Strona główna

Temat nr 53. Ciekawy świat bakterii. Teoria Podkolorowany obraz mikroskopowy bakterii Salmonella typhimurium (czerwone) na ludzkich komórkach (żółte) Bakterie


Pobieranie 78.05 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar78.05 Kb.
Temat nr 53. - Ciekawy świat bakterii.

Teoria


Podkolorowany obraz mikroskopowy bakterii Salmonella typhimurium (czerwone) na ludzkich komórkach (żółte)
Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion – "pałeczka") – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Cechą charakterystyczną budowy komórek bakteryjnych jest brak otoczonych błoną organelli, takich jak jądro komórkowe czy mitochondrium, które występują u wszystkich innych organizmów żywych – grzybów, roślin, protistów i zwierząt. Wielkość bakterii wynosi od 0,2 do kilkudziesięciu mikrometrów (μm). Mogą mieć różne kształty, np. kulisty, pałeczkowaty lub spiralny. Niektóre bakterie potrafią łączyć się ze sobą, tworząc luźne, charakterystyczne układy przestrzenne (np. pakietowce, paciorkowce).

Bakterie występują we wszystkich biotopach. Można je spotkać w glebie, w innych organizmach i w wodzie, na lodowcach Antarktydy i wokół oceanicznych kominów hydrotermalnych. Występują także na terenach radioaktywnych, co udowodnił eksperyment, w czasie, którego bakterie poddawano działaniu promieniowania jonizującego. W jednym gramie gleby można znaleźć nawet 40 milionów komórek tych organizmów, a około milion w mililitrze wody słodkiej. Na Ziemi jest w przybliżeniu pięć kwintylionów (5x1030) bakterii, które stanowią znaczną część biomasy planety

Pod względem sposobu odżywiania się, można je podzielić na heterotrofy i autotrofy, a także symbionty, komensale i pasożyty. Niejednokrotnie stawały się endosymbiontami.

Bakterie odgrywają ważną rolę w obiegu biogennych pierwiastków (są destruentami). Biorą udział w podtrzymywaniu wszystkich cykli biogeochemicznych (np. obiegu azotu) oraz w procesach fermentacji i gnicia. Jako symbionty żyjące w organizmach zwierząt, w tym ludzi, odpowiadają m.in. za trawienie pokarmów, umożliwiając lub przynajmniej ułatwiając w ten sposób ich odżywianie. Są producentami różnych ważnych dla funkcjonowania ekosystemu substancji, np. niektórych witamin dla konsumentów. Niektóre bakterie mogą zakłócać funkcjonowanie organizmów, powodując u nich choroby. W przemyśle i biotechnologii bakterie są niezwykle cenione, w tym przy biologicznym oczyszczaniu ścieków (jako główny element osadu czynnego) oraz przy wytwarzaniu produktów spożywczych, np. jogurtu i sera. Stosunkowo łatwo poddają się manipulacjom genetycznym, dzięki czemu mogą być wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym do produkcji peptydów i białek, które trudno uzyskać z innych źródeł. Modyfikowane genetycznie bakterie są producentami np. insuliny stosowanej, jako lek w terapii cukrzycy

Budowa komórkiWszystkie bakterie mają stosunkowo prostą budowę komórkową. Nie mają jądra komórkowego, chloroplastów, mitochondriów, aparatu Golgiego, które są charakterystyczne dla komórek eukariotycznych. Zamiast jądra komórkowego mają jedną dużą, kolistą i nieupakowaną cząsteczkę DNA, czyli genofor, oraz niewielkie koliste cząsteczki DNA – plazmidy.


Budowa bakterii – 1. Pile, 2. Plazmid, 3. Rybosomy, 4. Cytoplazma, 5. Błona zewnętrzna, 6. Ściana komórkowa , 7. Otoczka, 8. Nukleoid, 9. Wić

Głównymi składnikami komórek bakteryjnych są:



  • cytoplazma – substancja koloidalna, wypełniająca wnętrze komórki;

  • nukleoid – obszar cytoplazmy, w którym znajduje się nić DNA;

  • otoczka – ściana o funkcji szkieletowej, na niej są zawieszone rzęski;

  • ściana komórkowa, która pełni funkcję ochronną, w jej skład wchodzi mureina.

  • błona komórkowa – struktura oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego;

  • rybosomy – organelle służące do produkcji białek;

  • rzęski i wici, które są wypustkami pełniącymi funkcję ruchową, nie we wszystkich typach bakterii są obecne;

Komórki bakteryjne są otoczone przez błonę komórkową, która pełni rolę bariery, a także pozwala na utrzymywanie wewnątrz komórki różnych substancji, cytoplazmy i organelli. Dotyczy to np. białek, tłuszczów (są one materiałami zapasowymi większości bakterii) i innych składników odżywczych. Bakterie zaliczają się do prokariotów. Nie posiadają błony dzielącej poszczególne organelle (lub łączącej je) i w związku z tym wykształciły wiele dużych struktur śródkomórkowych. Przy pierwszej obserwacji mikroskopowej przypominały one "worki" wypełnione cytoplazmą. Później zauważono, że znajdują się tam pewne struktury, a sama cytoplazma stanowi hydroszkielet bakterii. Stwierdzono także, że każde białko ma stałą lokalizację w cytoplazmie. Bakterie posiadają mikrokompartmenty (mikroprzedziały), takie jak karboksysomy[29], które pełnią funkcję analogiczną do błony śródplazmatycznej u eukariotów (dzielą komórkę na kilka części). Są one otoczone otoczką białkową. To wielościenne organellum jest miejscem zachodzenia wielu reakcji składających się na metabolizm.

Bakterie nie posiadają jądra komórkowego. Materiał genetyczny zlokalizowany jest w pojedynczych chromosomach oraz w plazmidach. Chromosom znajduje się w nieregularnym organellum komórkowym – nukleoidzie. Nukleoidy znajdują się w cytoplazmie i zawierają oprócz chromosomów, różnorodne białka i RNA. Jak wszystkie żywe organizmy bakterie zawierają rybosomy służące do produkcji i przemian białek. Mają one jednak inną strukturę niż te występujące u eukariotów.

Materiałami zapasowymi bakterii są różnorodne substancje, takie jak glikogen, polifosforan, siarka. Magazynują je w ziarnkach, z których mogą być uwalniane w razie potrzeby. Fotosyntetyczne bakterie planktoniczne należące do Cyanobacteria wytwarzają pęcherzyki gazu, dzięki którym mogą regulować głębokość, na której się znajdują w toni wodnej, optymalizując w ten sposób warunki środowiska, co w cyklu 24-godzinnym, obserwujemy, jako dobowe migracje pionowe

Komórki bakteryjne posiadają błonę komórkową. Jest ona zwykle otoczona także dodatkowym organellum – ścianą komórkową, zbudowaną z peptydoglikanu i polisacharydów. W całość, nazywaną mureiną, łączą je peptydy zawierające D-aminokwasy. Z tego powodu ściana komórkowa bakterii różni się od tych, które spotyka się u grzybów (są one zbudowane z chityny) i roślin (zbudowanych z celulozy). Bakteryjna ściana komórkowa różni się także od tych, które posiadają inne prokarioty, gdyż archeowce nie zawierają peptydoglikanu. Ściana komórkowa jest podstawową osłoną bakterii, zwiększającą ich odporność i umożliwiającą prawidłowe funkcjonowanie. Antybiotyki β-laktamowe zwalczają bakterie właśnie poprzez blokowanie syntezy peptydoglikanu, czym zaburzają budowę bakteryjnej ściany komórkowej. Szczególną właściwością ścian jest ich przepuszczalność. Różnice w przepuszczalności ścian komórkowych różnych gatunków bakterii umożliwia ich identyfikację na podstawie barwienia metodą Grama. Używając tej metody rozróżniania, bakterie podzielono na Bakterie Gram-dodatnie i Bakterie Gram-ujemne. Zakwalifikowanie badanej bakterii do jednej z tych grup, ułatwia jej identyfikację. Gram-dodatnie bakterie posiadają grubą ścianę komórkową zbudowaną z wielu warstw peptydoglikanu i kwasów teichoinowych. Z kolei bakterie Gram-ujemne mają stosunkowo cienką ścianę, również złożoną z kilku warstw peptydoglikanu, ale jest ona otoczona drugą błoną lipidową zawierającą lipopolisacharydy oraz lipoproteiny.

Wić u bakterii jest sztywną strukturą białkową, zbudowaną inaczej niż te, które posiadają organizmy zaliczane do jądrowców (Eukaryota). Bakterie nie posiadają specyficznych białek (flagellin). W ruch wprawiają je białka motoryczne, które w odróżnieniu do flagellin nie wykorzystują cząsteczek ATP w celu uzyskania energii a czerpią ją bezpośrednio z gradientu protonowego, który występuje pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną stroną błony komórkowej. Białka te wprawiają w ruch obrotowy strukturę, która jest podstawą bakteryjnej wici. Gdy wici obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, tworzą wiązkę, która odpowiada za ukierunkowany ruch komórki. Gdy poruszają się one zgodnie z ruchem wskazówek zegara, wici zaczynają pracować skokowo i nie współpracują ze sobą, sprawiając, że bakteria koziołkuje, zmieniając zarazem kierunek ruchu. Wyliczono, że bakterie posiadające wić potrafią płynąć z prędkością 25 mikrometrów na sekundę. Oznacza to, że w ciągu sekundy pokonują odległość 10 razy większą niż ich rozmiary. Gdyby ludzie poruszali się z taką szybkością, to pokonywaliby odległość 100 metrów w około 5 sekund.

Fimbrie natomiast, to włókna białkowe o średnicy wynoszącej 2-10 nanometrów i długości kilku mikrometrów. Są rozsiane po całej powierzchni komórki. Uważa się, że fimbrie służą do przyłączania bakterii do innych powierzchni, przez co są jednym z głównych czynników określających zjadliwość bakterii chorobotwórczych. Pilusy są specyficznymi tworami nieznacznie większymi niż fimbrie. Pozwalają one na przeniesienie materiału genetycznego pomiędzy dwoma bakteriami w procesie zwanym koniugacją.

Bakterie wytwarzają kapsuły lub warstwy śluzu, którym się otaczają. Śluz bywa niezwykle zróżnicowany – może być zwykłą warstwą zdezorganizowanego polimeru, występującego w okolicy komórki lub złożoną otoczką stworzoną z glikokaliksu. Struktury te mają za zadanie osłaniać bakterie przed wrogami takimi jak inne bakterie, bakteriofagi lub leukocyty organizmów eukariotycznych, np. makrofagi. Kapsuły i śluz mogą być również antygenami, dzięki którym bakterie mogą się rozpoznawać.

Endospory Niektóre bakterie potrafią tworzyć struktury przetrwalnikowe zwane endosporami, które pozwalają przetrwać niekorzystne warunki. Są one wytwarzane przez bakterie Gram-dodatnie należące do rodzajów: Bacillus, Clostridium, Heliobacterium. Charakteryzuje je niezwykła odporność. W prawie wszystkich przypadkach jedna komórka wytwarza jedną endosporę, więc nie jest to proces reprodukcji, chociaż Anaerobacter potrafią wytwarzać aż siedem endospor z jednej komórki. Endospora składa się z cytoplazmy wraz z DNA i rybosomami otoczonej przez nieprzepuszczalną ścianę.

Mikroskopowy obraz Bacillus subtilis, widoczne endospory (zielone) wśród form wegetatywnych (czerwone).

endospory Coccidioides

Endospory nie wykazują metabolizmu i są odporne na ekstremalne warunki fizyczne (wysokie promieniowanie UV, promieniowanie gamma, wysokie temperatury, zmiany ciśnienia i osuszanie) i działanie substancji chemicznych (detergenty, środki dezynfekujące). W tym stanie mikroorganizmy mogą przeczekać niekorzystne warunki, będąc gotowymi do rozwoju przez miliony lat, nawet gdy znajdą się w próżni, np. w przestrzeni kosmiczne. Endospory niektórych patogenów są szczególnie groźne dla człowieka, np. Bacillus anthracis wywołujący wąglik lub Clostridium tetani wywołujący tężec. Endospory rozwijają się w żywe komórki bakteryjne wtedy, gdy dostaną się do środowiska, w którym mają ku temu dogodne warunki, np. do krwi.



Metabolizm W przeciwieństwie do innych grup organizmów wśród bakterii można znaleźć przedstawicieli bardzo różnych strategii metabolicznych. Różnice w sposobie uzyskiwania energii i różne substancje wykorzystywane w reakcjach katabolicznych i anabolicznych zostały uwzględnione przy ich podziale systematycznym. Bakteryjne strategie metaboliczne dzieli się ze względu na trzy kryteria: źródła energii, sposoby jej uzyskiwania i substraty reakcji chemicznych. Dodatkowym kryterium jest występowanie akceptorów elektronów pozwalających na beztlenowe oddychanie. Stąd jednym z kryteriów podziału jest wykorzystywanie lub niewykorzystywanie tlenu, co daje podział na bakterie tlenowe (aerobowe) i beztlenowe (anaerobowe). Podział ten bywa użyteczny przy zwalczaniu bakterii, gdyż dla wielu chorobotwórczych bakterii beztlenowych tlen jest toksyczny (anaeorobowość obligatoryjna). Wśród bakterii zdarza się też anaerobowość fakultatywna, gdy tlen nie jest konieczny do oddychania, ale nie jest też zabójczy. Niektóre bakterie tworzą kolonie, w których jedne komórki żyją w warunkach tlenowych (fotosyntezują i oddychają tlenowo), a inne (tzw. heterocysty) są od tlenu izolowane i przeprowadzają reakcje, które obecność wolnego tlenu by zaburzała (np. wiązanie azotu atmosferycznego). Jest to zjawisko typowe dla niektórych sinic (np. trzęsidłowców).

Podział bakteryjnych metabolizmów

Grupa bakterii

Źródło energii

Składniki niezbędne do uzyskania energii

Przykłady

 Fotoautotrofy 

Światło słoneczne

 Związki organiczne lub wiązanie węgla

 sinice, zielone bakterie siarkowe, Chloroflexi i bakterie purpurowe 

 Litotrofy

Związki nieorganiczne

 Związki organiczne lub wiązanie węgla

 Thermodesulfobacteria, Hydrogenophilaceae, i Nitrospirae 

 Organotrofy

Związki organiczne

 Związki organiczne (chemoheterotrofy) lub wiązanie węgla (chemoautotrofy)  

 Bacillus, Clostridium i Enterobacteriaceae 

Metabolizm węgla jest u bakterii albo heterotroficzny, gdzie związki organiczne zostają wykorzystane do produkcji energii. Wiele bakterii heterotroficznych jest pasożytami innych organizmów. Znane są również bakterie autotroficzne, zdobywające węgiel z dwutlenku węgla. Do typowych bakterii samożywnych zalicza się cyjanobakterie (sinice), zielone bakterie siarkowe, niektóre bakterie purpurowe, ale też mnóstwo chemolitotrofów, takich jak bakterie nitryfikacyjne i bakterie siarkowe. Innym kryterium podziału bakterii jest sposób produkcji użytecznej biologicznie energii – fotoautotrofy, używające światła do fotosyntezy oraz chemoautotrofy, które potrzebują substancji chemicznych do uzyskiwania energii w trakcie ich utleniania. Utleniaczem może być tlen, ale w warunkach beztlenowych także inne substancje. Poza tym bakterie dzieli się na litotrofy, które używają związków mineralnych jako donorów elektronów oraz organotrofy, które jako donorów używają związków organicznych. Organizmy chemotroficzne używają do wytwarzania energii, w procesach oddychania i innych reakcjach (np. biosyntezie), określonych substancji chemicznych. Fototrofy używają ich tylko do biosyntezy, natomiast energię czerpią ze światła. Organizmy oddychające, jako źródło energii wykorzystują związki chemiczne, pobierając elektrony od zredukowanego substratu i przenosząc je do akceptorów (reakcja redoks). Energia ta może zostać użyta do wytworzenia ATP i w postaci tego nośnika – do kolejnych reakcji metabolicznych. U organizmów tlenowych akceptorem elektronów (tj. utleniaczem) jest tlen. U bakterii beztlenowych są to inne substancje chemiczne, np. azotany, siarczany albo dwutlenek węgla. Reakcje te są podstawą wielu ważnych ekologicznie procesów, takich jak denitryfikacja, redukcja siarczanów i octanogeneza.

Innym sposobem życia chemotrofów, występującym w przypadku braku wyżej wymienionych akceptorów elektronów jest wykorzystywanie fermentacji, gdzie elektrony zredukowanego substratu są przenoszone do utlenionych nośników pośrednich, aby wytworzyć zredukowane produkty fermentacji (np. etanol). Fermentacja jest możliwa, ponieważ energia zawarta w substratach jest większa niż energia zawarta w produktach reakcji, dzięki czemu mogą one zsyntezować ATP i wykorzystać ten typ metabolizmu. Ten proces ma także wielkie znaczenie w biologicznej reakcji na zanieczyszczenie. Bakterie siarkowe charakteryzuje produkcja niezwykle toksycznych substancji na bazie rtęci (metylortęci i dimetylortęci). Anaerobowe bakterie korzystają z fermentacji pozwalającej wytworzyć energię i siłę redukcyjną, przy czym dochodzi do ubocznego wytwarzania metabolitów (takich jak etanol, co ma znaczenie np. w piwowarstwie)[. Fakultatywne anaeroby mogą przechodzić między fermentacją a wykorzystywaniem innych różnorodnych akceptorów elektronów, w zależności od warunków środowiska.

Litotrofy mogą używać związków nieorganicznych, jako źródła energii. Donorami elektronów w tym przypadku są substancje takie jak wodór, tlenek węgla, amoniak (proces nitryfikacji), monotlenek żelaza (tlenek żelaza(II)), zredukowane jony żelaza i kilka (również zredukowanych) związków siarki. Metan może także posłużyć bakteriom metanotroficznym do anabolizmu węgla i jako źródło elektronów. Zarówno aerobowe fototrofy, jak i chemolitotrofy, używają tlenu, jako ostatecznego akceptora elektronów, jednak w sytuacji niedoboru tlenu przechodzą one z powrotem na wykorzystywanie w tym celu związków nieorganicznych. Litotrofy w większości są samożywne, natomiast organotrofy – cudzożywne. Pewne bakterie potrafią wiązać azot atmosferyczny. Są to bakterie azotowe, czasem żyjące w symbiozie z roślinami, jako bakterie brodawkowe. Ten szlak metaboliczny mający duże znaczenie dla środowiska (geochemiczny obieg azotu) można znaleźć u bakterii przyjmujących niemal wszystkie strategie metaboliczne, zatem niektóre bakterie potrafią wiązać zarówno atmosferyczny azot, jak i węgiel (w procesie fotosyntezy).

Wzrost i reprodukcja Wzrost komórek bakteryjnych, podobnie jak wszystkich innych komórek, polega na stopniowym zwiększaniu objętości, poprzez produkcję nowych białek i innych elementów strukturalnych, oraz gromadzenie substancji pochodzących ze środowiska. Bakterie rosną, aż osiągną pewną wielkość, po której następuje ich podział na dwie bakterie pochodne. Podział ten nosi nazwę podziału komórki i jest jednym ze sposobów rozmnażania bezpłciowego. Przy odpowiednich warunkach bakterie mogą dzielić się co około 9,8 minuty. Komórki potomne są identyczne z rodzicielską.

Niektóre bakterie posiadają bardziej złożoną budowę i struktury ułatwiające rozmnażanie, np. Myxobacteria i Streptomyces. Bakterie te wytwarzają strzępki na swojej powierzchni, które następnie dojrzewają i odrywają się od komórki macierzystej. U niektórych typów bakterii mogą występować procesy płciowe, lecz nie mają one żadnego związku z reprodukcją.



Burkholderia pseudomallei po 96 godzinach na pożywce w temperaturze 37 °C

Burkholderia pseudomallei po 72 godzinach na podłożu mikrobiologicznym

W laboratoriach w celu obserwacji i hodowli, bakterie umieszcza się na odpowiednich stałych lub ciekłych podłożach hodowlanych (mikrobiologicznych). Stałe, takie jak pożywka agarowa, (której głównym wypełniaczem jest pozyskiwany z glonów agar-agar) są używane w celu izolacji odpowiednich kultur bakteryjnych. Z płynnych korzysta się najczęściej, gdy należy wykonać pomiar wzrostu dużych ilości bakterii lub szacować ich ilość w badanym materiale. Komórka w pożywce ma zapewnione wszystkie niezbędne jej do życia składniki. Dodatkowo mogą one bardzo łatwo rozprzestrzeniać w całym podłożu. Trudno jednak wyizolować pojedyncze komórki, ponieważ bakterie mnożą się bardzo szybko i w krótkim czasie wypełniają prawie całą, dostępną im powierzchnię. Mieszaniny pożywek z dodatkowymi substancjami (np. antybiotykami)

Bakterie posiadają zwykle pojedynczy chromosom, którego wielkość wynosi zaledwie od około 16 000 par zasad (u endosymbiotycznych Candidatus Carsonella ruddii) do 12 000 000 par u Sorangium cellulosum). Bakterie mogą także posiadać plazmidy, które są cząsteczkami DNA replikującymi się samodzielnie, niezależnie od chromosomu bakteryjnego. Plazmidy, w przeciwieństwie do chromosomów bakteryjnych, nie niosą genów metabolizmu podstawowego, nie są więc bezwzględnie niezbędne do życia komórki bakteryjnej. Mogą jednak nieść geny odpowiadające np. za oporność na antybiotyki, oraz wirulencję bakterii.

Bakterie potrafią także wymieniać się genami między sobą. Zjawisko to może nastąpić na trzy różne sposoby. Po pierwsze bakterie mogą pobrać dany gen z środowiska w procesie nazywanym transformacją. Drugą metodą jest przeniesienie genów w procesie transdukcji, kiedy bakteriofag wprowadza swoje geny do chromosomu. Trzecią możliwość stanowi koniugacja bakteryjna, gdzie DNA jest przenoszone poprzez bezpośredni kontakt komórek bakterii.

Bakterie, jako organizmy rozmnażające się bezpłciowo dziedziczą identyczny materiał genetyczny od ich rodziców (można nawet powiedzieć, że są ich klonami). Mimo to każda bakteria kształtuje swój własny fenotyp, co jest spowodowane zmianami w DNA. Poza tym wśród bakterii można sztucznie spowodować zmianę. Naturalnie może ona powstać na skutek mutacji oraz rekombinacji genetycznej. Mutacje powstają na skutek błędów w czasie tworzenia repliki DNA lub jako skutek oddziaływania mutagenu. Szansa na powstanie i czas potrzebny do zajścia mutacji są różne w obrębie każdego gatunku, a nawet tej samej bakterii. Genetyczne zmiany u bakterii są powodowane mutacjami przy replikacji genów albo na skutek różnorodnych "nacisków" ze strony człowieka, gdy na wybrany gen oddziałuje się licznymi mutagenami, prowadzi to do zakłócenia procesów wewnętrznych i w konsekwencji do mutacji.

Podczas koniugacji jedna komórka („dawca”) wytwarza rurkowate cytoplazmatyczne wyrostki, tzw. pilusy, umożliwiające kontakt między komórkami bakterii. Po wymianie cytoplazmy wraz z materiałem genetycznym (plazmidami) komórki rozdzielają się. Proces ten ma różne odmiany. Wszystkie sposoby wymiany materiału genetycznego nazywają się poziomym transferem genów. Bakterie mogą wykorzystywać wszystkie te metody w naturalnym środowisku. Transfer genowy jest szczególnie cenny przy wytwarzaniu oporności na antybiotyki, gdyż umożliwia bakterii odpornej na działanie antybiotyku uodparnianie innych, poprzez przekazywanie im genów warunkujących odporność, przez co może doprowadzić do uodpornienia całej populacji. Z tego powodu poziomy transfer genów może być z medycznego punktu widzenia niezwykle groźny, gdy zachodzi wśród bakterii chorobotwórczych. Odkrycie poziomego transferu genów (transformacji u dwoinki zapalenia płuc) przez Fredericka Griffitha przyczyniło się do rozwoju genetyki molekularnej i później pozwoliło wyjaśnić rolę DNA.



(za wikipedią http://pl.wikipedia.org/wiki

Szczegółowe informacje poszukaj w dostępnych źródłach (np. podręczniki do rozszerzenia).

Teorię i zadania opracowano na podstawie następujących wydawnictw:

  • Podręczniki do biologii w zakresie podstawowym i rozszerzonym;

  • Vademecum maturzysty wydawnictwo Operon;

  • Repetytorium maturzysty wydawnictwo Greg,

  • Vademecum maturzysty wydawnictwo Zielona Sowa;

  • Vademecum maturzysty wydawnictwo Oświata.

  • Zadania maturalne:

  • wydawnictwo Operon,

  • wydawnictwo MAC,

  • wydawnictwo WSIP,

  • wydawnictwo PWN,

  • wydawnictwo CKA,

  • wydawnictwo OMEGA,

  • wydawnictwo: NOWA ERA.

  • Arkusze maturalne (CKE).

Zadania do rozwiązania



  1. Bakterie są często określane jako „organizmy wszędobylskie”. Spotykamy je w całej biosferze i to często w ekstremalnych warunkach. Podaj trzy cechy bakterii warunkujące powszechność ich występowania. (3p.)

  2. Rysunek przedstawia budowę bakterii. W miejsce cyfr wstaw prawidłowe nazwy. (3p.)



  1. Niżej podano procesy fizjologiczne występujące u organizmów żywych (1 pkt.)

  1. oddychanie tlenowe,

  1. fermentacja alkoholowa,

  1. fotosynteza,

  1. chemosynteza,

  1. asymilacja N2.




Wybierz procesy charakterystyczne dla Prokariota (podaj cyfry).

  1. Bakterie stanowią grupę organizmów stosującą różnorodne sposoby odżywiania. Z niżej podanych procesów: (3 pkt.)

  1. amonifikacja,

  1. fermentacja,

  1. nitryfikacja,

  1. asymilacja N2,

  1. denitryfikacja.




  1. wskaż sposoby odżywiania bakterii,

  2. podaj przykład odżywiania autotroficznego,

  3. podaj przykład odżywiania heterotroficznego.

  1. Do doświadczenia użyto czterech płynnych hodowli bakteryjnych. W każdej z hodowli było po 50 komórek. (3 pkt.)

  1. hodowla – dodano antybiotyk,

  2. hodowla – poddano działaniu wysokiej temperatury,

  3. hodowla – dodano sok z cebuli i czosnku,

  4. hodowla – bez zmian (hodowla kontrolna).

Czas trwania doświadczenia – 30 min. Wyniki przedstawiono na wykresie.



  1. Który z przedstawionych czynników ma działanie antyseptyczne.

  2. Określ charakter działania soku z cebuli i czosnku.

  3. Podaj nazwę substancji wytwarzanych przez czosnek i cebulę, które określają charakter ich działania na bakterie.

  1. Rysunki przedstawiają uproszczone schematy budowy ściany komórkowej bakterii.(2)



  1. Wskaż schemat przedstawiający budowę ściany komórkowej bakterii gramdodatnich i gramujemnych.

  2. Podaj dwie cechy różniące ściany komórkowe tych bakterii.

  1. Sinice mogą występować w bardzo ubogich środowiskach zawierających, oprócz wody, jedynie minimalne ilości soli mineralnych. Biolodzy uznali je za najdoskonalsze autotrofy świata. Wskaż dwa przeprowadzane równocześnie przez sinice procesy, uzasadniające słuszność tego stwierdzenia. (1 pkt.)

  2. Poniżej przedstawiono nazwy chorób. (1 pkt.)

dyfteryt, gruźlicę, kiłę, ospę, wściekliznę, nosaciznę, malarię, śpiączkę afrykańską, dyzenterię, dur plamisty, cholerę, trąd, płonica, grypa, dżuma, koklusz, gruźlica, rzeżączka, angina, ospa, salmonelloza, tężec, zapalenie płuc, żółtaczkę

Wymień choroby wywołane przez bakterie.

  1. Jeden z rodzajów chemosyntetyzujących bakterii siarkowych przeprowadza proces utleniania siarki w sposób przedstawiony sumarycznym równaniem:

2 S + 3 O2 + 2 H2O → 2 H2SO4 + energia

Wyjaśnij, w jaki sposób te bakterie wpływają na jakość gleby oraz jakie są konsekwencje tego procesu dla występujących tam roślin.

  1. Poniżej wymieniono różne działania ludzi mające na celu ograniczenie występowania zakażeń bakteryjnych.

A. Poprawa jakości wody pitnej.

B. Wprowadzenie przepisów kontroli sanitarnej żywności.

C. Dezynsekcja i deratyzacja, czyli regularne zwalczanie niektórych rodzajów zwierząt np. wśród owadów – wszy i pcheł; wśród gryzoni – szczurów i myszy.

D. Wprowadzenie regularnych szczepień ochronnych od wczesnego dzieciństwa.

Każdemu z wyżej wymienionych działań człowieka przyporządkuj po jednej nazwie choroby wybranej z niżej podanych, której występowanie lub przenoszenie może być skutecznie ograniczone przez dane działanie.

1 -kiła 2. dżuma 3. gruźlica 4. salmonelloza 5. cholera




  1. Celem badań było określenie takich warunków hodowli, które pozwoliłyby na wyizolowanie (do dalszych badań) określonych gatunków bakterii z mieszaniny kilku gatunków. W tabeli przedstawiono tolerancję tych bakterii na pH podłoża.




Na podstawie analizy powyższych danych z tabeli, podaj przedział wartości pH podłoża, na którym teoretycznie powinny rozwinąć się wyłącznie przecinkowce cholery.


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość