Содержание
Тест з біології – «На Урок»
Запитання 1
Назови организмы-разрушители.
варіанти відповідей
бактерии
растения
животные
Запитання 2
Выбери верные утверждения:
варіанти відповідей
Полезных бактерий не бывает.
Бактерии постоянно вредят человеку
Бактерии живут повсюду- в воде, почве, земле, в организме людей и животных.
Бактерии бывают самой разнообразной формы.
Запитання 3
Бактерии — это…
варіанти відповідей
прокариоты
эукариоты
Запитання 4
Бактерии живут …
варіанти відповідей
в воде, в почве;
в воде, почве, в воздухе;
в воде, почве, в воздухе, в организмах.
Запитання 5
На картинке изображены
варіанти відповідей
стрептококки
стафилококки
бациллы
спириллы
Запитання 6
На картинке изображены
варіанти відповідей
спириллы
бациллы
вирусы
Запитання 7
Бактерии могут существовать
варіанти відповідей
Среди вечных льдов
В горячих источниках
В глубоких подземных скважинах
Все ответы верны
Запитання 8
Роль бактерии в природе
варіанти відповідей
Повышают плодородие почвы
Портят продукты питания
Понижают урожайность сельскохозяйственных культур
Очищают окружающую среду
Запитання 9
Бактерии применяют для изготовления
варіанти відповідей
Сметаны
Лекарств
Выпечки
Квашения капусты
Запитання 10
Кто открыл бактерий?
варіанти відповідей
Роберт Гук
Карл Везе
Антони ван Левенгук
Аристотель
Запитання 11
Какое принципиальное отличие бактерий от клеток животных, растений и грибов?
варіанти відповідей
неклеточное строение
нет ядра
нет мембраны
не могут жить в экстремальных условиях
Запитання 12
На картинке изображены
варіанти відповідей
спириллы
бациллы
стафилококки
стрептококки
Запитання 13
Какие микроорганизмы чаще всего способствуют возникновению ангины?
варіанти відповідей
стрептококки
страфилококки
бациллы
Запитання 14
В какой форме содержится генетическая информация у бактерий?
варіанти відповідей
пара хромосом
нуклеоид
ее нет
Запитання 15
Для изготовления йогурта применяют
варіанти відповідей
бактерии
вирусы
кислоту
Запитання 16
Острое заболевание гриппом вызывается
варіанти відповідей
вирусом
бактерией
Запитання 17
Общим свойством всех клеток бактерий, растений, грибов и животных является способность к
варіанти відповідей
обмену веществ
движению
сократимости
Запитання 18
Цианобактерии, в отличие от бактерий сапротрофов, осуществляют
варіанти відповідей
гниение
брожение
фотосинтез
дыхание
Запитання 19
Почему бактерии выделяют в самостоятельное царство органического мира?
варіанти відповідей
в неблагоприятных условиях размножаются митозом
отсутствие ядра в клетке
размножаются спорами
в основном гетеротрофные организмы
Запитання 20
Клетка бактерии в отличие от клетки животного НЕ имеет
варіанти відповідей
цитоплазмы
плазматической мембраны
митохондрий
рибосом
Запитання 21
Некоторые виды бактерий способны длительное время сохранять жизнеспособность, так как они
варіанти відповідей
при наступлении неблагоприятных условий образуют споры
имеют микроскопические размеры
вступают в симбиоз с другими организмами
питаются, как правило, готовыми органическими веществами
Запитання 22
Споры бактерий, в отличие от спор грибов,
варіанти відповідей
выполняют функцию питания и дыхания
образуются в результате полового размножения
необходимы для размножения и расселения на новые места
служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий
Запитання 23
Бактерии, питающиеся органическими веществами отмерших организмов
варіанти відповідей
паразиты
сапротрофы
хемотрофы
симбионты
Запитання 24
Основные характеристики бактерий
варіанти відповідей
отсутствуют митохондрии
клеточная стенка состоит из клетчатки
имеется кольцевая хромосома
отсутствует ядро
имеются хлоропласты
Запитання 25
Бактериальная клетка покрыта
варіанти відповідей
плазматической мембраной
клеточной стенкой
слизистой капсулой
плазматической мембраной+слизистой капсулой
слизистой капсулой+клеточной стенкой
Запитання 26
Молекула ДНК бактерии расположена в:
варіанти відповідей
рибосоме
лизосоме
аппарате Гольджи
цитоплазме, замкнута в кольцо
Запитання 27
Аэробы:
варіанти відповідей
нуждаются в воде
погибают в кислороде
нуждаются в кислороде
в кислороде не нуждаются
Запитання 28
Генетическая информация прокариот располагается в:
варіанти відповідей
нуклеосома
нуклеотид
нуклеид
ядрышко
Запитання 29
Роль санитаров выполняют бактерии:
варіанти відповідей
уксуснокислого брожения
гниения
клубеньковые
молочнокислого брожения
Запитання 30
Гетеротрофные бактерии могут быть только:
варіанти відповідей
фототрофами
паразитами
хемотрофами
сапротпрофами
Запитання 31
Инфекционное заболевание бактериальной природы:
варіанти відповідей
холера
малярия
Запитання 32
Поверхностный слой клеточной стенки бактерий часто вырабатывает дополнительный слой — капсулу. для чего служит бактериальная капсула?
варіанти відповідей
содержит наследственную информацию клетки
выполняет защитную функцию, защищает клетку от высыхания и поедания другими организмами
для проведения в клетку воды и растворенных в ней веществ
для передвижения клетки
Запитання 33
Бактерии — организмы
варіанти відповідей
многоклеточные
одноклеточные и многоклеточные
всегда одноклеточные
колониальные
Запитання 34
Бактерии размножаются
варіанти відповідей
половым путем
обменом ядер
делением клетки пополам
спорами
Створюйте онлайн-тести
для контролю знань і залучення учнів
до активної роботи у класі та вдома
Створити тест
Натисніть «Подобається», щоб слідкувати за оновленнями на Facebook
Сходство бактерий, грибов, животных — свидетельство единства живой природы — Учебник по Биологии.
7 класс. Запорожец
Учебник по Биологии. 7 класс. Запорожец — Новая программа
Мы с вами переворачиваем последние страницы учебника биологии для 7-го класса. Вы изучаете биологию в школе уже два года и продолжите изучение увлекательного мира живых организмов в течение всей жизни. Наверное, больше всего вас удивило многообразие жизненных форм: организмы отличаются и по форме, и по размерам, и по способам питания, и по приспособлению к определенным условиям. Подытоживая все, чему вы научились, все, о чем узнали во время интересных незабываемых уроков, давайте сделаем выводы.
Наряду с многочисленными отличиями мы видим определенное единство, общие черты, похожие приспособления у бактерий, растений, животных и грибов. Давайте подробнее остановимся именно на чертах сходства и их причинах.
Все они имеют общие признаки живых организмов. Для них характерны обмен веществ (питание, дыхание, выделение), рост, развитие, движение, размножение и раздражимость. Все они характеризуются сходством химического состава. В их телах по массе преобладает вода, которая выполняет важные функции в каждом организме. Липиды, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты выполняют в организме важные функции, они являются определяющими в жизнедеятельности организма.
Бактерии, растения, животные и грибы являются клеточными организмами — это одна из их основных общих черт. У многоклеточных растений и животных из клеток образуются ткани и органы. С помощью регуляторных систем все они действуют согласованно.
Рост и развитие многоклеточных организмов происходит путем деления клеток, которое проходит у растений и животных по одному принципу и схеме.
Всем этим организмам свойственно бесполое размножение, а растениям, грибам и животным — еще и половое. В основе полового размножения лежит образование половых клеток — яйцеклеток и сперматозоидов, которые сливаются при оплодотворении. Организм, образующийся в результате полового размножения, несет признаки материнского и отцовского организмов, что дает материал для дальнейшего исторического развития, т. е. эволюционного процесса.
Существуют определенные черты сходства в строении клеток бактерий, растений, животных и грибов: у них есть цитоплазма, мембрана. В клетках грибов, растений и животных есть ядро, которое управляет деятельностью клетки и сохраняет наследственный материал. Наследственный материал у этих организмов сохраняется и реализуется в соответствии с одинаковыми закономерностями, которые называют генетическим кодом. Генетический код един для всех организмов нашей планеты.
В клетках грибов, растений и животных есть органеллы, которые имеют сходное строение и выполняют одинаковые функции. Это, например, эндоплазматическая сеть, осуществляющая транспорт и синтез определенных веществ, рибосомы, синтезирующие белки, митохондрии, в которых расщепляются сложные органические вещества до простых, а энергия, которая при этом выделилась, аккумулируется в виде АТФ.
В чем же причина такого принципиального сходства? Конечно, мы не можем заглянуть в те времена, когда на нашей планете зарождались и развивались первые растения, животные, грибы. Но ученые, сравнивая разные научные факты, пришли к выводу, что, вероятно, у бактерий, растений, животных и грибов были общие предки, т. е. они имеют общее происхождение. Вероятнее всего, самыми древними организмами являются бактерии, от которых, очевидно, происходят предки современных растений, животных, грибов. На определенном этапе исторического развития они разделились и начали развиваться независимо. Так между ними накопились отличия. Дальнейшая их эволюция привела к увеличению численности, многообразия и степени приспособленности к окружающей среде.
Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка
Зміст
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України
прокариот: бактерии и археи | Биология организмов
Цели обучения
- Различать бактерии, археи и эукариоты.
- Нарисуйте филогенетические отношения между бактериями, археями и эукариотами.
- Определите, как археи и бактерии получают энергию и углерод.
- Объясните ископаемые, химические и генетические свидетельства ключевых событий эволюции трех областей жизни (бактерии, археи, эукариоты)
- Объясните, почему расцвет цианобактерий привел к насыщению атмосферы кислородом.
- Поместите эволюцию трех сфер жизни на геологическую шкалу времени.
- Опишите важность прокариот (бактерий и архей) для здоровья человека и экологических процессов.
Три области жизни на Земле
Сравнение последовательностей ДНК, а также структурные и биохимические сравнения последовательно делят все живые организмы на 3 основные области: Бактерии, археи и эукариоты (также называемые эукариотами ; эти термины могут использоваться взаимозаменяемо). И бактерии, и археи являются прокариотами, одноклеточными микроорганизмами без ядра, а к эукариотам относятся мы и все другие животные, растения, грибы и одноклеточные протисты — все организмы, чьи клетки имеют ядра, в которые заключена их ДНК, отдельно от остальных организмов. клетка. Летопись окаменелостей указывает на то, что первыми живыми организмами были прокариоты (бактерии и археи), а эукариоты возникли миллиард лет спустя.
Совет для изучения: рекомендуется создать таблицу для сравнения и противопоставления трех сфер жизни во время чтения.
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 22.2
Археи и бактерии имеют ряд общих черт, но также являются разными доменами жизни:
- И археи, и бактерии являются одноклеточными организмами. Этим они отличаются от эукариот, которые включают как одноклеточные, так и многоклеточные организмы
- В клетках архей и бактерий отсутствуют органеллы или другие внутренние структуры, связанные с мембраной. Поэтому, в отличие от эукариот, археи и бактерии не имеют ядра, отделяющего их генетический материал от остальной части клетки.
- Археи и бактерии обычно имеют одну кольцевую хромосому — фрагмент кольцевой двухцепочечной ДНК, расположенный в области клетки, называемой нуклеоидом.
Напротив, многие эукариоты имеют множественные линейные хромосомы.
- Археи и бактерии размножаются делением — процессом, при котором отдельная клетка воспроизводит свою единственную хромосому и делится на две. Эукариоты размножаются посредством митоза, который включает дополнительные этапы репликации и правильного деления нескольких хромосом между двумя дочерними клетками. Многие эукариоты также размножаются половым путем, когда в процессе, называемом мейозом, количество хромосом уменьшается наполовину для образования гаплоидных клеток (обычно называемых сперматозоидами или яйцеклетками), а затем две гаплоидные клетки сливаются, образуя новый организм. Археи и бактерии не могут размножаться половым путем.
- Почти у всех прокариот есть клеточная стенка, защитная структура, позволяющая им выживать в экстремальных условиях, которая расположена за пределами их плазматической мембраны. Напротив, у некоторых эукариот есть клеточные стенки, а у других нет. Состав клеточной стенки существенно различается между доменами Bacteria и Archaea.
Стенки клеток бактерий состоят из пептидогликана, комплекса белков и сахаров, в то время как стенки клеток архей состоят из полисахаридов (сахаров). Состав их клеточных стенок также отличается от клеточных стенок эукариот растений (целлюлоза) или грибов и насекомых (хитин). У некоторых бактерий есть внешняя капсула за пределами клеточной стенки.
- Другие структуры присутствуют у одних прокариотических видов, но не у других. Например:
- Капсула, обнаруженная у некоторых видов, позволяет организму прикрепляться к поверхностям, защищает его от обезвоживания и нападения фагоцитирующих клеток и делает патогены более устойчивыми к нашим иммунным реакциям.
- У некоторых видов также есть жгутики (единственное число, жгутик), используемые для передвижения, и пили (единственное число, пилус), используемые для прикрепления к поверхностям.
- Плазмиды, состоящие из внехромосомной ДНК, также присутствуют у многих видов бактерий и архей.
- Прокариоты, особенно археи, могут выживать в экстремальных условиях, негостеприимных для большинства живых существ.
Показаны признаки типичной прокариотической клетки. Изображение предоставлено: OpenStax Biology 22.2
Филогенетические отношения между археями, бактериями и эукариотами
Хотя термин прокариот («до ядра») широко используется для описания как архей, так и бактерий, из приведенного ниже филогенетического Древа жизни видно, что этот термин не описывает монофилетическую группу:
Филогенетическое древо живых существ, основанное на данных РНК и предложенное Карлом Вёзе, показывающее разделение бактерий, архей и эукариот. По этой векторной версии: Эрик Габа (Стинг — фр: Стинг) — Институт астробиологии НАСА, найдено в статье, общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1201601
На самом деле археи и эукариоты образуют монофилетическую группу, а не археи и бактерии. Эти отношения указывают на то, что археи более тесно связаны с эукариотами, чем с бактериями, хотя внешне археи кажутся гораздо более похожими на бактерии, чем на эукариоты.
Метаболическое разнообразие прокариот
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 22.3
Прокариоты были и могут жить в любой среде, используя любые доступные источники энергии и углерода. Прокариоты заполняют многие ниши на Земле, в том числе участвуют в циклах питательных веществ, таких как циклы азота и углерода, разлагают мертвые организмы и процветают внутри живых организмов, включая людей. Очень широкий спектр сред, которые занимают прокариоты, возможен, потому что у них разные метаболические процессы. Фототрофы (или фототрофные организмы) получают энергию от солнечного света. Хемотрофы (или хемосинтетические организмы) получают энергию из химических соединений.
Прокариоты могут использовать не только разные источники энергии, но и разные источники соединений углерода. Напомним, что организмы, способные фиксировать неорганический углерод (например, углекислый газ) в органический углерод (например, глюкозу), называются автотрофами . Напротив, гетеротрофов должен получать углерод из органических соединений. Термины, описывающие, как прокариоты получают энергию и углерод, можно комбинировать. Таким образом, фотоавтотрофы используют энергию солнечного света и углерод из углекислого газа и воды, тогда как хемогетеротрофы получают энергию и углерод из органических химических источников. Хемоавтотрофы получают энергию из неорганических соединений, а сложные молекулы строят из углекислого газа. Наконец, фотогетеротрофы используют свет в качестве источника энергии, но нуждаются в источнике органического углерода (они не могут фиксировать углекислый газ в органический углерод). В отличие от большого метаболического разнообразия прокариот, эукариоты являются только фотоавтотрофами (растения и некоторые протисты) или хемогетеротрофами (животные, грибы и некоторые протисты). В таблице ниже приведены источники углерода и энергии у прокариот.
В видеороликах ниже представлены более подробные обзоры архей и бактерий, включая общие характеристики и метаболическое разнообразие:
youtube.com/embed/h-z9-9OOWC4?version=3&rel=1&fs=1&autohide=2&showsearch=0&showinfo=1&iv_load_policy=1&wmode=transparent» allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Ключевые события и свидетельства эволюции трех областей жизни на Земле
4
жизнь на Земле: 90 022 Возраст Земли примерно 4,6 миллиарда лет, согласно радиометрическому датированию. Хотя формально возможно, что жизнь возникла во время гадейского эона, условия на планете могли быть недостаточно стабильными для поддержания жизни, потому что считалось, что большое количество астероидов столкнулось с планетой в конце гадейского и начале архейского периодов. эоны. Свидетельства микрофоссилий (буквально «микроскопические окаменелости») позволяют предположить, что жизнь существовала на Земле по крайней мере 3,8 миллиарда лет назад. Самые ранние химические свидетельства жизни в виде химических сигнатур, производимых только живыми организмами, датируются примерно 3,6 миллиарда лет назад. На что были похожи эти ранние формы жизни? В течение первого миллиарда лет существования Земли атмосфера была бескислородной, что означает отсутствие молекулярного кислорода (O2). Таким образом, первые живые существа были одноклеточными, прокариотическими анаэробами (живущими без кислорода) и, вероятно, хемотрофными.
Кислородная революция: Эволюция фотосинтеза, расщепляющего воду и генерирующего кислород, цианобактериями привела к появлению первого свободного молекулярного кислорода около 2,6 миллиарда лет назад. Свободный кислород, вырабатываемый цианобактериями, немедленно реагировал с растворимым железом в океанах, вызывая осаждение оксида железа (ржавчины) из океанов. Кислород не накапливался сразу, и данные указывают на то, что океаны не были полностью насыщены кислородом до 850 миллионов лет назад (млн лет назад). Сегодня мы видим свидетельства медленного накопления кислорода в атмосфере через полосчатые образования железа, присутствующие в осадочных породах того периода.
Полосатая железная формация, Национальный парк Кариджини, Западная Австралия. Грэм Черчард из Бристоля, Великобритания. Ущелье Дейлс. Загружено PDTillman, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30889569
Увеличение количества кислорода, названное «Кислородной революцией», позволило эволюция более крупных тел, органов и тканей, таких как мозг, с высокой скоростью метаболизма. Увеличение содержания кислорода — яркий пример того, как жизнь может изменить планету. Эволюция оксигенного фотосинтеза изменила атмосферу планеты за миллиарды лет и, в свою очередь, вызвала радикальные сдвиги в биосфере: от бескислородной среды, населенной анаэробными одноклеточными прокариотами, к эукариотам, живущим в микроаэрофильной (с низким содержанием кислорода) среде. , к многоклеточным организмам в среде, богатой кислородом. В видео ниже представлен обзор Кислородной революции (также известной как Кислородная катастрофа), включая ее пагубное воздействие на жившие в то время организмы:
Происхождение эукариот: Как возникли эукариоты? Ведущая гипотеза, называемая эндосимбиотической теорией , состоит в том, что эукариоты возникли в результате слияния архейских клеток с бактериями, когда древний архей поглотил (но не съел) древнюю аэробную бактериальную клетку. Поглощенная (эндосимбиозная) бактериальная клетка осталась внутри архейской клетки в отношениях, которые могли быть мутуалистическими: поглощенная бактерия позволила архейской клетке-хозяину использовать кислород для высвобождения энергии, запасенной в питательных веществах, а клетка-хозяин защищала бактериальную клетку от хищников. Данные микроокаменелостей свидетельствуют о том, что эукариоты возникли где-то между 1,6 и 2,2 миллиарда лет назад. Потомки этой древней поглощенной клетки присутствуют сегодня во всех эукариотических клетках в виде митохондрии . Мы обсудим эндосимбиотическую теорию происхождения эукариот подробнее в следующем чтении.
Сложные формы жизни: Большая часть жизни на Земле была одноклеточной, пока незадолго до кембрийского «взрыва», когда мы наблюдаем появление всех современных типов животных. Кембрийская радиация (что означает быструю эволюционную диверсификацию) произошла ок. 540 млн лет назад. Термин «взрыв» относится к увеличению биоразнообразия многоклеточных организмов в начале кембрия, 540 миллионов лет назад. Многоклеточная жизнь появилась всего за несколько десятков миллионов лет до начала кембрия в виде причудливых окаменелостей (эдиакарская биота/окаменелости Доушантуо) и демонстрировала строение тела, не похожее ни на что из виденного современными животными. Эти виды в значительной степени исчезли и были заменены кембрийской фауной, разнообразие которой включает в себя все планы строения, встречающиеся в современных типах животных. Возникновение кембрийской фауны насчитывает миллионы лет; не все они появились одновременно, как неточно подразумевает термин «взрыв».
Размещение ключевых событий на шкале геологического времени
Как каждое из этих событий соотносится с геологическим временем ? Большинство из них не являются «мгновенными» событиями, поэтому они охватывают несколько следующих периодов времени:
- Гадейский эон (4,6–4 млрд лет назад): на Земле нет жизни
- архейский эон (от 4 до 2,5 млрд лет назад)
- Происхождение жизни (прокариотическое, анаэробное), 2,8–2,6 млрд лет назад
- Первые цианобактерии, способные производить кислород посредством фотосинтеза, ~ 2,5 млрд лет назад
- протерозойский эон (от 2,5 до 542 млн лет назад)
- Кислородная революция (или катастрофа, в зависимости от вашей точки зрения) и формирование полосчатых железных формирований происходит в период от 2,5 до 1,9 млрд лет назад
- Первые одноклеточные эукариоты, ~1,6 млрд лет назад
- Первые многоклеточные водоросли, ~1,4 млрд лет назад
- Первые многоклеточные животные, ~635 млн лет назад
- фанерозойский эон (542 млн лет назад до наших дней)
- Кембрийский взрыв (большинство основных типов животных появилось в летописи окаменелостей), 542 млн лет назад
- Очевидно, что в фанерозое происходит много других событий, и мы посвятим большую часть оставшейся части этого модуля их обсуждению
Ссылки на процессы, связанные со здоровьем человека и окружающей средой
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 22. 4 Некоторые прокариотические виды могут нанести вред здоровью человека как патогены: Разрушительные заболевания, переносимые патогенами, и эпидемии, как вирусные, так и бактериальные, поражают людей с начала человеческой истории, но в то время их причина не была понята. Со временем люди осознали, что пребывание вдали от больных людей (и их вещей) снижает шансы заболеть. Чтобы патоген вызывал заболевание, он должен иметь возможность размножаться в организме хозяина и каким-то образом повреждать хозяина, а для распространения он должен перейти к новому хозяину. В 21 -го века инфекционные заболевания остаются одной из ведущих причин смерти во всем мире, несмотря на успехи, достигнутые в медицинских исследованиях и методах лечения за последние десятилетия. Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 22.5. Не все прокариоты являются патогенными; патогены составляют лишь очень небольшой процент разнообразия микробного мира. На самом деле наша жизнь была бы невозможна без прокариот.
Некоторые прокариотические виды непосредственно полезны для здоровья человека:
- Бактерии, населяющие нашу кожу и желудочно-кишечный тракт, приносят нам массу пользы. Они защищают нас от патогенов, помогают нам переваривать пищу и производят некоторые витамины и другие питательные вещества. Совсем недавно ученые собрали доказательства того, что эти бактерии могут также помочь регулировать наше настроение, влиять на уровень нашей активности и даже помогать контролировать вес, влияя на наш выбор продуктов питания и модели поглощения. Проект микробиома человека начал процесс каталогизации наших обычных бактерий (и архей), чтобы мы могли лучше понять их функции. Ученые также обнаруживают, что отсутствие некоторых ключевых микробов в нашем кишечном тракте может вызвать у нас множество проблем. Это особенно верно в отношении надлежащего функционирования иммунной системы. Есть интригующие результаты, которые предполагают, что отсутствие этих микробов является важным фактором развития аллергии и некоторых аутоиммунных заболеваний.
В настоящее время проводятся исследования, чтобы проверить, может ли добавление определенных микробов в нашу внутреннюю экосистему помочь в лечении этих проблем, а также в лечении некоторых форм аутизма.
- Особенно увлекательный пример нашей нормальной флоры относится к нашей пищеварительной системе. Люди, принимающие высокие дозы антибиотиков, как правило, теряют многие из своих нормальных кишечных бактерий, что позволяет естественно устойчивым к антибиотикам видам, называемым Clostridium difficile , разрастаться и вызывать серьезные проблемы с желудком, особенно хроническую диарею. Очевидно, что попытка решить эту проблему с помощью антибиотиков только усугубит ее. Тем не менее, его успешно лечили, вводя пациентам фекальные трансплантаты (так называемые «таблетки какашек») от здоровых доноров для восстановления нормального кишечного микробного сообщества. В настоящее время проводятся клинические испытания, чтобы убедиться в безопасности и эффективности этого метода.
Углеродный цикл; Изображение изменено из «Азотного цикла» Иоганна Дрео (CC BY-SA 3.0). Модифицированное изображение доступно под лицензией CC BY-SA 3.0._
Другие прокариоты косвенно, но существенно влияют на здоровье человека благодаря своей роли в процессах окружающей среды:
- Прокариоты играют критическую роль в биогеохимическом круговороте азота, углерода, фосфора , и другие питательные вещества. Роль прокариот в круговороте азота имеет решающее значение. Азот является очень важным элементом для живых существ, потому что он входит в состав нуклеотидов и аминокислот, которые являются строительными блоками нуклеиновых кислот и белков соответственно. Азот обычно является наиболее лимитирующим элементом в наземных экосистемах, при этом атмосферный азот N 2 , обеспечивая самый большой запас доступного азота. Однако эукариоты не могут использовать атмосферный газообразный азот для синтеза макромолекул. К счастью, азот можно «фиксировать», то есть он превращается в аммиак (NH 3 ) либо биологически, либо абиотически.
Абиотическая фиксация азота происходит в результате удара молнии или в результате промышленных процессов. Биологическая азотфиксация (БНФ) осуществляется исключительно прокариотами: почвенными бактериями, цианобактериями и Frankia spp. (нитчатые бактерии, взаимодействующие с актиноризными растениями, такими как ольха, черника, душистый папоротник). После фотосинтеза БНФ является вторым по важности биологическим процессом на Земле.
- Прокариоты также необходимы для микробной биоремедиации , использования прокариот (или микробного метаболизма) для удаления загрязняющих веществ, таких как сельскохозяйственные химикаты (пестициды, удобрения), которые выщелачиваются из почвы в грунтовые воды и недра, а также некоторые токсичные металлы и оксиды, такие как соединения селена и мышьяка. Одним из наиболее полезных и интересных примеров использования прокариот в целях биоремедиации является очистка разливов нефти, в том числе разлива Exxon Valdez на Аляске (1989), а совсем недавно — разлив нефти BP в Мексиканском заливе (2010 г.
). Чтобы очистить эти разливы, в область добавляются дополнительные неорганические питательные вещества, которые помогают бактериям расти, а рост бактерий расщепляет избыток углеводородов.
а) Убирая нефть после разлива в Вальдесе на Аляске, рабочие сливали нефть с пляжей из шланга, а затем использовали плавучий бон, чтобы собрать нефть, которая, наконец, была собрана с поверхности воды. Некоторые виды бактерий способны растворять и разлагать масло. (b) Одним из самых катастрофических последствий разливов нефти является ущерб, наносимый фауне. (кредит a: модификация работы NOAA; кредит b: модификация работы ГОЛУБЕНКОВА, НПО: Спасение Тамани; с https://cnx.org/resources/b3178fe3228bf3c1f1ce0feae58ed67d7d1dad07/Figure_22_05_03ab.jpg)
Прокариоты, эукариоты, планктомицеты | Изучайте науку в Scitable
Ангерт, Э. Р., Клементс, К. Д. и Пейс, Н. Р. Самая крупная бактерия. Nature 362 , 239–241 (1993) doi:10.1038/362239a0.
Кавалье-Смит, Т. Концепция бактерии все еще актуальна в дебатах о прокариотах. Nature 446 , 257 (2007) doi:10.1038/446257c.
Кавалье-Смит, Т. Фаготрофное происхождение эукариот и филогенетическая классификация простейших. Int J Syst Evol Microbiol 52 , 297–354 (2002).
Кавалье-Смит, Т. Хищничество и происхождение эукариотических клеток: коэволюционная перспектива. Int J Biochem Cell Biol 41 , 307–322 (2009) doi:10.1016/j.biocel.2008.10.002.
Courties, C. и др. Самый маленький эукариотический организм. Природа 370 , 255 (1994).
де Дюв, К. Происхождение эукариот: переоценка. Nat Rev Microbiol 8 , 395–403 (2007) doi:10.1038/nrg2071.
Долан, М. Ф. и Маргулис, Л. Достижения в биологии раскрывают правду о прокариотах. Nature 445 , 21 (2007) doi:10.1038/445021b.
Эмбли, Т. М. Множественные вторичные источники анаэробного образа жизни у эукариот. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361 , 1055–1067 (2006) doi:10. 1098/rstb.2006.1844.
Fuerst, JA. Внутриклеточное разделение планктомицетов. Annu Rev Microbiol 59 , 299–328 (2005) doi:10.1146/annurev.micro.59.030804.121258.
Фюрст, Дж. А. и Уэбб, Р. И. Связанный с мембраной нуклеоид в эубактерии Gemmata obscuriglobus. Proc Natl Acad Sci USA 88 , 8184–8188 (1991).
Фюрст, Дж. А. Планктомицеты: новые модели микробной экологии, эволюции и клеточной биологии. Микробиология 141 (часть 7) , 1493–1506 (1995).
Глансдорф, Н., Сюй, Ю. и Лабедан, Б. Последний универсальный общий предок: появление, строение и генетическое наследие неуловимого предшественника. Biol Direct 3 , 29 (2008) doi:10.1186/1745-6150-3-29.
Картал, Б., Куенен, Дж. Г. и ван Лосдрехт, М. С. Инжиниринг. Очистка сточных вод анаммоксом. Science 328 , 702–703 (2010) doi:10.1126/science.1185941.
Куенен, Дж. Г. Бактерии Anammox: от открытия до применения. Nat Rev Microbiol 6 , 320–326 (2008) doi:10.1038/nrmicro1857.
Купер, У. и др. . Энергетическая наружная мембрана и пространственное разделение метаболических процессов у гипертермофильных архей Ignicoccus Hospitalis . Proc Natl Acad Sci USA 107 , 3152–3156 (2010) doi:10.1073/pnas.0911711107.
Линдси, М. Р. и др. Компартментализация клеток у планктомицетов: новые типы структурной организации бактериальной клетки. Arch Microbiol 175 , 413–429 (2001).
Lonhienne, T. G. и др. Эндоцитозоподобное поглощение белка бактерией Gemmata obscuriglobus . Proc Natl Acad Sci USA (2010) doi:10.1073/pnas.1001085107.
Lee, K.C., Webb, R.I. & Fuerst, J.A. Клеточный цикл планктомицета Gemmata obscuriglobus в отношении компартментализации клеток. BMC Cell Biol 10 , 4 (2009) doi:10.1186/1471-2121-10-4.
Либер, А., Лейс, А., Кушмаро, А., Мински, А. и Медалиа, О. Организация хроматина и радиорезистентность в бактериях Gemmata obscuriglobus . J Bacteriol, 191 1439–1445 (2009) doi:10.1128/jb.01513-08.
Линдсей, М. Р., Уэбб, Р. И. и Фюрст, Дж. А. Пиреллулосомы: новый тип ограниченного мембраной клеточного компартмента у планктомицетов рода Pirellula . Микробиол-Великобритания 143 , 739–748 (1997).
Мартин В. Архебактерии (археи) и происхождение эукариотического ядра. Curr Opin Microbiol 8 , 630–637 (2005) doi:10.1016/j.mib.2005.10.004.
Мартин В. и др. . Обзор эндосимбиотических моделей происхождения эукариот, их АТФ-продуцирующих органелл (митохондрий и гидрогеносом) и их гетеротрофного образа жизни. Biol Chem 382 , 1521–1539 (2001) doi:10.1515/bc.2001.187.
Мартин В. и Кунин Е. В. Положительное определение прокариот. Nature 442 , 868 (2006) doi:10.1038/442868c.
Мартин В. и Кунин Е. В. Интроны и происхождение компартментализации ядра и цитозоля. Nature 440 , 41–45 (2006) doi:10.1038/nature04531.
Мартин, В. и Мюллер, М. Гипотеза водорода для первого эукариота. Nature 392 , 37–41 (1998) doi:10.1038/32096.
Пейс, Северная Каролина. Время перемен. Nature 441 , 289 (2006) doi:10.1038/441289a.
Pace, NR Проблемы с «прокариотом». J Bacteriol 191 , 2008–2010 гг.; обсуждение 2011 (2009) doi:10.1128/jb.01224-08
Papineau, D. et. al Состав и структура микробных сообществ из строматолитов бассейна Хамелин в заливе Шарк, Западная Австралия. Appl Environ Microbiol 71 , 4822–4832 (2005) doi:10.1128/aem.71.8.4822-4832.2005
Пул, А. М. и Пенни, Д. Оценка гипотез происхождения эукариот. Bioessays 29 , 74–84 (2007) doi:10.1002/bies.20516.
Schlesner, H. Разработка сред, подходящих для микроорганизмов, морфологически напоминающих Planctomyces spp. , Pirellula spp. и других Planctomycetales из различных водных местообитаний с использованием разбавленных сред. Систематическая и прикладная микробиология 17 , 135–145 (1994).
Шульц, Х. Н. и др. Плотные популяции гигантской серной бактерии в отложениях шельфа Намибии. Наука 284 , 493–495 (1999).
Stanier, RY & Van Niel, CB. Концепция бактерии. Arch Mikrobiol 42 , 17–35 (1962).
Strous, M. и др. Отсутствующий литотроф идентифицирован как новый планктомицет. Nature 400 , 446–449 (1999) doi:10.1038/22749.
ван Нифтрик, L.A. и др. Анаммоксосома: внутрицитоплазматический компартмент анаммокс-бактерий. FEMS Microbiol Lett 233 , 7–13 (2004).
Whitman, W. B. Современная концепция прокариота. J Bacteriol 191 , 2000–2005 гг.; обсуждение 2006–2007 (2009) doi: 10.1128 / jb.00962-08.
Woese, CR, Kandler, O.