Питание дыхание размножение. Питание, дыхание и размножение бактерий. Опорно-двигательная система земноводных

План

Питание микробов.

Дыхание микроорганизмов

Рост и размножение микробов.

Образование микроорганизмами пигментов, фотогенных и ароматических веществ.

Ферменты бактерий.

Культивирование бактерий.

Физиология изучает жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост и размножение. В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм).

Сущность обмена веществ составляют два противоположных и вместе с тем взаимосвязанных процесса: ассимиляции (анаболизм) и диссимиляции (катаболизм).

В процессе ассимиляции происходит усвоение питательных веществ и использование их для синтеза клеточных структур. При процессах диссимиляции питательные вещества разлагаются и окисляются, при этом выделяется энергия, необходимая для жизни микробной клетки. В результате распада питательных веществ происходит расщепление сложных органических соединений на более простые, низкомолекулярные. Часть из них выводится из клетки, а другие снова используются клеткой для биосинтетических реакций и включаются в процессы ассимиляции. Все процессы синтеза и распада питательных веществ совершаются с участием ферментов.

Особенностью микроорганизмов является интенсивный обмен веществ. За сутки при благоприятных условиях одна микробная клетка может переработать такое количество питательных веществ, которое в 30-40 раз больше ее массы.

Питание микробов.

По типу питания микробы делятся на автотрофы и гетеротрофы. Первые способны синтезировать сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Они могут использовать в качестве источника углерода углекислоту и другие неорганические соединения углерода.

По способу усваивать азот микроорганизмы делятся на 2 группы: аминоавтотрофы и амоногетеротрофы.

Аминоавтотрофы – для синтеза белка клетки используют молекулярный азот воздуха или усваивают его из аммонийных солей.

Аминогетеротрофы - получают азот из органических соединений – аминокислот, сложных белков (все патогенные микроорганизмы и большинство сапрофитов).

По характеру источника использования энергии микроорганизмы делятся на фототрофы (используют энергию солнечного света) и хемотрофы (используют энергию за счет окисления неорганических веществ) (патогенные для человека микроорганизмы).

Тип питания микробов

Автотрофы Гетеротрофы

(патогенные и условно-патогенные микроорганизмы)

Факультативные Облигатные

Механизм питания. Проникновение различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул, рН среды, концентрации, проницаемости мембран и др. Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана. Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.

Проникновение питательных веществ в микробную клетку происходит различными способами:

1. Пассивная диффузия , т.е. перемещение веществ через толщу мембраны, в результате чего выравнивается концентрация веществ и осмотическое давление по обе стороны оболочки. Таким путем могут проникать питательные вещества, когда концентрация в среде значительно превышает концентрацию веществ в клетке. Этот процесс осуществляется без затрат энергии.

2. Облегченная диффузия – проникновение питательных веществ в клетку с помощью активного переноса их особыми молекулами-переносчиками, называемыми пермеазами . Этот процесс совершается без использования энергии, так как перемещение веществ происходит от более высокой концентрации к более низкой.

3. Активный транспорт питательных веществ осуществляется также с помощью пермеаз. Этот процесс требует затрат энергии. В этом случае питательное вещество может проникнуть в клетку, если концентрация его вклетке значительно превышает концентрацию в среде.

4. Транспортируемое вещество может подвергаться химической модификации. Такой способ называется перенос радикалов или транслокация химических групп. Этот процесс сходен с активным транспортом.

Выход веществ из микробной клетки осуществляется или в виде пассивной диффузии, или в процессе облегченной диффузии с участием пермеаз.

Для роста микробов на питательных средах, применяемых для их выращивания, необходимы определенные дополнительные компоненты, соединения, которые сами микробы синтезировать не могут. Такие соединения называются ростовыми факторами (аминокислоты, пурины и пиримидины, витамины и др.)

Дыхание микроорганизмов.

Дыхание (или биологическое окисление) – сложный процесс, сопровождающийся выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности микробов. Бактерии, как и высшие животные, для дыхания используют кислород. Однако Л.Пастером было доказано существование таких бактерий. Для которых наличие свободного кислорода является губительным.

Все микробы по типу дыхания можно разделить на три основные группы:

- облигатные (строгие) аэробы (микрококки, туберкулезные бактерии и др.). Они могут расти только при наличии кислорода;

- облигатные (строгие) анаэробы (возбудители газовой гангрены, столбняка и ботулизма). Они могут расти только при полном отсутствии кислорода;

- факультативные анаэробы (большинство сапрофитов и патогенных микробов). Они растут как в присутствии, так и в отсутствии кислорода.

Аэробное дыхание протекает при наличии кислорода. Анаэробное – при его отсутствии.

Рост и размножение бактерий.

Рост – это увеличение размеров отдельной особи. Размножение – это увеличение числа особей в популяции. В результате роста и размножения микробов происходит увеличение их биомассы. Бактерии размножаются делением. Актиномицеты и грибы размножаются спорами. Дрожжи размножаются почкованием.

Быстрота размножения микробов различна. Для большинства бактерий период генерации (удвоения) в среднем равен 15-30 минут, например, для кишечной палочки 15-17 минут. Некоторые микробы делятся медленнее, например спирохеты один раз в 10 часов.

На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности, равномерного помутнения , либо осадка .

На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток, называемые колониями . Образуемые колонии бывают округлой формы с ровными или неровными краями различной консистенции и цвета, зависящего от пигмента бактерий (синий, кроваво-красный, желтый). Различают два вида колоний: шероховатые с неровными краями (R- форма) и гладкие с ровными краями (S- форма).

Простейшие одноклеточные организмы, относящиеся к классу реснитчатых распространены практически повсеместно. От холодных льдов Севера до не менее обжигающих айсбергов Юга в любой стоячей воде обнаруживаются эти милые создания, являющиеся одним из важнейших звеньев пищевой цепочки биоценоза. Для аквариумиста инфузории туфельки представляют ценность как хорошая кормовая подпитка для новорожденных мальков. Но прежде чем заводить в своем «подводном мире» эту живность, стоит познакомиться с размножением, питанием и жизнедеятельностью микроорганизма.

Природная среда обитания и не только

Мельчайшие из живых существ обитают в неглубоких водоемах с неподвижной водой. Инфузории туфельки называются так за сходство формы тельца, сплошь покрытого ресничками, с дамской туфлей. Реснички помогают животным двигаться, питаться и даже обороняться. Мельчайший организм имеет размер 0,5 мм, увидеть невооруженным глазом инфузорию невозможно! Интересен способ перемещения в воде – только округлым затупленным концом вперед, но и при такой своеобразной «ходьбе», малышки развивают скорость 2,5 мм/1секнду.

Одноклеточные создания имеют двуядерную структуру: первое «большое» ядро контролирует питательные и дыхательные процессы, следит за обменом веществ и перемещением, а вот «малое» ядро включается только в процессы полового значения. Тончайшая оболочка повышенной эластичности позволяет микроорганизму находиться в природной четко очерченной форме, а также быстро передвигаться. Как таковое передвижение осуществляется посредством ресничек, исполняющих роль «весел» и постоянно толкающих туфельку вперед. Кстати, движения всех ресничек абсолютно синхронны и согласованны.

Жизнедеятельность: питание, дыхание, размножение

Как и все свободно живущие микроорганизмы, инфузория туфелька питается мельчайшими бактериями и частичками водорослей. У такой крохи имеется ротовая полость – глубокая впадинка, расположенная в определенном месте тела. Ротовое отверстие переходит в глотку, а потом пища попадает прямиком в вакуоль для переваривания пищи и тут еда начинает перерабатываться кислой, а затем и щелочной средой. У микроорганизма есть и отверстие, через которое выходят не полностью переваренные остатки пищи. Располагается оно позади пищевого отверстия и, проходя через структуру особого типа – порошицу, остатки еды выталкиваются наружу. Питание микроорганизма отлажено до предела, туфелька не может переесть или остаться голодной. Это, пожалуй, одно из совершенных созданий природы.

Дышит инфузория туфелька всеми покровами своего тельца. Высвобожденной энергии хватает для жизнеобеспечения всех процессов, а ненужные отработанные соединения, типа углекислого газа, удаляются так же посредством всей площади тела особи. Строение инфузории туфельки достаточно сложное, например, сократительные вакуоли при переполнении водой с растворенными органическими веществами, поднимаются к самой крайней точке плазмы на тельце и выталкивают все ненужное. Пресноводные обитатели таким образом удаляют излишки воды, которая постоянно поступает внутрь из окружающего пространства.

Микроорганизмы данного типа могут собраться большими колониями к местам, где скапливается много бактерий, но крайне резко реагируют на поваренную соль – уплывают.

Размножение

Существует два типа размножения микроорганизмов:

1. Бесполое, являющееся обычным делением. Этот процесс происходит как раздел одной инфузории туфельки надвое, причем новые организмы обладают своим большим и малым ядром. При этом в новую жизнь переходит только малая часть «старых» органоидов, все остальные быстро образуются заново.
2. Половое. Этот тип применяется только при появлении температурных колебаний, недостаточности пищи и других неблагоприятных условиях. Именно тогда животные могут разделиться полами и затем превратиться в цисту.

Именно второй вариант размножения наиболее интересен:

1. Две особи временно сливаются в одну;
2. На месте слияния образуется некий канальчик, соединяющий пару;
3. Большое ядро полностью исчезает (у обоих особей), а малое разделяется два раза.

Размножение. Корова и телёнок, лошадь и жеребёнок, дуб и дубочек, курица и цыплята — это лишь несколько примеров взрослых организмов и их детёнышей. Обратите внимание, с какой точ-ностью потомство наследует строение и поведение родителей. Свойство организмов давать потомство, которое имеет признаки родителей, называется размножением (рис. 117). Это свойство организмов обеспечивает непрерывность жизни на Земле.

Способность организмов воспроизводить себе по-добных называется размножением .

Рис. 118. Развитие пшеницы

Рост и развитие. Зёрнышко пшеницы, посаженное весной в почву, даёт начало маленькому ростку. Постепенно на нём появляются листочки, утолщается стебелёк, и через несколько месяцев росток ста-новится взрослым растением с колосом.

Мышата рождаются голые, беззубые, а через два месяца становятся взрослыми. Как ви-дите, в обоих примерах увели-чивались размеры и масса ор-ганизмов, то есть происходил рост. В процессе роста ростка растения и мышат изменялись не только масса и размеры орга-низмов — возникали новые об-разования: листочки и колос — y пшеницы (рис. 118), шёрстка и зубки — у мышат (рис. 119). Такие постепенные изменения организмов называют развитием.

Рис. 119. Развитие мышат

Рост — постепенное увеличение размеров, массы организма.

Развитие — изменения в строении организма и его отдельных частей.

Питание и дыхание. Организмам необходимо питание.

Питание — это процесс поступления в организме усвоения питательных веществ.

В процессе питания организмы получают разнообразные органические и неорганические вещества, которые обеспечивают их рост, развитие и другие процессы жизнедеятельности. Материал с сайта

Необходимые для жизни вещества в организм поступают из внешней среды. «Лишние» вещества, например углекислый газ, непереваренные остатки пищи, выводятся во внешнюю среду.

Организмам присуще дыхание. Большинство организмов дышат кислородом, который входи в состав воздуха. В клетках между кислородом и органическими веществами постоянно происходят различные химические явления. При этом выделяется энергия, которую организмы используют для роста, развития, движения.

Раздражимость. Организмы способны реагировать на воздействие окружающей среды. Это называют раздражимостью. Например, при ярком свете мы прищуриваем глаза либо прикрываем их ладонью; ёж сворачивается клубочком, если к нему притронуться; заяц убегает, заметив приближение хищника.

Раздражимость — это способность организма реагировать на изменения условий среды.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

Наружной мембраной, и одного или нескольких ядер. Светлый и плотный наружный слой называется эктоплазма, а внутренний - эндоплазма. В эндоплазме амебы находятся клеточные органоиды: сократительные и пищеварительные вакуоли, митохондрии, рибосомы, элементы аппарата Гольджи, эндоплазматическая сеть, опорные и сократительные волокна.

Дыхание и выделение

Клеточное дыхание амебы происходит при участии кислорода, когда его становится меньше, чем во внешней среде, внутрь клетки поступают новые молекулы. Накопившиеся в результате жизнедеятельности вредные вещества и углекислый газ выводятся наружу. По тонким трубковидным каналам в тело амебы поступает жидкость, этот процесс носит название . Сократительные вакуоли занимаются откачивание лишней воды. Постепенно наполняясь, они резко сокращаются и выталкиваются наружу примерно раз в 5-10 минут. Причем вакуоли могут образовываться в любой части тела. Пищеварительная вакуоль приближается к клеточной мембране и открывается наружу, в результате чего во внешнюю среду выбрасываются непереваренные остатки.

Питание

Амеба питается одноклеточными водорослями, бактериями и более мелкими одноклеточными, наталкиваясь на них, она их обтекает и включает в цитоплазму, формируя пищеварительную вакуоль. В нее поступают ферменты, которые расщепляют белки, липиды и углеводы, так происходит внутриклеточное пищеварение. Переварившись, пища попадает в цитоплазму.

Размножение

Амебы размножатся бесполым путем, методом деления. Данный процесс не отличается от деления клеток, которое происходит при росте многоклеточного организма. Разница заключается только в том, что дочерние клетки становятся самостоятельными организмами.

Вначале ядро удваивается для того, чтобы каждой дочерней клетке была передана своя копия наследственной информации. Ядро сначала вытягивается, затем удлиняется и перетягивается посередине. Образуя поперечную бороздку, оно делится на две половины, которые образуют два ядра. Они расходятся в разные стороны, а тело амебы делится на две части перетяжкой, образуя два новых одноклеточных организма. В каждый из них попадает по одному ядру, также происходит образование недостающих органоидов. Деление может повторяться несколько раз за одни сутки.

Образование цист

Одноклеточные организмы чувствительны к изменениям внешней среды, в неблагоприятных условиях на поверхности тела амебы выделяется большое количество воды из цитоплазмы. Выделяющая вода и вещества цитоплазмы образуют плотную оболочку. Данный процесс может происходить в холодное время года, при высыхании водоема или в других неблагоприятных для амебы условиях. Организм переходит в покоящееся состоянии, образуя цисту, в которой приостанавливаются все жизненные процессы. Цисты могут разносится ветром, что способствует расселению амеб. При наступлении благоприятных условий, амеба покидает оболочку цисты и переходит в активное состояние.

Одноклеточными или простейшими организмами принято называть те организмы, тела которых представляют собой одну клетку. Именно эта клетка и осуществляет все необходимые функции для жизнедеятельности организма: перемещение, питание, дыхание, размножение и удаление ненужных веществ из организма.

Подцарство Простейших

Простейшие выполняют одновременно и функции клетки, и отдельного организма. В мире насчитывается около 70 тыс. видов данного Подцарства, большая часть из них являются организмами микроскопического размера.

2-4 микрон - это размер мелких простейших, а обычные достигают 20-50 мкм; по этой причине увидеть их невооруженным глазом невозможно. Но встречаются, например, инфузории длиной в 3 мм.

Встретить представителей Подцарства простейших можно лишь в жидкой среде: в морях и водоемах, в болотах и влажных почвах.

Какими бывают одноклеточные?

Существует три типа одноклеточных: саркомастигофоры, споровики и инфузории. Тип саркомастигофор включает в себя саркодовые и жгутиковые, а тип инфузории - ресничные и сосущие.

Особенности строения

Особенностью строение одноклеточных является наличие структур, которые свойственны исключительно простейшим. Например, клеточный рот, сократительная вакуоль, порошица и клеточная глотка.

Для простейших характерно разделение цитоплазмы на два слоя: внутренний и наружный, который называют эктоплазмой. Строение внутреннего слоя включается в себя органеллы и эндоплазму (ядро).

Для защиты существует пелликула - слой цитоплазмы, отличающийся уплотнением, а подвижность и некоторые функции питания обеспечивают органеллы. Между эндоплазмой и эктоплазмой расположены вакуоли, которые регулируют водно-солевой баланс в одноклеточном.

Питание одноклеточных

У простейших возможны два вида питания: гетеротрофный и смешанный. Различают три способа поглощения пищи.

Фагоцитозом называют процесс захвата твердых частиц пищи при помощи выростов цитоплазмы, которые есть у простейших, а также других специализированных клеток у многоклеточных. А пиноцитоз представлен процессом захвата жидкости самой клеточной поверхностью.

Дыхание

Выделение у простейших осуществляется при помощи диффузии или через сократительные вакуоли.

Размножение простейших

Существует два способа размножения: половое и бесполое. Бесполое представлено митозом, во время которого происходит деление ядра, а затем цитоплазмы.

А половое размножение происходит при помощи изогамии, оогамии и анизогамии. Для простейших характерно чередование полового размножения и однократного или многократного бесполого.