Bakterier har levt på planeten jorden i mer än 3,5 miljarder år. Under den här tiden lärde de sig mycket och anpassade sig till mycket. Nu hjälper de människor. Bakterier och människor har blivit oskiljaktiga. Den totala massan av bakterier är enorm. Det handlar om cirka 500 miljarder ton.
Nyttiga bakterier utför två av de viktigaste miljöfunktionerna - de fixerar kväve och deltar i mineraliseringen av organiska rester. Bakteriernas roll i naturen är global. De är involverade i förflyttning, koncentration och spridning av kemiska element i jordens biosfär.
Betydelsen av bakterier som är gynnsamma för människor är stor. De utgör 99% av hela befolkningen som bor i hans kropp. Tack vare dem lever, andas och äter en person.
Bakteriernas roll i människors liv är viktig. De säkerställer hans liv helt.
Bakterier är ganska enkla. Forskare föreslår att de var de första som dök upp på planeten jorden.
Nyttiga bakterier i människokroppen
Människokroppen är bebodd av både nyttiga och skadliga bakterier. Den befintliga balansen mellan människokroppen och bakterier har förfinats under århundraden.
Forskare har beräknat att människokroppen innehåller från 500 till 1000 olika typer av bakterier eller biljoner av dessa fantastiska invånare, vilket uppgår till upp till 4 kg totalvikt. Upp till 3 kilo mikrobiella kroppar finns bara i tarmarna. Resten av dem finns i genitourinary kanalen, på huden och andra håligheter i människokroppen. Mikrober fyller kroppen hos en nyfödd från de första minuterna av hans liv och bildar slutligen sammansättningen av tarmmikrofloran vid 10-13 års ålder.
Tarmarna är bebodda av streptokocker, laktobaciller, bifidobakterier, enterobakterier, svampar, tarmvirus och icke-patogena protozoer. Laktobaciller och bifidobakterier utgör 60 % av tarmfloran. Sammansättningen av denna grupp är alltid konstant de är de mest talrika och utför huvudfunktionerna.
Bifidobakterier
Betydelsen av denna typ av bakterier är enorm.
Tack vare dem produceras acetat och mjölksyra.Genom att försura miljön undertrycker de tillväxten av patogena bakterier som orsakar ruttnande och jäsning.
Tack vare bifidobakterier minskar risken för att utveckla matallergier hos spädbarn.
De ger antioxidanter och antitumöreffekter.
Bifidobakterier deltar i syntesen av vitamin C.
Bifidobakterier och laktobaciller deltar i upptaget av vitamin D, kalcium och järn.
Ris. 1. Bilden visar bifidobakterier. Datorvisualisering.
Escherichia coli
Betydelsen av bakterier av denna art för människor är stor.
Särskild uppmärksamhet ägnas åt representanten för detta släkte Escherichia coli M17. Det kan producera ett ämne som kallas cocilin, som hämmar tillväxten av ett antal patogena mikrober.
Med deltagande av E. coli, vitamin K, grupp B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 och B12), syntetiseras folsyra och nikotinsyror.
Ris. 2. Bilden visar E. coli (tredimensionell datorbild).
Bakteriernas positiva roll i mänskligt liv
Med deltagande av bifido-, lakto- och enterobakterier, vitaminer K, C, grupp B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 och B12), syntetiseras folsyra och nikotinsyror.
Tack vare tarmens mikroflora bryts osmälta matkomponenter från övre tarmarna ner - stärkelse, cellulosa, protein och fettfraktioner.
Intestinal mikroflora upprätthåller vatten-saltmetabolism och jonhomeostas.
Tack vare utsöndringen av speciella ämnen undertrycker tarmmikrofloran tillväxten av patogena bakterier som orsakar ruttnande och jäsning.
Bifido-, lakto- och enterobakterier deltar i avgiftningen av ämnen som kommer in utifrån och bildas inuti kroppen själv.
Intestinal mikroflora spelar en stor roll för att återställa lokal immunitet.Tack vare det ökar antalet lymfocyter, aktiviteten av fagocyter och produktionen av immunglobulin A.
Tack vare tarmens mikroflora stimuleras utvecklingen av lymfoidapparaten.
Tarmepitelets motståndskraft mot cancerframkallande ämnen ökar.
Mikroflora skyddar tarmslemhinnan och ger energi till tarmepitelet.
De reglerar tarmens motilitet.
Tarmfloran får färdigheter att fånga och ta bort virus från värdens kropp, som den har varit i symbios med i många år.
Bakteriernas betydelse för att upprätthålla kroppens termiska balans är stor. Den intestinala mikrofloran livnär sig på ämnen osmälta av det enzymatiska systemet, som kommer från den övre mag-tarmkanalen. Som ett resultat av komplexa biokemiska reaktioner produceras en enorm mängd värmeenergi. Värme transporteras genom blodomloppet i hela kroppen och kommer in i alla inre organ. Det är därför en person alltid fryser när han fastar.
Intestinal mikroflora reglerar återabsorptionen av gallsyrakomponenter (kolesterol), hormoner, etc.
Ris. 3. Bilden visar nyttiga bakterier - laktobaciller (tredimensionell datorbild).
Ammonifierande mikrober (orsakar förfall) med hjälp av ett antal enzymer som de har kan bryta ner resterna av döda djur och växter. När proteiner bryts ner frigörs kväve och ammoniak.
Urobakterier sönderdelas urea, som människor och alla djur på planeten utsöndrar varje dag. Dess kvantitet är enorm och når 50 miljoner ton per år.
En viss typ av bakterier är involverade i oxidationen av ammoniak. Denna process kallas nitrofifiering.
Denitrifierande mikrober återföra molekylärt syre från marken till atmosfären.
Ris. 4. Bilden visar nyttiga bakterier - ammonifierande mikrober. De utsätter resterna av döda djur och växter för nedbrytning.
Bakteriernas betydelse i livet för människor, djur, växter, svampar och bakterier är enorm. Som ni vet är kväve nödvändigt för deras normala existens. Men bakterier kan inte ta upp kväve i gasform. Det visar sig att blågröna alger kan binda kväve och bilda ammoniak (Cyanobakterier), frilevande kvävefixerare och speciell knölbakterier. Alla dessa nyttiga bakterier producerar upp till 90 % av fixerat kväve och involverar upp till 180 miljoner ton kväve i jordens kvävepool.
Knölbakterier samsas bra med baljväxter och havtorn.
Växter som alfalfa, ärtor, lupin och andra baljväxter har så kallade "lägenheter" för knölbakterier på sina rötter. Dessa växter planteras på utarmade jordar för att berika dem med kväve.
Ris. 5. Bilden visar knölbakterier på ytan av ett rothår från en baljväxt.
Ris. 6. Foto av roten av en baljväxt.
Ris. 7. Bilden visar nyttiga bakterier - cyanobakterier.
Kol är det viktigaste cellulära ämnet i djur- och växtvärlden, såväl som växtvärlden. Den utgör 50 % av cellens torrsubstans.
Mycket kol finns i fibern som djuren äter. I deras mage sönderfaller fibrer under påverkan av mikrober och kommer sedan ut i form av gödsel.
Bryt ner fiber cellulosabakterier. Som ett resultat av deras arbete berikas jorden med humus, vilket avsevärt ökar dess fertilitet, och koldioxid återförs till atmosfären.
Ris. 8. Intracellulära symbionter är gröna och massan av bearbetat trä är gul.
Bakteriers roll i omvandlingen av fosfor, järn och svavel
Proteiner och lipider innehåller stora mängder fosfor, vars mineralisering utförs Du. megaterium (från ett släkte av förruttnande bakterier).
Järnbakterier delta i processerna för mineralisering av organiska föreningar som innehåller järn. Som ett resultat av deras aktivitet bildas stora mängder järnmalm och ferromanganavlagringar i träsk och sjöar.
Svavelbakterier leva i vatten och jord. Det finns många av dem i gödsel. De deltar i processen för mineralisering av svavelhaltiga ämnen av organiskt ursprung. Vid nedbrytning av organiska svavelhaltiga ämnen frigörs svavelvätegas, som är extremt giftig för miljön, inklusive allt levande. Som ett resultat av sin vitala aktivitet omvandlar svavelbakterier denna gas till en inaktiv, ofarlig förening.
Ris. 9. Trots den uppenbara livlösheten finns det fortfarande liv i Rio Tinto-floden. Dessa är olika järnoxiderande bakterier och många andra typer som bara kan hittas på denna plats.
Ris. 10. Gröna svavelbakterier i Winogradskys kolumn.
Bakteriers roll i naturen: mineralisering av organiska rester
Bakterier som tar en aktiv del i mineraliseringen av organiska föreningar anses vara rengöringsmedel (sanitörer) på planeten jorden.Med deras hjälp omvandlas de organiska ämnena från döda växter och djur till humus, som jordmikroorganismer omvandlar till mineralsalter, så nödvändiga för att bygga rot-, stam- och bladsystem av växter.
Ris. 11. Mineralisering av organiska ämnen som kommer in i en reservoar sker som ett resultat av biokemisk oxidation.
Bakteriers roll i naturen: fermentering av pektinämnen
Växtorganismernas celler är bundna till varandra (cementerade) av ett speciellt ämne som kallas pektin. Vissa typer av smörsyrabakterier har förmågan att jäsa detta ämne, som vid upphettning förvandlas till en gelatinös massa (pectis). Denna funktion används vid blötläggning av växter som innehåller mycket fibrer (lin, hampa).
Ris. 12. Det finns flera sätt att få förtroende. Den vanligaste är den biologiska metoden, där kopplingen mellan den fibrösa delen och omgivande vävnader förstörs under påverkan av mikroorganismer. Processen för jäsning av pektinämnen i bastväxter kallas rötning, och blötlagd halm kallas tillit.
Bakterier som renar vatten, stabilisera dess surhetsnivå. Med deras hjälp reduceras bottensediment och hälsan hos fiskar och växter som lever i vattnet förbättras.
Nyligen upptäckte en grupp forskare från olika länder bakterier som förstör tvättmedel som finns i syntetiska tvättmedel och vissa mediciner.
Ris. 13. Verksamheten hos främlingsbakterier används i stor utsträckning för att städa upp jordar och vattendrag som är förorenade med oljeprodukter.
Ris. 14. Plastkupoler som renar vatten.De innehåller heterotrofa bakterier som livnär sig på kolhaltiga material, och autotrofa bakterier som livnär sig på ammoniak- och kvävehaltiga material. Ett system av rör håller dem på liv.
Förmåga tioniska svaveloxiderande bakterier används för anrikning av koppar- och uranmalmer.
Ris. 15. Bilden visar nyttiga bakterier - Thiobaciller och Acidithiobacillus ferrooxidans (elektronmikrofotografi). De kan extrahera kopparjoner för att laka ut avfall som bildas under flotationskoncentrationen av sulfidmalmer.
Smörsyramikrober finns överallt. Det finns mer än 25 typer av dessa mikrober. De deltar i processen för nedbrytning av proteiner, fetter och kolhydrater.
Smörsyrajäsning orsakas av anaeroba sporbildande bakterier som tillhör släktet Clostridium. De kan jäsa olika sockerarter, alkoholer, organiska syror, stärkelse och fibrer.
Ris. 16. Bilden visar smörsyramikroorganismer (datorvisualisering).
Många arter av djurvärlden livnär sig på växter, vars bas är fiber. Särskilda mikrober, som finns i vissa delar av mag-tarmkanalen, hjälper djur att smälta fiber (cellulosa).
Djurens vitala aktivitet åtföljs av utsläpp av enorma mängder gödsel. Från den kan vissa mikroorganismer producera metan (”träskgas”), som används som bränsle och råvara i organisk syntes.
Bakteriernas roll i människors liv är enorm. Mjölksyrabakterier används ofta i livsmedelsindustrin:
vid produktion av ostmassa, ost, gräddfil och kefir;
vid jäsning av kål och inläggning av gurkor deltar de i blötläggning av äpplen och inläggning av grönsaker;
de ger en speciell arom till viner;
producera mjölksyra, som jäser mjölk. Denna egenskap används för framställning av ostmassa och gräddfil;
vid beredning av ostar och yoghurt i industriell skala;
Under saltlakeprocessen fungerar mjölksyra som konserveringsmedel.
Mjölksyrabakterier inkluderar mjölkstreptokocker, krämiga streptokocker, bulgariska, acidophilus, termofila spannmål och gurkbaciller. Bakterier av släktet streptokocker och laktobaciller ger produkterna en tjockare konsistens. Som ett resultat av deras livsviktiga aktivitet förbättras kvaliteten på ostar. De ger osten en viss ostliknande arom.
Ris. 18. Bilden visar nyttiga bakterier - laktobaciller (rosa), bulgariska baciller och termofila streptokocker.
Ris. 19. På bilden finns nyttiga bakterier - kefir (tibetansk eller mjölk) svamp och mjölksyrastavar innan de läggs direkt till mjölken.
Ris. 20. Fermenterade mjölkprodukter.
Ris. 21. Termofila streptokocker (Streptococcus thermophilus) används vid framställning av mozzarellaost.
Ris. 22. Det finns många varianter av mögelpenicillin. Ostarnas sammetslena skorpa, grönaktiga ådror, unika smak och medicinska ammoniakarom är unika. Svampsmaken hos ostar beror på platsen och varaktigheten av mognaden.
Ris. 23. Bifiliz är en biologisk produkt för oral administrering som innehåller en massa levande bifidobakterier och lysozym.
Användning av jäst och svamp i livsmedelsindustrin
Den jästart som främst används inom livsmedelsindustrin är Saccharomyces cerevisiae. De utför alkoholjäsning, varför de används i stor utsträckning i bakning. Alkoholen avdunstar under gräddningen och koldioxidbubblor bildar en brödsmula.
Jäst innehåller upp till 65% protein, varav 10% är essentiella aminosyror, vilket gör att de kan användas i stor utsträckning i processen att berika mänsklig mat med proteiner och djurfoder. Dessutom innehåller jäst mycket fett och vitaminer.
Sedan 1910 började jäst tillsättas korv. Jäst av arten Saccharomyces cerevisiae används för framställning av vin, öl och kvass.
Ris. 24. Kombucha är en vänlig symbios av en vinägerstav och jästsvampar. Det dök upp i vårt område redan under förra seklet.
Ris. 25. Torr och våt jäst används i stor utsträckning inom bageriindustrin.
Ris. 26. Vy över jästceller Saccharomyces cerevisiae i mikroskop och Saccharomyces cerevisiae - "riktig" vinjäst.
Bakteriers roll i mänskligt liv: ättiksyraoxidation
Pasteur bevisade också att speciella mikroorganismer deltar i ättiksyraoxidation - vinägerstavar, som finns mycket i naturen. De bosätter sig på växter och tränger in i mogna grönsaker och frukter. Det finns många av dem i inlagda grönsaker och frukter, vin, öl och kvass.
Vinägerstavarnas förmåga att oxidera etylalkohol till ättiksyra används idag för att producera vinäger, som används för livsmedelsändamål och vid beredning av djurfoder - ensilering (konservering).
Ris. 27. Processen att ensilera foder. Ensilage är ett suckulent foder med högt näringsvärde.
Bakteriernas roll i mänskligt liv: produktion av läkemedel
Att studera mikrobers livsaktivitet har gjort det möjligt för forskare att använda vissa bakterier för att syntetisera antibakteriella läkemedel, vitaminer, hormoner och enzymer.
De hjälper till att bekämpa många infektions- och virussjukdomar. Oftast produceras antibiotika aktinomyceter, mindre ofta - icke-micellära bakterier. Penicillin, erhållet från mögelsvampar, förstör bakteriers cellmembran. Streptomycetes producera streptomycin, som inaktiverar ribosomer av mikrobiella celler. Höpinnar eller Bacillus subtilis försura miljön. De hämmar tillväxten av förruttnande och opportunistiska mikroorganismer på grund av bildandet av ett antal antimikrobiella ämnen. Bacillus subtilis producerar enzymer som förstör ämnen som bildas till följd av ruttnande vävnadsförfall. De är involverade i syntesen av aminosyror, vitaminer och immunoaktiva föreningar.
Med hjälp av genteknik har forskare idag lärt sig att använda coli för produktion av insulin och interferon.
Ett antal bakterier ska användas för att producera ett speciellt protein som kan tillsättas till djurfoder och människoföda.
Ris. 28. På bilden, sporer av Bacillus subtilis (färgad blå).
Ris. 29. Biosporin-Biopharma är ett inhemskt läkemedel som innehåller apatogena bakterier av släktet Bacillus.
Använda bakterier för att producera säkra ogräsmedel
Idag används appliceringstekniken flitigt fytobakterier för framställning av säkra herbicider. Toxiner Bacillus thuringiensis utsöndrar Cry-toxiner som är farliga för insekter, vilket gör det möjligt att använda denna funktion hos mikroorganismer i kampen mot växtskadegörare.
Användning av bakterier vid tillverkning av tvättmedel
Proteaser, eller proteolytiska enzymer, bryter ner peptidbindningarna mellan aminosyrorna som utgör proteiner. Amylas bryter ner stärkelse. Bacillus subtilis (B. subtilis) producerar proteaser och amylaser. Bakterieamylaser används vid tillverkning av tvättpulver.
Ris. 30. Att studera mikrobers livsaktivitet gör det möjligt för forskare att använda vissa av deras egenskaper till förmån för människor.
Bakteriernas betydelse i människors liv är enorm. Nyttiga bakterier har varit konstanta följeslagare till människor i många årtusenden. Mänsklighetens uppgift är inte att rubba denna känsliga balans som har utvecklats mellan mikroorganismer som lever inuti oss och i miljön. Bakteriernas roll i människors liv är enorm. Forskare upptäcker ständigt de fördelaktiga egenskaperna hos mikroorganismer, vars användning i vardagen och i produktionen endast begränsas av deras egenskaper.
