8.Bakterie, sinice
Nadříše: prokariota
Říše: achebakterie
Eubakterie (bakterie a sinice)
Achebakterie
-1 buněčné org.
-buněčná stěna obsahuje pseudo murein
-některé buňky nemají buněčnou stěnu, odlišná stavba biomembrány
-žijí v extrémních podmínkách (slaná voda, horké prameny nad 100°C, sirné prameny)
-převádějí sirovodík ze síry
-patří sem i metanogenní bakterie, které převádějí CO2 na methan
Bakterie
-1 buněčné, všudypřítomné
-autotrofní i heterotrofní
-aktivní pohyb pomocí bičíku, ale i pasivně
-velikost závisí na druhu a prostředí, mladší jsou větší a silnější
tvar: kulovitý: koky
diplokoky
streptokoky
stafylokoky
tyčinkovitý: tyčinky
bacily - pokud mohou tvořit endospóry (částice odolné vůči vnějším podmínkám, slouží k rozmnožování a přežití buňky)
zakřivený: křivé bakterie
vibria
spirily- několikrát zvlněný
spirochety - treponemy - tvar šroubovice
větvené: aktinonycety
mykobakterie - větví se jen někde
korynobakterie - náznak větvení
bičíky - jsou duté, tvořeny z flagelinu, rotují, , buď na 1 konci, nebo v trsu, nebo po celém povrchu
výživa bakterií
-přijímají a vydávají potravu celým povrchem těla (difuzí)
-potřebují přijímat ze svého okolí látky nezbytné pro život, hlavně C a N (pro stvorbu aminokyselin, nukleových kyselin, sacharidů)
(bílkoviny se skládají z aminokyselin, ty jsou svázány peptidovou vazbou)
Rozdělení podle vztahu ke zdroji C
1.autotrofní (zdroj C je CO2, zdrojem N jsou dusičnany)
na přeměnu CO2 potřebují energii, tu získávají:
a)fotoautotrofní bakterie ze slunce
b)chemoautotrofní bakterie oxidací anorganických látek
2.heterotrofní (zdroj C jsou organické látky jako sacharidy, bílkoviny a karboxylové kyseliny, zdrojem N jsou anorganické látky jako močovina, dusičnany, amoniak)
a)fotoheterorofní
b)chmoheterotrofní - získávají energii oxidací organických látek
pokud má bakterie v nějakém prostředí žít a množit se, tak to prostředí musí obsahovat:
-zdroj C
-zdroj N
-další prvky jako S, P, H, O a stopové prvky jako Fe, Mg, Ca
-růstové faktory - vitaminy, báze a aminokyseliny
některé bakterie si toto všechno dokáží syntetizovat, potřebují jen zdroj energie
Rozdělení podle zdroje energie
1.fototrofní
-energie při fotosyntéze
-zdrojem H je H2S-nemají chlorofyl ale bakteriochlorofyl
-při fotosyntéze se neuvolňuje kyslík
2.chemotrofní
-získávají energii oxidací anog. nebo org. Látek
-chemoautotrofní - energie oxidací anorg.l (oxidace se děje vzdušným O)
-nitrifikační bakterie - ox. NH4+ ⇒ NO3-
-sirné bakterie - oxidují S ⇒ SO4 2-
⇒ SO3 2-
-bakterie oxidující CH4 ⇒ CO2 +H2O
H2 ⇒ H2O
-chemoheterotrofní - energie z org.l.
1)kvašením (fermentace): bez přítomnosti kyslíku, méně efektivní než dýchání, podle konečného produktu je dělíme na:
-ethanové - vzniká líh a CO2
-mléčné - vzniká kyselina mléčná
-propionové - kyselina propionová
-máselné - kyselina máselná a octová
2)dýchání (respirace): u eukariotických buněk na mitochondriích, v kyslíkatém prostředí dochází k úplné oxidaci 6 uhlíkatého cukru na vodu a oxid uhličitý, uvolní se tak největší množství energie (bakterie oxidují glu na kys.octovou a na vodu)
Vztah bakterií ke kyslíku
1)aerobní - rostou pouze za přítomnosti kyslíku, energie dýcháním
2)anaerobní - rostou v prostředí bez kyslíku, energie kvašením
3)fakultativně anaerobní - rostou za nebo bez kyslíku a energii získávají buď kvašením, nebo dýcháním
Rozdělení bakterií podle vztahu k teplotě
1)psychotrofní - žijí při teplotě nižší jak 20°C
2)mezofylní - 20 - 40°C, většina, patří sem saprofylní a patogenní (T +\- 37°C)
3)termofylní - 55 - 90°C
Funkce bakterií v přírodě
1)mineralizace organických látek (převedení org látek na anorg - teplo se uvolňuje), většina bakterií má opačné procesy, něž zelené rostliny, které tvoří org látky z látek anorg, za spotřeby světelné energie
uzavírají koloběhy látek v přírodě
2)jsou příčinou mnoha onemocnění, některé mohou být v symbiose s hostitelským org.
3)význam v průmyslů - biotechnologie, antibiotika, aminokyseliny, vitamin C, enzymy pro výrobu textilií, potravinách, v čističkách vod
4)modelový organismus
Výskyt bakterií v přírodě
-jsou všudypřítomné, nejvíce ve vodě, půdě a na a v organismech
-vyskytují se i v extrémních podmínkách
Bakterie v půdě
-ovlivňují úrodnost
-vytvářejí společenstva - mají mezi sebou vazby
1)saprofylní - živí se odumřelými zbytky org a rozkládají je
2)bakterie významné v koloběhu N
a)nitrifikační
b)denitrifikační
Koloběh dusíku
-začíná molekulárním dusíkem N2 v ovzduší
-v atmosféře probíhají fotochemické, vznikají oxidy dusíku, ty se postupně oxidují na NO2 , který reaguje se vzdušnou vlhkostí za vzniku HNO3, která se dostává do půdy, kde vytváří dusičnany
-některé bakterie a sinice jsou schopny poutat atmosférický N a začlenit ho do svých dusíkatých látek, jako aminokyselin (= fixace vzdušného kyslku)
-rostliny využívají jako zdroj dusíku NO3- a NH4+
-v průběhu potravního řetězce přebírají tento N v organické formě další organismy
-po odumření rostlin, živočichů a bakterií se org látky obsažené v jejich tělech začínají mineralizovat, na tom se podílejí saprofylní bakterie (ty mimo jiné rozkládají bílkoviny na aminokyseliny, z nichž se uvolňuje čpavek - dostává se do prostředí a vzniká z něj kation amonný, který využívají nitrifikační bakterie, jsou to chemoautotrofní org, oxidují kation amonný na dusitany, dále až na dusičnany)
-dusičnanové aniony mohou být využity denitrifikačními bakteriemi, které je redukují až na N2
-je přibližně 50 druhů bakterií a 50 druhů sinic, které fixují dusík
-azotobakter - žije sám v půdě
-rizobium - žije v symbiose v hlízkách bobovitých rostlin
-proces fixace N probíhá za úplného nepřístupu O, je to proces velice energeticky náročný
Koloběh uhlíku
-do atmosféry se oxid uhličitý dostává činností organismů (dýchání, hoření, kvašení)
-je využíván fotoautotrofními org, ty jsou potravou jiných bakterií a živočichů
-po jejich odumření rozkládají jejich tkáně půdní heterotrofní bakterie, při tom se do ovzduší uvolňuje oxid uhličitý
Koloběh síry
-S je součást aminokyselin, odumřelé tkáně rozkládají saprofytické bakterie a při tom se uvolňuje sirovodík
-fototrofní sirné bakterie z něj odčerpají H a S je oxidovaná sirnými bakteriemi na síran, což je zdroj S rostlin, z rostlin berou S živočichové
-tyto bakterie též oxidují sirovodík na sírany
Bakterie v ovzduší
-z půdy
-ve vlhku je méně bakterií než v suchu ( nad mořem je jich méně než nad pevninou)
-ve městech je bakt. více, než na venkově
-nad zasněženou plochou je jich též málo
-trvalý zdroj bakterií v místnostech jsou lidé
-bakterie se k člověku dostávají pomocí kapének, ty mohou zaschnout a vzniká infekční pracj
Bakterie ve vodě
-čisté a pramenité vody bez bakterií
-v mořské vodě - téměř ve všech hloubkách, nejvíce na povrchu a při pobřeží
Choroby přenášené bakteriemi
-vzdušnou cestou: tuberkulosa, záškrt, dávivý kašel, angína, spála, růže, streptokokový zánět
-almentární cestou: břišní tyf, paratyfy, salmonelosa, úplavice, cholera, streptokoková enterotoxikosa
-prostřednictvím kůže: tetanus, stafylokokové kožní nákazy, trachom
-pohlavním stykem: přijíce, kapavka
-prostřednictvím živých organismů: sněť slezinná, vozhřivka, vlnivá horečka
-nákazy rostlin: nádory, vadnutí, měkká hniloba mrkve a brambor
Využití v průmyslu
-biotechnologie - k výrobě, kyseliny mléčné, zrání sýrů a mléčných výrobků, k výrobě insulinu
Sinice
-prokariotické autotrofní org s jednobuněčnou vláknitou stélkou
-fotosyntéza rostlinného typu
-patří mezi gramnegativní bakterie
-někdy slizový obal
Buňka
-jednoduchá
-obsahuje thilakoidy (obsahují chlorofyl A, beta karoten, xantofyly) probíhá zde fotosyntéza
-na thilakoidech jsou tečky - fycobilizomy, jsou z pigmentu
-některé sinice mají v buňkách plynová tělíska, která slouží k plavání v určité hladině
-vláknité sinice mají silnější obaly, jsou světlejší než ostatní sinice, probíhá v nich fixace vzdušného N, který přeměňuje na NH3 a začleňuje ho do organických látek
Vodní květ
-sinice, které se vznášejí ve vrchních vrstvách eutrofních vod
-mají hodně živin
-patří sem např. anabaena a microcystis
-vytvářejí anatoxiny, způsobují vyrážky a alergie
-při odumření klesá ke dnu, začíná hnít, spotřebovává kyslík a způsobuje odumírání ostatních rostlin a živočichů
Zástupci
-drkalka, microcystys, noatoc
1