§ 13. Бактерии в природе и промышленности

ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА

• С чьей точкой зрения ты согласен? Какие можешь привести аргументы? Что нужно обсудить на уроке, чтобы разъяснить Антошке позицию биолога? Сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Аргументы в защиту точки зрения биолога:

Хотя бактерии и разрушают многие нужные людям вещи, они приносят огромную пользу в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Бактерии, разрушая органические вещества, делают доступными для растений атомы азота, фосфора и серы, не дают накапливаться мёртвым остаткам растений и животных.

Нужно обсудить:

• Что такое целлюлоза? (Жизненный опыт)

Целлюлоза - вещество из древесины, употребляется при изготовлении бумаги, киноплёнки, искусственного шёлка.

• Какие организмы называют разрушителями? (§ 2, 3-й класс)

Разрушителями называют организмы, которые перерабатывают мёртвые организмы и оставляют в почве минеральные вещества, которые используют растения.

• Какие продукты питания оберегают от порчи и как это делают? (Жизненный опыт)

Продукты горячего и холодного копчения (мясные и рыбные) хранятся дольше благодаря тому, что из них удаляют воду и создают дополнительные внешние слои защиты.

Засаливание, маринование и сбраживание являются химическими способами обработки продуктов.

В пищу добавляются также искусственные консерванты, например, бензоат натрия.

При консервировании мясо и овощи укладывают в герметически закрытые банки и подвергают тепловой обработке.

Хранение пищи в прохладном месте (5°С ) позволяет сохранять ее несколько дольше обычного, хранение при температуре ниже нуля (5°С) значительно увеличивает срок пригодности продукта.

Вакуумные упаковки тоже являются одним из способов продлить срок хранения.

• Вспомни, как обрабатывают фрукты, заготавливая их на зиму. (Жизненный опыт)

Чтобы сохранить фрукты, чаще всего применяют:

➢ Термообработку с добавлением большого количества сахара в качестве консерванта (делают варенье);

➢ сушку;

➢ заморозку;

➢ химические вещества.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

• Найди в тексте аргументы в защиту позиции биолога.

— Бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растений вещества.

— Люди используют бактерии в производстве лекарств, пищи и нужных в технике веществ.

— Бактерии способны изменять вещества, которые растения и животные усвоить не в состоянии. Коровы, например, поедают солому и сено, большая часть веса которых - целлюлоза. Коровы не в состоянии переварить целлюлозу, но в ячейках рубца (специального отдела их желудка) обитают бактерии и одноклеточные животные - инфузории. Они превращают целлюлозу в вещества, которые корова в состоянии переварить и усвоить.

• Почему благополучие бактерий зависит от перемешивания среды?

Бактерии в воде медленно оседают на дно, а питательные вещества равномерно распределяются по всей жидкости. Осевшие на дно бактерии быстро поглощают питательные вещества в придонном слое и начинают голодать.

Чтобы бактерии использовали все питательные вещества, сосуд взбалтывают.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Что такое симбиоз?

Симбиоз - взаимовыгодное сожительство организмов разных видов.

2. Как бактерии улучшают почву?

Бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растений вещества.

Бактерии клубеньков создают десятки и сотни килограммов азотных удобрений на гектаре почвы.

3. Что такое ризосфера?

Ризосфера - слой почвы, окружающий корни, населенный бактериями. Они превращают отмершие остатки растений в доступные для растений вещества.

4. К чему может привести гибель бактерий и инфузорий желудка коровы?

Гибель бактерий и инфузорий желудка коровы может привести к тому, что поедаемые животным солома и сено не будут перевариваться. Без питательных веществ корова будет худеть и вскоре может погибнуть.

5. Как люди используют бактерии?

Люди используют бактерии в производстве лекарств, пищи и нужных в технике веществ.

Бактерии перерабатывают дешёвое сырьё (уксус, нефть, природный газ, отходы пищевой промышленности) в другие необходимые человеку вещества.

Люди создают благоприятные для полезных бактерий условия (подбирают нужный состав среды, температуру, способ обработки).

6. Давно ли люди стали использовать бактерии в производстве?

С давних пор люди использовали бактерии для производства сыра, кефира, йогурта, уксуса и так же квашения.

7. Как в промышленности избавляются от ненужных бактерий?

На водопроводных станциях воду обеззараживают ядовитым газом - хлором или озоном. Поверхности предметов обеззараживают горячим паром или воздухом, кипятком, ядовитыми жидкостями и ультрафиолетовым светом.

Если нужно защитить от бактерий жидкость, портящуюся при нагревании или при добавлении ядовитых для бактерий веществ, то её фильтруют. Чтобы очистить жидкость от бактерий или их спор, её пропускают сквозь пористое стекло, пористую бумагу или плёнку с порами меньшими 1/2000 мм.

8. У фермера есть участок в десять гектаров чистого песка. Как он может превратить песок в плодородную почву?

На участке следует распределить любые органические остатки (листья, ботву овощей, траву).

Ежегодно нужно будет добавлять органику, потому что перемешиваясь с песком, плодородный слой будет истончаться.

Первыми стоит сеять сидераты (зелёные удобрения) — растения, выращиваемые с целью их последующей заделки в почву для улучшения её структуры, обогащения азотом и угнетения роста сорняков. Это рапс, горчица, люпин, люцерна, фацелия, вика. Запахивать и постепенно вводить землю в севооборот, который соблюдать обязательно на тощих почвах.

9. Представьте, что вам предложили выделить из почвы чистую культуру бактерий, которые питаются глюкозой, не боятся пенициллина и нуждаются в витамине С. Прочитайте текст для любознательных и вместе с соседом спланируйте программу работ.

Чистой культурой называются бактерии одного вида, обитающие в сосуде, где нет бактерий других видов.

Программа работ:

1. Добавить почву в воду, отфильтровать, чтобы убрать частицы почвы, а бактерии остались.

2. Жидкость, в которой есть нужные микробы, разбавить, чтобы уменьшить концентрацию бактерий.

3. Капли такой жидкости размазать по агаровой среде, которую приготовить из компонентов, необходимых для развития нужного вида бактерий (глюкоза, пенициллин, витамин С).

4. Чашки с этой средой держать в тепле до тех пор, пока колонии не увеличатся настолько, что станут различимы.

5. Проволочной петлёй захватить кусочек нужной колонии, развести её в жидкой среде, и капли среды опять размазать по агар-агару в новых чашках.

6. Позже бактерии одной из колоний размножить в жидкой среде: в жидкости бактерии плодятся быстрее, чем на агар-агаре.

10. Зачем земледельцы на каждое поле раз в несколько лет высевают клевер, люцерну, люпин - бобовые растения, на корнях которых образуются клубеньки?

Растения нуждаются в азоте, но сами усваивать азот воздуха не могут. Некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений.

Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию утолщений, называемых клубеньками. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых (например, клевера, люцерны, гороха), серой ольхи и некоторых других растений.

Бактерии клубеньков создают десятки и сотни килограммов азотных удобрений на гектаре почвы.

Предлагаем проект

Бактерии окружают нас повсюду и оказывают весьма значительное воздействие на жизнь людей. С одной стороны, в роли разрушителей в каждой природной экосистеме выступают бактерии, обеспечивая круговорот веществ. Без них человечество оказалось бы завалено отходами. С помощью бактерий мы получаем такие вкусные продукты, как йогурт, простокваша, квашеная капуста и т.п. С другой стороны, трудно переоценить опасность болезнетворных бактерий. Несмотря на важность этой группы организмов, ученики начальной школы мало знают о бактериях. Сделайте небольшой информационный плакат о бактериях для учеников 3-го класса. Отразите в нём правила поведения, которые позволят не заразиться опасными болезнетворными бактериями.

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результат своей работы ты можешь оформить в виде письменного доклада и/или презентации.

Роль бактерий в жизни моей семьи

Бактерии и человек тысячелетия сосуществуют друг с другом. Они приносят колоссальную пользу человеку. Бактерии важны и для членов моей семьи.

Получение многих пищевых продуктов невозможно без участия различных бактерий брожения. Например, любимые нами продукты питания кефир, ряженку и йогурт получают из молока, введением в него различных бактерий. В результате жизнедеятельности бактерий получают также сыр, спирты, лимонную кислоту. Процессы квашения пищевых продуктов (например, капусты) тоже связаны с активностью бактериальных клеток.

Многие болезни человека вызывают различные болезнетворные бактерии. Это ангина, брюшной тиф, дизентерия, дифтерия, коклюш, туберкулез, столбняк. Большинство болезнетворных бактерии передаются через капельки слюны больного человека при кашле и чихании, могут переноситься с помощью насекомых или проникать в раны с грязью.

С начала 20-го века до нашего времени было разработано множество вакцин, антибиотиков, дезинфектантов и моющих средств. Различные препараты решают широчайший спектр задач по обеспечению санитарии в доме.

Бороться с бактериями поможет мыло, средство для мытья посуды, ультрафиолетовые лампы, проветривание и увлажнение комнаты, чтобы уменьшить количество пыли, которая является центрами концентрации бактерий. Если кто-то поранился – мы используем йод, перекись водорода.

Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков и других лекарственных средств. Антибактериальные препараты, которые обладают широким спектром активности: амоксициллин, ампициллин, стрептомицин, левомицетин и др.

Также мы используем препараты содержащие живые микроорганизмы. Они делятся на пробиотики, то есть средства, содержащие полезные микробы для желудка и кишечника, и пребиотики, то есть медикаменты, создающие благоприятные условия для жизнедеятельности полезных организмов.

Пробиотики бывают на основе бифидобактерий и лактобактерий. Такие лекарства применяются для избавления от дисбактериоза в кишечнике. Они могут также применяться и для комплексной защиты желудка и микрофлоры кишечника во время антибиотикотерапии. В состав этих лекарств входят живые культуры бактерий.

Таким образом, бактерии играют в нашей жизни важную роль. Среди них есть не только вредные, но и полезные.

Проверь себя

• Что такое клетка? Могут ли организмы состоять из одной клетки? (§ 9-10)

Клетка – это наименьшая единица живого. Это основная единица строения и развития всех живых организмов.

Организмы могут состоять из одной клетки (например, бактерии).