Бактерии: строение и роль в природе — тренажёр для 5 класса

Раздел 1 — Определение

Бактерии — это одноклеточные организмы без оформленного ядра, составляющие отдельное царство живой природы наряду с растениями, животными и грибами. Клетка бактерии в сотни раз мельче клетки листа: её размер — от 0,1 до 10 микрометров, поэтому увидеть бактерию можно только в микроскоп с большим увеличением.

Главный признак бактерий — отсутствие ядра. Наследственная информация лежит прямо в цитоплазме в виде кольцевой молекулы ДНК. Организмы с таким строением называют прокариотами («доядерными»), а растения, животных и грибы — эукариотами («ядерными»).

Бактерии заселили всю планету: почву, воду, воздух, тела растений и животных. В одном грамме плодородной почвы живёт до 2 миллиардов бактериальных клеток. Такая численность объясняет их огромную работу в природе — от разрушения остатков организмов до питания корней растений азотом.

Раздел 2 — Ключевые правила

Бактериальная клетка устроена проще любой другой клетки, и все её признаки следуют из отсутствия ядра.

1. Ядра нет, есть нуклеоид. ДНК бактерии свёрнута в кольцо и лежит в цитоплазме без оболочки. Такой участок называют нуклеоидом. У клетки лука ядро видно под школьным микроскопом, у бактерии его нет вовсе.
2. Снаружи клетку держит клеточная стенка. Клеточная стенка придаёт бактерии постоянную форму — шарик (кокк), палочку (бацилла), запятую (вибрион), спираль (спирилла). Холерный вибрион назван так именно за форму изогнутой запятой.
3. Размножение — делением надвое. Одна клетка делится на две каждые 20–30 минут при благоприятных условиях. За сутки от одной кишечной палочки теоретически произошло бы потомство массой в несколько тонн — реально его сдерживают нехватка пищи и другие организмы.
4. Спора — способ пережить, а не размножиться. При засухе или холоде клетка сжимается и покрывается плотной оболочкой, образуя спору. Споры сибирской язвы сохраняются в почве десятилетиями.
5. Питание бывает трёх типов. Сапротрофы питаются мёртвыми остатками, паразиты — тканями живого хозяина, симбионты живут с другим организмом с обоюдной пользой.
6. Патогенные бактерии вызывают болезни. Патогенные (болезнетворные) бактерии выделяют яды-токсины, отравляющие организм хозяина. Возбудитель столбняка выделяет токсин, действующий на нервную систему.

Раздел 3 — Разбор примеров

Пример 1. Молочнокислые бактерии в стакане молока. Бактерии перерабатывают молочный сахар в молочную кислоту. Кислота свёртывает белок молока — получается простокваша, кефир, сыр. Вывод: жизнедеятельность бактерий человек использует в пищевой промышленности.

Пример 2. Клубеньковые бактерии на корнях гороха. Бактерии поселяются в корнях бобовых, образуя вздутия-клубеньки, и связывают азот воздуха в доступные растению соли. Растение отдаёт им сахара. Вывод: перед нами симбиоз, поэтому клевер и люпин высевают для обогащения почвы.

Пример 3. Бактерии гниения в лесной подстилке. Опавшие листья и погибшие животные разрушаются сапротрофами до минеральных веществ — воды, углекислого газа, солей. Эти вещества снова поглощают корни. Вывод: бактерии замыкают круговорот веществ, без них поверхность Земли покрыл бы слой неразложившихся остатков.

Пример 4. Туберкулёзная палочка в лёгких человека. Бактерия проникает с вдыхаемым воздухом, размножается в лёгочной ткани и разрушает её. Заболевание лечат антибиотиками несколько месяцев. Вывод: патогенные бактерии — паразиты, а защита от них строится на прививках, гигиене и лекарствах.

Пример 5. Кишечная палочка в толстом кишечнике. Полезный штамм расщепляет остатки пищи и вырабатывает витамин К, нужный для свёртывания крови. Попадая в воду или пищу, родственные болезнетворные штаммы вызывают отравление. Вывод: вред или польза бактерии зависят от вида и места, где она оказалась.

Раздел 4 — Таблица

Раздел 5 — Типичные ошибки

Ошибка 1. «У бактерии есть маленькое ядро». Возникает из-за привычки к схеме растительной клетки. Неправильно: «ядро бактерии лежит в центре». Правильно: «ДНК бактерии образует нуклеоид — участок цитоплазмы без ядерной оболочки».

Ошибка 2. Смешение бактерий и вирусов. И те и другие вызывают болезни, отсюда путаница. Неправильно: «грипп вызывает бактерия». Правильно: грипп вызывает вирус, а ангину и туберкулёз — бактерии; вирусы не имеют клеточного строения.

Ошибка 3. «Все бактерии вредны». Слово «микроб» в быту звучит только в связи с болезнями. Правильно: болезнетворных видов меньшинство, большинство разлагает остатки, питает растения азотом, работает в пищевой промышленности.

Ошибка 4. «Спора — это способ размножения бактерий». Перенос знаний о грибах и мхах, где споры действительно служат размножению. Правильно: из одной бактериальной клетки образуется одна спора, числа клеток не прибавляется — спора нужна для переживания холода и засухи.

Ошибка 5. Отнесение бактерий к растениям или грибам. Причина — неподвижность и питание готовыми веществами. Правильно: бактерии выделены в самостоятельное царство по признаку отсутствия ядра.

Раздел 6 — Пошаговый алгоритм

1. Прочитайте задание и определите, о чём спрашивают: о строении, питании, размножении или значении бактерий.
2. Проверьте, бактерия ли перед вами: одна клетка, нет ядра, есть клеточная стенка и нуклеоид.
3. Назовите форму клетки по рисунку или описанию: шарик — кокк, палочка — бацилла, запятая — вибрион, спираль — спирилла.
4. Определите тип питания: мёртвые остатки — сапротроф, живой хозяин — паразит, взаимная польза — симбионт.
5. Отнесите бактерию к полезным или болезнетворным: назван возбудитель болезни — патогенная; названы брожение, клубеньки, гниение — полезная.
6. Приведите пример и последствие: клубеньковые бактерии → азот в почве; чумная палочка → чума.
7. Проверьте ответ: упомянуто ли отсутствие ядра, названы ли конкретный вид и его роль, не перепутаны ли бактерия и вирус.

Раздел 7 — Как запомнить

• «ПРО-» значит «до»: прокариот — «до ядра», значит ядра нет. Эукариот — «хорошее ядро», ядро есть.
• Формула клетки: СЦНЖ — Стенка, Цитоплазма, Нуклеоид, Жгутик. Четыре буквы — четыре части, которые нужно назвать на любом рисунке.
• Формы по картинкам: кокк — «горошина», бацилла — «палка», вибрион — «запятая», спирилла — «пружина».
• Три роли в природе — «ГАБ»: Гниение (разложение), Азот (клубеньки), Брожение (кефир, силос).
• Спора = «шуба»: клетка надевает шубу и пережидает мороз, а не размножается.