Download - Prokaryotní organismy
Prokaryotní organismy
Prokaryotní organismy
• Objev prokaryota – 2.pol. 20 století - bakterie a sinice se podstatně liší od všech ostatních organismů
• DNA – velmi jednoduchá struktura, jednodušší syntéza bílkovin
• Prokaryota – na Zemi již asi 3,5 miliardy let = původní organismy, až poté eukaryota
• prokaryotní buňka – je schopna samostatné existence a rozmnožování
Prokaryota a eukaryota
Biologie prokaryotních organismů
• Mikrobiologie a její metody- Existence bakterií byla prokázána pomocí mikroskopu- bakteriologie=věda o bakteriích (mikrobiologie)- práce s milióny organismů – pěstování = kultivace na
živném prostředí (půda – vodný roztok solí a živin – Robert Koch)
- např. agarové půdy (z mořských řas) – rosol – lijí se horké do Petriho misek – na ztuhlý agar se očkují bakterie
- tekuté půdy – do větších skleněných nádob – pro pěstování většího množství bakterií
- Při této práci je důležitá sterilita!
Eubacteria a Archebacteria
• 20.století – rozdílnost různých druhů bakterií – vznik dvou skupin
• archebakterie jsou především metanogenní bakterie a bakterie žijící v horkých pramenech
• Liší se od eubakterií:- složením buněčné stěny (neobsahuje proteoglykan)- složením plazm. membrány- struktura genů i průběh syntézy bílkovin jsou podobnější poměrům eukaryot než u eubakterií
Eubacteria
Archebacteria
Eubacteria Archebacteria Eukaryota
Vlastnosti prokaryotních organismůna druhu Escherichia coli (E.coli)
• E.Coli – žije v tlustém střevě, živí se nestrávenými zbytky potravy = heterotrofní o.
• malá, protáhlá bakterie, větší počet bičíků
• lidskému zdraví neškodí – naopak – poskytuje hostiteli vitamin K
• dobrý pokusný mikrob – nejlépe prozkoumána
E.coli
• ve střevě žije v anaerobních podmínkách• energii získává kvašením • dokáže přežívat i mimo tělo – ve volné přírodě
(žije i aerobně) – přítomnost ve vodě = do vody unikají splašky ze záchodů = zdroj infekce
E.Coli je všestranná (anaerobní i aerobní) heterotrofní bakterie
Další bakterie a kyslík
• některé bakterie – vázány na přítomnost kyslíku = obligátně aerobní
• jiné bakterie – nesnášejí kyslík = obligátně anaerobní
• E.coli = fakultativně anaerobní bakterie (jejím klasickým životním prostředím je anaerobní prostředí, ale zvládne určitou dobu i v aerobním)
Produkty dýchání bakterií
• produkty kvašení u bakterií = organické kyseliny a alkoholy
• mnohé anaerobní bakterie produkují vodík• metanogenní bakterie molekulární vodík oxidují
pomocí CO2 na metan a vodu• jako živiny bakterie využívají různé organické
látky z přírody – např. také buničinu• mnoho prokaryot využívá molekulární dusík jako
zdroj pro syntézu organických látek
Fotosyntéza u prokaryot - sinice
• nejdokonalejší fotosyntéza – SINICE• sinice – poměrně velké buňky (kolonie, vlákna)• jsou schopné využívat molekulární dusík =
organismy s nejmenšími nároky na výživu na Zemi
Jedná se o autotrofní organismy
Fotosyntéza u bakterií a další autotrofní pochody
• syntéza organických látek z CO2 – při fotosyntéze nevzniká kyslík, místo vody rozkládají sulfan H2S na síru = přísně anaerobní
• nitrifikační bakterie – oxidují amoniak až na dusičnany
• jiné bakterie oxidují molekulární síru až na kyselinu sírovou
Jedná se o autotrofní organismy = získávajíenergii z anorganických látek
Tvarová rozmanitost bakterií
• rozměry buněk – cca tisícina mm, sinice mohou být větší
• nejběžnější tvary bakterií:• Tvary bakterií: 1 - diplokok (kapavka), 2 - streptokok (angína), 3 -
stafylokok, 5 - vibrio, 7 - spirocheta (syfilis)
Řez buňkou sinice
Prokaryota v přírodě
• vyskytují se prakticky všude • bakterie se namnoží všude, kde se nahromadí
organické látky a je dostatečná vlhkost (mrtví živočichové – anaerobní hnilobné bakterie), likvidace trusu, kompost – zpracování organického odpadu na hnojivo, vlhké seno – mnoho tepla – samovznícení)
Sinice v přírodě
• patří mezi nejstarší organismy na Zemi• převážně vodní organismy (ale i v půdě, na skalách,
hory, polární oblasti)• dokonalá fotosyntéza, schopnost asimilovat molekulární
dusík• „vodní květ“ – povlak ve sladkých vodách –
znehodnocení vody: hnití odumřelých sinic + jedovaté látky cyanotoxiny (podobné alkaloidům, ale více toxické)
• nebezpečné pro lidi při koupání (kůže, otvory), ale i pitná voda z nádrží se sinicemi
Vodní květ v Baltském moři
Heterotrofní bakterie v přírodě• ve vodách bohatých na organické látky• v hlubších vrstvách spotřebují bakterie brzy všechen kyslík –
vytvoří anaerobní prostředí – rozklad organických látek a redukce síranů vzniká sulfan H2S
• sulfan bývá často využíván sirnými fotosyntetickými bakteriemi• při hladině je přítomen kyslík, který se za účasti bakterií oxiduje
na sírany• v bahně – převládá anaerobní prostředí – působí zde bakterie,
které vytvářejí molekulární vodík a ten využívají metanogenní bakterie k redukci CO2 na metan
• v půdě – rozklad organických látek až na anorganické látky = živiny pro rostliny (rozloží i buničinu)
Symbióza s bakteriemi v přírodě
• nitrogenní bakterie = schopné vázat molekulární dusík – symbióza s kořeny rostlin (bobovité)- hlízky
• symbióza s živočichy – v trávicí soustavě přežvýkavců a termitů – bakterie zde rozkládají buničinu – živočichové mohou tuto hmotu využít na živiny – tvorba metanu – hlavní zdroj metanu na Zemi
Buničina = celulóza
Bakterie a člověk• bakterie = nakažlivé choroby – ale
jen zlomek všech bakterií toto způsobuje
• choroby bakteriální povahy – napadají a rozrušují tkáně a vylučování toxinů (jedovaté látky bílkovinné povahy)Dělení bakteriálních chorob:
1) TRÁVICÍ SOUSTAVA • Infikovanou potravou nebo vodou –
střevní onemocnění• Cholera (Vibrio cholerae) – průjmy• Tyfus, salmonelózaPrevence: dodržování hygieny, čerstvé
potraviny
Bakterie a člověk
2) DÝCHACÍ SOUSTAVA• přenos vzduchem – kapénková
infekce• Streptokok – angína, spála,
zánět plic• Streptokok bývá u zdravých lidí
v těle přítomen• Lék : PENICILIN• Tuberkulóza – (Mycobacterium
tuberculosis) – rozpad plicní tkáně – lék: STREPTOMYCIN
Bakterie a člověk
3) HNISÁNÍ RAN• Stafylokok – hnisání• Clostridium tetani – bacil
tetanu – smrtelné křeče X očkování
4) POHLAVNÍM STYKEM• kapavka – Neisseria
gonorrhoeae – zánět pohlavních orgánů
• Syfylis(příjice)- spirochéta – zachvacuje i další orgány – smrt
• Včasná léčba antibiotiky
Zlatý stafylokok
Hlavní fáze syfylis
Bakterie a člověk5) ČLENOVCI A JEJICH NEMOCI• Borelióza- spirochéty – horečnaté
onemocnění přenášené klíšťaty, neléčeno – následky
• hlodavci v přírodě = rezervoár spirochét
• mor – přenašeč blecha – z potkanů – na člověka
• skvrnivka (skvrnitý tyfus) – přenašeč veš – smrtelné
6) Botulismus – Clostridium botulinum = anaerobní bakterie, žije v bahně – velmi jedovatý plyn (botulotoxin)
- Může infikovat i lidské potraviny – uzeniny („klobásový jed“), masové, zeleninové konzervy – smrtelné otravy
Průmyslové využití bakterií
• zpracování mléka bakteriálním kvašením (jogurty) – dnes čisté kultury z laboratoře
• výroba organických kyselin – kysl. Octová, kyselina citrónová…
• Výroba aminokyselin• Výroba antibiotik, insekticidů
Zneškodnění bakterií
• V nemocnicích, při výrobě potravin:• horká voda – převaření• přehřátá vodní pára – ničí i spóry bakterií –
sterilizace přístrojů• pomocí UV světla – sterilizace• chemicky – fenoly, chlornanem, chloraminem• pitná voda, bazény - chlor