Vi khuẩn là cư dân đông đảo nhất trên hành tinh Trái đất. Họ sinh sống ở đó từ thời cổ đại và tiếp tục tồn tại cho đến ngày nay. Một số loài thậm chí còn thay đổi rất ít kể từ đó. Vi khuẩn, có lợi và có hại, thực sự bao quanh chúng ta ở khắp mọi nơi (và thậm chí xâm nhập vào các sinh vật khác). Với cấu trúc đơn bào khá nguyên thủy, chúng có lẽ là một trong những dạng sống hiệu quả nhất trong tự nhiên và được xếp vào một giới đặc biệt.
Biên độ an toàn
Như người ta nói, những vi sinh vật này không chìm trong nước và không cháy trong lửa. Theo nghĩa đen: chúng có thể chịu được nhiệt độ lên tới hơn 90 độ, đóng băng, thiếu oxy, áp suất - cao và thấp. Có thể nói rằng thiên nhiên đã đầu tư vào chúng một mức độ an toàn rất lớn.
Vi khuẩn có lợi và có hại cho cơ thể con người
Theo quy luật, vi khuẩn cư trú dồi dào trong cơ thể chúng ta không nhận được sự quan tâm đúng mức. Suy cho cùng, chúng quá nhỏ đến mức dường như chúng không có ý nghĩa gì đáng kể. Những người nghĩ như vậy phần lớn đã nhầm lẫn. Vi khuẩn có lợi và có hại đã “xâm chiếm” các sinh vật khác một cách lâu dài và đáng tin cậy và cùng tồn tại thành công với chúng. Đúng, chúng ta không thể nhìn thấy chúng nếu không có sự trợ giúp của quang học, nhưng chúng có thể gây hại cho cơ thể chúng ta.
Ai sống trong ruột?
Các bác sĩ nói rằng nếu bạn cộng tất cả vi khuẩn sống trong ruột lại với nhau và cân chúng, bạn sẽ có được khoảng ba kg! Không thể bỏ qua một đội quân khổng lồ như vậy. Nhiều loài vi sinh vật liên tục xâm nhập vào môi trường nhưng chỉ một số loài tìm được điều kiện thuận lợi để sinh sống và sinh sống ở đó. Và trong quá trình tiến hóa, chúng thậm chí còn hình thành nên một hệ vi sinh vật vĩnh viễn, được thiết kế để thực hiện các chức năng sinh lý quan trọng.
Hàng xóm “khôn ngoan”
Vi khuẩn từ lâu đã đóng một vai trò quan trọng, mặc dù cho đến gần đây người ta vẫn chưa biết gì về nó. Chúng giúp chủ nhân tiêu hóa và thực hiện một số chức năng khác. Những người hàng xóm vô hình này là gì?
Hệ vi sinh vật thường trực
99% dân số cư trú vĩnh viễn trong ruột. Họ là những người ủng hộ và giúp đỡ nhiệt thành của con người.
- Vi khuẩn có lợi thiết yếu. Tên: bifidobacteria và bacteroides. Họ là đại đa số.
- Liên quan đến vi khuẩn có lợi. Tên: Escherichia coli, enterococci, lactobacilli. Số lượng của họ phải là 1-9% trên tổng số.
Bạn cũng cần biết rằng trong những điều kiện tiêu cực thích hợp, tất cả những đại diện của hệ vi khuẩn đường ruột này (ngoại trừ bifidobacteria) đều có thể gây bệnh.
Họ đang làm gì vậy?
Chức năng chính của những vi khuẩn này là hỗ trợ chúng ta trong quá trình tiêu hóa. Người ta đã lưu ý rằng chứng khó đọc có thể xảy ra ở người có chế độ dinh dưỡng kém. Kết quả là - ứ đọng, táo bón và những bất tiện khác. Khi chế độ ăn uống cân bằng được bình thường hóa, bệnh thường thuyên giảm.
Một chức năng khác của những vi khuẩn này là bảo vệ. Họ theo dõi vi khuẩn nào có lợi. Để đảm bảo “người lạ” không xâm nhập vào cộng đồng của mình. Ví dụ, nếu tác nhân gây bệnh lỵ, Shigella Sonne, cố gắng xâm nhập vào ruột, chúng sẽ giết chết nó. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là điều này chỉ xảy ra trong cơ thể người tương đối khỏe mạnh, có khả năng miễn dịch tốt. Nếu không, nguy cơ mắc bệnh sẽ tăng lên đáng kể.
Hệ vi sinh vật hay thay đổi
Khoảng 1% cơ thể của một người khỏe mạnh bao gồm cái gọi là vi khuẩn cơ hội. Chúng thuộc hệ vi sinh vật không ổn định. Trong điều kiện bình thường, chúng thực hiện một số chức năng nhất định không gây hại cho con người và có lợi. Nhưng trong một số tình huống nhất định, chúng có thể biểu hiện là loài gây hại. Đây chủ yếu là tụ cầu khuẩn và nhiều loại nấm khác nhau.
Trật khớp ở đường tiêu hóa
Trên thực tế, toàn bộ đường tiêu hóa có hệ vi sinh vật không đồng nhất và không ổn định - vi khuẩn có lợi và có hại. Thực quản chứa các cư dân giống như trong khoang miệng. Trong dạ dày chỉ có một số ít có khả năng kháng axit: lactobacilli, Helicobacter, streptococci, nấm. Hệ vi sinh vật ở ruột non cũng thưa thớt. Hầu hết vi khuẩn được tìm thấy trong ruột kết. Như vậy, khi đi đại tiện, một người có khả năng bài tiết hơn 15 nghìn tỷ vi sinh vật mỗi ngày!
Vai trò của vi khuẩn trong tự nhiên
Tất nhiên, nó cũng tuyệt vời. Có một số chức năng toàn cầu mà nếu không có chúng thì tất cả sự sống trên hành tinh có lẽ đã không còn tồn tại từ lâu. Quan trọng nhất là vệ sinh. Vi khuẩn ăn các sinh vật chết được tìm thấy trong tự nhiên. Về bản chất, chúng hoạt động như một loại cần gạt nước, ngăn chặn sự tích tụ của các tế bào chết. Về mặt khoa học chúng được gọi là saprotrophs.
Một vai trò quan trọng khác của vi khuẩn là tham gia vào thế giới trên đất liền và trên biển. Trên hành tinh Trái đất, tất cả các chất trong sinh quyển đều truyền từ sinh vật này sang sinh vật khác. Nếu không có một số vi khuẩn, quá trình chuyển đổi này sẽ không thể thực hiện được. Ví dụ, vai trò của vi khuẩn là vô giá trong việc lưu thông và tái tạo một nguyên tố quan trọng như nitơ. Có một số vi khuẩn trong đất tạo ra phân đạm cho cây trồng từ nitơ trong không khí (vi sinh vật sống ngay trong rễ của chúng). Sự cộng sinh giữa thực vật và vi khuẩn này đang được khoa học nghiên cứu.
Tham gia vào chuỗi thức ăn
Như đã đề cập, vi khuẩn là cư dân đông đảo nhất trong sinh quyển. Và theo đó, họ có thể và nên tham gia vào bản chất vốn có của động vật và thực vật. Tất nhiên, chẳng hạn, đối với con người, vi khuẩn không phải là thành phần chính trong chế độ ăn uống (trừ khi chúng có thể được sử dụng làm phụ gia thực phẩm). Tuy nhiên, có những sinh vật ăn vi khuẩn. Những sinh vật này lần lượt ăn các động vật khác.
vi khuẩn lam
Những vi khuẩn này (tên đã lỗi thời, về cơ bản là không chính xác theo quan điểm khoa học) có khả năng tạo ra một lượng lớn oxy nhờ quá trình quang hợp. Ngày xửa ngày xưa, chính họ đã bắt đầu làm bão hòa bầu khí quyển của chúng ta bằng oxy. Vi khuẩn lam tiếp tục thực hiện thành công điều này cho đến ngày nay, tạo ra một phần oxy nhất định trong bầu không khí hiện đại!
Vi sinh vật là một nhóm động vật và thực vật rất nhỏ chỉ có thể phân biệt được bằng kính hiển vi. Chúng có thể có hại và có lợi cho con người, chúng tham gia vào chu trình tự nhiên của các chất, quá trình phân hủy chất hữu cơ, phân hủy các chất phức tạp thành đơn giản hơn, lên men, v.v.
Vi sinh vật thuộc dạng sống nhân sơ; tế bào của chúng không có nhân, chứa ít bào quan và có cấu trúc đơn giản hơn nhiều so với tế bào nhân. Nhưng bất chấp tất cả sự đơn giản của chúng, những tế bào như vậy vẫn rất khả thi, nhân lên nhanh chóng và xét về tỷ lệ sống sót thì cao hơn các sinh vật đa bào.
Nhiều vi khuẩn sống trong ruột của động vật và giúp tiêu hóa thức ăn thực vật khó tiếp cận, sản xuất các enzym cần thiết, cũng như các vitamin và axit amin thiết yếu. Trong số các vi khuẩn có lợi, cần lưu ý đến vi khuẩn cố định đạm - vi khuẩn cộng sinh của cây họ đậu. Vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào sự cộng sinh với rễ, cố định nitơ, sau này được thực vật sử dụng để xây dựng các mô tế bào cho sự phát triển.
Tuy nhiên, trong số các vi sinh vật có rất nhiều chủng gây bệnh có thể gây bệnh nặng và dẫn đến tử vong. Trong số này có bệnh tả, bệnh than, bệnh sốt phát ban và những bệnh khác.
Nhiều loại vi sinh vật có lợi được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm. Đây là cách sản xuất các sản phẩm sữa lên men - sữa chua, kefir và phô mai, một số được sử dụng để ngâm chua và lên men, giúp sản phẩm không bị hư hỏng. Tuy nhiên, cũng có những vi sinh vật gây hại dẫn đến hư hỏng sản phẩm. Chúng bao gồm nấm mốc và nhiều loại nấm khác nhau. Chúng làm thay đổi các đặc tính hóa học và vật lý của sản phẩm, cuối cùng dẫn đến sản phẩm bị hư hỏng và không thể ăn được.
Các loại vi sinh vật chính bao gồm:
- Cầu khuẩn là những vi sinh vật có tế bào hình tròn có thể khác nhau về vị trí tương đối với nhau. Tùy thuộc vào vị trí này, chúng được chia thành nhiều nhóm. Ví dụ, các tế bào liên cầu xếp thành một chuỗi dài các quả cầu, các tế bào lưỡng bội tồn tại dưới dạng hai tế bào lân cận liên tục sống theo cặp, tụ cầu khuẩn có đặc điểm là các tế bào của chúng nằm ngẫu nhiên trong đàn. Nếu chúng xâm nhập vào cơ thể con người, chúng có thể gây bệnh nghiêm trọng. Tuy nhiên, không phải loại cầu trùng nào cũng có hại và có thể tồn tại cộng sinh với cơ thể mà không gây ra bất kỳ tác hại nào. Nếu khả năng miễn dịch của một người giảm đi, thì sự bùng phát của vi sinh vật sẽ nhân lên và bệnh bắt đầu tiến triển.
- Vi khuẩn hình que khác nhau về kích thước, hình dạng và có thể hình thành bào tử. Bacilli là vi khuẩn có khả năng sinh bào tử. Chúng bao gồm trực khuẩn bệnh than và uốn ván. Bào tử là sự hình thành đặc biệt trong cuộc sống của vi khuẩn, được thiết kế để tồn tại trong điều kiện không thuận lợi. Trong trường hợp này, tế bào được bao phủ bởi một lớp vỏ bảo vệ cứng và có thể ở trạng thái ngủ trong thời gian dài, chờ đợi điều kiện thuận lợi để phát triển. Một số bào tử có khả năng kháng bệnh cao đến mức chúng có thể chịu được nhiệt độ hơn 120 độ C.
- Các tế bào có đầu nhọn, ví dụ như vi khuẩn fusobacteria. Chúng là đại diện của hệ vi sinh vật bình thường của đường hô hấp và không gây nguy hiểm cho con người mà ngược lại, giúp hoạt động bình thường của lớp biểu mô;
- Tế bào có đầu dày, có hình dạng như một chiếc gậy. Một đại diện rõ ràng của Corynebacteria - tác nhân gây bệnh bạch hầu;
- Hình dạng tế bào với đầu tròn. Đại diện là E. coli, cần thiết cho quá trình tiêu hóa ở ruột;
- Tế bào hình que có đầu thẳng. Đây là hình dạng tế bào của mầm bệnh bệnh than.
Theo quy luật, vi khuẩn hình que nằm ngẫu nhiên trong không gian trong mối quan hệ với nhau, nhưng một số có thể nằm theo cặp hoặc ở dạng chuỗi. Trong trường hợp đầu tiên, đây là vi khuẩn diplobacillus hoặc diplobacillus, trong trường hợp thứ hai - streptobacteria hoặc streptobacilli.
Vi khuẩn gram âm và gram dương
Hơn 100 năm trước, nhà khoa học người Đan Mạch Gram đã phát minh ra một loại thuốc nhuộm chia thế giới vi khuẩn thành hai nhóm - vi khuẩn gram âm và gram dương. Chúng được gọi như vậy vì khả năng tạo màu bằng thuốc nhuộm được phát minh. Thực tế là một số tế bào được bao phủ bởi một màng lipid bổ sung, giúp ngăn chặn sự xâm nhập của các chất vào thành tế bào và do đó các tế bào đó không bị ố màu. Ngược lại, những chất không có màng lipid bổ sung sẽ bắt màu tốt với Gram, tạo thành một liên kết ổn định với thành tế bào.
Lớp vỏ lipid của vi khuẩn gram âm làm cho chúng có khả năng kháng kháng sinh cao hơn, đây là một đặc điểm quan trọng trong chẩn đoán bệnh và lựa chọn phương pháp điều trị. Chlamydia và rickettsia là gram âm, streptococci và staphylococci là gram dương.
Vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí
Những vi khuẩn đơn giản nhất sống ở độ sâu lớn dưới nước. Sự phát triển của chúng không cần đến sự hiện diện của oxy, không giống như những loài có tổ chức hơn và đã hạ cánh được. Vì vậy, trong khoa học hiện đại, vi khuẩn được chia thành hiếu khí và kỵ khí, tùy theo nhu cầu oxy.
Sinh vật hiếu khí không thể tồn tại nếu không có oxy:
- Vi khuẩn hiếu khí bắt buộc là vi khuẩn sống tự do ở môi trường bên ngoài. Ví dụ, trực khuẩn Koch, tác nhân gây bệnh lao, khá ổn định và có thể tồn tại trong nước khoảng 5 tháng, và trong phòng ấm áp, ẩm ướt lên đến 7 năm;
- Vi khuẩn hiếu khí. Đối với những vi sinh vật như vậy, hàm lượng oxy trong môi trường khoảng 2% là đủ để chúng có thể sinh sản và phát triển bình thường. Chúng bao gồm streptococci, tác nhân gây bệnh ở đường hô hấp trên.
Các sinh vật kỵ khí không cần oxy để phát triển:
- Vi khuẩn kỵ khí bắt buộc. Ví dụ, vi khuẩn fuso phát triển mạnh trong môi trường không có oxy;
- Vi khuẩn kỵ khí tùy ý. Có thể phát triển mà không cần oxy, ví dụ như lậu cầu hoặc liên cầu khuẩn;
- Vi sinh vật hiếu khí. Chúng không cần oxy để phát triển nhưng có thể sống trong môi trường chứa oxy, ví dụ như vi khuẩn gây chua sữa.
Bạn sẽ phản ứng thế nào nếu biết tổng trọng lượng vi khuẩn trong cơ thể bạn là từ 1 đến 2,5 kg?
Điều này rất có thể sẽ gây bất ngờ và sốc. Hầu hết mọi người đều tin rằng vi khuẩn rất nguy hiểm và có thể gây hại nghiêm trọng cho cơ thể. Vâng, điều này là đúng, nhưng ngoài những vi khuẩn nguy hiểm, còn có những vi khuẩn có lợi, hơn nữa chúng rất quan trọng đối với sức khỏe con người.
Chúng tồn tại bên trong chúng ta, tham gia rất nhiều vào các quá trình trao đổi chất khác nhau. Tích cực tham gia vào hoạt động bình thường của các quá trình sống, cả trong môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể chúng ta. Những vi khuẩn này bao gồm bifidobacteria Rhizobium Và E. coli, và nhiều hơn nữa.
Vi khuẩn có lợi cho con người
Cơ thể con người có hàng triệu loại vi khuẩn có lợi tham gia vào các chức năng khác nhau của cơ thể. Như bạn đã biết, số lượng vi khuẩn trong cơ thể dao động từ 1 đến 2 kg rưỡi; khối lượng này chứa một số lượng lớn các loại vi khuẩn khác nhau. Những vi khuẩn này có thể hiện diện ở tất cả các bộ phận có thể tiếp cận được của cơ thể, nhưng chủ yếu được tìm thấy ở ruột, nơi chúng hỗ trợ quá trình tiêu hóa. Chúng cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc giúp ngăn ngừa nhiễm trùng do vi khuẩn ở bộ phận sinh dục cũng như nhiễm trùng nấm men (nấm).
Một số vi khuẩn có lợi cho con người điều chỉnh cân bằng axit-bazơ và tham gia vào việc duy trì độ pH. Một số thậm chí còn tham gia vào việc bảo vệ da (chức năng rào cản) khỏi nhiều bệnh nhiễm trùng. Chúng cần thiết và hữu ích với tư cách là công nhân tích cực trong quá trình sản xuất vitamin K và hoạt động bình thường của hệ thống miễn dịch.
Môi trường và vi khuẩn có lợi
Tên của một trong những vi khuẩn có lợi nhất ở môi trường bên ngoài là Rhizobium. Những vi khuẩn này còn được gọi là vi khuẩn cố định đạm. Chúng hiện diện trong các nốt sần của rễ cây và giải phóng nitơ vào khí quyển. Được coi là rất có lợi cho môi trường.
Các công việc quan trọng không kém khác do vi khuẩn thực hiện đối với môi trường liên quan đến việc tiêu hóa chất thải hữu cơ, giúp duy trì độ phì nhiêu của đất. Azotobacter là một nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình chuyển đổi khí nitơ thành nitrat, được sử dụng tiếp theo trong chuỗi bởi Rhizobium - vi khuẩn cố định đạm.
Các chức năng khác của vi khuẩn có lợi
Vi khuẩn có lợi bằng cách tham gia vào quá trình lên men. Vì vậy, trong nhiều ngành công nghiệp gắn liền với sản xuất bia, rượu vang, sữa chua và phô mai, không thể thiếu việc sử dụng các vi sinh vật này để thực hiện quá trình lên men. Vi khuẩn được sử dụng trong quá trình lên men được gọi là Lactobacilli.
Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải. Chúng được sử dụng để chuyển đổi chất hữu cơ thành khí mê-tan. Do đó, chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Một số vi khuẩn còn có ích trong việc làm sạch và loại bỏ các vết dầu loang trên bề mặt các lưu vực nước trên Trái đất.
Các vi khuẩn khác được sử dụng trong sản xuất kháng sinh như tetracycline và streptomycin. Streptomyces là vi khuẩn đất được sử dụng trong sản xuất công nghiệp kháng sinh trong ngành dược phẩm.
E.coli, là những vi khuẩn có trong dạ dày của động vật như bò, trâu… giúp chúng tiêu hóa thức ăn thực vật.
Cùng với những vi khuẩn có lợi này, còn có những vi khuẩn khá nguy hiểm và có hại có thể dẫn đến nhiễm trùng nhưng số lượng lại rất ít.
Kết cấu
Vi khuẩn là những sinh vật sống rất nhỏ. Chúng chỉ có thể được nhìn thấy dưới kính hiển vi có độ phóng đại rất cao. Tất cả các vi khuẩn đều đơn bào. Cấu trúc bên trong của tế bào vi khuẩn không giống tế bào thực vật và động vật. Chúng không có nhân cũng không có plastid. Vật chất hạt nhân và sắc tố có mặt nhưng ở trạng thái “phun”. Hình thức rất đa dạng.
Tế bào vi khuẩn được bao phủ bởi một lớp vỏ dày đặc đặc biệt - thành tế bào, thực hiện chức năng bảo vệ và hỗ trợ, đồng thời tạo cho vi khuẩn một hình dạng đặc trưng, cố định. Thành tế bào của vi khuẩn giống như thành tế bào thực vật. Nó có tính thấm: thông qua nó, các chất dinh dưỡng tự do đi vào tế bào và các sản phẩm trao đổi chất thoát ra ngoài môi trường. Thông thường, vi khuẩn tạo ra một lớp chất nhầy bảo vệ bổ sung trên thành tế bào - một lớp màng. Độ dày của nang có thể lớn hơn nhiều lần so với đường kính của tế bào nhưng cũng có thể rất nhỏ. Vỏ không phải là một phần thiết yếu của tế bào; nó được hình thành tùy thuộc vào điều kiện mà vi khuẩn tìm thấy. Nó bảo vệ vi khuẩn khỏi bị khô.
Trên bề mặt của một số vi khuẩn có lông roi dài (một, hai hoặc nhiều) hoặc lông nhung mỏng ngắn. Chiều dài của roi có thể lớn hơn nhiều lần so với kích thước cơ thể của vi khuẩn. Vi khuẩn di chuyển nhờ sự trợ giúp của roi và nhung mao.
Bên trong tế bào vi khuẩn có tế bào chất dày đặc, bất động. Nó có cấu trúc phân lớp, không có không bào, do đó trong chất của tế bào chất có nhiều loại protein (enzym) và chất dinh dưỡng dự trữ. Tế bào vi khuẩn không có nhân. Chất mang thông tin di truyền tập trung ở phần trung tâm tế bào của chúng. Vi khuẩn - axit nucleic - DNA. Nhưng chất này không được hình thành thành hạt nhân.
Tổ chức bên trong của tế bào vi khuẩn rất phức tạp và có những đặc điểm riêng. Tế bào chất được ngăn cách với thành tế bào bằng màng tế bào chất. Trong tế bào chất có chất chính hoặc ma trận, ribosome và một số ít cấu trúc màng thực hiện nhiều chức năng khác nhau (tương tự như ty thể, mạng lưới nội chất, bộ máy Golgi). Tế bào chất của tế bào vi khuẩn thường chứa các hạt có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Các hạt có thể bao gồm các hợp chất đóng vai trò là nguồn năng lượng và carbon. Những giọt chất béo cũng được tìm thấy trong tế bào vi khuẩn.
Tranh chấp giáo dục
Bào tử hình thành bên trong tế bào vi khuẩn. Trong quá trình sinh bào tử, tế bào vi khuẩn trải qua một số quá trình sinh hóa. Lượng nước tự do trong đó giảm và hoạt động của enzyme giảm. Điều này đảm bảo khả năng chống chịu của bào tử với các điều kiện môi trường không thuận lợi (nhiệt độ cao, nồng độ muối cao, sấy khô, v.v.). Bào tử là đặc trưng của chỉ một nhóm nhỏ vi khuẩn. Bào tử là một giai đoạn tùy chọn trong vòng đời của vi khuẩn. Quá trình sinh bào tử chỉ bắt đầu khi thiếu chất dinh dưỡng hoặc tích tụ các sản phẩm trao đổi chất. Vi khuẩn ở dạng bào tử có thể không hoạt động trong một thời gian dài. Các bào tử vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ sôi kéo dài và đông lạnh rất lâu. Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử nảy mầm và tồn tại. Bào tử vi khuẩn là sự thích nghi để tồn tại trong điều kiện không thuận lợi. Các bào tử vi khuẩn phục vụ để tồn tại trong điều kiện không thuận lợi. Chúng được hình thành từ bên trong nội dung tế bào. Đồng thời, một lớp vỏ mới dày đặc hơn được hình thành xung quanh bào tử. Bào tử có thể chịu được nhiệt độ rất thấp (lên tới - 273 ° C) và nhiệt độ rất cao. Bào tử không bị giết bởi nước sôi.
Dinh dưỡng
Nhiều vi khuẩn có chất diệp lục và các sắc tố khác. Chúng thực hiện quá trình quang hợp, giống như thực vật (vi khuẩn lam, vi khuẩn tím). Các vi khuẩn khác lấy năng lượng từ các chất vô cơ - lưu huỳnh, hợp chất sắt và các chất khác, nhưng nguồn carbon, như trong quá trình quang hợp, là carbon dioxide.
sinh sản
Vi khuẩn sinh sản bằng cách chia một tế bào thành hai. Khi đạt đến kích thước nhất định, vi khuẩn sẽ phân chia thành hai vi khuẩn giống hệt nhau. Sau đó, mỗi con bắt đầu kiếm ăn, lớn lên, phân chia, v.v. Sau khi tế bào dài ra, một vách ngăn ngang dần dần hình thành, sau đó các tế bào con tách ra; Ở nhiều vi khuẩn, trong những điều kiện nhất định, sau khi phân chia, các tế bào vẫn liên kết với nhau thành các nhóm đặc trưng. Trong trường hợp này, tùy thuộc vào hướng của mặt phẳng phân chia và số lượng các phép chia mà các hình dạng khác nhau sẽ xuất hiện. Sinh sản bằng cách nảy chồi xảy ra như một ngoại lệ ở vi khuẩn.
Trong điều kiện thuận lợi, sự phân chia tế bào ở nhiều vi khuẩn diễn ra cứ sau 20-30 phút. Với khả năng sinh sản nhanh chóng như vậy, con cái của một vi khuẩn trong 5 ngày có khả năng tạo thành một khối có thể lấp đầy tất cả các vùng biển và đại dương. Một phép tính đơn giản cho thấy 72 thế hệ (720.000.000.000.000.000.000 tế bào) có thể được hình thành mỗi ngày. Nếu quy đổi thành trọng lượng - 4720 tấn. Tuy nhiên, điều này không xảy ra trong tự nhiên, vì hầu hết vi khuẩn nhanh chóng chết dưới tác động của ánh sáng mặt trời, khô héo, thiếu thức ăn, nóng lên đến 65-100°C do sự tranh giành giữa các loài, v.v.
Vai trò của vi khuẩn trong tự nhiên. Phân bố và sinh thái
Vi khuẩn phân bố khắp nơi: trong nước, không khí, đất. Có ít chúng hơn trong không khí (nhưng không ở những nơi đông người). Trong nước sông có thể lên tới 400.000 trên 1 cm 3 và trong đất - lên tới 1.000.000.000 trên 1 g Vi khuẩn có thái độ khác nhau đối với oxy: đối với một số thì nó là cần thiết, đối với một số khác thì nó có tính hủy diệt. Đối với hầu hết vi khuẩn, nhiệt độ từ +4 đến +40°C là thuận lợi nhất. Ánh sáng mặt trời trực tiếp giết chết nhiều vi khuẩn.
Được tìm thấy với số lượng khổng lồ (số lượng loài của chúng lên tới 2500), vi khuẩn đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nhiều quá trình tự nhiên. Cùng với nấm và động vật không xương sống trong đất, chúng tham gia vào quá trình phân hủy tàn dư thực vật (lá rụng, cành, v.v.) thành mùn. Hoạt động của vi khuẩn hoại sinh dẫn đến sự hình thành muối khoáng được rễ cây hấp thụ. Vi khuẩn nốt sần sống trong các mô của rễ bướm, cũng như một số vi khuẩn sống tự do, có khả năng đồng hóa nitơ khí quyển vượt trội mà thực vật không thể tiếp cận được. Như vậy, vi khuẩn tham gia vào chu trình của các chất trong tự nhiên.
Hệ vi sinh vật đất. Số lượng vi khuẩn trong đất là vô cùng lớn - hàng trăm triệu và hàng tỷ cá thể trên mỗi gram. Chúng có nhiều trong đất hơn trong nước và không khí. Tổng số vi khuẩn trong đất thay đổi. Số lượng vi khuẩn phụ thuộc vào loại đất, tình trạng của chúng và độ sâu của các lớp đất. Trên bề mặt các hạt đất, vi sinh vật nằm trong các vi khuẩn nhỏ (mỗi vi sinh vật 20 - 100 tế bào). Chúng thường phát triển ở độ dày của các cục chất hữu cơ, trên rễ cây sống và chết, trong các mao mạch mỏng và các cục bên trong. Hệ vi sinh vật đất rất đa dạng. Ở đây có các nhóm vi khuẩn sinh lý khác nhau: vi khuẩn thối rữa, vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn lưu huỳnh, v.v. Trong số đó có vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí, dạng bào tử và không bào tử. Hệ vi sinh vật là một trong những yếu tố hình thành đất. Vùng phát triển của vi sinh vật trong đất là vùng tiếp giáp với rễ cây sống. Nó được gọi là vùng rễ và tổng số vi sinh vật chứa trong nó được gọi là hệ vi sinh vật vùng rễ.
Hệ vi sinh vật của các vùng nước. Nước là môi trường tự nhiên nơi vi sinh vật phát triển với số lượng lớn. Phần lớn chúng xâm nhập vào nước từ đất. Một yếu tố quyết định số lượng vi khuẩn trong nước và sự hiện diện của chất dinh dưỡng trong đó. Nước sạch nhất là từ giếng phun và suối. Các hồ chứa và sông lộ thiên rất giàu vi khuẩn. Số lượng vi khuẩn lớn nhất được tìm thấy ở các lớp nước bề mặt, gần bờ hơn. Khi bạn di chuyển ra xa bờ và càng đi sâu, số lượng vi khuẩn càng giảm. Nước sạch chứa 100-200 vi khuẩn mỗi ml, nước ô nhiễm chứa 100-300 nghìn vi khuẩn trở lên. Có rất nhiều vi khuẩn ở lớp bùn đáy, đặc biệt là ở lớp bề mặt, nơi vi khuẩn tạo thành một lớp màng. Lớp màng này chứa rất nhiều vi khuẩn lưu huỳnh và sắt, có tác dụng oxy hóa hydro sunfua thành axit sunfuric và nhờ đó giúp cá không bị chết. Có nhiều dạng bào tử hơn trong bùn, trong khi các dạng không mang bào tử chiếm ưu thế trong nước. Về thành phần loài, hệ vi sinh vật trong nước tương tự như hệ vi sinh vật trong đất nhưng cũng có những dạng cụ thể. Bằng cách tiêu diệt các chất thải khác nhau xâm nhập vào nước, các vi sinh vật dần dần thực hiện cái gọi là quá trình lọc nước sinh học.
Hệ vi sinh vật không khí. Hệ vi sinh vật trong không khí ít hơn hệ vi sinh vật trong đất và nước. Vi khuẩn bay vào không khí cùng với bụi, có thể tồn tại ở đó một thời gian, sau đó lắng xuống bề mặt trái đất và chết vì thiếu dinh dưỡng hoặc dưới tác động của tia cực tím. Số lượng vi sinh vật trong không khí phụ thuộc vào khu vực địa lý, địa hình, thời gian trong năm, tình trạng ô nhiễm bụi bẩn… mỗi hạt bụi là vật mang vi sinh vật. Hầu hết vi khuẩn đều có trong không khí phía trên các doanh nghiệp công nghiệp. Không khí ở nông thôn sạch hơn. Không khí sạch nhất là ở rừng, núi và vùng có tuyết. Các tầng không khí phía trên chứa ít vi khuẩn hơn. Hệ vi sinh vật không khí chứa nhiều vi khuẩn mang sắc tố và bào tử, có khả năng chống tia cực tím cao hơn các loại vi khuẩn khác.
Hệ vi sinh vật của cơ thể con người. Cơ thể con người, thậm chí là một cơ thể hoàn toàn khỏe mạnh, luôn là nơi chứa hệ vi sinh vật. Khi cơ thể con người tiếp xúc với không khí và đất, nhiều loại vi sinh vật khác nhau, bao gồm cả các vi sinh vật gây bệnh (trực khuẩn uốn ván, hoại tử khí, v.v.), sẽ bám vào quần áo và da. Các bộ phận tiếp xúc thường xuyên nhất của cơ thể con người bị ô nhiễm. E. coli và staphylococci được tìm thấy trên tay. Có hơn 100 loại vi khuẩn trong khoang miệng. Miệng với nhiệt độ, độ ẩm và dư lượng chất dinh dưỡng là môi trường tuyệt vời cho sự phát triển của vi sinh vật. Dạ dày có phản ứng axit nên phần lớn vi sinh vật trong đó sẽ chết. Bắt đầu từ ruột non, phản ứng trở nên có tính kiềm, tức là. thuận lợi cho vi sinh vật. Hệ vi sinh vật trong ruột già rất đa dạng. Mỗi người trưởng thành bài tiết khoảng 18 tỷ vi khuẩn hàng ngày qua phân, tức là. nhiều cá nhân hơn số người trên toàn cầu. Các cơ quan nội tạng không được kết nối với môi trường bên ngoài (não, tim, gan, bàng quang, v.v.) thường không có vi khuẩn. Vi khuẩn chỉ xâm nhập vào các cơ quan này khi bị bệnh.
Tầm quan trọng của vi khuẩn trong đời sống con người
Quá trình lên men có tầm quan trọng lớn; Đây là những gì thường được gọi là sự phân hủy carbohydrate. Vì vậy, do quá trình lên men, sữa biến thành kefir và các sản phẩm khác; Việc ủ thức ăn cũng là quá trình lên men. Quá trình lên men cũng xảy ra trong ruột người. Nếu không có vi khuẩn thích hợp (ví dụ: E. coli), ruột không thể hoạt động bình thường. Sự thối rữa, vốn có ích trong tự nhiên, là điều cực kỳ không mong muốn trong cuộc sống hàng ngày (ví dụ, làm hư hỏng các sản phẩm thịt). Quá trình lên men (ví dụ như làm chua sữa) không phải lúc nào cũng có lợi. Để tránh thực phẩm bị hư hỏng, chúng được muối, sấy khô, đóng hộp và bảo quản trong tủ lạnh. Điều này làm giảm hoạt động của vi khuẩn.
Vi khuẩn gây bệnh
Có những vi khuẩn rất có lợi. Cơ thể của mỗi người có từ một kg rưỡi đến hai kg rưỡi vi khuẩn như vậy. Các cộng đồng vi khuẩn được gọi là microbiota; số lượng của chúng lên tới vài triệu. Chúng ảnh hưởng đến hoạt động khỏe mạnh và bình thường của cơ thể. Nếu không có chúng, da, đường tiêu hóa và đường hô hấp sẽ bị phá hủy bởi các vi sinh vật gây bệnh.
Vi khuẩn có lợi sống trong ruột
Toàn bộ hệ thống miễn dịch của cơ thể phụ thuộc vào hoạt động bình thường của đường tiêu hóa. Quá trình bảo vệ bị giảm và hệ thống miễn dịch bị mất ổn định nếu thành phần loài của hệ vi sinh vật trong cơ thể bị xáo trộn. Vi khuẩn có lợi tạo ra môi trường axit trong ruột, gây hại cho mầm bệnh. Ngoài ra, vi khuẩn có lợi giúp tiêu hóa và hấp thụ thức ăn thực vật mà enzyme đường ruột không thể tự xử lý được. Những vi khuẩn này tham gia vào quá trình sản xuất vitamin hỗ trợ quá trình trao đổi chất trong mô liên kết, giúp trích xuất năng lượng từ carbohydrate, điều hòa hoạt động của hệ thần kinh và thúc đẩy sản xuất kháng nguyên.
Khi nói về vi khuẩn đường ruột có lợi, họ muốn nói đến hai loại vi khuẩn - bifidobacteria và lactobacilli, chiếm từ 5% đến 15% tổng số vi khuẩn đường ruột. Hoạt động của chúng cực kỳ quan trọng vì chúng có tác động tích cực đến các vi sinh vật khác và ổn định hệ vi sinh đường ruột. Điều quan trọng là phải duy trì số lượng vi khuẩn sữa lên men bằng cách ăn kefir và sữa chua, điều này sẽ thúc đẩy quá trình sinh sản và tăng cường hệ vi sinh đường ruột. Điều cực kỳ quan trọng là tiêu thụ thực phẩm có chứa lactobacilli để điều trị chứng rối loạn sinh lý sau khi dùng kháng sinh. Nếu không, rất khó để khôi phục quá trình miễn dịch
Lá chắn sinh học
Nhiều vi khuẩn có lợi cư trú trong các mô biểu mô của con người, cả bên trong và bên ngoài. Họ đi đầu trong việc phòng thủ và ngăn chặn sự xâm nhập của các vi sinh vật gây bệnh. Các vi khuẩn chính như vậy là staphylococcus streptococci và micrococci.
Hệ vi sinh vật của con người đã thay đổi đáng kể khi chúng ta chuyển từ cuộc sống tự nhiên sang cuộc sống thành thị và thường xuyên sử dụng chất tẩy rửa. Như vậy, vi khuẩn của người hiện đại và người sống trong quá khứ khác nhau đáng kể. Cơ thể đã học cách phân biệt các loài nguy hiểm với những loài không nguy hiểm, nhưng bất kỳ loại liên cầu khuẩn nào cũng có thể gây bệnh nghiêm trọng nếu xâm nhập vào máu. Cần lưu ý rằng sự dư thừa của vi khuẩn cả trên da và đường hô hấp có thể gây ra nhiều bệnh khác nhau và có mùi khó chịu. Cho đến nay, các vi sinh vật đặc biệt đã được xác định có khả năng oxy hóa amoni. Việc sử dụng thường xuyên các chế phẩm có chứa vi khuẩn như vậy sẽ thúc đẩy sự xâm chiếm của da với các sinh vật mới, do đó không chỉ các bệnh tật và mùi khó chịu biến mất mà cấu trúc của da cũng thay đổi, chẳng hạn như lỗ chân lông mở ra.
Hệ vi sinh vật của mỗi người thay đổi rất nhanh tùy thuộc vào đặc điểm cá nhân của cơ thể và môi trường nơi nó tồn tại. Đây có thể coi là cả ưu và nhược điểm vì số lượng và thành phần loài vi khuẩn có thể thay đổi độc lập. Các vi sinh vật khác nhau đòi hỏi các chất khác nhau. Thức ăn của con người càng đa dạng, càng gắn liền với các loại sản phẩm theo mùa thì sẽ càng có nhiều vi sinh vật có lợi. Nhưng nếu thực phẩm chứa nhiều kháng sinh, chất bảo quản và các loại thuốc nhuộm hóa học khác nhau thì vi khuẩn không thể chịu được tải trọng như vậy và có thể chết. Trong trường hợp này, cả sinh vật gây bệnh và sinh vật có lợi đều biến mất. Kết quả là hệ vi sinh vật của con người bị phá hủy, dẫn đến sự xuất hiện của nhiều bệnh khác nhau.
Tuy nhiên, vi khuẩn của cơ thể có thể được giúp đỡ. Điều này không cần nhiều tháng và chỉ một vài ngày. Ngày nay, sản xuất công nghệ sinh học đã tạo ra một số lượng lớn probiotic, trong đó có chứa vi khuẩn sống và prebiotic – sản phẩm hỗ trợ hoạt động sống của vi khuẩn. Vấn đề duy nhất là những chất này có tác dụng khác nhau ở mỗi người. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các sản phẩm này để điều trị chứng rối loạn sinh lý có thể cải thiện tình trạng của cơ thể lên 80% hoặc có thể không có tác dụng gì cả. Ngay khi các chất này bắt đầu hoạt động, một người sẽ ngay lập tức cảm thấy tình trạng của mình được cải thiện. Tuy nhiên, nếu tình hình không thay đổi thì cần điều chỉnh hệ thống xử lý. Có những xét nghiệm đặc biệt nhằm xác định bộ gen của vi khuẩn. Chúng giúp xác định lựa chọn dinh dưỡng cần thiết và liệu pháp vi khuẩn bổ sung để thiết lập sự cân bằng của vi sinh vật trong cơ thể.
Thông thường một người không cảm thấy vi khí hậu bị xáo trộn, nhưng nếu buồn ngủ, bệnh tật thường xuyên hoặc phản ứng dị ứng xảy ra, thì tất cả những điều này cho thấy tình trạng rối loạn vi khuẩn. Cư dân của các thành phố và siêu đô thị đặc biệt dễ bị rối loạn hệ vi sinh vật trong cơ thể như vậy, và nếu không làm gì, các vấn đề sức khỏe chắc chắn sẽ phát sinh. Hệ vi sinh vật bị ảnh hưởng tích cực bởi chế độ ăn kiêng, nhịn ăn, thực phẩm giàu rau, ngũ cốc và cháo tự nhiên, các sản phẩm sữa lên men, v.v.
Vi sinh vật có hại
Những vi sinh vật đầu tiên xuất hiện trên Trái đất cách đây vài tỷ năm. Thông qua quá trình tiến hóa, chúng đã cải thiện và làm chủ được môi trường sống mới. Bây giờ prokaryote có mặt khắp nơi. Mức độ sống sót cao là nhờ sự hiện diện của “gen nhảy”, mang theo những thành tựu đạt được. Các vi sinh vật có khả năng truyền các gen như vậy cho nhau từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Hệ vi sinh vật con người
Con người và vi khuẩn tồn tại không thể tách rời nhau. Động vật nguyên sinh có thể gây ra cả lợi ích và tác hại. Trong số tất cả các vi khuẩn được biết đến trên bề mặt và bên trong cơ thể con người, 99% là có lợi và chỉ 1% là hệ vi sinh vật gây bệnh. Tuy nhiên, chính bộ phận nhỏ này lại gây ra những tổn hại đáng kể cho sức khỏe và do đó, việc chỉ nhắc đến từ “vi khuẩn” là tiêu cực. Vi khuẩn tồn tại ở khắp mọi nơi: trong bàng quang, âm đạo, đường hô hấp, ruột, màng nhầy, v.v. Sự cân bằng cần thiết được duy trì bởi các vi khuẩn đặc biệt có tác dụng cung cấp khả năng miễn dịch, bảo vệ cơ thể con người khỏi tác động của mầm bệnh.
Vi khuẩn có hại trong không khí
Vì môi trường không khí không phải là môi trường sống tự nhiên của vi khuẩn nên chúng tạm thời tồn tại trong không khí, xâm nhập vào không khí từ đất, từ thực vật và động vật. Nhiễm trùng lây lan qua các giọt trong không khí. Đây là cách lây truyền các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và virus, các động vật nguyên sinh và nấm khác nhau. Những vi sinh vật này gây ra các bệnh như thủy đậu, cúm, sốt đỏ tươi, lao, ho gà, nhiễm liên cầu khuẩn, v.v..
Vi khuẩn có hại trong nước
Môi trường nước là môi trường sống tốt cho nhiều loại vi khuẩn. Có hàng triệu vi khuẩn khác nhau trong một cm khối. Các vi khuẩn có hại xâm nhập vào nước từ các doanh nghiệp công nghiệp, chất thải nông nghiệp và khí thải từ các khu định cư của con người. Nước bị ô nhiễm là nguồn nguy hiểm gây bệnh tả, kiết lỵ, bạch hầu, sởi và các bệnh nguy hiểm khác. Cần lưu ý rằng các tác nhân gây bệnh tả hoặc bệnh lao có thể tồn tại trong môi trường nước trong một khoảng thời gian đáng kể.
Vi khuẩn đất có hại
Đất là môi trường sống tự nhiên của vi khuẩn. Trong lớp bề mặt (30 cm) của một ha đất có khoảng 30 tấn vi sinh vật. Trong số đó có thể hữu ích, phân hủy tàn dư thực vật thành axit amin. Vì vậy, họ tham gia tích cực vào quá trình phân rã. Tuy nhiên, nhiều loại vi khuẩn có hại cho con người, ví dụ như chúng ảnh hưởng đến thực phẩm. Để tránh hư hỏng, cần phải xử lý đặc biệt sản phẩm, ví dụ như khử trùng, hun khói, đông lạnh hoặc muối. Một số loài hoạt động mạnh đến mức thậm chí có thể tấn công các loại thực phẩm đông lạnh hoặc muối, gây ra các bệnh nguy hiểm như ngộ độc, uốn ván, các loại hoại thư, bệnh than.
Vi khuẩn gây hại làm hư hại gỗ
Các vi sinh vật tự nhiên nhờ có các enzyme đặc biệt có khả năng phân hủy sợi xenlulo. Những thực vật hoại sinh như vậy bao gồm nấm. Một số có thể sơn gỗ bằng nhiều màu sắc khác nhau, đồng thời ảnh hưởng đến các tòa nhà bằng gỗ, góp phần khiến chúng bị phá hủy nhanh chóng. Hoạt động của các loại nấm này đặc biệt tích cực trong các công trình nông nghiệp bằng gỗ.
Vi khuẩn thực phẩm có hại
Các sản phẩm chứa vi khuẩn có hại là nguồn lây bệnh nguy hiểm và có thể gây ra các bệnh như nhiễm khuẩn salmonella, kiết lỵ, sốt thương hàn, dịch tả và nhiều bệnh khác. Ví dụ, độc tố ngộ độc gây tổn thương độc tính nghiêm trọng cho cơ thể, vi khuẩn axit butyric làm hỏng pho mát và các sản phẩm từ sữa, khiến chúng bị hỏng, có mùi khó chịu và đổi màu. Thanh giấm gây chua cho các sản phẩm có nồng độ cồn thấp như bia và rượu vang. Micrococci gây ra sự thối rữa của protein và xuất hiện mùi hôi thối. Nấm mốc lan rộng, ảnh hưởng đến các sản phẩm protein và carbohydrate do con người sản xuất.