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+ Þ NO3-

-sirné bakterie – oxidují S Þ SO4 2-

Þ SO3 2-

-bakterie oxidující CH4 Þ CO2 +H2O

H2 Þ 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