Почвени бактерии и тяхната стойност. Материали за подготовка за предметната олимпиада по биология Бактерии, способни в резултат на тяхната жизнена дейност

Бактериите са най-старата известна група организми.
Слоести каменни структури - строматолити - датирани в някои случаи в началото на археозоя (архей), т.е. възникнал преди 3,5 милиарда години, е резултат от жизнената дейност на бактерии, обикновено фотосинтетични, т.нар. синьо-зелени водорасли. Подобни структури (бактериални филми, импрегнирани с карбонати) се образуват сега, главно край бреговете на Австралия, Бахамските острови, в Калифорнийския и Персийския залив, но те са сравнително редки и не достигат големи размери, тъй като тревопасни организми, като коремоноги, хранят се с тях. Първите ядрени клетки са еволюирали от бактерии преди около 1,4 милиарда години.

Archaeobacteria thermoacidophiles се считат за най-древните живи организми. Те живеят в гореща изворна вода с високо киселинно съдържание. Под 55oC (131oF) те умират!

Оказва се, че 90% от биомасата в моретата са микроби.

Животът на Земята се появи
Преди 3,416 милиарда години, тоест 16 милиона години по-рано, отколкото обикновено се смята в научния свят. Анализът на един от коралите, който е на повече от 3,416 милиарда години, доказа, че по времето на образуването на този корал на Земята вече е съществувал живот на микробно ниво.

Най-старият микрофосил
Kakabekia barghoorniana (1964-1986) е намерена в Харич, Гунед, Уелс, като се оценява на възраст над 4 000 000 000 години.
Най-старата форма на живот
В Гренландия са открити фосилизирани отпечатъци от микроскопични клетки. Оказа се, че са на 3800 милиона години, което ги прави най-старите известни форми на живот.

Бактерии и еукариоти
Животът може да съществува под формата на бактерии - най-простите организми, които нямат ядро в клетката, най-старите (археи), почти толкова прости като бактериите, но се отличават с необичайна мембрана, еукариотите се считат за неговия връх - в всъщност, всички други организми, чийто генетичен код се съхранява в клетъчното ядро.

Най-старите жители на Земята, открити в Марианската падина
На дъното на най-дълбоката в света Марианска падина в центъра на Тихия океан са открити 13 вида едноклетъчни организми, неизвестни на науката, които са съществували непроменени почти милиард години. Микроорганизми са открити в почвени проби, взети през есента на 2002 г. в разлома Чалънджър от японския автоматичен батискаф Кайко на дълбочина 10 900 метра. В 10 кубически сантиметра почва са открити 449 неизвестни досега примитивни едноклетъчни кръгли или удължени с размери 0,5 - 0,7 mm. След няколко години изследвания те са разделени на 13 вида. Всички тези организми почти напълно отговарят на т.нар. „неизвестни биологични вкаменелости“, които са открити в Русия, Швеция и Австрия през 80-те години в почвени слоеве на възраст от 540 милиона до милиард години.

Въз основа на генетичен анализ японски изследователи твърдят, че едноклетъчните организми, открити на дъното на Марианската падина, са съществували непроменени повече от 800 милиона или дори един милиард години. Очевидно това са най-древните от всички жители на Земята, известни сега. Едноклетъчните организми от разлома на Чалънджър бяха принудени да отидат на изключителни дълбочини, за да оцелеят, тъй като в плитките слоеве на океана не можеха да се конкурират с по-млади и по-агресивни организми.

Първите бактерии се появяват през археозойската ера
Развитието на Земята е разделено на пет периода от време, които се наричат ери. Първите две ери, археозойската и протерозойската, продължиха 4 милиарда години, тоест почти 80% от цялата земна история. През археозоя се е образувала Земята, възникнали са водата и кислородът. Преди около 3,5 милиарда години се появяват първите малки бактерии и водорасли. През протерозойската ера, преди около 700 години, първите животни се появяват в морето. Те са били примитивни безгръбначни като червеи и медузи. Палеозойската ера започва преди 590 милиона години и продължава 342 милиона години. Тогава Земята беше покрита с блата. През палеозоя се появяват големи растения, риби и земноводни. Мезозойската ера започва преди 248 милиона години и продължава 183 милиона години. По това време Земята е била обитавана от огромни динозаври гущери. Появяват се и първите бозайници и птици. Кайнозойската ера започва преди 65 милиона години и продължава до днес. По това време са възникнали растенията и животните, които ни заобикалят днес.

Къде живеят бактериите
Има много бактерии в почвата, на дъното на езера и океани – навсякъде, където се натрупва органична материя. Те живеят на студено, когато термометърът е малко над нулата, и в горещи киселинни извори с температури над 90 ° C. Някои бактерии понасят много висока соленост на околната среда; по-специално, те са единствените организми, открити в Мъртво море. В атмосферата те присъстват във водни капки и тяхното изобилие там обикновено корелира със запрашеността на въздуха. Така че в градовете дъждовната вода съдържа много повече бактерии, отколкото в селските райони. Има малко от тях в студения въздух на планините и полярните региони, но те се намират дори в долния слой на стратосферата на надморска височина от 8 км.

Бактериите участват в храносмилането
Храносмилателният тракт на животните е гъсто населен с бактерии (обикновено безвредни). За живота на повечето видове те не са необходими, въпреки че могат да синтезират някои витамини. Но при преживните (крави, антилопи, овце) и много термити те участват в храносмилането на растителни храни. Освен това имунната система на животно, отгледано в стерилни условия, не се развива нормално поради липсата на стимулация от бактерии. Нормалната бактериална "флора" на червата също е важна за потискането на вредните микроорганизми, които навлизат там.

Една точка съдържа четвърт милион бактерии
Бактериите са много по-малки от клетките на многоклетъчните растения и животни. Дебелината им обикновено е 0,5–2,0 µm, а дължината им е 1,0–8,0 µm. Някои форми едва могат да се видят с разделителната способност на стандартните светлинни микроскопи (около 0,3 микрона), но има и видове, по-дълги от 10 микрона и ширина, която също надхвърля тези граници, а редица много тънки бактерии могат да надхвърлят 50 микрона в дължина. Четвърт милион средно големи бактерии ще се поберат на повърхността, съответстваща на нарисуваната с молив точка.

Бактериите дават уроци по самоорганизация
В колонии от бактерии, наречени строматолити, бактериите се самоорганизират и образуват огромна работна група, въпреки че никоя от тях не ръководи останалите. Такава асоциация е много стабилна и бързо се възстановява в случай на повреда или промяна в околната среда. Интересен е и фактът, че бактериите в строматолита имат различни роли в зависимост от това къде се намират в колонията и всички споделят обща генетична информация. Всички тези свойства могат да бъдат полезни за бъдещи комуникационни мрежи.

Способността на бактериите
Много бактерии имат химически рецептори, които откриват промените в киселинността на околната среда и концентрацията на захари, аминокиселини, кислород и въглероден диоксид. Много подвижни бактерии също реагират на температурни колебания, а фотосинтезиращи видове - на промени в светлината. Някои бактерии възприемат посоката на линиите на магнитното поле, включително магнитното поле на Земята, с помощта на магнетитни частици (магнитна желязна руда - Fe3O4), присъстващи в техните клетки. Във водата бактериите използват тази способност да плуват по силови линии в търсене на благоприятна среда.

Паметта на бактериите
Условните рефлекси при бактериите са неизвестни, но те имат определен вид примитивна памет. Докато плуват, те сравняват възприеманата интензивност на стимула с предишната му стойност, т.е. определете дали е станал по-голям или по-малък и въз основа на това поддържайте посоката на движение или я променяйте.

Бактериите се удвояват на всеки 20 минути
Отчасти поради малкия размер на бактериите, интензивността на техния метаболизъм е много висока. При най-благоприятни условия някои бактерии могат да удвоят общата си маса и изобилие приблизително на всеки 20 минути. Това се дължи на факта, че редица от техните най-важни ензимни системи функционират с много висока скорост. И така, на заека му трябват няколко минути, за да синтезира протеинова молекула, а на бактериите - секунди. Въпреки това, в естествената среда, например в почвата, повечето бактерии са "на гладна диета", така че ако клетките им се делят, тогава не на всеки 20 минути, а на всеки няколко дни.

В рамките на един ден една бактерия може да образува 13 трилиона други
Една бактерия E. coli (Esherichia coli) през деня може да произведе потомство, чийто общ обем би бил достатъчен за изграждане на пирамида с площ от 2 кв. Км и височина 1 км. При благоприятни условия за 48 часа един холерен вибрион (Vibrio cholerae) би дал потомство с тегло 22 * 1024 тона, което е 4 хиляди пъти повече от масата на земното кълбо. За щастие, само малък брой бактерии оцеляват.

Колко бактерии има в почвата
Горният слой на почвата съдържа от 100 000 до 1 милиард бактерии на 1 g, т.е. около 2 тона на хектар. Обикновено всички органични остатъци, веднъж попаднали в земята, бързо се окисляват от бактерии и гъбички.

Бактериите се хранят с пестициди
Генетично модифицираната обикновена E. coli е способна да яде органофосфорни съединения - отровни вещества, които са токсични не само за насекомите, но и за хората. Класът на органофосфорните съединения включва някои видове химически оръжия, като газ зарин, който има нервно-паралитичен ефект.

Специален ензим, нещо като хидролаза, първоначално открит в някои "диви" почвени бактерии, помага на модифицираната E. coli да се справи с органофосфора. След тестване на много генетично свързани разновидности на бактериите, учените са избрали щам, който е 25 пъти по-ефективен при унищожаването на пестицида метил паратион от оригиналните почвени бактерии. За да не "избягат" ядците на токсини, те бяха фиксирани върху матрица от целулоза - не се знае как ще се държи трансгенната E. coli, след като бъде освободена.

Бактериите с удоволствие ще ядат пластмаса със захар
Полиетиленът, полистиролът и полипропиленът, които съставляват една пета от градските отпадъци, са станали привлекателни за почвените бактерии. При смесване на стиреновите единици на полистирола с малко количество друго вещество се образуват "кукички", за които могат да се закачат частици от захароза или глюкоза. Захарите "висят" на вериги от стирол като висулки, съставлявайки само 3% от общото тегло на получения полимер. Но бактериите Pseudomonas и Bacillus забелязват наличието на захари и, изяждайки ги, разрушават полимерните вериги. В резултат на това в рамките на няколко дни пластмасите започват да се разлагат. Крайните продукти на преработката са въглероден диоксид и вода, но по пътя към тях се появяват органични киселини и алдехиди.

Янтарна киселина от бактерии
В търбуха - част от храносмилателния тракт на преживните животни - е открит нов вид бактерии, произвеждащи янтарна киселина. Микробите живеят и се размножават перфектно без кислород, в атмосфера на въглероден диоксид. В допълнение към янтарната киселина, те произвеждат оцетна и мравчена киселина. Основният хранителен ресурс за тях е глюкозата; от 20 грама глюкоза бактериите създават почти 14 грама янтарна киселина.

Крем с дълбоководни бактерии
Бактерии, събрани от хидротермална пукнатина на дълбочина 2 километра в тихоокеанския залив на Калифорния, ще ви помогнат да създадете лосион за ефективна защита на кожата ви от вредните слънчеви лъчи. Сред микробите, които живеят тук при високи температури и налягания, има Thermus thermophilus. Техните колонии процъфтяват при 75 градуса по Целзий. Учените ще използват процеса на ферментация на тези бактерии. Резултатът е "коктейл от протеини", включващ ензими, които са особено ревностни в унищожаването на силно реактивните химикали, които се произвеждат от ултравиолетовите лъчи и участват в реакции, разграждащи кожата. Според разработчиците новите компоненти могат да унищожат водородния прекис три пъти по-бързо при 40 градуса по Целзий, отколкото при 25.

Хората са хибриди на Хомо сапиенс и бактерии
Човекът е съвкупност от всъщност човешки клетки, както и бактериални, гъбични и вирусни форми на живот, казват британците, и човешкият геном изобщо не преобладава в този конгломерат. В човешкото тяло има няколко трилиона клетки и повече от 100 трилиона бактерии, петстотин вида, между другото. Бактериите, а не човешките клетки, водят по отношение на количеството ДНК в телата ни. Това биологично съжителство е полезно и за двете страни.

Бактериите натрупват уран
Един щам на бактерията Pseudomonas е в състояние ефективно да улавя уран и други тежки метали от околната среда. Изследователите са изолирали този вид бактерии от отпадъчните води на един от металургичните заводи в Техеран. Успехът на почистването зависи от температурата, киселинността на околната среда и съдържанието на тежки метали. Най-добрите резултати са при 30 градуса по Целзий в леко кисела среда с концентрация на уран от 0,2 грама на литър. Неговите гранули се натрупват в стените на бактериите, достигайки 174 mg на грам сухо тегло на бактериите. Освен това бактерията улавя мед, олово и кадмий и други тежки метали от околната среда. Откритието може да послужи като основа за разработването на нови методи за пречистване на отпадъчни води от тежки метали.

Два вида бактерии, неизвестни на науката, открити в Антарктика
Новите микроорганизми Sejongia jeonnii и Sejongia antarctica са грам-отрицателни бактерии, съдържащи жълт пигмент.

Толкова много бактерии по кожата!
Върху кожата на плъхове от гризачи има до 516 000 бактерии на квадратен инч; върху сухи участъци от кожата на същото животно, например на предните лапи, има само 13 000 бактерии на квадратен инч.

Бактерии срещу йонизиращо лъчение
Микроорганизмът Deinococcus radiodurans е в състояние да издържи 1,5 милиона рад. йонизиращо лъчение, превишаващо смъртоносното ниво за други форми на живот повече от 1000 пъти. Докато ДНК на други организми ще бъде унищожена и унищожена, геномът на този микроорганизъм няма да бъде повреден. Тайната на такава стабилност се крие в специфичната форма на генома, която наподобява кръг. Именно този факт допринася за такава устойчивост на радиация.

Микроорганизми срещу термити
Агентът за борба с термити Formosan (САЩ) използва естествени врагове на термитите – няколко вида бактерии и гъбички, които ги заразяват и убиват. След като насекомото е заразено, гъбичките и бактериите се установяват в тялото му, образувайки колонии. Когато едно насекомо умре, останките му стават източник на спори, които заразяват други насекоми. Бяха избрани микроорганизми, които се възпроизвеждат сравнително бавно - заразеното насекомо трябва да има време да се върне в гнездото, където инфекцията ще се предаде на всички членове на колонията.

Микроорганизмите живеят на полюса
Микробни колонии са открити на скали близо до северния и южния полюс. Тези места не са много подходящи за живот - комбинацията от изключително ниски температури, силни ветрове и жестока ултравиолетова радиация изглежда страхотно. Но 95 процента от скалистите равнини, изследвани от учените, са обитавани от микроорганизми!

Тези микроорганизми имат достатъчно светлина, която влиза под камъните през пролуките между тях, отразявайки се от повърхностите на съседните камъни. Поради температурни промени (камъните се нагряват от слънцето и се охлаждат, когато не е), в каменните плочи се появяват смени, някои камъни са в пълна тъмнина, докато други, напротив, попадат в светлината. След такива промени микроорганизмите "мигрират" от потъмнели камъни към осветени.

Бактериите живеят в купища шлака
Най-алкалолюбивите живи организми на планетата живеят в замърсена вода в Съединените щати. Учените са открили микробни общности, процъфтяващи в купчини шлака в района на езерото Калум в югозападен Чикаго, където pH на водата е 12,8. Животът в такава среда е сравним с живот в сода каустик или течност за миене на подове. В такива сметища въздухът и водата реагират с шлаки, в които се образува калциев хидроксид (сода каустик), което повишава pH. Бактерията е открита при изследване на замърсени подпочвени води от повече от век индустриални сметища за желязо от Индиана и Илинойс.

Генетичният анализ показва, че някои от тези бактерии са близки роднини на видовете Clostridium и Bacillus. Тези видове преди са били открити в киселите води на езерото Моно в Калифорния, туфовите стълбове в Гренландия и замърсените с цимент води на дълбока златна мина в Африка. Някои от тези организми използват водород, отделен по време на корозията на шлаките от метално желязо. Как точно необичайната бактерия е попаднала в шлаковите купища остава загадка. Възможно е местните бактерии да са се адаптирали към своето екстремно местообитание през миналия век.

Микробите определят замърсяването на водата
Модифицираните бактерии E. coli се отглеждат в среда със замърсители и тяхното количество се определя в различни моменти от време. Бактериите имат вграден ген, който позволява на клетките да светят в тъмното. По яркостта на сиянието можете да прецените броя им. Бактериите се замразяват в поливинил алкохол, след което могат да издържат на ниски температури без сериозни щети. След това се размразяват, отглеждат в суспензия и се използват в изследвания. В замърсена среда клетките растат по-зле и умират по-често. Броят на мъртвите клетки зависи от времето и степента на замърсяване. Тези показатели се различават за тежките метали и органичните вещества. За всяко вещество скоростта на смъртта и зависимостта на броя на мъртвите бактерии от дозата са различни.

Вирусите имат
... сложна структура от органични молекули, което е още по-важно - наличието на собствен, вирусен генетичен код и способността за възпроизвеждане.

Произход на вирусите
Общоприето е, че вирусите са възникнали в резултат на изолирането (автономизирането) на отделни генетични елементи на клетката, които освен това са получили способността да се предават от организъм на организъм. Размерът на вирусите варира от 20 до 300 nm (1 nm = 10–9 m). Почти всички вируси са по-малки по размер от бактериите. Но най-големите вируси, като вируса на ваксиния, са със същия размер като най-малките бактерии (хламидия и рикетсия).

Вирусите - форма на преход от чиста химия към живот на Земята
Има версия, че вирусите са възникнали веднъж много отдавна - благодарение на вътреклетъчните комплекси, които са получили свобода. В нормалната клетка има движение на много различни генетични структури (информационна РНК и т.н. и т.н.), които могат да бъдат предшественици на вируси. Но може би всичко беше точно обратното - и вирусите са най-старата форма на живот или по-скоро преходният етап от "просто химията" към живота на Земята.
Дори произходът на самите еукариоти (а следователно и на всички едноклетъчни и многоклетъчни организми, включително мен и вас), някои учени свързват с вирусите. Възможно е да сме се появили в резултат на "сътрудничеството" на вируси и бактерии. Първият осигури генетичен материал, а вторият - рибозоми - протеинови вътреклетъчни фабрики.

Вирусите не могат
... се възпроизвеждат сами – при тях това става от вътрешните механизми на клетката, която вирусът заразява. Самият вирус също не може да работи с гените си - той не е в състояние да синтезира протеини, въпреки че има протеинова обвивка. Той просто краде готови протеини от клетките. Някои вируси дори съдържат въглехидрати и мазнини - но пак крадени. Извън клетката-жертва вирусът е просто гигантско натрупване на много сложни молекули, но вие нямате метаболизъм или други активни действия.

Изненадващо, най-простите същества на планетата (все още условно ще наричаме вирусите същества) са една от най-големите мистерии на науката.

Най-големият вирус Mimi или Mimivirus
... (който причинява огнище на грип) е 3 пъти повече от другите вируси, 40 пъти повече от другите. Той носи 1260 гена (1,2 милиона "буквени" бази, което е повече от другите бактерии), докато известните вируси имат само три до сто гена. В същото време генетичният код на вируса се състои от ДНК и РНК, докато всички известни вируси използват само една от тези „таблетки на живота“, но никога и двете заедно. 50 Mimi гена са отговорни за неща, които никога досега не са били наблюдавани във вирусите. По-специално, Mimi е способен самостоятелно да синтезира 150 вида протеини и дори да поправи собствената си увредена ДНК, което като цяло е глупост за вирусите.

Промените в генетичния код на вирусите могат да ги направят смъртоносни
Американски учени експериментираха с вируса на съвременния грип - неприятна и тежка, но не твърде смъртоносна болест - като го кръстосаха с вируса на прословутия "испански грип" от 1918 г. Модифицираният вирус убива на място мишки със симптоми, характерни за "испанския грип" (остра пневмония и вътрешен кръвоизлив). В същото време разликите му от съвременния вирус на генетично ниво се оказаха минимални.

От епидемията от испански грип през 1918 г. умират повече хора, отколкото по време на най-тежките средновековни епидемии от чума и холера и дори повече от загубите на фронтовата линия през Първата световна война. Учените предполагат, че вирусът на испанския грип може да е възникнал от така наречения вирус на "птичи грип", комбинирайки се с общ вирус, например в тялото на прасета. Ако птичият грип успешно се кръстосва с човешкия и получи възможността да премине от човек на човек, тогава получаваме заболяване, което може да причини глобална пандемия и да убие няколко милиона души.

Най-силната отрова
... сега се смята за токсин на бацил D. 20 mg от него са достатъчни, за да отровят цялото население на Земята.

Вирусите могат да плуват
Във водите на Ладога живеят осем вида фагови вируси, които се различават по форма, размер и дължина на краката. Техният брой е много по-висок от типичния за прясна вода: от два до дванадесет милиарда частици на литър проба. В някои проби имаше само три вида фаги, най-високото им съдържание и разнообразие беше в централната част на резервоара, всичките осем вида. Обикновено се случва обратното, в крайбрежните зони на езерата има повече микроорганизми.

Мълчание на вируси
Много вируси, като херпес, имат две фази в развитието си. Първият възниква веднага след заразяването на новия гостоприемник и не продължава дълго. След това вирусът, така да се каже, "мълчи" и тихо се натрупва в тялото. Вторият може да започне след няколко дни, седмици или години, когато "тихият" за момента вирус започва да се размножава лавинообразно и да причинява заболяване. Наличието на "латентна" фаза предпазва вируса от изчезване, когато популацията на гостоприемника бързо стане имунизирана срещу него. Колкото по-непредсказуема е външната среда от гледна точка на вируса, толкова по-важно е той да има период на „мълчание“.

Вирусите играят важна роля
В живота на всеки резервоар вирусите играят важна роля. Техният брой достига няколко милиарда частици на литър морска вода в полярните, умерените и тропическите ширини. В сладководните езера съдържанието на вируси обикновено е по-малко от 100 пъти.Защо има толкова много вируси в Ладога и те са толкова необичайно разпространени, остава да разберем. Но изследователите не се съмняват, че микроорганизмите оказват значително влияние върху екологичното състояние на естествената вода.

Положителна реакция към източник на механични вибрации е открита в обикновена амеба
Amoeba proteus е сладководна амеба с дължина около 0,25 mm, един от най-често срещаните видове от групата. Често се използва в училищни експерименти и за лабораторни изследвания. Обикновената амеба се намира в тинята на дъното на езера със замърсена вода. Прилича на малка, безцветна желатинова бучка, едва видима с невъоръжено око.

При обикновената амеба (Amoeba proteus) е открит така нареченият вибротаксис под формата на положителна реакция към източник на механични вибрации с честота 50 Hz. Това става ясно, ако вземем предвид, че при някои видове реснички, които служат за храна на амебата, честотата на биенето на ресничките варира между 40 и 60 Hz. Амебата също проявява отрицателен фототаксис. Това явление се състои в това, че животното се опитва да се премести от осветената зона в сянката. Термотаксисът в амебата също е отрицателен: тя се движи от по-топла към по-малко нагрята част от водното тяло. Интересно е да се наблюдава галванотаксисът на амебата. Ако през водата се пропусне слаб електрически ток, амебата освобождава псевдоподи само от страната, която е обърната към отрицателния полюс - катода.

Най-голямата амеба
Една от най-големите амеби е сладководният вид Pelomyxa (Chaos) carolinensis с дължина 2–5 mm.

Амебата се движи
Цитоплазмата на клетката е в постоянно движение. Ако потокът на цитоплазмата се втурне към една точка на повърхността на амебата, на това място на тялото й се появява издатина. Той се увеличава, става израстък на тялото - псевдопод, в него се влива цитолазма и амебата се движи по този начин.

Акушерка за амеба
Амебата е много прост организъм, състоящ се от една клетка, която се възпроизвежда чрез просто делене. Първо клетката на амебата удвоява своя генетичен материал, създавайки второ ядро, а след това променя формата си, образувайки стеснение в средата, което постепенно я разделя на две дъщерни клетки. Между тях има тънък сноп, който те дърпат в различни посоки. В крайна сметка лигаментът се скъсва и дъщерните клетки започват самостоятелен живот.

Но при някои видове амеби процесът на размножаване изобщо не е толкова прост. Техните дъщерни клетки не могат сами да разрушат лигамента и понякога се сливат отново в една клетка с две ядра. Делещите се амеби викат за помощ, като отделят специален химикал, на който "амебата акушерка" реагира. Учените смятат, че най-вероятно това е комплекс от вещества, включително фрагменти от протеини, липиди и захари. Очевидно, когато клетката на амеба се дели, нейната мембрана изпитва напрежение, което причинява освобождаването на химически сигнал във външната среда. След това делящата се амеба се подпомага от друга, която идва в отговор на специален химичен сигнал. Той се въвежда между делящите се клетки и оказва натиск върху лигамента, докато се скъса.

живи вкаменелости
Най-древните от тях са радиоларии, едноклетъчни организми, покрити с черупкообразен израстък с примес на силициев диоксид, чиито останки са открити в докамбрийски отлагания, чиято възраст е от един до два милиарда години.

Най-издръжливите
Тихоходката, животно с дължина под половин милиметър, се смята за най-издръжливата форма на живот на Земята. Това животно може да издържи на температури от 270 градуса по Целзий до 151 градуса, излагане на рентгенови лъчи, условия на вакуум и налягания, шест пъти по-високи от налягането на дъното на най-дълбокия океан. Тардиградите могат да живеят в улуци и в пукнатини в зидария. Някои от тези малки същества оживяха след цял век зимен сън в сухия мъх на музейните колекции.

Acantharia (Acantharia), най-простите организми, свързани с радиолариите, достигат дължина от 0,3 mm. Техният скелет е изграден от стронциев сулфат.

Общата маса на фитопланктона е само 1,5 милиарда тона, докато масата на зоопалктона е 20 милиарда тона.

Скоростта на движение на ресничките (Paramecium caudatum) е 2 mm в секунда. Това означава, че обувката преплува за секунда разстояние 10-15 пъти по-голямо от дължината на тялото си. На повърхността на ресничките-обувки има 12 хиляди реснички.

Зелената еуглена (Euglena viridis) може да служи като добър индикатор за степента на биологично пречистване на водата. С намаляване на бактериалното замърсяване броят му рязко нараства.

Какви са били най-ранните форми на живот на земята?
Същества, които не са нито растения, нито животни, се наричат рангоморфи. За първи път те се заселват на океанското дъно преди около 575 милиона години, след последното глобално заледяване (това време се нарича Едиакарски период) и са сред първите същества с меко тяло. Тази група е съществувала до преди 542 милиона години, когато бързо възпроизвеждащите се съвременни животни изместват повечето от тези видове.

Организмите бяха събрани във фрактални модели на разклонени части. Те не можеха да се движат и нямаха репродуктивни органи, но се размножаваха, очевидно създавайки нови издънки. Всеки разклонен елемент се състоеше от много тръби, държани заедно от полутвърд органичен скелет. Учените са открили рангоморфи, събрани в няколко различни форми, които, според него, са събирали храна в различни слоеве на водния стълб. Фракталният модел изглежда доста сложен, но сходството на организмите един с друг направи един прост геном достатъчно, за да създаде нови свободно плаващи клони и да свърже клоните в по-сложни структури, според изследователя.

Фракталният организъм, открит в Нюфаундленд, е широк 1,5 сантиметра и дълъг 2,5 сантиметра.
Такива организми представляват до 80% от всички живеещи в Едиакаран, когато не е имало подвижни животни. С появата на по-мобилни организми обаче започва техният упадък и в резултат на това те са напълно изместени.

Дълбоко под океанското дъно има безсмъртен живот
Под повърхността на дъното на моретата и океаните има цяла биосфера. Оказва се, че на дълбочина от 400-800 метра под дъното, в дебелината на древните седименти и скали, живеят безброй бактерии. Възрастта на някои конкретни екземпляри се оценява на 16 милиона години. Те са практически безсмъртни, твърдят учените.

Изследователите смятат, че именно в такива условия, в дълбините на дънните скали, животът се е зародил преди повече от 3,8 милиарда години и едва по-късно, когато околната среда на повърхността е станала обитаема, е овладял океана и сушата. Следи от живот (вкаменелости) в дънни скали, взети от много голяма дълбочина под повърхността на дъното, учените откриват отдавна. Събраха маса проби, в които откриха живи микроорганизми. Включително - в скали, издигнати от дълбочини над 800 метра под океанското дъно. Някои проби от седименти са на много милиони години, което означава, че например бактерия, уловена в такава проба, е на същата възраст. Около една трета от бактериите, които учените са открили в дълбоки дънни скали, са живи. При липса на слънчева светлина източникът на енергия за тези същества са различни геохимични процеси.

Бактериалната биосфера, разположена под морското дъно, е много голяма и превъзхожда всички бактерии, живеещи на сушата. Следователно той има забележим ефект върху геоложките процеси, върху баланса на въглеродния диоксид и т.н. Може би, предполагат изследователите, без такива подземни бактерии нямаше да имаме нефт и газ.

Съдържанието на статията

обширна група от едноклетъчни микроорганизми, характеризиращи се с липсата на клетъчно ядро, заобиколено от мембрана. В същото време генетичният материал на една бактерия (дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК) заема много специфично място в клетката - зона, наречена нуклеоид. Организмите с тази клетъчна структура се наричат прокариоти („предядрени“), за разлика от всички останали - еукариоти („истински ядрени“), чиято ДНК се намира в ядрото, заобиколено от черупка.

Бактериите, някога считани за микроскопични растения, сега се класифицират като отделно царство, Monera, едно от петте в настоящата система за класификация, заедно с растения, животни, гъби и протисти.

фосилни доказателства.

Бактериите са може би най-старата известна група организми. Слоести каменни структури - строматолити - датирани в някои случаи в началото на археозоя (архей), т.е. възникнал преди 3,5 милиарда години, е резултат от жизнената дейност на бактерии, обикновено фотосинтетични, т.нар. синьо-зелени водорасли. Подобни структури (бактериални филми, импрегнирани с карбонати) все още се образуват, главно край бреговете на Австралия, Бахамските острови, в Калифорнийския и Персийския залив, но те са сравнително редки и не достигат големи размери, тъй като тревопасни организми, като коремоноги , хранете се с тях. Днес строматолитите растат главно там, където тези животни отсъстват поради високата соленост на водата или по други причини, но преди появата на тревопасните форми в хода на еволюцията те биха могли да достигнат огромни размери, съставлявайки съществен елемент от океанската плитка вода , сравнимо със съвременните коралови рифове. В някои древни скали са открити малки овъглени сфери, които също се смятат за останки от бактерии. Първият ядрен, т.е. еукариотни, клетките са се развили от бактерии преди около 1,4 милиарда години.

Екология.

Има много бактерии в почвата, на дъното на езера и океани – навсякъде, където се натрупва органична материя. Те живеят на студено, когато термометърът е малко над нулата, и в горещи киселинни извори с температури над 90 ° C. Някои бактерии понасят много висока соленост на околната среда; по-специално, те са единствените организми, открити в Мъртво море. В атмосферата те присъстват във водни капки и тяхното изобилие там обикновено корелира със запрашеността на въздуха. Така че в градовете дъждовната вода съдържа много повече бактерии, отколкото в селските райони. Има малко от тях в студения въздух на планините и полярните региони, но те се намират дори в долния слой на стратосферата на надморска височина от 8 км.

Храносмилателният тракт на животните е гъсто населен с бактерии (обикновено безвредни). Експериментите показват, че те не са необходими за живота на повечето видове, въпреки че могат да синтезират някои витамини. Но при преживните (крави, антилопи, овце) и много термити те участват в храносмилането на растителни храни. Освен това имунната система на животно, отгледано в стерилни условия, не се развива нормално поради липсата на стимулация от бактерии. Нормалната бактериална "флора" на червата също е важна за потискането на вредните микроорганизми, които навлизат там.

СТРУКТУРА И ЖИВОТ НА БАКТЕРИИТЕ

Бактериите са много по-малки от клетките на многоклетъчните растения и животни. Дебелината им обикновено е 0,5–2,0 µm, а дължината им е 1,0–8,0 µm. Някои форми едва могат да се видят с разделителната способност на стандартните светлинни микроскопи (около 0,3 микрона), но има и видове, по-дълги от 10 микрона и ширина, която също надхвърля тези граници, а редица много тънки бактерии могат да надхвърлят 50 микрона в дължина. Четвърт милион средни представители на това царство ще се поберат на повърхността, съответстваща на точката, поставена с молив.

Структура.

Според характеристиките на морфологията се разграничават следните групи бактерии: коки (повече или по-малко сферични), бацили (пръчки или цилиндри със заоблени краища), спирила (твърди спирали) и спирохети (тънки и гъвкави косми). Някои автори са склонни да обединят последните две групи в една – спирила.

Прокариотите се различават от еукариотите главно по липсата на добре оформено ядро и наличието, в типичен случай, само на една хромозома - много дълга кръгла ДНК молекула, прикрепена в една точка към клетъчната мембрана. Прокариотите също нямат свързани с мембрана вътреклетъчни органели, наречени митохондрии и хлоропласти. При еукариотите митохондриите генерират енергия по време на дишането, а фотосинтезата се извършва в хлоропластите. При прокариотите цялата клетка (и преди всичко клетъчната мембрана) поема функцията на митохондриите, а при фотосинтезиращите форми едновременно с това и хлоропласта. Подобно на еукариотите, вътре в бактерията има малки нуклеопротеинови структури - рибозоми, необходими за синтеза на протеини, но те не са свързани с никакви мембрани. С много малко изключения бактериите не са в състояние да синтезират стероли, които са важни компоненти на еукариотните клетъчни мембрани.

Извън клетъчната мембрана повечето бактерии са облицовани с клетъчна стена, донякъде напомняща на целулозната стена на растителните клетки, но състояща се от други полимери (те включват не само въглехидрати, но и аминокиселини и вещества, специфични за бактериите). Тази обвивка предпазва бактериалната клетка от спукване, когато водата навлезе в нея поради осмоза. На върха на клетъчната стена често има защитна мукозна капсула. Много бактерии са оборудвани с флагели, с които активно плуват. Бактериалните флагели са по-прости и донякъде различни от подобни еукариотни структури.

Сензорни функции и поведение.

Много бактерии имат химически рецептори, които откриват промени в киселинността на околната среда и концентрацията на различни вещества, като захари, аминокиселини, кислород и въглероден диоксид. Всяко вещество има свой собствен тип такива "вкусови" рецептори и загубата на един от тях в резултат на мутация води до частична "вкусова слепота". Много подвижни бактерии също реагират на температурни колебания, а фотосинтезиращи видове - на промени в светлината. Някои бактерии възприемат посоката на линиите на магнитното поле, включително магнитното поле на Земята, с помощта на магнетитни частици (магнитна желязна руда - Fe 3 O 4), присъстващи в техните клетки. Във водата бактериите използват тази способност да плуват по силови линии в търсене на благоприятна среда.

МЕТАБОЛИЗЪМ

Отчасти поради малкия размер на бактериите, интензивността на техния метаболизъм е много по-висока от тази на еукариотите. При най-благоприятни условия някои бактерии могат да удвоят общата си маса и изобилие приблизително на всеки 20 минути. Това се дължи на факта, че редица от техните най-важни ензимни системи функционират с много висока скорост. И така, на заека му трябват няколко минути, за да синтезира протеинова молекула, а на бактериите - секунди. Въпреки това, в естествената среда, например в почвата, повечето бактерии са "на гладна диета", така че ако клетките им се делят, тогава не на всеки 20 минути, а на всеки няколко дни.

Храна.

Бактериите са автотрофи и хетеротрофи. Автотрофите („самохранещи се“) не се нуждаят от вещества, произведени от други организми. Те използват въглероден диоксид (CO 2 ) като основен или единствен източник на въглерод. Включвайки CO 2 и други неорганични вещества, по-специално амоняк (NH 3), нитрати (NO - 3) и различни серни съединения, в сложни химични реакции те синтезират всички биохимични продукти, от които се нуждаят.

Хетеротрофите („хранещи се с други“) използват като основен източник на въглерод (някои видове също се нуждаят от CO 2) органични (съдържащи въглерод) вещества, синтезирани от други организми, по-специално захари. Окислени, тези съединения доставят енергия и молекули, необходими за растежа и жизнената дейност на клетките. В този смисъл хетеротрофните бактерии, които включват по-голямата част от прокариотите, са подобни на хората.

основни източници на енергия.

Ако за образуването (синтезата) на клетъчните компоненти се използва главно светлинна енергия (фотони), тогава процесът се нарича фотосинтеза, а видовете, способни на него, се наричат фототрофи. Фототрофните бактерии се делят на фотохетеротрофи и фотоавтотрофи, в зависимост от това кои съединения - органични или неорганични - служат като основен източник на въглерод.

Фотоавтотрофните цианобактерии (синьо-зелени водорасли), подобно на зелените растения, разделят водните молекули (H 2 O) поради светлинна енергия. В този случай се освобождава свободен кислород (1/2 O 2) и се образува водород (2H +), който, може да се каже, превръща въглеродния диоксид (CO 2) във въглехидрати. В зелените и лилавите серни бактерии светлинната енергия не се използва за разграждане на вода, а на други неорганични молекули, като сероводород (H 2 S). В резултат на това се произвежда и водород, намалявайки въглеродния диоксид, но кислородът не се отделя. Такава фотосинтеза се нарича аноксигенна.

Фотохетеротрофните бактерии, като лилавите несерни бактерии, използват светлинна енергия за производство на водород от органични вещества, по-специално изопропанол, но газообразният Н2 също може да служи като негов източник.

Ако основният източник на енергия в клетката е окисляването на химикали, бактериите се наричат хемохетеротрофи или хемоавтотрофи, в зависимост от това кои молекули служат като основен източник на въглерод - органични или неорганични. В първите органичните вещества осигуряват както енергия, така и въглерод. Хемоавтотрофите получават енергия от окислението на неорганични вещества, като водород (до вода: 2H 4 + O 2 ® 2H 2 O), желязо (Fe 2+ ® Fe 3+) или сяра (2S + 3O 2 + 2H 2 O ® 2SO 4 2 - + 4H +), и въглерод - от CO 2. Тези организми се наричат още хемолитотрофи, като по този начин се подчертава, че се „хранят“ с камъни.

Дъх.

Клетъчното дишане е процес на освобождаване на химическа енергия, съхранявана в "хранителни" молекули, за по-нататъшното й използване в жизненоважни реакции. Дишането може да бъде аеробно и анаеробно. В първия случай се нуждае от кислород. Необходим е за работата на т.нар. система за транспортиране на електрони: електроните се движат от една молекула към друга (в този случай се освобождава енергия) и в крайна сметка се прикрепят към кислорода заедно с водородните йони - образува се вода.

Анаеробните организми не се нуждаят от кислород, а за някои видове от тази група той е дори отровен. Освободените по време на дишането електрони се свързват с други неорганични акцептори, като нитрат, сулфат или карбонат, или (в една от формите на такова дишане - ферментация) с определена органична молекула, по-специално с глюкоза.

КЛАСИФИКАЦИЯ

При повечето организми един вид се счита за репродуктивно изолирана група от индивиди. В широк смисъл това означава, че представители на даден вид могат да дадат плодородно потомство, чифтосвайки се само със себеподобни, но не и с индивиди от други видове. По този начин гените на даден вид по правило не излизат извън неговите граници. При бактериите обаче гените могат да се обменят между индивиди не само от различни видове, но и от различни родове, така че не е напълно ясно дали е легитимно да се прилагат тук обичайните концепции за еволюционен произход и родство. Във връзка с тази и други трудности все още не съществува общоприета класификация на бактериите. По-долу е един от широко използваните му варианти.

ЦАРСТВОТО НА МОНЕРА

Тип I. Gracilicutes (тънкостенни Грам-отрицателни бактерии)

Клас 1. Скотобактерии (нефотосинтетични форми, като миксобактерии)

Клас 2. Аноксифотобактерии (фотосинтетични форми, които не произвеждат кислород, като лилави серни бактерии)

Клас 3. Оксифотобактерии (освобождаващи кислород фотосинтетични форми, като цианобактерии)

Тип II. Firmicutes (дебелостенни грам-положителни бактерии)

Клас 1. Firmibacteria (твърди клетъчни форми, като клостридии)

Клас 2. Талобактерии (разклонени форми, като актиномицети)

Тип III. Tenericutes (грам-отрицателни бактерии без клетъчна стена)

Клас 1. Mollicutes (мекоклетъчни форми като микоплазми)

Тип IV. Mendosicutes (бактерии с дефектна клетъчна стена)

Клас 1. Архебактерии (древни форми, като произвеждащи метан)

Домейни.

Последните биохимични изследвания показват, че всички прокариоти са ясно разделени на две категории: малка група архебактерии (Archaebacteria - "древни бактерии") и всички останали, наречени еубактерии (Eubacteria - "истински бактерии"). Смята се, че архебактериите са по-примитивни от еубактериите и по-близо до общия прародител на прокариотите и еукариотите. Те се различават от другите бактерии по няколко съществени характеристики, включително състава на молекулите на рибозомната РНК (pRNA), участващи в синтеза на протеини, химическата структура на липидите (мастноподобни вещества) и наличието на някои други вещества в клетъчната стена вместо това на белтъчно-въглехидратния полимер муреин.

В горната класификационна система архебактериите се считат за само един от видовете на едно и също царство, което включва всички еубактерии. Въпреки това, според някои биолози, разликите между архебактериите и еубактериите са толкова дълбоки, че е по-правилно да се разглеждат архебактериите в Monera като отделно подцарство. Наскоро се появи още по-радикално предложение. Молекулярният анализ разкри толкова значителни разлики в структурата на гените между тези две групи прокариоти, че някои смятат присъствието им в едно и също царство организми за нелогично. В тази връзка беше предложено да се създаде таксономична категория (таксон) от още по-висок ранг, наречена домейн, и да се разделят всички живи същества на три домейна - Eucarya (еукариоти), Archaea (архебактерии) и Bacteria (настоящи еубактерии ).

ЕКОЛОГИЯ

Двете най-важни екологични функции на бактериите са фиксацията на азота и минерализацията на органичните остатъци.

Фиксиране на азот.

Свързването на молекулярен азот (N 2) с образуването на амоняк (NH 3) се нарича фиксиране на азот, а окисляването на последния до нитрит (NO - 2) и нитрат (NO - 3) се нарича нитрификация. Това са жизненоважни процеси за биосферата, тъй като растенията се нуждаят от азот, но те могат да усвояват само неговите свързани форми. В момента приблизително 90% (около 90 милиона тона) от годишното количество такъв "фиксиран" азот се осигурява от бактерии. Останалата част се произвежда от химически заводи или възниква по време на мълния. Азотът във въздуха, който е ок. 80% от атмосферата, свързана главно от Грам-отрицателния род Rhizobium ( Rhizobium) и цианобактерии. Видовете Rhizobium симбиозират с приблизително 14 000 вида бобови растения (семейство Leguminosae), които включват например детелина, люцерна, соя и грах. Тези бактерии живеят в т.нар. нодули - подувания, които се образуват по корените при тяхно присъствие. Бактериите получават органична материя (хранене) от растението и в замяна доставят на гостоприемника свързан азот. За една година по този начин се фиксират до 225 кг азот на хектар. Небобовите растения, като елша, също влизат в симбиоза с други азотфиксиращи бактерии.

Цианобактериите фотосинтезират като зелени растения, отделяйки кислород. Много от тях също са способни да фиксират атмосферния азот, който след това се поема от растенията и в крайна сметка от животните. Тези прокариоти служат като важен източник на фиксиран азот в почвата като цяло и по-специално в оризовите полета на Изток, както и като основен доставчик за океанските екосистеми.

Минерализация.

Това е името на разлагането на органични остатъци до въглероден диоксид (CO 2), вода (H 2 O) и минерални соли. От химическа гледна точка този процес е еквивалентен на горене, така че изисква голямо количество кислород. Горният слой на почвата съдържа от 100 000 до 1 милиард бактерии на 1 g, т.е. около 2 тона на хектар. Обикновено всички органични остатъци, веднъж попаднали в земята, бързо се окисляват от бактерии и гъбички. По-устойчиво на разлагане е кафеникаво органично вещество, наречено хуминова киселина, което се образува главно от лигнин, съдържащ се в дървото. Натрупва се в почвата и подобрява нейните свойства.

БАКТЕРИИ И ПРОМИШЛЕНОСТ

Като се има предвид разнообразието от химични реакции, катализирани от бактерии, не е изненадващо, че те се използват широко в производството, в някои случаи от древни времена. Прокариотите споделят славата на такива микроскопични човешки помощници с гъбички, предимно дрожди, които осигуряват повечето от процесите на алкохолна ферментация, например при производството на вино и бира. Сега, когато стана възможно въвеждането на полезни гени в бактериите, карайки ги да синтезират ценни вещества, като инсулин, промишленото използване на тези живи лаборатории получи мощен нов тласък.

Хранително-вкусовата промишленост.

В момента бактериите се използват от тази индустрия главно за производството на сирена, други ферментирали млечни продукти и оцет. Основните химични реакции тук са образуването на киселини. Така че, при получаване на оцет, бактерии от рода Ацетобактерокислява етиловия алкохол, съдържащ се в сайдер или други течности, до оцетна киселина. Подобни процеси протичат по време на киселото зеле: анаеробните бактерии ферментират захарта, съдържаща се в листата на това растение, до млечна киселина, както и до оцетна киселина и различни алкохоли.

Излугване на руди.

Бактериите се използват за излужване на бедни руди, т.е. прехвърляне от тях в разтвор на соли на ценни метали, предимно мед (Cu) и уран (U). Пример за това е обработката на халкопирит или меден пирит (CuFeS 2). Купчините от тази руда периодично се поливат с вода, съдържаща хемолитотрофни бактерии от рода Thiobacillus. В хода на живота си те окисляват сярата (S), образувайки разтворими сулфати на мед и желязо: CuFeS 2 + 4O 2 ® CuSO 4 + FeSO 4. Такива технологии значително опростяват производството на ценни метали от руди; по принцип те са еквивалентни на процесите, протичащи в природата при изветрянето на скалите.

Рециклиране на отпадъци.

Бактериите също така служат за превръщане на отпадъци, като канализация, в по-малко опасни или дори полезни продукти. Отпадните води са един от острите проблеми на съвременното човечество. Пълната им минерализация изисква огромни количества кислород, а в обикновените резервоари, където е обичайно да се изхвърлят тези отпадъци, вече не е достатъчно да се „неутрализират“. Решението е в допълнителната аерация на отпадъчните води в специални басейни (аеротенкове): в резултат на това минерализиращите бактерии имат достатъчно кислород за пълно разграждане на органичните вещества, а питейната вода се превръща в един от крайните продукти на процеса в най-благоприятните случаи. Неразтворимата утайка, останала по пътя, може да бъде подложена на анаеробна ферментация. За да заемат възможно най-малко пространство и средства подобни пречиствателни станции, е необходимо добро познаване на бактериологията.

Други употреби.

Други важни области на промишлено приложение на бактериите включват например ленен лоб, т.е. отделяне на неговите въртящи се влакна от други части на растението, както и производството на антибиотици, по-специално стрептомицин (бактерии от рода Streptomyces).

КОНТРОЛ НА БАКТЕРИИТЕ В ПРОМИШЛЕНОСТТА

Бактериите са не само полезни; борбата срещу тяхното масово възпроизвеждане, например в хранителни продукти или във водните системи на целулозни и хартиени заводи, се превърна в цяла област на дейност.

Храната се разваля от бактерии, гъбички и техните собствени ензими, причиняващи автолиза („самосмилащи се“), освен ако не са инактивирани чрез топлина или други средства. Тъй като бактериите са основната причина за развалянето, проектирането на ефективни системи за съхранение на храни изисква познаване на границите на поносимост на тези микроорганизми.

Една от най-разпространените технологии е пастьоризацията на млякото, която убива бактериите, причиняващи например туберкулоза и бруцелоза. Млякото се поддържа при 61–63°C за 30 минути или при 72–73°C само за 15 секунди. Това не влошава вкуса на продукта, но инактивира болестотворните бактерии. Виното, бирата и плодовите сокове също могат да бъдат пастьоризирани.

Ползите от съхранението на храната на студено са известни отдавна. Ниските температури не убиват бактериите, но не им позволяват да растат и да се размножават. Вярно е, че при замразяване, например до -25 ° C, броят на бактериите намалява след няколко месеца, но голям брой от тези микроорганизми все още оцеляват. При температури малко под нулата бактериите продължават да се размножават, но много бавно. Техните жизнеспособни култури могат да се съхраняват почти неограничено след лиофилизация (сушене чрез замразяване) в среда, съдържаща протеин, като кръвен серум.

Други добре познати методи за консервиране на храна включват сушене (сушене и опушване), добавяне на големи количества сол или захар, което е физиологично еквивалентно на дехидратация, и ецване, т.е. поставени в концентриран киселинен разтвор. При киселинност на средата, съответстваща на pH 4 и по-ниска, жизнената активност на бактериите обикновено е силно инхибирана или спряна.

БАКТЕРИИ И БОЛЕСТИ

Бактериите са открити от А. Льовенхук в края на 17 век и дълго време се смяташе, че са способни на спонтанно генериране в гниещи останки. Това възпрепятства разбирането на връзката между прокариотите и появата и разпространението на болести, като в същото време възпрепятства разработването на адекватни терапевтични и превантивни мерки. Л. Пастьор е първият, който установи, че бактериите произлизат само от други живи бактерии и могат да причинят определени заболявания. В края на 19в Р. Кох и други учени значително подобриха методите за идентифициране на тези патогени и описаха много от техните видове. За да се установи, че наблюдаваното заболяване е причинено от добре дефинирана бактерия, все още се използват постулатите на Кох (с малки модификации): 1) този патоген трябва да присъства при всички пациенти; 2) възможно е да се получи неговата чиста култура; 3) трябва, когато е инокулиран, да причини същото заболяване при здрав човек; 4) може да се открие при новоболно лице. По-нататъшният напредък в тази област е свързан с развитието на имунологията, чиито основи бяха положени от Пастьор (отначало френските учени направиха много тук) и с откриването на пеницилина през 1928 г. от А. Флеминг.

Оцветяване по Грам.

За идентифициране на патогенни бактерии изключително полезен се оказва методът на оцветяване, разработен през 1884 г. от датския бактериолог Х. Грам. Основава се на устойчивостта на бактериалната клетъчна стена към обезцветяване след третиране със специални багрила. Ако не се обезцвети, бактерията се нарича Грам-положителна, в противен случай Грам-отрицателна. Тази разлика е свързана със структурните особености на клетъчната стена и някои метаболитни особености на микроорганизмите. Отнасянето на патогенна бактерия към една от тези две групи помага на лекарите да предпишат правилния антибиотик или друго лекарство. Така че бактериите, които причиняват циреи, винаги са грам-положителни, а причинителите на бациларна дизентерия са грам-отрицателни.

Видове патогени.

Бактериите не могат да преодолеят бариерата, създадена от непокътната кожа; те проникват в тялото през рани и тънки лигавици, покриващи вътрешността на устната кухина, храносмилателния тракт, дихателния и пикочно-половия тракт и т.н. Следователно те се предават от човек на човек със замърсена храна или питейна вода (коремен тиф, бруцелоза, холера, дизентерия), с вдишани капчици влага, които попадат във въздуха, когато пациентът киха, кашля или просто говори (дифтерия, белодробна чума, туберкулоза, стрептококови инфекции, пневмония) или при директен контакт на лигавиците на двама души (гонорея, сифилис, бруцелоза). Веднъж попаднали върху лигавицата, патогените могат да засегнат само нея (например патогени на дифтерия в дихателните пътища) или да проникнат по-дълбоко, като например трепонема при сифилис.

Симптомите на бактериална инфекция често се приписват на действието на токсични вещества, произведени от тези микроорганизми. Те обикновено се разделят на две групи. Екзотоксини се отделят от бактериалната клетка, например при дифтерия, тетанус, скарлатина (причина за червен обрив). Интересното е, че в много случаи екзотоксините се произвеждат само от бактерии, които самите са заразени с вируси, съдържащи съответните гени. Ендотоксините са част от клетъчната стена на бактериите и се освобождават само след смъртта и унищожаването на патогена.

Хранително отравяне.

анаеробна бактерия Clostridium botulinum, обикновено намиращ се в почвата и тинята, е причината за ботулизма. Той произвежда много устойчиви на топлина спори, които могат да покълнат след пастьоризация и опушване на храни. В процеса на своята жизнена дейност бактерията образува няколко тясно свързани токсина, които са сред най-силните известни отрови. По-малко от 1/10 000 mg от такова вещество може да убие човек. Тази бактерия от време на време заразява фабрични консерви и по-често домашни. Обикновено е невъзможно да се установи наличието му в зеленчукови или месни продукти на око. В Съединените щати годишно се регистрират няколко десетки случая на ботулизъм, като смъртността е 30-40%. За щастие, ботулиновият токсин е протеин, така че може да бъде инактивиран чрез кратко кипене.

Много по-често хранително отравяне се причинява от токсин, произведен от определени щамове на Staphylococcus aureus ( Стафилококус ауреус). Симптоми - диария и загуба на сила; смъртните случаи са редки. Този токсин също е протеин, но, за съжаление, той е много устойчив на топлина, така че е трудно да се инактивира чрез варене на храна. Ако продуктите не са силно отровени с него, тогава, за да се предотврати размножаването на стафилококи, се препоръчва да се съхраняват преди консумация при температура под 4 ° C или над 60 ° C.

Бактерии от рода Салмонеласъщо са в състояние да замърсят храната, причинявайки вреда на здравето. Строго погледнато, това не е хранително отравяне, а чревна инфекция (салмонелоза), симптомите на която обикновено се появяват 12-24 часа след навлизането на патогена в тялото. Смъртността при него е доста висока.

Отравянето със стафилококи и салмонелозата се свързва главно с консумацията на месни продукти и салати, престояли на стайна температура, особено на пикници и празнични пиршества.

Естествените защитни сили на тялото.

При животните има няколко "линии на защита" срещу патогени. Един от тях се образува от бели кръвни клетки, фагоцитни, т.е. абсорбиращи, бактерии и чужди частици като цяло, другата е имунната система. И двамата работят заедно.

Имунната система е много сложна и съществува само при гръбначните животни. Ако чужд протеин или въглехидрат с високо молекулно тегло проникне в кръвта на животно, тогава той става антиген тук, т.е. вещество, което стимулира тялото да произвежда "противоположно" вещество - антитела. Антитялото е протеин, който се свързва, т.е. инактивира неговия специфичен антиген, често причинявайки неговото утаяване (утаяване) и отстраняване от кръвния поток. Всеки антиген отговаря на строго определено антитяло.

Бактериите, като правило, също предизвикват образуването на антитела, които стимулират лизис, т.е. разрушаване на техните клетки и ги прави по-достъпни за фагоцитоза. Често е възможно индивидът да се имунизира предварително, като по този начин се увеличи естествената му устойчивост към бактериална инфекция.

В допълнение към „хуморалния имунитет“, осигурен от антитела, циркулиращи в кръвта, съществува „клетъчен“ имунитет, свързан със специализирани бели кръвни клетки, т.нар. Т-клетки, които убиват бактериите чрез директен контакт с тях и с помощта на токсични вещества. Т-клетките също са необходими за активиране на макрофагите, друг вид бели кръвни клетки, които също убиват бактериите.

Химиотерапия и антибиотици.

Първоначално много малко лекарства (химиотерапевтични лекарства) са използвани за борба с бактериите. Трудността беше, че въпреки че тези лекарства лесно убиват микробите, често такова лечение е вредно за самия пациент. За щастие сега се знае, че биохимичното сходство между хората и микробите е непълно. Например, антибиотиците от групата на пеницилина, синтезирани от определени гъбички и използвани от тях за борба с конкурентни бактерии, нарушават образуването на клетъчната стена на бактериите. Тъй като човешките клетки нямат такава стена, тези вещества са вредни само за бактериите, въпреки че понякога предизвикват алергична реакция у нас. В допълнение, прокариотните рибозоми, малко по-различни от нашите (еукариотните), са специфично инактивирани от антибиотици като стрептомицин и хлоромицетин. Освен това някои бактерии трябва да се снабдяват с един от витамините - фолиевата киселина, а нейният синтез в клетките им се потиска от синтетичните сулфатни лекарства. Ние самите получаваме този витамин с храната, така че не страдаме от такова лечение. Сега има естествени или синтетични лекарства срещу почти всички бактериални патогени.

Здравеопазване.

Борбата с патогените на ниво индивидуален пациент е само един аспект от приложението на медицинската бактериология. Също толкова важно е да се изследва развитието на бактериалните популации извън тялото на пациента, тяхната екология, биология и епидемиология, т.е. разпространение и динамика на популацията. Известно е например, че причинителят на чумата Yersinia pestisживее в тялото на гризачи, които служат като „естествен резервоар" на тази инфекция, а бълхите са нейните носители между животните. Ако канализацията се влива в резервоар, патогените на редица чревни инфекции остават жизнеспособни там за определен период от време, в зависимост от различни условия. По този начин алкалните резервоари на Индия, където pH на околната среда се променя в зависимост от сезона, е много благоприятна среда за оцеляването на холерен вибрион ( Холерен вибрион) ().

Информация от този вид е от съществено значение за здравните работници, участващи в идентифицирането на огнища на болести, прекъсване на пътищата на предаване, прилагане на имунизационни програми и други превантивни дейности.

ИЗСЛЕДВАНЕ НА БАКТЕРИИ

Много бактерии лесно се развиват в т.нар. културална среда, която може да включва месен бульон, частично усвоен протеин, соли, декстроза, цяла кръв, нейния серум и други компоненти. Концентрацията на бактерии в такива условия обикновено достига около милиард на кубичен сантиметър, което води до мътна среда.

За да се изследват бактериите, е необходимо да могат да се получат техните чисти култури или клонинги, които са потомство на една клетка. Това е необходимо, например, за да се определи кой тип бактерии е заразил пациента и към кой антибиотик е чувствителен този тип. Микробиологичните проби, като тампони, взети от гърлото или рани, проби от кръв, вода или други материали, се разреждат силно и се нанасят върху повърхността на полутвърда среда: от отделни клетки върху нея се развиват кръгли колонии. Втвърдяващият агент за културалната среда обикновено е агар, полизахарид, получен от някои морски водорасли и почти несмилаем от всякакъв вид бактерии. Агарните среди се използват под формата на "джамби", т.е. наклонени повърхности, образувани в епруветки, стоящи под голям ъгъл, когато разтопената хранителна среда се втвърди, или под формата на тънки слоеве в стъклени петриеви панички - плоски кръгли съдове, затворени с капак със същата форма, но малко по-голям в диаметър. Обикновено след един ден бактериалната клетка има време да се размножи толкова много, че образува колония, която лесно се вижда с невъоръжено око. Може да бъде прехвърлен в друга среда за по-нататъшно проучване. Всички хранителни среди трябва да бъдат стерилни преди отглеждането на бактериите и след това трябва да се вземат мерки за предотвратяване на заселването на нежелани микроорганизми върху тях.

За да се изследват бактериите, отгледани по този начин, тънка телена бримка се калцинира върху пламък, първо докосва колонията или намазката, а след това капка вода, нанесена върху предметно стъкло. Равномерно разпределяйки взетия материал в тази вода, стъклото се изсушава и бързо се прекарва над пламъка на горелката два или три пъти (страната с бактериите трябва да е обърната нагоре): в резултат на това микроорганизмите, без да се повредят, се закрепват здраво за субстрата. Върху повърхността на препарата се накапва багрило, след което стъклото се измива във вода и отново се изсушава. Сега пробата може да се види под микроскоп.

Чистите култури от бактерии се идентифицират главно по техните биохимични характеристики, т.е. определят дали образуват газ или киселини от определени захари, дали могат да усвояват протеини (втечняват желатина), дали имат нужда от кислород за растеж и т.н. Проверяват и дали са оцветени със специфични бои. Чувствителността към определени лекарства, като антибиотици, може да се определи чрез поставяне на малки дискове от филтърна хартия, напоени с тези вещества върху повърхност, инокулирана с бактерии. Ако някое химично съединение убива бактериите, около съответния диск се образува зона, свободна от тях.

, обширна група от едноклетъчни микроорганизми, характеризиращи се с липсата на клетъчно ядро, заобиколено от мембрана. В същото време генетичният материал на една бактерия (дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК) заема много специфично място в клетката - зона, наречена нуклеоид. Организмите с тази клетъчна структура се наричат прокариоти ("предядрени"), за разлика от всички останали - еукариоти ("истински ядрени"), чиято ДНК се намира в ядрото, заобиколено от обвивка.

Бактериите, смятани някога за микроскопични растения, сега са отделени в свое собствено царство.

Монера - един от петте в настоящата класификационна система заедно с растения, животни, гъби и протисти. фосилни доказателства. Бактериите са може би най-старата известна група организми. Слоести каменни структури - строматолити - датирани в някои случаи в началото на археозоя (архей), т.е. възникнали преди 3,5 милиарда години - резултат от жизнената дейност на бактериите, обикновено фотосинтетични, т.нар. синьо-зелени водорасли. Подобни структури (бактериални филми, импрегнирани с карбонати) се образуват сега, главно край бреговете на Австралия, Бахамските острови, в Калифорнийския и Персийския залив, но те са сравнително редки и не достигат големи размери, тъй като тревопасни организми, като коремоноги, хранят се с тях. Днес строматолитите растат главно там, където тези животни отсъстват поради високата соленост на водата или по други причини, но преди появата на тревопасните форми в хода на еволюцията те биха могли да достигнат огромни размери, съставлявайки съществен елемент от океанската плитка вода , сравнимо със съвременните коралови рифове. В някои древни скали са открити малки овъглени сфери, които също се смятат за останки от бактерии. Първият ядрен, т.е. еукариотни, клетките са се развили от бактерии преди около 1,4 милиарда години.Екология. Има много бактерии в почвата, на дъното на езера и океани – навсякъде, където се натрупва органична материя. Те живеят на студено, когато термометърът е малко над нулата, и в горещи киселинни извори с температури над 90° C. Някои бактерии понасят много висока соленост; по-специално, те са единствените организми, открити в Мъртво море. В атмосферата те присъстват във водни капки и тяхното изобилие там обикновено корелира със запрашеността на въздуха. Така че в градовете дъждовната вода съдържа много повече бактерии, отколкото в селските райони. Има малко от тях в студения въздух на планините и полярните региони, но те се намират дори в долния слой на стратосферата на надморска височина от 8 км.

СТРУКТУРА И ЖИВОТ НА БАКТЕРИИТЕ Бактериите са много по-малки от клетките на многоклетъчните растения и животни. Дебелината им обикновено е 0,5-2,0 микрона, а дължината им е 1,0-8,0 микрона. Някои форми едва могат да се видят с разделителната способност на стандартните светлинни микроскопи (около 0,3 микрона), но има и видове, по-дълги от 10 микрона и ширина, която също надхвърля тези граници, а редица много тънки бактерии могат да надхвърлят 50 микрона в дължина. Четвърт милион средни представители на това царство ще се поберат на повърхността, съответстваща на точката, поставена с молив.Сграда. Според характеристиките на морфологията се разграничават следните групи бактерии: коки (повече или по-малко сферични), бацили (пръчки или цилиндри със заоблени краища), спирила (твърди спирали) и спирохети (тънки и гъвкави косми). Някои автори са склонни да обединят последните две групи в една – спирила.

(Вижте същоКЛЕТКА). При прокариотите цялата клетка (и преди всичко клетъчната мембрана) поема функцията на митохондрия, а при фотосинтетичните форми едновременно и хлоропласт. Подобно на еукариотите, вътре в бактерията има малки нуклеопротеинови структури - рибозоми, необходими за синтеза на протеини, но те не са свързани с никакви мембрани. С много малко изключения, бактериите не са в състояние да синтезират стероли, основни компоненти на еукариотните клетъчни мембрани.

Сензорни функции и поведение. Много бактерии имат химически рецептори, които откриват промени в киселинността на околната среда и концентрацията на различни вещества, като захари, аминокиселини, кислород и въглероден диоксид. Всяко вещество има свой собствен тип такива "вкусови" рецептори и загубата на един от тях в резултат на мутация води до частична "вкусова слепота". Много подвижни бактерии също реагират на температурни колебания, а фотосинтезиращи видове - на промени в светлината. Някои бактерии възприемат посоката на линиите на магнитното поле, включително магнитното поле на Земята, с помощта на магнетитни частици, присъстващи в техните клетки (магнитна желязна руда - Fe 3 O 4 ). Във водата бактериите използват тази способност да плуват по силови линии в търсене на благоприятна среда.

Условните рефлекси при бактериите са неизвестни, но те имат определен вид примитивна памет. Докато плуват, те сравняват възприеманата интензивност на стимула с предишната му стойност, т.е. определете дали е станал по-голям или по-малък и въз основа на това поддържайте посоката на движение или я променяйте.

Възпроизвеждане и генетика. Бактериите се възпроизвеждат безполово: ДНК в тяхната клетка се репликира (удвоява), клетката се дели на две и всяка дъщерна клетка получава едно копие от ДНК на родителя. Бактериалната ДНК може също да се прехвърля между неделящи се клетки. В същото време тяхното сливане (както при еукариотите) не се случва, броят на индивидите не се увеличава и обикновено само малка част от генома (пълният набор от гени) се прехвърля в друга клетка, за разлика от „истински“ полов процес, при който потомъкът получава пълен набор от гени от всеки родител.

Такъв трансфер на ДНК може да се извърши по три начина. По време на трансформацията бактерията абсорбира „гола“ ДНК от околната среда, която е попаднала там по време на унищожаването на други бактерии или умишлено „подхлъзнала“ от експериментатора. Процесът се нарича трансформация, тъй като в ранните етапи на неговото изучаване основното внимание беше обърнато на трансформацията (трансформацията) по този начин на безвредни организми в вирулентни. Фрагменти от ДНК също могат да се прехвърлят от бактерии на бактерии чрез специални вируси - бактериофаги. Това се нарича трансдукция. Съществува и процес, който наподобява оплождането и се нарича конюгация: бактериите са свързани помежду си чрез временни тубулни израстъци (копулаторни фимбрии), през които ДНК преминава от „мъжката“ клетка към „женската“.

Понякога бактериите съдържат много малки допълнителни хромозоми - плазмиди, които също могат да се прехвърлят от индивид на индивид. Ако в същото време плазмидите съдържат гени, които причиняват резистентност към антибиотици, те говорят за инфекциозна резистентност. Важно е от медицинска гледна точка, защото може да се разпространява между различни видове и дори родове бактерии, в резултат на което цялата бактериална флора, да речем червата, става резистентна към действието на определени лекарства.

МЕТАБОЛИЗЪМ Отчасти поради малкия размер на бактериите, интензивността на техния метаболизъм е много по-висока от тази на еукариотите. При най-благоприятни условия някои бактерии могат да удвоят общата си маса и изобилие приблизително на всеки 20 минути. Това се дължи на факта, че редица от техните най-важни ензимни системи функционират с много висока скорост. И така, на заека му трябват няколко минути, за да синтезира протеинова молекула, а на бактериите - секунди. Въпреки това, в естествената среда, например в почвата, повечето бактерии са "на гладна диета", така че ако клетките им се делят, тогава не на всеки 20 минути, а на всеки няколко дни.Храна . Бактериите са автотрофи и хетеротрофи. Автотрофите („самохранещи се“) не се нуждаят от вещества, произведени от други организми. Те използват въглероден диоксид като основен или единствен източник на въглерод ( CO2). Включително CO2 и други неорганични вещества, по-специално амоняк ( NH3), нитрати (NO-3 ) и различни серни съединения, в сложни химични реакции, те синтезират всички биохимични продукти, от които се нуждаят.

Хетеротрофите („хранещи се с други“) използват като основен източник на въглерод (някои видове също се нуждаят

CO2) органични (съдържащи въглерод) вещества, синтезирани от други организми, по-специално захари. Окислени, тези съединения доставят енергия и молекули, необходими за растежа и жизнената дейност на клетките. В този смисъл хетеротрофните бактерии, които включват по-голямата част от прокариотите, са подобни на хората. Ако за образуването (синтезата) на клетъчните компоненти се използва главно светлинна енергия (фотони), тогава процесът се нарича фотосинтеза, а видовете, способни на него, се наричат фототрофи. Фототрофните бактерии се делят на фотохетеротрофи и фотоавтотрофи, в зависимост от това кои съединения - органични или неорганични - служат като основен източник на въглерод.

Фотоавтотрофните цианобактерии (синьо-зелени водорасли), подобно на зелените растения, разделят водните молекули поради светлинна енергия (

H2O ). Това освобождава свободен кислород 1/2O2) и се получава водород 2Н+ ), за който може да се каже, че превръща въглеродния диоксид ( CO2 ) във въглехидрати. В зелените и лилавите серни бактерии светлинната енергия не се използва за разграждане на вода, а други неорганични молекули, като сероводород ( H 2 S ). В резултат на това се произвежда и водород, намалявайки въглеродния диоксид, но кислородът не се отделя. Такава фотосинтеза се нарича аноксигенна.

H2. Ако основният източник на енергия в клетката е окисляването на химикали, бактериите се наричат хемохетеротрофи или хемоавтотрофи, в зависимост от това кои молекули служат като основен източник на въглерод - органични или неорганични. В първите органичните вещества осигуряват както енергия, така и въглерод. Хемоавтотрофите получават енергия от окисляването на неорганични вещества, като водород (до вода: 2H 4 + O 2 ® 2H 2 O), желязо (Fe 2+ ® Fe 3+) или сяра (2S + 3O 2 + 2H 2 O ® 2SO 4 2- + 4H + ), а въглеродът - от C O2 . Тези организми се наричат още хемолитотрофи, като по този начин се подчертава, че се „хранят“ с камъни.Дъх. Клетъчното дишане е процес на освобождаване на химическа енергия, съхранявана в "хранителни" молекули, за по-нататъшното й използване в жизненоважни реакции. Дишането може да бъде аеробно и анаеробно. В първия случай се нуждае от кислород. Необходим е за работата на т.нар. електронна транспортна система: електроните се движат от една молекула към друга (освобождава се енергия) и в крайна сметка се прикрепят към кислорода заедно с водородните йони - образува се вода.

Вижте същоМЕТАБОЛИЗЪМ. КЛАСИФИКАЦИЯ При повечето организми един вид се счита за репродуктивно изолирана група от индивиди. В широк смисъл това означава, че представители на даден вид могат да дадат плодородно потомство, чифтосвайки се само със себеподобни, но не и с индивиди от други видове. По този начин гените на даден вид по правило не излизат извън неговите граници. При бактериите обаче гените могат да се обменят между индивиди не само от различни видове, но и от различни родове, така че не е напълно ясно дали е легитимно да се прилагат тук обичайните концепции за еволюционен произход и родство. Във връзка с тази и други трудности все още не съществува общоприета класификация на бактериите. По-долу е един от широко използваните му варианти.ЦАРСТВОТО НА МОНЕРА Тип аз. Gracilicutes (тънкостенни Грам-отрицателни бактерии)Скотобактерии (нефотосинтетични форми, напр. миксобактерии)Аноксифотобактерии (фотосинтетични форми, които не произвеждат кислород, напр. лилави серни бактерии). Оксифотобактерии (фотосинтетични форми, отделящи кислород, като цианобактерии)Тип II. Фирмикути (дебелостенни Грам-положителни бактерии)Фирмибактерии (твърдоклетъчни форми, като клостридии)Талобактерии (разклонени форми, като актиномицети)Тип III. Тенерикути (грам-отрицателни бактерии без клетъчна стена) Mollicutes (мекоклетъчни форми като микоплазми)Тип IV. Mendosicutes (бактерии с дефектна клетъчна стена)Архебактерии (древни форми, като например произвеждащи метан)Домейни. Скорошни биохимични изследвания показват, че всички прокариоти са ясно разделени на две категории: малка група архебактерии (Архебактерии - "древни бактерии") и всички останали, наречени еубактерии (Еубактерии - "истински бактерии"). Смята се, че архебактериите са по-примитивни от еубактериите и по-близо до общия прародител на прокариотите и еукариотите. Те се различават от другите бактерии по няколко важни начина, включително състава на рибозомните РНК молекули (стр РНК), участващи в протеиновия синтез, химическата структура на липидите (мастноподобни вещества) и наличието на някои други вещества в клетъчната стена вместо белтъчно-въглехидратния полимер муреин.

Монера като отделно царство. Наскоро се появи още по-радикално предложение. Молекулярният анализ разкри толкова значителни разлики в структурата на гените между тези две групи прокариоти, че някои смятат присъствието им в едно и също царство организми за нелогично. В тази връзка се предлага да се създаде таксономична категория (таксон) от още по-висок ранг, наречена домейн, и да се разделят всички живи същества на три домейна - Eucarya (еукариоти), Archaea (архебактерии) ибактерии (настоящи еубактерии). ЕКОЛОГИЯ Двете най-важни екологични функции на бактериите са фиксацията на азота и минерализацията на органичните остатъци.Фиксиране на азот. Свързване на молекулярен азот (N 2 ) с образуването на амоняк ( NH3 ) се нарича фиксиране на азот, а окислението на последния до нитрит ( NO - 2) и нитрати (NO - 3 ) - нитрификация. Това са жизненоважни процеси за биосферата, тъй като растенията се нуждаят от азот, но те могат да усвояват само неговите свързани форми. В момента приблизително 90% (около 90 милиона тона) от годишното количество такъв "фиксиран" азот се осигурява от бактерии. Останалата част се произвежда от химически заводи или възниква по време на мълния. Азотът във въздуха, който е ок. 80% от атмосферата, свързана главно от Грам-отрицателния род Rhizobium (Rhizobium ) и цианобактерии. Видовете Rhizobium влизат в симбиоза с приблизително 14 000 вида бобови растения (сем. Leguminosae ), които включват например детелина, люцерна, соя и грах. Тези бактерии живеят в т.нар. нодули - подувания, които се образуват по корените при тяхно присъствие. Бактериите получават органична материя (хранене) от растението и в замяна доставят на гостоприемника свързан азот. За една година по този начин се фиксират до 225 кг азот на хектар. Небобовите растения, като елша, също влизат в симбиоза с други азотфиксиращи бактерии.

Минерализация. Това е името на разлагането на органични остатъци до въглероден диоксид ( CO2), вода (H2O ) и минерални соли. От химическа гледна точка този процес е еквивалентен на горене, така че изисква голямо количество кислород. Горният слой на почвата съдържа от 100 000 до 1 милиард бактерии на 1 g, т.е. около 2 тона на хектар. Обикновено всички органични остатъци, веднъж попаднали в земята, бързо се окисляват от бактерии и гъбички. По-устойчиво на разлагане е кафеникаво органично вещество, наречено хуминова киселина, което се образува главно от лигнин, съдържащ се в дървото. Натрупва се в почвата и подобрява нейните свойства. БАКТЕРИИ И ПРОМИШЛЕНОСТ Като се има предвид разнообразието от химични реакции, катализирани от бактерии, не е изненадващо, че те се използват широко в производството, в някои случаи от древни времена. Прокариотите споделят славата на такива микроскопични човешки помощници с гъбички, предимно дрожди, които осигуряват повечето от процесите на алкохолна ферментация, например при производството на вино и бира. Сега, когато стана възможно въвеждането на полезни гени в бактериите, карайки ги да синтезират ценни вещества, като инсулин, промишленото използване на тези живи лаборатории получи мощен нов тласък.Вижте също ГЕННОТО ИНЖЕНЕРСТВО.хранително-вкусовата промишленост. В момента бактериите се използват от тази индустрия главно за производството на сирена, други ферментирали млечни продукти и оцет. Основните химични реакции тук са образуването на киселини. Така че, при получаване на оцет, бактерии от родаАцетобактер окислява етиловия алкохол, съдържащ се в сайдер или други течности, до оцетна киселина. Подобни процеси протичат по време на киселото зеле: анаеробните бактерии ферментират захарта, съдържаща се в листата на това растение, до млечна киселина, както и до оцетна киселина и различни алкохоли.Излугване на руди. Бактериите се използват за излужване на бедни руди, т.е. прехвърлянето им в разтвор на соли на ценни метали, предимно мед(Cu) и уран (U ). Пример за това е обработката на халкопирит или меден пирит ( CuFeS 2 ). Купчините от тази руда периодично се поливат с вода, съдържаща хемолитотрофни бактерии от родаThiobacillus . В хода на живота си те окисляват сярата (С ), образувайки разтворими сулфати на мед и желязо: CuFeS 2 + 4O 2 ® CuSO 4 + FeSO 4 . Такива технологии значително опростяват производството на ценни метали от руди; по принцип те са еквивалентни на процесите, протичащи в природата при изветрянето на скалите.Рециклиране на отпадъци. Бактериите също така служат за превръщане на отпадъци, като канализация, в по-малко опасни или дори полезни продукти. Отпадните води са един от острите проблеми на съвременното човечество. Пълната им минерализация изисква огромни количества кислород, а в обикновените резервоари, където е обичайно да се изхвърлят тези отпадъци, вече не е достатъчно да се „неутрализират“. Решението е в допълнителната аерация на отпадъчните води в специални басейни (аеротенкове): в резултат на това минерализиращите бактерии имат достатъчно кислород за пълно разграждане на органичните вещества, а питейната вода се превръща в един от крайните продукти на процеса в най-благоприятните случаи. Неразтворимата утайка, останала по пътя, може да бъде подложена на анаеробна ферментация. За да заемат възможно най-малко пространство и средства подобни пречиствателни станции, е необходимо добро познаване на бактериологията.Други употреби. Други важни области на промишлено приложение на бактериите включват например ленен лоб, т.е. отделяне на неговите въртящи се влакна от други части на растението, както и производството на антибиотици, по-специално стрептомицин (бактерии от родаStreptomyces ). КОНТРОЛ НА БАКТЕРИИТЕ В ПРОМИШЛЕНОСТТА Бактериите са не само полезни; борбата срещу тяхното масово възпроизвеждане, например в хранителни продукти или във водните системи на целулозни и хартиени заводи, се превърна в цяла област на дейност.

Една от най-разпространените технологии е пастьоризацията на млякото, която убива бактериите, причиняващи например туберкулоза и бруцелоза. Млякото се поддържа на 61-63

° С за 30 минути или при 72-73° От само 15 с. Това не влошава вкуса на продукта, но инактивира болестотворните бактерии. Виното, бирата и плодовите сокове също могат да бъдат пастьоризирани.

° Тъй като броят на бактериите намалява след няколко месеца, обаче, голям брой от тези микроорганизми все още оцеляват. При температури малко под нулата бактериите продължават да се размножават, но много бавно. Техните жизнеспособни култури могат да се съхраняват почти неограничено време след лиофилизация (замразяване - сушене) в среда, съдържаща протеин, като кръвен серум.

Други добре познати методи за консервиране на храна включват сушене (сушене и опушване), добавяне на големи количества сол или захар, което е физиологично еквивалентно на дехидратация, и ецване, т.е. поставени в концентриран киселинен разтвор. С киселинност на средата, съответстваща на

хранително отравяне. анаеробна бактерияClostridium botulinum , обикновено живеещ в почвата и тинята, е причината за ботулизма. Той произвежда много устойчиви на топлина спори, които могат да покълнат след пастьоризация и опушване на храни. В процеса на своята жизнена дейност бактерията образува няколко тясно свързани токсина, които са сред най-силните известни отрови. По-малко от 1/10 000 mg от такова вещество може да убие човек. От време на време тази бактерия заразява фабричните консерви и малко по-често - домашните. Обикновено е невъзможно да се установи наличието му в зеленчукови или месни продукти на око. В Съединените щати годишно се регистрират няколко десетки случая на ботулизъм, като смъртността е 30-40%. За щастие, ботулиновият токсин е протеин, така че може да бъде инактивиран чрез кратко кипене.

Много по-често хранително отравяне се причинява от токсин, произведен от определени щамове на Staphylococcus aureus (

Стафилококус ауреус ). Симптоми - диария и загуба на сила; смъртните случаи са редки. Този токсин също е протеин, но, за съжаление, той е много устойчив на топлина, така че е трудно да се инактивира чрез варене на храна. Ако продуктите не са силно отровени с него, тогава за да се предотврати размножаването на стафилококи, се препоръчва да се съхраняват до консумация при или под 4° C или над 60 ° ОТ.

Бактерии от рода

Салмонела също са в състояние да замърсят храната, причинявайки вреда на здравето. Строго погледнато, това не е хранително отравяне, а чревна инфекция (салмонелоза), симптомите на която обикновено се появяват 12-24 часа след навлизането на патогена в тялото. Смъртността при него е доста висока.

Естествените защитни сили на тялото. При животните има няколко "линии на защита" срещу патогени. Един от тях се образува от бели кръвни клетки, фагоцитни, т.е. абсорбиращи, бактерии и чужди частици като цяло, другият - имунната система. И двамата работят заедно.

В допълнение към „хуморалния имунитет“, осигурен от антитела, циркулиращи в кръвта, съществува „клетъчен“ имунитет, свързан със специализирани бели кръвни клетки, т.нар.

T -клетки, които убиват бактериите при директен контакт с тях и с помощта на токсични вещества. T -клетките са необходими и за активиране на макрофагите – друг вид бели кръвни клетки, които също унищожават бактериите.Химиотерапия и антибиотици. Първоначално много малко лекарства (химиотерапевтични лекарства) са използвани за борба с бактериите. Трудността беше, че въпреки че тези лекарства лесно убиват микробите, често такова лечение е вредно за самия пациент. За щастие сега се знае, че биохимичното сходство между хората и микробите е непълно. Например, антибиотиците от групата на пеницилина, синтезирани от определени гъбички и използвани от тях за борба с конкурентни бактерии, нарушават образуването на клетъчната стена на бактериите. Тъй като човешките клетки нямат такава стена, тези вещества са вредни само за бактериите, въпреки че понякога предизвикват алергична реакция у нас. В допълнение, прокариотните рибозоми, малко по-различни от нашите (еукариотните), са специфично инактивирани от антибиотици като стрептомицин и хлоромицетин. Освен това някои бактерии трябва да се снабдяват с един от витамините - фолиевата киселина, а нейният синтез в клетките им се потиска от синтетичните сулфатни лекарства. Ние самите получаваме този витамин с храната, така че не страдаме от такова лечение. Сега има естествени или синтетични лекарства срещу почти всички бактериални патогени.здравеопазване. Борбата с патогените на ниво индивидуален пациент е само един аспект от приложението на медицинската бактериология. Също толкова важно е да се изследва развитието на бактериалните популации извън тялото на пациента, тяхната екология, биология и епидемиология, т.е. разпространение и динамика на популацията. Известно е например, че причинителят на чуматаYersinia pestis живее в тялото на гризачите, служейки като "естествен резервоар" на тази инфекция, а бълхите са нейните преносители между животните.Вижте същоЕПИДЕМИЯ.

Ако канализацията се влива в резервоара, там за определен период от време, в зависимост от различни условия, причинителите на редица чревни инфекции остават жизнеспособни. По този начин алкалните резервоари на Индия, където

pH околната среда варира в зависимост от времето на годината - много благоприятна среда за оцеляване на холерен вибрион (Холерен вибрион ). Информация от този вид е от съществено значение за здравните работници, участващи в идентифицирането на огнища на болести, прекъсване на пътищата на предаване, прилагане на имунизационни програми и други превантивни дейности. ИЗСЛЕДВАНЕ НА БАКТЕРИИ Много бактерии лесно се развиват в т.нар. културална среда, която може да включва месен бульон, частично усвоен протеин, соли, декстроза, цяла кръв, нейния серум и други компоненти. Концентрацията на бактерии в такива условия обикновено достига около милиард на кубичен сантиметър, което води до мътна среда.

За да се изследват бактериите, е необходимо да могат да се получат техните чисти култури или клонинги, които са потомство на една клетка. Това е необходимо, например, за да се определи кой тип бактерии е заразил пациента и към кой антибиотик е чувствителен този тип. Микробиологичните проби, като тампони, взети от гърлото или рани, проби от кръв, вода или други материали, се разреждат силно и се нанасят върху повърхността на полутвърда среда: от отделни клетки върху нея се развиват кръгли колонии. Средството за втвърдяване на хранителната среда обикновено е агар, полизахарид, получен от някои морски водорасли и почти несмилаем от всякакъв вид бактерии. Агарните среди се използват под формата на "джамби", т.е. наклонени повърхности, образувани в епруветки, стоящи под голям ъгъл, когато разтопената хранителна среда се втвърди, или под формата на тънки слоеве в стъклени петриеви панички - плоски кръгли съдове, затворени с капак със същата форма, но малко по-голям в диаметър. Обикновено след един ден бактериалната клетка има време да се размножи толкова много, че образува колония, която лесно се вижда с невъоръжено око. Може да бъде прехвърлен в друга среда за по-нататъшно проучване. Всички хранителни среди трябва да бъдат стерилни преди отглеждането на бактериите и след това трябва да се вземат мерки за предотвратяване на заселването на нежелани микроорганизми върху тях.

Довършете изречението.

1) Генетичният код носи информация за ...

2) Тъй като протеиновият синтез не се осъществява директно върху ДНК, тогава .... действа като ДНК, която отива до мястото на протеиновия синтез.

3) Процесът на пренаписване на информация от ДНК в иРНК се нарича ... ..

4) Преводът по време на биосинтезата на протеини в клетката се извършва в ... ..

5) Крайният етап на протеиновия синтез се контролира от кодон, наречен ... ..

6) Размерът на мястото на i-RNA, заето от една рибозома по време на транслацията, съответства на ……..нуклеотиди.

7) Всички органични вещества, от които се нуждаят, се синтезират благодарение на енергията на светлината ... ..

8) Фотосистеми 1 и 2 се различават една от друга, на първо място....

9) Светлинните реакции на фотосинтезата протичат ......

10) Крайните продукти на тъмните реакции на фотосинтезата са ...

11) Нитрифициращите почвени бактерии, които извършват хемосинтеза, получават енергия за своята жизнена дейност поради реакции ...

12) Същността на клетъчното дишане е ...

13) В повечето случаи клетъчното дишане използва предимно ...

14) На етапа на кислород по време на аеробно дишане пирогроздената киселина се окислява до ...

15) Нетният добив на ATP молекули в реакциите на гликолиза по време на разграждането на една глюкозна молекула е ...

1. Съвкупността от индивиди от един и същи вид, живеещи в определено пространство, свободно кръстосващи се и произвеждащи потомство, е

генетична система.

2. Какво определение дава Ч. Дарвин на наследствената изменчивост?

3. Съвременно наименование на индивидуалната изменчивост (неопределена).

4. Прародителят на кучето според дефиницията на Чарлз Дарвин.

5. Какъв вид изкуствен подбор е несъзнателният подбор?

6. Борба за съществуване между видовете.

7. Борба за местообитание между птици от един и същи вид преди размножаване.

8. Как се нарича борбата между индивиди от един и същи вид за храна, пространство, светлина, влага?

9. Орган на кактус, който изпълнява фотосинтетична функция.

10. Организъм, изпадащ в хибернация в резултат на адаптация към условията на околната среда, за да поддържа жизнената си дейност.

11. Какво се образува в резултат на естествения подбор?

12. Появата на определени характеристики в организмите за съществуване в условията на околната среда.

13. Какъв цвят е адаптивността на организмите, които живеят на открито и могат да бъдат достъпни за врагове?

14. За какъв тип фитнес се отнася яркото, привлекателно оцветяване на организмите?

15. Какъв вид фитнес е сходството на формата на морско конче и риба игла с водорасли?

16. Какъв вид фитнес е съхранението на храна за зимата, грижата за потомството?

17. Критерий, показващ сходството на външни и вътрешни характеристики на индивиди от един и същи вид.

18. Критерий, определящ местообитанието на всеки вид.

19. Видовият критерий, показващ некръстосването между индивиди от различни видове.

20. Критерият, който определя разликата в поведението на организмите.

21. Резултатът от микроеволюцията.

кръстословица:

4.Организми, които използват енергията на неорганичните вещества за живота си.
5. Организми, които използват органични вещества за хранене.
6. Бактериалната клетка е плътна обвивка, адаптирана да издържа на неблагоприятни условия.
7. Бактерии със свита форма.

Изтегли:

Преглед:

Биология, ME_MO–2012, 11 клас

Задачи
общински етап на XXVIII Всеруска олимпиада
студенти по биология. Московска област - 2011-12 учебна година година

11 клас

Част II. Предлагат ви се тестови задачи с един вариант на отговор от четири възможни, но с предварителен избираем отговор. Максималният брой точки, които могат да бъдат събрани е 30 (2 точки за всяка тестова задача). Индексът на отговора, който смятате за най-пълен и правилен, посочете в матрицата на отговорите.

Общи за гъбите и растенията са следните признаци:
1) хетеротрофия; 2) наличието на добре дефинирана клетъчна стена, включително хитин; 3) наличието на хлоропласти; 4) натрупване на гликоген като резервно вещество; 5) способността за възпроизвеждане чрез спори.
а) само 1;
б) само 1, 2;
в) само 1, 2, 5;
г) само 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Лишеи:
1) могат да се установят на голи скали и са в състояние да абсорбират влагата с цялата повърхност на тялото;
2) може да се възстанови от част от талуса;
3) имат стъбло с листа;
4) с помощта на адвентивни нишковидни корени те се държат на скалите;
5) са симбиотичен организъм.
а) само 1;
б) само 1, 2;
в) само 1, 2, 5;
г) само 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
От изброените организми могат да произвеждат подобни на коприна нишки:
1) паяци; 2) кърлежи; 3) насекоми; 4) подковоносни раци; 5) стоножки.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 2, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 4, 5;
д) 2, 3, 4.
Известно е, че в процеса на производство на боя за боядисване на тъкани човек използва животни: 1) насекоми; 2) бодлокожи; 3) коремоноги;
4) главоноги; 5) протозои.
а) 1, 3;
б) 2, 5;
в) 1, 3, 4;
г) 3, 4, 5;
д) 2, 3, 5.
Не се срещайте в сладките води представители на следните групи безгръбначни: 1) гъби; 2) плоски червеи; 3) главоноги; 4) бодлокожи;
5) анелиди.
а) 1, 2;
б) 2, 5;
в) 3, 4;
г) 1, 4, 5;
д) 2, 3, 4.
Насекоми с преден чифт крилане се използва за полет:
1) earwigs; 2) водни кончета; 3) Hymenoptera; 4) двукрили; 5) Coleoptera.
а) 1, 2;
б) 2, 4;
в) 1,5;
г) 1, 2, 5;
д) 3, 4, 5.
На лапите на домашна муха са сетивните органи:
1) визия; 2) обоняние; 3) докосване; 4) вкус; 5) слух.
а) 2, 3;
б) 3, 4;
в) 1, 4, 5;
г) 2, 3, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
От изброените организми в състояние на зигота зимен сън:
1) хидра
2) раци
3) дафния
4) водно конче
5) толстолоб.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 2, 4;
г) 3, 5;
д) 1, 3, 4.
Четирикамерно сърце се среща в представители на класове:
1) костни риби; 2) земноводни, 3) влечуги; 4) птици; 5) бозайници.
а) 1, 2;
б) 1, 2, 3;
в) 2, 3;
г) 2, 3, 4;
д) 3, 4, 5.
Вещества, необходими за съсирването на кръвта:
1) калий; 2) калций; 3) протромбин; 4) фибриноген; 5) хепарин.
а) 1, 2, 3;
б) 2, 3, 4;
в) 2, 3, 5;
г) 1, 3, 4;
д) 2, 4, 5.
По време на тихо издишване въздухът "напуска" белите дробове, защото:
1) обемът на гръдния кош намалява;
2) мускулните влакна в стените на белите дробове са намалени;
3) диафрагмата се отпуска и изпъква в гръдната кухина;
4) гръдните мускули се отпускат;
5) мускулите на гръдния кош се свиват.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
От тези вещества полимерите са: 1) аденин; 2) целулоза;
3) аланин; 4) тимин; д) инсулин.
а) 1, 2;
б) 2, 3;
в) 2, 5;
г) 1, 3, 4;
д) 2, 4, 5.
От апарата на Голджи протеините могат да навлязат: 1) в лизозомите; 2) в митохондриите;
3) в ядрото; 4) върху външната мембрана; 5) в извънклетъчната среда.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 3, 5;
в) 1, 4, 5;
г) 1, 2, 4, 5;
д) 1, 3, 4, 5.
РНК се намира в:
1) цитоплазмена мембрана;
2) гладък ендоплазмен ретикулум;
3) грапав ендоплазмен ретикулум;
4) апарат на Голджи;
5) ядро.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 3, 4;
г) 3, 5;
д) 1, 3, 4.
Преминаването обикновено се случва при мейоза чрез конюгация:
1) при мъже и жени във всяка от 22-те двойки автозоми;
2) при жените в двойка полови хромозоми; 3) при мъжете в двойка полови хромозоми;
4) при пилета в двойка полови хромозоми;
5) при петли в чифт полови хромозоми.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 3, 5;
в) 1, 2, 5;
г) 2, 4, 5;
д) 3, 4, 5.

Част 3 Предлагат ви се тестови задачи под формата на съждения, с всяка от които трябва или да се съгласите, или да отхвърлите. В матрицата за отговор посочете варианта за отговор „да“ или „не“. Максималният брой точки, които могат да бъдат събрани, е 25 (по 1 точка за всяка тестова задача).

Всички папрати се нуждаят от вода за торене.
Петурата изпълнява най-важната функция - ориентира листната петура спрямо светлината.
Фотосинтезата е характерна за всички клетки на зелените растения.
Всички протозои имат двигателни органи, които осигуряват тяхната дейност.
Euglena green се размножава само вегетативно.
Кръвоносната система на анелидите е затворена.
Характерна особеност на влечугите е дишането само с помощта на белите дробове и постоянната телесна температура.
Земноводните имат трикамерно сърце и едно кръвообращение.
Иглите на таралежа са модифицирана коса.
Адаптирането към нощен начин на живот при животните се изразява предимно в структурата на окото.
Прилепите имат кил на гръдната кост.
Стената на дясната камера на човешкото сърце е по-дебела от тази на лявата камера.
В тялото на мъжа, при липса на патологии, женските полови хормони никога не се образуват.
Експираторният резервен обем е обемът въздух, който може да бъде издишан след нормално вдишване.
Дължината на хранителната верига на живите организми в една екосистема е ограничена от количеството храна на всяко трофично ниво.
Когато стане студено, някои птици могат да заспят зимен сън.
Доказано е, че изкуственият подбор може да доведе до образуването на нови видове.
Бозайниците се появяват след измирането на динозаврите.
Паякообразните брадавици при паяците са хомоложни на коремните крайници.
Актинът и миозинът не се намират само в мускулните клетки.
Всеки кодон отговаря на не повече от една аминокиселина.
Молекулата на захарозата се състои от два глюкозни остатъка.
Водородните връзки участват в образуването на първичната структура на протеина.
Протеините са неразклонени полимери, чиито мономери са нуклеотиди.
Катаболизмът е набор от реакции на разлагане и окисление на различни съединения в организма.

част 4 Предлагат ви се тестови задачи, които изискват съответствие. Максималният брой точки, които могат да бъдат събрани, е 14,5. Попълнете матриците за отговори, както се изисква от задачите.

Задача 1. [макс. 3 точки] На фигурата са показани два вида листни пластини - прости (А) и сложни (Б). Свържете техните цифрови обозначения (1-12) с типа листна петура, към която принадлежат.

Задача 2. [макс. 3 точки] Кръвта (хемолимфата) при безгръбначните има различен цвят. Изберете за обекти (1–6) характерния цвят на кръв/хемолимфа (A–E).

Задача 3. [макс. 3 точки] Свържете разредите насекоми (A, B) с признаците (1 - 6), характерни за техните представители.

Знаци за откъсване
Разред насекоми

Задача 4. [макс. 3 точки] Свържете формените елементи на човешката кръв (A, B) с признаците (1 - 6), характерни за тях.

Задача 5. [макс. 2,5 точки] Свържете органичната материя (A-D) и името на биологичния материал, в който може да се намери (1-5).

Преглед:

10 клас

Задача 1. За всеки въпрос изберете само един отговор, който смятате за най-пълен и правилен. Поставете знак "+" до индекса на избрания отговор. В случай на корекция, знакът "+" трябва да бъде дублиран.

1. Гъвкавостта на протокутикулата на членестоногите осигурява:

а) резилин;

б) хитин;

в) артроподин;

в) вар.

2. Появата на първите гръбначни животни на сушата в процеса на еволюцията допринесе за появата на:

а) хранене с готови органични вещества и полово размножаване;

б) петопръсти крайници и топлокръвност;

в) устройства за дишане на атмосферен кислород и движение по земната повърхност;

г) белодробно дишане и полов процес.

3. Плацентата на бозайниците е:

а) органът, в който се развива ембрионът;

б) дихателния орган на ембриона;

в) участък от стената на матката, в който растат власинките на ембрионалната мембрана;

г) участък от стената на коремната кухина, в който се развива ембрионът.

4. Рибите, които могат да издържат на много ниски нива на кислород във водата, включват:

а) лин;

б) липан;

в) кафява пъстърва;

г) миноу.

5. Язовец, пор, видра принадлежат към разред:

а) хищнически;

б) гризачи;

в) насекомоядни;

г) беззъби.

6. Общи характеристики на организацията на есетрови и хрущялни риби:

а) долна напречна уста, трибуна, еднаква лопастна опашна перка;

б) трибуна, чифтните перки са хоризонтални, аксиалният скелет е хорда;

в) артериален конус близо до сърцето, спирална клапа в червата, неравна опашна перка, трибуна;

г) дълги тънки черва, аортна луковица, хорда, пилорни процеси.

7. Hymenoptera включват;

а) скакалец;

б) ездач;

в) богомолка;

г) сляп.

8. Промяна в жизнения цикъл на два междинни гостоприемника: първият - копепод, вторият - риба:

а) чернодробен метил;

б) бича тения;

в) ехинокок;

г) широка лента.

9. Рудиментите на подкожните мускули се появяват за първи път в:

а) земноводни;

б) влечуги;

в) птици;

г) бозайници.

10. За разлика от земноводните, очите на влечугите:

а) могат да бъдат изтеглени;

б) може да се върти;

в) избутване на храна;

г) имат мигателна мембрана.

11. Функции на кореновата капачка:

а) играе ролята на смазка;

б) отделителна функция;

в) възпитателна функция;

г) смукателна функция.

12. Сексуалният процес, наречен конюгация, се случва в:

а) кладофори;

б) хламидомонада;

б) спирогира;

г) хлорела.

13. Несдвоеният перест лист има:

а) дива роза;

б) бреза;

манивела;

г) офика.

14. Коките са:

а) вируси;

б) бактерии;

в) водорасли;

г) гъби.

15. Млечнокисели бактерии са:

а) никрофити;

б) сапрофити;

г) свободно живеещи.

16. Синьо-зелените водорасли са:

а) хетеротрофи;

в) автотрофи;

г) никрофити.

17. Гъбите са:

а) сапрофити;

б) хетеротрофи;

в) автотрофи;

18. Шапкови гъби:

а) запушване;

б) ръждясал

в) манатарка;

г) мухлясал.

19. Въздушни клетки в:

а) кукувич лен;

б) царевица;

в) сфагнум;

г) златна рибка.

20. W 4 L 4 T 9+1 R 1 Тази формула се отнася до:

а) бор

б) дива роза;

в) репички;

г) картофи.

21. ДНК съдържа:

а) в ядрото

б) митохондрии;

в) лизозоми;

г) ядро, митохондрии, цитоплазма.

22. Триплетите кодират:

а) протеини;

б) аминокиселини;

в) активност;

г) синтез.

23. Скорост на реакция:

а) ограничава адаптацията;

б) разширява адаптацията;

в) характеризира диапазона на вариация на признака;

г) стабилизира знаците.

24 Неклетъчните форми на живот са:

а) червеи;

б) лице;

в) вируси;

г) бактерии.

25. Между аденин и тимин:

а) 2 водородни връзки;

б) 1 водородна връзка;

в) 3 водородни връзки;

г) няма водородни връзки.

26. Kristas са образувания:

а) ядрени мембрани;

б) слепи клонове на EPS;

в) лизозомни мембрани;

г) вътрешната мембрана на митохондриите.

27. Нехомоложните хромозоми се различават по:

а) цвят

б) размер;

във формата на;

г) структура, размер, форма.

28. Човекът съществува като вид с:

а) мезозойска ера

б) палеозойска ера

в) кайнозойска ера

г) протерозойска ера

29. Мезозомата е:

а) обвивката на пръстеновидната хромозома

б) ядрено вещество

в) многослоен мембранен комплекс

г) част от рибозомата

30. Двойни мембранни органели:

а) митохондриите

б) клетъчен център

в) лизозоми

г) EPS

31. Необратими клетъчни процеси:

а) дишане

б) раздразнителност

в движение

г) растеж и развитие

32. Триплет:

а) комбинация от 3 нуклеотида

б) комбинация от рибозома, ензим и РНК

в) връзката на ДНК, протеин и ензим

г) 3 участъка на ген

33. Няма симпатична инервация при:

сърце

б) бели дробове;

в) потни жлези;

г) сфинктери.

34. Задължителен коагулационен фактор:

а) фибрин;

б) хемоглобин;

в) калциев йон;

г) натриев хлорид.

35. Какъв процес протича в дебелото черво:

а) абсорбция на основната част от водата;

б) разцепване на жлъчни пигменти;

в) ферментация на въглехидрати;

г) интензивно усвояване на хранителни вещества.

а) една става

б) две стави;

в) три стави;

г) четири стави.

37. Антитялото е:

а) ензимна молекула;

б) белтъчна молекула;

в) клетки от костен мозък;

г) един от видовете левкоцити.

38. Първичните центрове на рефлекса за уриниране се намират в:

а) предни рога на гръбначния мозък;

б) продълговатия мозък;

в) среден мозък;

г) странични рога на гръбначния мозък.

39. Функцията на извития тубул е:

а) реабсорбция на вещества в кръвта;

б) отделяне на урина във външната среда;

в) филтриране на кръвта;

г) образуване на първична урина.

40. Втора сигнална система:

а) осигурява конкретно мислене

б) присъства при бозайници и хора

в) анализира специфични сигнали от външния свят

г) осигурява абстрактно мислене

Задача 2. Задача с няколко отговора (от 0 до 5). Поставете знак "+" до индексите на избраните отговори. При корекции знакът „+“ трябва да се дублира.

1. Кръвоносната система на мекотелите:

а) затворен;

б) има капиляри, от които кръвта навлиза в пространството между органите;

в) отворени;

г) има сърце, състоящо се от камери;

д) сърцето има само предсърдие.

2. Мастното тяло на насекомите изпълнява следната функция:

а) съхранение на хранителни вещества;

б) съхранение на вода;

в) натрупване на отпадъчни продукти;

г) отделяне на метаболитни продукти;

д) жлеза с вътрешна секреция.

3. Двучерупчести:

а) охлюви

б) стриди;

в) миди;

г) миди;

д) бобини.

а) първична телесна кухина, изпълнена с паренхим;

б) тялото е покрито с ресничест епител;

в) има сетивни органи;

г) хермафродитизъм;

д) протонефридиална отделителна система.

5. Бамбукова мечка:

а) живее в Китай;

б) се различава от истинските мечки по структурата на зъбите и по-дългата опашка;

в) е включен в международната Червена книга;

г) има дълги крайници;

д) живее в Северна Америка.

6. Дихателни органи на растенията:

уста;

б) трахея;

в) леща;

г) ситови тръби;

д) склереиди.

7. Гората е:

а) биогеоценоза;

б) биоценоза;

в) система от нива;

г) самостоятелна структура;

д) агроценоза.

8. Сфагнумът има:

а) бактерицидни свойства;

б) способността за резервиране на вода;

в) фотосинтеза;

г) хетеротрофия;

д) активно движение в пространството.

9. В цикъла на развитие на кукувичия лен има:

а) кълнове;

б) предрастеж;

в) гаметофити;

г) спорофит;

г) полемика.

10. Хромозомна конюгация:

а) възниква в интерфаза;

б) възниква при клетъчно делене;

в) води до пресичане;

г) осигурява обмен на алелни гени;

д) протича в хомоложна двойка.

11. Хетерозис:

а) осигурява хибридна мощност;

б) възможно с хибридизация;

в) осигурява стабилността на чистата линия;

г) среща се само при животни;

д) може да се постигне само чрез клониране.

12. Прокариотите се различават от еукариотите по отсъствието

а) ядра;

б) рибозома;

в) EPS;

г) черупки;

д) ядрена мембрана

13. Пептидната верига се характеризира с наличието на:

а) пептидна връзка;

Б) аминокиселини;

в) аминогрупи;

г) карбоксилна група;

д) цитрохром

14. Разстояние между два съседни гена:

а) се измерва в морганиди;

б) изчислено в %;

в) определя вероятността от пресичане;

d) показва връзката на гена;

д) характеризира целостта на хромозомата.

15. Работата на скелетните мускули се контролира от частите на нервната система:

а) гръбначен мозък;

б) соматични;

в) мозъчна кора;

г) малък мозък;

д) автономна нервна система.

16. Реч:

а) има рефлексен характер;

б) 2-ра сигнална система;

в) 3-та сигнална система;

г) условнорефлексна функция;

д) поради дейността на мозъчните полукълба.

17. Академик И. П. Павлов е основател на учението:

а) рефлекси за улавяне;

б) анализатори;

в) функционални системи;

г) фагоцитоза;

д) видове БНД.

Задача 3. Задача за определяне на правилността на преценките (Поставете знак "+" до номерата на правилните преценки).

Развитието с пълна метаморфоза е индиректно развитие и е характерно за мечката.
Комуникацията на плувния мехур с органа на равновесието се нарича апарат на Вебер.
В антеридиите, като правило, се образуват голям брой малки мъжки гамети - сперматозоиди.
Соматичните клетки се различават една от друга, т.к. имат различни генотипове.
Невронът и сперматозоидът съдържат еднакъв брой хромозоми.
Болестта на Даун се причинява от полиплоидия в хромозомния набор.
Геномните мутации са промени в броя на хромозомите.
p 2 - 2pq + q 2 =1 - математически модел на популационната генетика по Четвериков.
В растящия организъм преобладават процесите на дисимилация, поради което е необходимо да се консумира голямо количество протеин.
При спортистите при извършване на физическа активност честотата и дълбочината на дишането се увеличават паралелно, при феновете няма такава реакция и настъпва кислороден глад на сърдечния мускул.
Кортикалните центрове представляват по-голямата част от площта на мозъчната кора.
Паратироидният хормон, въведен в човешкото тяло, причинява намаляване на концентрацията на калций в кръвта.

Отговор: 2, 5, 6, 10, 11 - (+)

Задача 4. Разпределете изброените знаци в съответствие с тяхната принадлежност към видовете:

Coelenterates_____ 01, 03, 04

Плоски червеи __________ 02, 05, 06, 09 .

Кръгли червеи ___________ 02, 05, 07, 0,9.

Членестоноги ____________ 02, 05, 08, 09

Хордови _________________ 02, 05, 08, 10

Знаци:

радиално симетричен;
двустранно симетричен;
долни многоклетъчни;
двуслоен;
трислойна;
безполов;
първична кухина;
вторична кухина;
протостоми;
дейтеростоми.

Задача 5. Решете биологична задача.

Детето получава различни генни групи от родителите. От майката - 2% пенетрант, 5% комплементар, 40% доминант и 15% полимер. От бащата - 1% пенетрантни, 5% полимерни, 20% доминантни 10% полимерни гени. Проникващите и комплементарните гени имат алелно подреждане. С кой от родителите фенотипно си прилича повече детето? Посочете в %.

Отговор:

с майка (0,5 точки)
26% повече, отколкото с баща (0,5 точки)

Преглед:

ВСЯ РУСКА ОЛИМПИАДА ЗА УЧИТЕЛНИЦИ ПО БИОЛОГИЯ

В. В. Пасечник, А. М. Рубцов, Г. Г. Швецов

Москва 2012 г

Всеруска олимпиада за ученици по биология през 2012/2013 учебна година

ЧАСТ II.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ НА ВСЕРУСКАТА ОЛИМПИАДА

УЧЕНИЦИ ПО БИОЛОГИЯ

Част I. Предлагат ви се тестови задачи, които изискват само един отговор

от четири възможни. Максималният брой точки, които могат да бъдат отбелязани -

60 (по 1 точка за всяка тестова задача). Индексът на отговорите според вас е най-много

пълно и правилно, посочете в матрицата за отговор.

1. При благоприятни условия бактериалните спори:

а) разделя, образувайки 3 - 6 нови спора;

б) слива се с друга спора с последващо разделяне;

в) умира

г) прераства в нова бактериална клетка.+

2. В клетките на водораслите няма обвити ядра:

Зелено

б) червено;

в) кафяво;

г) синьо-зелено. +

3. В клетките на гъбите е невъзможно да се открият:

а) вакуоли;

б) митохондрии;

в) пластиди; +

г) рибозоми.

4. Породи сфагнум:

а) семена

б) прашец;

в) спорове; +

г) зооспори.

5. Повечето клетки от ембрионалната торбичка на цъфтящите растения имат:

а) хаплоиден набор от хромозоми;+

б) диплоиден набор от хромозоми;

в) триплоиден набор от хромозоми;

г) тетраплоиден набор от хромозоми.

6. Човек консумира орган(и) от карфиол в писмен вид:

а) модифициран апикален бъбрек;

б) удебелено стъбло на ряпа;

в) видоизменено съцветие;+

г) странични модифицирани бъбреци.

7. Шиповото съцветие е типично за:

а) момина сълза;

б) люляк;

в) ръж;

г) живовляк. +

8. Семена без ендосперм в:

а) рицин;

б) липи;

в) домат;

г) частухи живовляк.+

9. Коренните конуси са много дебели:

а) адвентивни корени;+

б) коренови власинки;

в) главни корени;

г) въздушни грудки.

10. Безплодието е характерно за:

а) круши;

б) ананас; +

в) банан;

г) дюля.

11. Кореновите растения включват:

а) морски зърнастец;

б) полски бодил;

в) трепетна трепетлика;

г) всички изброени растения.+

12. Ароматна ванилия - многогодишна лоза от това семейство. Орхидея. AT

сладкарската промишленост го използва:

а) стъбла

б) стъбла и листа;

в) съцветия;

г) плодове. +

13. Грисът се прави от:

а) пшеница +

б) просо;

в) овесени ядки;

г) ечемик.

а) развитие от спори;

б) наличието на цвете;

в) развитие от семена;+

г) намаляване на спорофита.

а) коренища;

б) флагелати;

в) слънчогледи;

г) спори. +

16. Мухата цеце е носител на трипаноза, причиняваща при хората:

а) сънна болест+

б) ориенталска язва;

в) малария;

г) кокцидиоза.

17. Изследването на извлечения екземпляр от гъбата разкрива наличието на силна,

но крехък силиконов скелет. Най-вероятно тази гъба е:

а) обитател на плитки води;

б) дълбоководен обитател;+

в) земен жител;

г) обитател на приливната зона.

18. Спектърът на цветното зрение при медоносната пчела:

а) същото като човек;

б) изместен към инфрачервената част на спектъра;

в) изместен към ултравиолетовата част на спектъра;+

г) много по-широко, отколкото при хората, от двете страни на спектъра.

19. Развитието на ларви от яйца, снесени от ascaris, се случва:

а) при температура 37°C, висока концентрация на CO2, в продължение на две седмици;

б) при температура 20-30°C, висока концентрация на CO2, в продължение на две седмици;

в) при температура 37°C, висока концентрация на O2, за една седмица;

г) при температура 20-30°C, висока концентрация на O2, в продължение на две седмици.+

20. За разлика от кръглите червеи, анелидите имат:

а) храносмилателната система;

б) отделителна система;

в) кръвоносна система;+

г) нервната система.

21. Крилата на насекомите са от гръбната страна:

а) гърдите и корема

б) гръдния кош; +

в) цефалоторакс и корем;

г) цефалоторакс.

22. Пчелите работнички са:

а) женски, които са снесли яйца и са започнали да се грижат за потомство;

б) женски, при които половите жлези не са развити;+

в) млади женски, способни да снасят яйца след една година;

г) мъжките са се развили от неоплодени яйца.

23. Морските игуани, живеещи на Галапагоските острови, отделят излишък

сол от тялото

а) с урина;

б) чрез солните жлези;+

в) през порите в кожата;

г) екскременти.

24. Щраусът нанду инкубира яйца и се грижи за пилетата:

а) само женски;

б) само мъжки; +

в) двамата родители на свой ред;

г) осиновители, в чието гнездо са хвърлени яйца.

25. Най-големите гнезда сред птиците се строят от:

а) орли

б) пеликани;

в) щрауси;

г) африкански тъкачи.+

26. От изброените организми най-прогресивните характеристики

сградите имат:

а) амеба;

б) земен червей;+

в) хидра;

г) волвокс.

27. Усложнението на кръвоносната система съответства на еволюцията на хордовите в

някои от следните животни:

а) жаба - заек - крокодил - акула;

б) акула - жаба - крокодил - заек;+

в) акула - крокодил - жаба - заек;

г) крокодил - акула - жаба - куче.

28. Наблюдава се най-голямото видово разнообразие на обитателите на океаните:

а) на коралови рифове;+

б) в открития океан в тропиците;

в) в полярните области;

г) в дълбоки води.

29. Смята се, че когато информацията се прехвърля от краткосрочната памет към

дългосрочната информация се губи:

а) 5%;

б) 10%;

в) 50%;

г) повече от 90%. +

30. Целулоза, попаднала в стомашно-чревния тракт на човека:

а) не се разгражда поради липса на специфичен ензим;

б) частично разграден от бактерии в дебелото черво;+

в) разцепва се от слюнчената амилаза;

г) се разцепва от панкреатична.-амилаза.

31. Каква е реакцията на околната среда в дванадесетопръстника:

а) леко кисела;

б) неутрален;

в) слабоалкален;+

г) алкална.

32. Хормоните, които са производни, не са известни:

а) протеини;

б) аминокиселини;

в) липиди;

г) въглехидрати. +

33. В процеса на храносмилане протеините се разграждат до:

а) глицерол;

б) мастни киселини;

в) монозахариди;

г) аминокиселини. +

34. Симптоми като увреждане на устната лигавица, пилинг

кожа, напукани устни, сълзене, фотофобия, показват липса на:

а) токоферол;

б) пиридоксин;

в) рибофлавин; +

г) фолиева киселина.

35. Кожен рецептор, който реагира на студ:

а) тялото на Пчини;

б) тяло на Майснер;

в) нервен плексус около космения фоликул;

г) Колба на Краузе. +

36. Вирусните заболявания не включват:

а) морбили;

б) енцефалит, пренасян от кърлежи;

в) рубеола;

г) дифтерия. +

37. Хранителната верига е:

а) последователност от организми в естествена общност, всеки елемент от която е

храна за следващия;+

б) последователно преминаване на храната през различни отдели на храносмилателния тракт;

в) зависимостта на растенията от тревопасни животни, които от своя страна от хищници;

г) съвкупността от всички хранителни връзки в една екосистема.

38. Необходима е постоянна човешка намеса за съществуването на:

а) сладководни екосистеми;

б) естествени сухоземни екосистеми;

в) екосистеми на Световния океан;

г) агроценози. +

39. В естествени условия естествени носители на патогена на чумата

са:

а) птици

б) гризачи; +

в) копитни животни;

г) човек.

40. В обширните гори на Севера, т.нар

концентрирани сечи с използване на тежко оборудване, което води до:

а) до замяната на горските екосистеми с блатни;+

б) до опустиняване или пълно унищожаване на екосистемите;

в) увеличаване дела на икономически по-ценните дървесни видове;

г) към процеса на превръщане на органичните остатъци в хумус в почвата.

41. Листата на сукулентите - растения от сухи местообитания - се характеризират с:

а) намалени устицата; недиференциран мезофил; липса на кутикула;

развит аеренхим;

б) честа дисекция, липса на механична тъкан;

в) дебела кутикула; мощно восъчно покритие; клетки с големи вакуоли; потопени

устицата; +

г) добре развит склеренхим; преобладаването на свързаната вода.

42. От посочените организми суперцарството на прокариотите включва:

а) зелена еуглена;

б) инфузория-обувка;

в) амеба;

г) стафилококи. +

43. Две породи кучета, например, lapdog и немска овчарка, са животни:

а) един и същи вид, но с различни външни белези;+

б) два вида, един род и едно семейство;

в) два вида, два рода, но едно семейство;

г) един и същи вид, но живеещ в различни условия на околната среда.

44. Науката, която изучава развитието на дивата природа от отпечатъци и вкаменелости,

намерени в земната кора:

а) систематичност;

б) история;

в) палеонтология;+

г) еволюция.

45. Първите сухоземни гръбначни произхождат от риба:

а) лъчеперка;

б) кръстоптеригии; +

в) целоглав;

г) белодробни риби.

46. Контурите на тялото на летяща катерица, торбеста летяща катерица, вълнено крило са много сходни.

Това е следствие:

а) разминавания;

б) конвергенция; +

в) паралелизъм;

г) съвпадение.

47. Броят на хромозомите по време на половото размножаване във всяко поколение се увеличава

би се удвоил, ако процесът не се е образувал в хода на еволюцията:

а) митоза;

б) мейоза; +

в) оплождане;

г) опрашване.

48. Една от разпоредбите на клетъчната теория гласи:

а) по време на клетъчното делене хромозомите са способни да се самоудвояват;

б) нови клетки се образуват при деленето на първоначалните клетки;+

в) цитоплазмата на клетките съдържа различни органели;

г) клетките са способни на растеж и метаболизъм.

49. По време на партеногенезата организмът се развива от:

а) зиготи;

б) вегетативна клетка;

в) соматична клетка;

г) неоплодено яйце.+

50. Молекулата служи като матрица за транслация:

а) тРНК;

б) ДНК;

в) рРНК;

г) иРНК. +

51. Циркулярната ДНК е характерна за:

а) гъбични ядра;

б) бактериални клетки;+

в) животински ядра;

г) растителни ядра.

52. Разделете клетките, органелите или органичните макромолекули според техните

плътността може да се направи с помощта на метода:

а) хроматография;

б) центрофугиране;+

в) електрофореза;

53. Мономери на нуклеиновите киселини са:

а) азотни основи;

б) нуклеозиди;

в) нуклеотиди; +

г) динуклеотиди.

54. Магнезиевите йони са част от:

а) вакуоли;

б) аминокиселини;

в) хлорофил; +

г) цитоплазма.

55. В процеса на фотосинтеза, източник на кислород (страничен продукт)

е:

а) АТФ

б) глюкоза;

в) вода; +

г) въглероден диоксид.

56. От компонентите на растителната клетка вирусът на тютюневата мозайка заразява:

а) митохондрии;

б) хлоропласти; +

в) ядро;

г) вакуоли.

57. От посочените протеини ензимът е:

а) инсулин;

б) кератин;

в) тромбин; +

г) миоглобин.

58. В хлоропластите на растителните клетки комплекси за събиране на светлина

разположен

а) върху външната мембрана;

б) върху вътрешната мембрана;

в) върху тилакоидната мембрана;+

г) в стромата.

59. Неалелно взаимодействие на гени по време на дихибридно кръстосване може

дават разделяне във второ поколение:

а) 1:1;

б) 3:1;

в) 5:1;

г) 9:7. +

60. При бракове между хора от кавказката и негроидната раси във в

поколението обикновено няма хора с бяла кожа. Свързано е с:

а) непълно доминиране на гена за пигментация на кожата;

б) полимеризация на гени за пигментация на кожата;+

в) епигеномна наследственост;

г) нехромозомна наследственост.

Част II. Предлагат ви се тестови задачи с един вариант на отговор от четири

възможно, но изискващ предварителен множествен избор. Максимална сума

точки, които се набират - 30 (по 2 точки за всяка тестова задача).

Индексът на отговора, който смятате за най-пълен и правилен, посочете в матрицата

отговори.

1. Бактериите причиняват заболявания:

I. рецидивираща треска.+

II. петнист тиф. +

III. малария.

IV. туларемия. +

V. хепатит.

а) II, IV;

б) I, IV, V;

в) I, II, IV; +

г) II, III, IV, V.

2. Корените могат да изпълняват следните функции:

I. образуване на бъбрек.+

II. образуване на листа.

III. вегетативно размножаване.+

IV. усвояване на вода и минерали.+

V. синтез на хормони, аминокиселини и алкалоиди.+

а) II, III, IV;

б) I, II, IV, V;

в) I, III, IV, V;+

г) I, II, III, IV.

3. Ако отрежете (отрежете) върха на основния корен:

I. коренът ще умре.

II. цялото растение ще умре.

III. растежът на корените ще спре.+

IV. растението ще оцелее, но ще бъде слабо.

V. страничните и адвентивните корени ще започнат да растат.+

а) III, IV, V;

б) III, V;+

в) I, IV, V;

г) II, IV, V.

4. Сред паякообразните развитието с метаморфоза е характерно за:

I. паяци.

II. кърлежи.+

III. салпуг.

IV. сенокоси.

V. скорпиони.

а) II;+

б) II, III;

в) I, IV;

г) I, II, III, V.

5. Животни, водещи привързан (заседнал) начин на живот, но

със свободно плуващи ларви са:

I. корали.+

II. гъби.+

III. морски пръски.+

IV. ротатори.

V. морски раковини.+

а) I, II, III, IV;

б) I, II, III, V;+

в) I, III, IV;

г) I, II, III, IV, V.

6. Акордът продължава през целия живот в:

I. костур.

II. есетра.+

III. акули.

IV. миноги.+

V. ланцетник.+

а) I, II, III, IV;

б) III, IV, V;

в) II, III, V;

г) II, IV, V.+

7. Поражда се само веднъж в живота:

I. звездовидна есетра.

II. сардина.

III. розова сьомга.+

IV. червеночервена.

V. речна змиорка.+

а) II, III, V;

б) III, V;+

в) I, III, V;

г) I, II, III, V.

8. Алантоисът изпълнява следната функция в амниотите:

I. газообмен.+

II. терморегулация.

III. съхранение на вода.

IV. натрупване на урина.+

V. Храносмилане.

а) I, III, IV;

б) I, IV;+

в) I, II, IV, V;

г) I, II, III, IV.

9. Обикновено следното практически не се филтрира в бъбречния гломерул:

I. вода.

II. глюкоза.

III. урея.

IV. хемоглобин.+

V. Плазмен албумин.+

а) I, II, III;

б) I, III, IV, V;

в) II, IV, V;

г) IV, V. +

10. Всяка популация се характеризира с:

I. плътност.+

II. номер.+

III. степен на изолация.

IV. независима еволюционна съдба.

V. характера на пространственото разпределение.+

а) I, II, V;+

б) I, IV, V;

в) II, V;

г) II, III, IV.

11. Хищниците, обикновено ловуващи от засада, включват:

I. вълк.

II. рис.+

III. ягуар.+

IV. Гепард.

V. мечка.+

а) II, III, IV, V;

б) I, IV;

в) I, II, III, V;

г) II, III, V.+

12. От изброените животни съставът на биоценозата на тундрата включва:

I. катерица.

II. пор.

III. полярна лисица+

IV. леминг.+

V. зелена жаба.

а) I, II, III, IV;

б) II, III, IV, V;

в) III, IV;+

г) III, IV, V.

13. Подобни органи, развити в хода на еволюцията:

I. хрилете на рибите и хрилете на раците.+

II. крила на пеперуда и крила на птица.+

III. пипала на грах и пипала на грозде.+

IV. косми от бозайници и пера от птици.

V. бодли на кактус и бодли на глог.+

а) I, III, IV, V;

б) I, II, IV, V;

в) I, II, III, V;+

г) I, II, III, IV.

14. От тези полимери неразклонените включват:

I. хитин.+

II. амилоза.+

III. гликоген.

IV. целулоза.+

V. амилопектин.

а) I, II, IV;+

б) I, II, III, IV;

в) II, IV, V;

г) III, IV, V.

15. В човешкото тяло хормоналните функции се изпълняват от съединения:

I. протеини и пептиди.+

II. нуклеотидни производни.

III. производни на холестерола.+

IV. производни на аминокиселини.+

V. производни на мастни киселини.+

а) III, IV, V;

б) I, III, IV, V;+

в) III, V;

г) II.

Част III. Предлагат ви се тестови задачи под формата на съждения, с всяка от които

трябва да бъде прието или отхвърлено. В матрицата за отговори посочете варианта за отговор

"Да или не". Максималният брой точки, които могат да бъдат събрани, е 25.

1. Чернодробните мъхове са низши растения.

2. Гаметите при мъховете се образуват в резултат на мейоза.

3. Нишестените зърна са левкопласти с натрупано в тях нишесте.+

4. След оплождането яйцеклетките се превръщат в семена, а яйчникът в плод.

5. При всички безгръбначни оплождането е външно.

6. Хемолимфата на насекомите изпълнява същите функции като кръвта на гръбначните животни

животни.

7. Всички представители на разреда на влечугите имат трикамерно сърце.

8. Домашните любимци обикновено имат по-големи мозъци от дивите.

предци.

9. Първите крокодили са били сухоземни влечуги.+

10. Характерна особеност на всички бозайници е живораждането.

11. За разлика от повечето бозайници, хората се характеризират с присъствие

седем шийни прешлена и два тилни кондила.

12. В човешкия стомашно-чревен тракт всички протеини се усвояват напълно.

13. Хипервитаминозата е известна само при мастноразтворимите витамини.+

14. Човешкият мозък консумира около два пъти повече енергия на грам тегло,

отколкото плъх.

15. По време на тежка физическа работа телесната температура може да се повиши до 39

степени.+

16. Вирусните инфекции обикновено се лекуват с антибиотици.

17. Възможно е да се изследват хранителните цикли чрез въвеждане на радиоактивни

маркери в естествени или изкуствени екосистеми.+

18. Сукулентите лесно понасят дехидратацията.

19. Сукцесията след обезлесяването е пример за вторична сукцесия.+

20. Генетичният дрейф може да играе ролята на еволюционен фактор само при много малко

популации.+

21. Генетичната информация във всички живи организми се съхранява под формата на ДНК.

22. Всяка аминокиселина съответства на един кодон.

23. При прокариотите процесите на транслация и транскрипция протичат едновременно

и на същото място.+

24. Най-големите молекули в живите клетки са ДНК молекулите.+

25. Всички наследствени заболявания са свързани с мутации в хромозомите.

Част IV. Предлагат ви се тестови задачи, които изискват съответствие.

Максималният брой точки, които могат да бъдат събрани е 13. Попълнете матриците

отговори в съответствие с изискванията на задачите.

1. [макс. 3 точки] Кръв (хемолимфа) при безгръбначните има

разнообразно оцветяване. Изберете за предмети (1–6) характерния цвят на кръвта/

хемолимфи (A-E).

1) земен червей; А - червено;

2) серпула на полихетния червей; B - синьо;

3) сепия; B - зелено;

4) раци; G - оранжево-жълт;

5) ларва на комар тласкач (род Chironomus); D - черен;

6) Марокански скакалец. E е безцветен.

2. Известно е, че високото съдържание на соли в почвата създава

има рязко отрицателен воден потенциал, което води до нарушаване на оттока

вода в клетките на корена на растението, а понякога и до увреждане на клетъчните мембрани. Изберете

адаптации, открити в растения, растящи във физиологичен разтвор

почви.

01. Коренните клетки на устойчивите на сол растения могат да абсорбират соли и да ги освобождават

секретиращи клетки по листата и стъблото;

02. Клетъчното съдържание на солеустойчивите растения има повече отрицателна вода

потенциал, в сравнение с клетките на други растения;

03. Клетките се характеризират с високо съдържание на сол;

04. Цитоплазмата на клетките на тези растения е с ниска хидрофилност;

05. Цитоплазмата на клетките на солеустойчивите растения е силно хидрофилна;

06. Клетките на солеустойчивите растения се характеризират с по-малко отрицателен воден потенциал,

отколкото в околния почвен разтвор;

07. Интензивността на фотосинтезата при растенията, растящи на солени почви, е ниска;

08. Интензивността на фотосинтезата в тези растения е висока.

3. Картината показва кръст

разрез на съдов сноп от картофи (Solanum tuberosum).

Свържете основните структури на проводящия лъч (A–E)

с техните обозначения на фигурата.

А - основният паренхим;

B - външен флоем;

B - камбий;

G - ксилема;

D - вътрешна флоема.

4. Задайте в каква последователност (1 - 5) на

Процес на репликация на ДНК.

А) развиване на спиралата на молекулата

Б) въздействието на ензимите върху молекулата

В) разделяне на една верига от друга на части от молекулата на ДНК

Г) прикрепване към всяка ДНК верига от комплементарни нуклеотиди

Г) образуването на две ДНК молекули от една

5. Свържете органичното съединение

(A - D) и функцията, която изпълнява (1 - 5).

1. Компонент на клетъчната стена на гъбите А. Нишесте

2. Компонент на растителната клетъчна стена B. Гликоген

3. Компонент на бактериалната клетъчна стена B. Целулоза

4. Резервен полизахарид от растения G. Murein

5. Резервен полизахарид на гъби D. Хитин

Интернет ресурси

1. Задачи на Всеруската олимпиада за ученици по биология от последните години, както и

2. Официален сайт на Международната биологична олимпиадаwww.ibo-info.org

3. Регионален сайт на Всеруската олимпиада за ученици (Московска област)

по биология, химия, география и екология -www.olimpmgou.narod.ru

1. Биология: Страхотен справочник за ученици и кандидати за университети. / -

М.; Bustard, 1998 и други преиздания.

2. Дмитриева T.A., Kuchmenko B.C. и др. Биология: Сборник с тестове, задачи и задачи.

9-11 клетки. -M .: Mnemosyne, 1999 и други препечатки;

3. Драгомилов В. Н., Маш Р. Д. "Биология. VIII клас. Човек", -М .: VentanaGraph,

1997 и други преиздания;

4. Захаров В. Б., Сонин Н. И. „Биология. Разнообразие на живите организми. 7

клас", М.: Bustard, 1998 и други препечатки;

5. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И. Обща биология. 10-11 клас

–М.; Bustard, 2001 и други преиздания;

6. Каменски А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. „Въведение в общата биология

и екология. 9 клас "-M .: Bustard, 2000 и други препечатки;

7. Каменски А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Обща биология 10–11

класове, -M: Bustard, 2006 и други препечатки;

8. Колесов Д. В. и др. "Биология. Човек. Клас 8", - М .: Дропла, 1997 г. и др.

преиздания;

9. Константинов В. М. и др. "Биология. Животни. 7 клас", -М .; VentanaCount,

1999 и други преиздания;

10. Латюшин В. В., Шапкин В. А. "Животни. 7 клас". – М .: Дропла, 2000 и др

преиздания;

11. Мамонтов С. Г., Захаров Б. Н., Сонин Н. И. „Биология. Общи модели.

9 клас "-M .: Bustard, 2000 и други препечатки;

12. Обща биология. 10-11 клетки. / Д. К. Беляев, Н. Н. Воронцов, Г. М. Дымшиц и др.

Изд. Д. К. Беляева. -М .: Образование, 1998-2002 и други препечатки;

13. Обща биология. 10-11 клетки. за училище Дълбок проучване биол. Изд. А.О. Рувински.

-М: Посвещение, 1997 - 2001 и други преиздания;

14. Пасечник В. В. "Биология. Бактерии. Гъби. Растения. 6 клас", -М .: Дропла,

1997 и други преиздания;

15. Пономарева И. Н. и др. "Биология, 6 клас. Растения. Бактерии. Гъби. Лишеи,

М.: Вентана-Граф, 1999 и други препечатки;

16. Пономарева И. Н., Корнилова О. А., Чернова Н. М. Основи на общата биология.

9 клас", -M .: Ventana-Graf, 2000 и други препечатки.

17. Сонин Н. И. "Биология. Жив организъм. Клас 6", - М .: Дропла, 1997 г. и др.

преиздания;

18. Сонин Н. И., Сапин М. Р. "Биология. Човек. Клас 8", - М .: Дропла, 2000 и

други преиздания;

19. Хрипкова А. Г., Колесов Д. В. "Биология. Човекът и неговото здраве. 9 клас",

Москва: Просвещение, 1997 и други препечатки.

20. Пасечник В.В., Калинова Г.С., Суматохин С.В. Биология 6 клас. Учебник

за образователни институции. – М.: Просвещение, 2008.

21. Пасечник В.В., Калинова Г.С., Суматохин С.В. Биология 7 клас. Учебник

за образователни институции. – М.: Просвещение, 2009.

22. Пасечник В.В., Каменски А.А., Швецов Г.Г. Биология 8 клас. Урок за

образователни институции. – М.: Просвещение, 2010.

Интернет източник

Почвени бактерии и тяхната стойност. Материали за подготовка за предметната олимпиада по биология Бактерии, способни в резултат на тяхната жизнена дейност

фосилни доказателства.

Екология.

СТРУКТУРА И ЖИВОТ НА БАКТЕРИИТЕ

Структура.

Сензорни функции и поведение.

МЕТАБОЛИЗЪМ

Храна.

основни източници на енергия.

Дъх.

КЛАСИФИКАЦИЯ

ЦАРСТВОТО НА МОНЕРА

Домейни.

ЕКОЛОГИЯ

Фиксиране на азот.

Минерализация.

БАКТЕРИИ И ПРОМИШЛЕНОСТ

Хранително-вкусовата промишленост.

Излугване на руди.

Рециклиране на отпадъци.

Други употреби.

КОНТРОЛ НА БАКТЕРИИТЕ В ПРОМИШЛЕНОСТТА

БАКТЕРИИ И БОЛЕСТИ

Оцветяване по Грам.

Видове патогени.

Хранително отравяне.

Естествените защитни сили на тялото.

Химиотерапия и антибиотици.

Здравеопазване.

ИЗСЛЕДВАНЕ НА БАКТЕРИИ

Изтегли:

Преглед:

Задачи общински етап на XXVIII Всеруска олимпиада студенти по биология. Московска област - 2011-12 учебна година година

Преглед:

Преглед:

Задачи
общински етап на XXVIII Всеруска олимпиада
студенти по биология. Московска област - 2011-12 учебна година година