Есть кольцевая ДНК, с белками НЕ связана.

Нуклеоид – область расположения ДНК в цитоплазме;

Клеточная стенка содержит гликопептид муреин, сверху есть слизистый слой (для защиты);

Нет мембранных органоидов, их функции выполняют: впячивания плазматической мембраны (мезосомы), мелкие рибосомы (70S), цитоплазма;

Есть пили и фимбрии - для прикрепления бактерий к субстрату или другим клеткам, это места прикрепления бактериофагов; Для передачи генетической информации м\у бактериями;

Есть плазмиды – маленькие внехромосомные молекулы ДНК, которые содержат гены, например, устойчивости к антибиотикам, бактерии могут их передавать друг другу;

 

4) ФОРМЫ БАКТЕРИЙ

Шаровидные (кокки)

Стрептококки (цепочки)

Стафилококки (скопления) Диплококки (по две рядом) Сарцины (3D – структуры)

 

Палочковидные (бациллы)

Стрепто- и диплобациллы; одиночные палочки

Пример: Кишечная и Туберкулёзная палочки

 

Спиралевидные

Спириллы – извитые палочки;

Спирохеты – много витков (возбудители Тифа и Сифилиса);

Вибрионы – в виде запятой (Холерный вибрион)

 

  5) ОБРАЗОВАНИЕ СПОР

Для перенесения неблагоприятных условий (недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) и расселения образуются споры.

Этапы: сжатие цитоплазмы вокруг кольцевой ДНК

→ образование плотной оболочки.

 

6) РАЗМНОЖЕНИЕ:

1. Бесполым путём – делением клетки надвое при помощи перетяжек и перегородок (!митоза и мейоза нет!). Этим процессам предшествует репликация ДНК. При благоприятных условиях клетки делятся каждые 20 – 30 минут.

2. Половой процесс (генетическая рекомбинация)

БЕЗ образования гамет идет обмен ген. информацией.

 

 

Конъюгация

Трансдукция

Трансформация

 

прямая передача участка ДНК

от одной клетки другой за счет пилий (фимбрий)

перенос фрагмента с помощью

бактериофага

без контакта клеток. Клетка-

реципиент поглощает ген. информацию погибших бактерий.

 

7) ДЫХАНИЕ

1. Аэробы – потребляют кислород для разложения органических веществ;

Энергию получают в процессе дыхания

2. Анаэробы осуществляют гниение и б рожение (спиртовое, молочно-, маслянокислое) в бескислородной среде

3. Факультативные формы – могут жить в обоих средах.  

8) ПИТАНИЕ:

ГЕТЕРОТРОФЫ

потребляют готовые органические вещества

А) Сапротрофы. Используют органические вещества отмерших организмов (Молочно-, уксусно-, маслянокислые бактерии; Сенная и болгарская палочки);

Б) Паразиты. Используют органические вещества живых организмов, вызывают заболевания. (Возбудители чумы, холеры, дизентерии, туберкулеза)

В) Симбионты. Взаимовыгодно сосуществуют с другими организмами

(Клубеньковые =азотфиксирующие* бактерии на корнях Бобовых растений);

* Бактерии переводят свободный N 2 атмосферы в связанную форму нитратов и нитритов NO 2 и NO 3 и поставляют растениям.

2. АВТОТРОФЫ синтезируют органические вещества из неорганических

Г) Фототрофы. Синтез веществ за счет энергии солнечного света с помощью бактериохлорофилла (Цианобактерии – первые фотосинтезирующие организмы)

Д) Хемотрофы. Источник энергии – энергия окисления неорганических веществ (Нитрифицирующие, железо-, серобактерии);

 

9) МЕРЫ БОРЬБЫ И ПРОФИЛАКТИКИ ЗАРАЖЕНИЯ

 

Меры борьбы с бактериями

ТЕМА. Биология прокариот. Значение бактерий в природе, жизни человека. Вирусы – неклеточная форма жизни, меры профилактики вирусных заболеваний.

ЛЕКЦИЯ

Вирусы

Вирусы – неклеточные формы жизни. Бактериофаг – вирус, поражающий бактерии

Признаки вирусов:

1) Имеют признаки живого и неживого:

признаки неживого: не способны к обмену веществ, к питанию, росту, развитию.

признаки живого: способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью.

2) Все - внутриклеточные паразиты.

Имеют простое строение: одна молекула ДНК или РНК,

снаружи – белковая оболочка – капсид.

3) Размножение вируса происходит в клетке путем сборки.

4) Паразитизм вируса проявляется на генетическом уровне (встраиваются в ДНК «хозяина» и «заставляют» клетку синтезировать белки и ДНК (или РНК) вируса.)

5) Каждый вирус поражает только определенные клетки.

ВИРУСНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ(около 500 видов) у животных: бешенство, у растений: табачная мозаика, у человека: грипп, корь, оспа, краснуха, СПИД, паротит (свинка), ветрянка, ОРВИ.

ПУТИ ЗАРАЖЕНИЯ:

v воздушно-капельным путем (грипп, атипичная пневмония),

v половым путем (СПИД)

v плода через кровь матери (СПИД) непосредственно через кровь (СПИД),

v через укусы животных (бешенство),

v через контакты и общие предметы (ветрянка,оспа, корь, краснуха, паротит).

 

Первые прокариоты были гетеротрофами - так как в ходе химической эволюции на земле образовались органические вещества. Энергию они получали за счет брожения, так как в атмосфере не было кислорода. Затем, возникли автотрофные цианобактерии, способные к фотосинтезу. После их появления на Земле появился новый тип аэробного дыхания, дающего больше энергии АТФ для жизнедеятельности.