Bakteri adalah organisme paling kuno di bumi, dan juga strukturnya yang paling sederhana. Ia hanya terdiri dari satu sel, yang hanya dapat dilihat dan dipelajari di bawah mikroskop. Ciri khas bakteri adalah tidak adanya inti, itulah sebabnya bakteri tergolong prokariota.

Beberapa spesies membentuk kelompok sel kecil; kelompok tersebut mungkin dikelilingi oleh kapsul (kotak). Ukuran, bentuk dan warna bakteri sangat bergantung pada lingkungan.

Bakteri dibedakan berdasarkan bentuknya menjadi berbentuk batang (basil), bulat (kokus) dan berbelit-belit (spirila). Ada juga yang dimodifikasi - kubik, berbentuk C, berbentuk bintang. Ukurannya berkisar dari 1 hingga 10 mikron. Jenis bakteri tertentu dapat bergerak aktif menggunakan flagela. Yang terakhir ini terkadang berukuran dua kali lipat ukuran bakteri itu sendiri.

Jenis bentuk bakteri

Untuk bergerak, bakteri menggunakan flagela yang jumlahnya bervariasi, ada yang satu, sepasang, atau seikat flagela. Letak flagela juga bisa berbeda - di satu sisi sel, di samping, atau tersebar merata di seluruh bidang. Selain itu, salah satu metode pergerakan dianggap meluncur karena lendir yang menutupi prokariota. Sebagian besar memiliki vakuola di dalam sitoplasma. Menyesuaikan kapasitas gas vakuola membantu mereka bergerak ke atas atau ke bawah dalam cairan, serta bergerak melalui saluran udara di dalam tanah.

Para ilmuwan telah menemukan lebih dari 10 ribu jenis bakteri, namun menurut peneliti ilmiah, terdapat lebih dari satu juta spesies di dunia. Ciri-ciri umum bakteri memungkinkan untuk mengetahui perannya dalam biosfer, serta mempelajari struktur, jenis dan klasifikasi kingdom bakteri.

Habitat

Kesederhanaan struktur dan kecepatan adaptasi terhadap kondisi lingkungan membantu bakteri menyebar ke berbagai wilayah di planet kita. Mereka ada di mana-mana: air, tanah, udara, organisme hidup - semua ini adalah habitat yang paling dapat diterima bagi prokariota.

Bakteri ditemukan di kutub selatan dan di geyser. Mereka ditemukan di dasar laut, serta di lapisan atas selubung udara bumi. Bakteri hidup di mana-mana, tetapi jumlahnya bergantung pada kondisi yang menguntungkan. Misalnya, sejumlah besar spesies bakteri hidup di perairan terbuka dan juga di tanah.

Fitur struktural

Sel bakteri dibedakan tidak hanya karena tidak memiliki nukleus, tetapi juga karena tidak adanya mitokondria dan plastida. DNA prokariota ini terletak di zona inti khusus dan tampak seperti nukleoid yang tertutup cincin. Pada bakteri, struktur sel terdiri dari dinding sel, kapsul, membran mirip kapsul, flagela, pili dan membran sitoplasma. Struktur internal dibentuk oleh sitoplasma, butiran, mesosom, ribosom, plasmid, inklusi dan nukleoid.

Dinding sel bakteri melakukan fungsi pertahanan dan dukungan. Zat dapat mengalir bebas melaluinya karena adanya permeabilitas. Cangkang ini mengandung pektin dan hemiselulosa. Beberapa bakteri mengeluarkan lendir khusus yang dapat membantu melindungi dari kekeringan. Lendir membentuk kapsul - polisakarida dalam komposisi kimia. Dalam bentuk ini, bakteri dapat mentolerir suhu yang sangat tinggi sekalipun. Ia juga melakukan fungsi lain, misalnya, menempel pada permukaan apa pun.

Pada permukaan sel bakteri terdapat serat protein tipis yang disebut pili. Jumlahnya mungkin banyak. Pili membantu sel meneruskan materi genetik dan juga memastikan adhesi ke sel lain.

Di bawah bidang dinding terdapat membran sitoplasma tiga lapis. Ini menjamin pengangkutan zat dan juga memainkan peran penting dalam pembentukan spora.

Sitoplasma bakteri 75 persen terbuat dari air. Komposisi sitoplasma:

• ikan;
• mesosom;
• asam amino;
• enzim;
• pigmen;
• gula;
• butiran dan inklusi;
• nukleoid

Metabolisme pada prokariota dimungkinkan baik dengan atau tanpa partisipasi oksigen. Kebanyakan dari mereka memakan nutrisi siap pakai yang berasal dari organik. Sangat sedikit spesies yang mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Ini adalah bakteri biru-hijau dan cyanobacteria, yang memainkan peran penting dalam pembentukan atmosfer dan saturasinya dengan oksigen.

Reproduksi

Dalam kondisi yang menguntungkan untuk reproduksi, ini dilakukan dengan cara bertunas atau secara vegetatif. Reproduksi aseksual terjadi dengan urutan sebagai berikut:

1. Sel bakteri mencapai volume maksimumnya dan mengandung pasokan nutrisi yang diperlukan.
2. Sel memanjang dan septum muncul di tengah.
3. Pembelahan nukleotida terjadi di dalam sel.
4. DNA utama dan terpisah berbeda.
5. Sel membelah menjadi dua.
6. Pembentukan sisa sel anak.

Dengan metode reproduksi ini, tidak ada pertukaran informasi genetik, sehingga semua sel anak akan menjadi salinan persis sel induknya.

Proses reproduksi bakteri dalam kondisi buruk lebih menarik. Para ilmuwan mempelajari kemampuan reproduksi seksual bakteri relatif baru - pada tahun 1946. Bakteri tidak mengalami pembelahan menjadi sel betina dan sel reproduksi. Tapi DNA mereka heterogen. Ketika dua sel tersebut saling mendekat, mereka membentuk saluran untuk transfer DNA, dan terjadi pertukaran situs - rekombinasi. Prosesnya cukup panjang, hasilnya adalah dua individu yang benar-benar baru.

Kebanyakan bakteri sangat sulit dilihat di bawah mikroskop karena tidak memiliki warna sendiri. Beberapa varietas berwarna ungu atau hijau karena kandungan bakterioklorofil dan bakteriopurpurinnya. Meskipun jika kita melihat beberapa koloni bakteri, terlihat jelas bahwa mereka melepaskan zat berwarna ke lingkungannya dan memperoleh warna cerah. Untuk mempelajari prokariota secara lebih rinci, mereka diwarnai.

Klasifikasi

Klasifikasi bakteri dapat didasarkan pada indikator seperti:

• Membentuk
• cara bepergian;
• cara memperoleh energi;
• produk-produk sisa;
• tingkat bahaya.

Simbion bakteri hidup berkomunitas dengan organisme lain.

Bakteri saprofit hidup dari organisme, produk, dan sampah organik yang sudah mati. Mereka mendorong proses pembusukan dan fermentasi.

Pembusukan membersihkan alam dari mayat dan sampah organik lainnya. Tanpa proses peluruhan tidak akan terjadi siklus zat di alam. Lalu apa peran bakteri dalam siklus zat?

Bakteri pembusuk merupakan penolong dalam proses penguraian senyawa protein, serta lemak dan senyawa lain yang mengandung nitrogen. Setelah melakukan reaksi kimia yang kompleks, mereka memutus ikatan antara molekul organisme organik dan menangkap molekul protein dan asam amino. Ketika dipecah, molekulnya melepaskan amonia, hidrogen sulfida, dan zat berbahaya lainnya. Mereka beracun dan dapat menyebabkan keracunan pada manusia dan hewan.

Bakteri pembusuk berkembang biak dengan cepat dalam kondisi yang menguntungkan bagi mereka. Karena ini bukan hanya bakteri menguntungkan, tetapi juga bakteri berbahaya, untuk mencegah pembusukan dini pada produk, orang telah belajar mengolahnya: mengeringkan, mengasinkan, mengasinkan, dan mengasapi. Semua metode pengolahan ini membunuh bakteri dan mencegahnya berkembang biak.

Bakteri fermentasi dengan bantuan enzim mampu memecah karbohidrat. Orang-orang menyadari kemampuan ini pada zaman dahulu dan masih menggunakan bakteri tersebut untuk membuat produk asam laktat, cuka, dan produk makanan lainnya.

Bakteri, bekerja sama dengan organisme lain, melakukan pekerjaan kimia yang sangat penting. Sangat penting untuk mengetahui jenis bakteri apa saja yang ada dan apa manfaat atau bahayanya bagi alam.

Artinya di alam dan bagi manusia

Pentingnya berbagai jenis bakteri (dalam proses pembusukan dan berbagai jenis fermentasi) telah disebutkan di atas, yaitu. memenuhi peran sanitasi di Bumi.

Bakteri juga memainkan peran besar dalam siklus karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor, belerang, kalsium dan unsur lainnya. Banyak jenis bakteri yang berkontribusi terhadap fiksasi aktif nitrogen di atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk organik, sehingga membantu meningkatkan kesuburan tanah. Yang paling penting adalah bakteri yang menguraikan selulosa, yang merupakan sumber utama karbon bagi kehidupan mikroorganisme tanah.

Bakteri pereduksi sulfat terlibat dalam pembentukan minyak dan hidrogen sulfida di lumpur obat, tanah dan laut. Dengan demikian, lapisan air jenuh hidrogen sulfida di Laut Hitam merupakan hasil aktivitas vital bakteri pereduksi sulfat. Aktivitas bakteri ini di dalam tanah menyebabkan terbentuknya soda dan salinisasi soda pada tanah. Bakteri pereduksi sulfat mengubah unsur hara di tanah perkebunan padi menjadi bentuk yang tersedia bagi akar tanaman. Bakteri ini dapat menyebabkan korosi pada logam di bawah tanah dan struktur bawah air.

Berkat aktivitas vital bakteri, tanah terbebas dari banyak produk dan organisme berbahaya serta jenuh dengan nutrisi berharga. Sediaan bakterisida berhasil digunakan untuk memerangi berbagai jenis serangga hama (penggerek jagung, dll).

Banyak jenis bakteri yang digunakan di berbagai industri untuk memproduksi aseton, etil dan butil alkohol, asam asetat, enzim, hormon, vitamin, antibiotik, sediaan protein-vitamin, dll.

Tanpa bakteri, proses penyamakan kulit, pengeringan daun tembakau, produksi sutra, karet, pengolahan coklat, kopi, perendaman rami, rami dan tanaman serat kulit pohon lainnya, asinan kubis, pengolahan air limbah, pencucian logam, dll tidak mungkin dilakukan.

Semua orang tahu bahwa bakteri adalah penghuni paling purba di planet Bumi. Menurut data ilmiah, mereka muncul dari tiga hingga empat miliar tahun yang lalu. Dan untuk waktu yang lama mereka adalah satu-satunya penguasa yang sah atas Bumi. Kita dapat mengatakan bahwa semuanya dimulai dengan bakteri. Secara kasar, nenek moyang setiap orang ditelusuri kembali ke mereka. Jadi peranan bakteri dalam kehidupan manusia dan alam (pembentukannya) sangatlah besar.

Syair untuk bakteri

Struktur mereka sangat primitif - kebanyakan dari mereka adalah organisme bersel tunggal, yang jelas tidak banyak berubah dalam waktu yang sangat lama. Mereka bersahaja dan dapat bertahan hidup dalam kondisi ekstrim bagi organisme lain (pemanasan hingga 90 derajat, beku, atmosfer yang menipis, lautan terdalam). Mereka hidup di mana-mana - di air, tanah, bawah tanah, di udara, di dalam organisme hidup lainnya. Dan dalam satu gram tanah misalnya, bisa ditemukan ratusan juta bakteri. Benar-benar makhluk hampir ideal yang ada di samping kita. Peran bakteri dalam kehidupan manusia dan alam sangat besar.

Pembuat Oksigen

Tahukah Anda bahwa, kemungkinan besar, tanpa keberadaan organisme kecil ini, kita akan mati lemas? Karena mereka (terutama cyanobacteria, yang mampu melepaskan oksigen melalui fotosintesis), karena jumlahnya yang besar, menghasilkan oksigen dalam jumlah besar yang masuk ke atmosfer. Hal ini menjadi sangat relevan sehubungan dengan penggundulan hutan yang secara strategis penting bagi seluruh bumi. Dan beberapa bakteri lain menghasilkan karbon dioksida, yang diperlukan untuk respirasi tanaman. Namun peran bakteri dalam kehidupan manusia dan alam tidak hanya sebatas itu. Ada beberapa “jenis aktivitas” lagi yang dapat diberikan bakteri dengan aman

Petugas

Di alam, salah satu fungsi bakteri adalah sanitasi. Mereka memakan sel-sel dan organisme mati, membuang hal-hal yang tidak perlu. Ternyata bakteri berperan sebagai pembersih bagi semua kehidupan di planet ini. Dalam ilmu pengetahuan, fenomena ini disebut saprotrofi.

Siklus zat

Dan peran penting lainnya adalah partisipasi dalam skala global. Di alam, semua zat berpindah dari organisme ke organisme. Terkadang mereka berada di atmosfer, terkadang di dalam tanah, mendukung siklus skala besar. Tanpa bakteri, komponen-komponen ini dapat terkonsentrasi di satu tempat, dan siklus besarnya akan terganggu. Hal ini terjadi, misalnya, dengan zat seperti nitrogen.

Produk asam laktat

Susu merupakan produk yang sudah dikenal masyarakat sejak lama. Namun penyimpanan jangka panjangnya baru dapat dilakukan akhir-akhir ini dengan ditemukannya metode pengawetan dan unit pendingin. Dan sejak awal berkembangnya peternakan sapi, tanpa disadari masyarakat telah menggunakan bakteri untuk memfermentasi susu dan menghasilkan produk susu fermentasi yang memiliki umur simpan lebih lama dibandingkan susu itu sendiri. Misalnya, kefir kering dapat disimpan selama berbulan-bulan dan digunakan sebagai makanan bergizi selama perjalanan jauh melalui daerah gurun. Dalam hal ini, peran bakteri dalam kehidupan manusia sangatlah berharga. Lagi pula, jika organisme ini “ditawarkan” susu, mereka akan mampu menghasilkan banyak produk makanan lezat dan tak tergantikan dari susu tersebut. Diantaranya: yogurt, susu kental, susu panggang fermentasi, krim asam, keju cottage, keju. Kefir, tentu saja, sebagian besar dibuat oleh jamur, tetapi hal ini tidak dapat dilakukan tanpa partisipasi bakteri.

Koki Hebat

Namun peran bakteri “pembentuk makanan” dalam kehidupan manusia tidak terbatas pada produk susu fermentasi. Ada banyak produk yang lebih familiar yang diproduksi dengan menggunakan organisme ini. Ini adalah asinan kubis, acar mentimun (tong), acar yang disukai banyak orang, dan produk lainnya.

Tetangga terbaik di dunia

Bakteri adalah kingdom organisme hewan yang paling banyak jumlahnya di alam. Mereka tinggal di mana saja - di sekitar kita, di dalam diri kita, bahkan di dalam diri kita! Dan mereka adalah “tetangga” yang sangat berguna bagi manusia. Misalnya, bifidobacteria memperkuat kekebalan kita, meningkatkan daya tahan tubuh terhadap berbagai penyakit, membantu pencernaan dan melakukan banyak hal penting lainnya. Oleh karena itu, peran bakteri dalam kehidupan manusia sebagai “tetangga” yang baik juga tak ternilai harganya.

Produksi zat-zat yang diperlukan

Para ilmuwan mampu bekerja dengan bakteri sedemikian rupa sehingga mereka mulai mengeluarkan zat-zat yang diperlukan manusia. Seringkali zat ini adalah obat. Jadi peran terapeutik bakteri dalam kehidupan manusia juga besar. Beberapa obat modern diproduksi oleh mereka atau berdasarkan tindakan mereka.

Peran bakteri dalam industri

Bakteri adalah ahli biokimia yang hebat! Properti ini banyak digunakan dalam industri modern. Misalnya, dalam beberapa dekade terakhir, produksi biogas di beberapa negara telah mencapai angka yang sangat besar.

Peran negatif dan positif bakteri

Tetapi organisme mikroskopis bersel tunggal ini tidak hanya bisa menjadi penolong manusia dan hidup berdampingan dengannya dalam harmoni dan kedamaian penuh. Bahaya terbesar yang ditimbulkannya adalah menular. Jika tinggal di dalam tubuh kita, meracuni jaringan tubuh kita, mereka tentu saja berbahaya, terkadang berakibat fatal, bagi manusia. Di antara penyakit berbahaya yang paling terkenal yang disebabkan oleh bakteri adalah wabah penyakit dan kolera. Yang kurang berbahaya adalah tonsilitis dan pneumonia, misalnya. Jadi, beberapa bakteri dapat menimbulkan bahaya yang signifikan bagi manusia jika bersifat patogen. Oleh karena itu, para ilmuwan dan dokter sepanjang masa berusaha untuk “mengendalikan” mikroorganisme berbahaya ini.

Pembusukan makanan oleh bakteri

Jika dagingnya busuk dan kuahnya asam, kemungkinan besar ini disebabkan oleh bakteri! Mereka mulai dari sana dan benar-benar “memakan” produk-produk ini sebelum kita. Setelah itu masakan tersebut tidak lagi mewakili nilai gizi bagi manusia. Yang perlu dilakukan hanyalah membuangnya!

Hasil

Saat menjawab pertanyaan apa peran bakteri dalam kehidupan manusia, kita dapat menyoroti aspek positif dan negatifnya. Namun, jelas bahwa sifat-sifat positif bakteri jauh lebih besar daripada sifat-sifat negatifnya. Ini semua tentang kendali cerdas manusia atas kerajaan besar ini.

Penggunaan praktis bakteri dalam produksi makanan

Di antara bakteri, bakteri asam laktat dari genus Lactobacillus, Streptokokus saat menerima produk susu fermentasi. Kokus berbentuk bulat lonjong dengan diameter 0,5-1,5 mikron, tersusun berpasangan atau rantai dengan panjang berbeda-beda. Ukuran bakterinya berbentuk batang atau bersatu dalam rantai.

Streptokokus asam laktat Streptococcus laktis memiliki sel-sel yang terhubung berpasangan atau rantai pendek, mengentalkan susu setelah 10-12 jam, beberapa ras membentuk antibiotik nisin.

C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH

Streptokokus krim S.kremoris membentuk rantai panjang dari sel bulat, pembentuk asam tidak aktif, digunakan untuk memfermentasi krim dalam produksi krim asam.

Basil Acidophilus Lactobacillus acidophilus membentuk rantai panjang sel berbentuk batang; ketika difermentasi, mereka mengakumulasi hingga 2,2% asam laktat dan zat antibiotik yang aktif melawan patogen penyakit usus. Berdasarkan pada mereka, produk biologi medis disiapkan untuk pencegahan dan pengobatan penyakit pencernaan hewan ternak.

Tongkat asam laktat L.plantatum memiliki sel-sel yang terhubung berpasangan atau berantai. Agen fermentasi selama fermentasi sayuran dan ensiling pakan. L.brevis memfermentasi gula saat mengasinkan kubis dan mentimun, membentuk asam, etanol, CO 2.

Batang gram+ dari genus tidak berspora, tidak bergerak Propionibakteri keluarga Propionibakteriaceae– agen penyebab fermentasi asam propionat, menyebabkan konversi gula atau asam laktat dan garamnya menjadi asam propionat dan asetat.

3C 6 H 12 O 6 →4CH 3 CH 2 COOH+2CH 3 COOH+2CO 2 +2H 2 O

Fermentasi asam propionat mendasari pematangan keju rennet. Beberapa jenis bakteri asam propionat digunakan untuk memproduksi vitamin B12.

Bakteri keluarga pembentuk spora Bacilloceae semacam Klostridium adalah agen penyebab fermentasi asam butirat, mengubah gula menjadi asam butirat

C 6 H 12 O 6 → CH 3 (CH 2)COOH+2CO 2 +2H 2

Asam butirat

Habitat– tanah, sedimen berlumpur di badan air, akumulasi residu organik yang membusuk, produk makanan.

O/o ini digunakan dalam produksi asam butirat, yang memiliki bau tidak sedap, berbeda dengan esternya:

Metil eter – aroma apel;

Etil - pir;

Amil - nanas.

Mereka digunakan sebagai bahan penyedap.

Bakteri asam butirat dapat menyebabkan pembusukan bahan baku dan produk makanan: pembengkakan keju, susu dan mentega menjadi tengik, pengeboman makanan kaleng, kematian kentang dan sayuran. Asam butirat yang dihasilkan memberikan rasa tengik yang tajam dan bau tidak sedap yang tajam.

Bakteri asam asetat – batang gram tak berspora dengan flagela polar, termasuk dalam genus Glukonobakter (Acetomonas); membentuk asam asetat dari etanol

CH 3 CH 2 OH+O 2 →CH 3 COOH+H 2 O

Semacam tongkat Acetobakter– peritrich, mampu mengoksidasi asam asetat menjadi CO 2 dan H 2 O.

Bakteri asam asetat dicirikan oleh variabilitas bentuknya; dalam kondisi yang tidak menguntungkan, bakteri tersebut berbentuk filamen yang tebal dan panjang, terkadang bengkak. Bakteri asam asetat tersebar luas pada permukaan tanaman, buah-buahan, dan acar sayuran.

Proses oksidasi etanol menjadi asam asetat merupakan dasar pembuatan cuka. Perkembangan spontan bakteri asam asetat dalam anggur, bir, kvass menyebabkan pembusukannya - menjadi asam, keruh. Bakteri ini membentuk lapisan keriput kering, pulau atau cincin di dekat dinding pembuluh pada permukaan cairan.

Jenis kerusakan yang umum adalah pembusukan adalah proses penguraian mendalam zat protein oleh mikroorganisme. Agen penyebab paling aktif dari proses pembusukan adalah bakteri.

Jerami dan stik kentangBacillus subtilis - batang pembentuk spora gram + aerobik. Spora tahan panas, berbentuk oval. Sel sensitif terhadap lingkungan asam dan kandungan NaCl yang tinggi.

Genus bakteriPseudomonus – batang motil aerobik dengan flagela polar, tidak membentuk spora, gram-. Beberapa spesies mensintesis pigmen, disebut pseudomonas fluoresen, ada pula yang tahan dingin, dan menyebabkan pembusukan produk protein di lemari es. Agen penyebab bakteriosis tanaman budidaya.

Batang genus pembentuk spora Klostridium menguraikan protein dengan pembentukan gas NH 3, H 2 S, asam dalam jumlah besar, terutama berbahaya untuk makanan kaleng. Keracunan makanan yang parah disebabkan oleh toksin berupa batang gram+ berukuran besar yang dapat bergerak Klostridium botulinum. Sporanya memberikan penampilan seperti raket. Eksotoksin bakteri ini mempengaruhi sistem saraf pusat dan kardiovaskular (tanda: gangguan penglihatan, gangguan bicara, kelumpuhan, gagal napas).

Bakteri nitrifikasi, denitrifikasi, dan pengikat nitrogen berperan besar dalam pembentukan tanah. Ini sebagian besar adalah sel yang tidak membentuk spora. Mereka ditanam dalam kondisi buatan dan diterapkan dalam bentuk pupuk tanah.

Bakteri digunakan dalam produksi enzim hidrolitik dan asam amino untuk produksi makanan.

Di antara bakteri, sangat penting untuk menyoroti agen penyebab infeksi makanan dan keracunan makanan. Infeksi bawaan makanan disebabkan oleh bakteri patogen yang ada dalam makanan dan air. Infeksi usus – kolera – virion kolera;

Bioteknologi modern didasarkan pada banyak ilmu: genetika, mikrobiologi, biokimia, ilmu alam. Objek utama penelitian mereka adalah bakteri dan mikroorganisme. Banyak permasalahan dalam bioteknologi diselesaikan dengan penggunaan bakteri. Saat ini cakupan pemanfaatannya dalam kehidupan manusia begitu luas dan beragam sehingga memberikan kontribusi yang sangat berharga bagi perkembangan industri seperti:

• kedokteran dan perawatan kesehatan;
• Peternakan;
• produksi tanaman;
• industri perikanan;
• industri makanan;
• pertambangan dan energi;
• industri berat dan ringan;
• tangki kotoran;
• ekologi.

Perawatan Kesehatan dan Farmakologi

Cakupan bakteri dalam farmakologi dan pengobatan begitu luas dan signifikan sehingga perannya dalam pengobatan banyak penyakit manusia sangatlah berharga. Dalam kehidupan kita, mereka diperlukan dalam pembuatan pengganti darah, antibiotik, asam amino, enzim, obat antivirus dan antikanker, sampel DNA untuk diagnostik, dan obat hormonal.

Para ilmuwan telah memberikan kontribusi yang sangat berharga bagi dunia kedokteran dengan mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas hormon insulin. Dengan menanamkannya ke bakteri coli, mereka memproduksi insulin, sehingga menyelamatkan nyawa banyak pasien. Ilmuwan Jepang telah menemukan bakteri yang mengeluarkan zat yang menghancurkan plak, sehingga mencegah terjadinya karies pada manusia.

Gen yang mengkode enzim yang berharga dalam penelitian ilmiah berasal dari bakteri termofilik, karena mereka tidak sensitif terhadap suhu tinggi. Dalam produksi vitamin dalam pengobatan, mikroorganisme Clostridium digunakan, sehingga diperoleh riboflavin, yang berperan penting dalam kesehatan manusia.

Sifat bakteri untuk menghasilkan zat antibakteri digunakan dalam pembuatan antibiotik, memecahkan masalah pengobatan banyak penyakit menular, sehingga menyelamatkan nyawa lebih dari satu orang.

Penambangan dan pengolahan mineral

Penggunaan bioteknologi dalam industri pertambangan dapat mengurangi biaya dan biaya energi secara signifikan. Jadi, penggunaan bakteri litotrofik (Thiobacillus ferrooxidous), dengan kemampuannya mengoksidasi besi, digunakan dalam hidrometalurgi. Pencucian bakteri digunakan untuk mengekstraksi logam mulia dari batuan bermutu rendah. Bakteri yang mengandung metana digunakan untuk meningkatkan produksi minyak. Saat mengekstraksi minyak dengan metode biasa, tidak lebih dari setengah cadangan alam diekstraksi dari lapisan tanah bawah, dan dengan bantuan mikroorganisme, cadangan dilepaskan dengan lebih efektif.

Industri ringan dan berat

Pencucian mikrobiologis digunakan di tambang tua untuk memperoleh seng, nikel, tembaga, dan kobalt. Dalam industri pertambangan, bakteri sulfat digunakan untuk reaksi reduksi di tambang tua, karena residu asam sulfat mempunyai efek merusak pada penyangga, material dan lingkungan. Mikroorganisme anaerobik berkontribusi pada dekomposisi bahan organik secara menyeluruh. Properti ini digunakan untuk pemurnian air di industri metalurgi.

Manusia menggunakan bakteri dalam produksi wol, kulit buatan, bahan baku tekstil, dan untuk keperluan wewangian dan kosmetik.

Membersihkan saluran air dan badan air

Bakteri yang terlibat dalam penguraian digunakan untuk membersihkan septic tank. Dasar dari metode ini adalah mikroorganisme memakan air limbah. Metode ini memastikan penghilangan bau dan desinfeksi air limbah. Mikroorganisme yang digunakan dalam septic tank ditanam di laboratorium. Hasil kerjanya ditentukan oleh penguraian bahan organik menjadi zat sederhana yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Tergantung pada jenis septic tank, mikroorganisme anaerobik atau aerobik dipilih. Mikroorganisme aerobik, selain septic tank, digunakan dalam biofilter.

Mikroorganisme juga diperlukan untuk menjaga kualitas air di waduk dan saluran air, serta untuk membersihkan permukaan laut dan samudera yang tercemar dari produk minyak.

Dengan berkembangnya bioteknologi dalam kehidupan kita, umat manusia telah melangkah maju di hampir semua sektor aktivitasnya.

Bakteri telah hidup di planet Bumi selama lebih dari 3,5 miliar tahun. Selama ini mereka banyak belajar dan beradaptasi. Sekarang mereka membantu orang. Bakteri dan manusia sudah menjadi hal yang tidak dapat dipisahkan. Massa total bakteri sangat besar. Jumlahnya sekitar 500 miliar ton.

Bakteri bermanfaat melakukan dua fungsi lingkungan yang paling penting - mereka mengikat nitrogen dan berpartisipasi dalam mineralisasi residu organik. Peran bakteri di alam bersifat global. Mereka terlibat dalam pergerakan, konsentrasi dan penyebaran unsur-unsur kimia di biosfer bumi.

Pentingnya bakteri yang bermanfaat bagi manusia sangatlah besar. Mereka merupakan 99% dari seluruh populasi yang menghuni tubuhnya. Berkat mereka, seseorang hidup, bernafas dan makan.

Penting. Mereka sepenuhnya menjamin hidupnya.

Bakteri cukup sederhana. Para ilmuwan berpendapat bahwa merekalah yang pertama kali muncul di planet Bumi.

Bakteri bermanfaat dalam tubuh manusia

Tubuh manusia dihuni oleh hal-hal yang berguna dan. Keseimbangan yang ada antara tubuh manusia dan bakteri telah disempurnakan selama berabad-abad.

Para ilmuwan telah menghitung bahwa tubuh manusia mengandung 500 hingga 1000 jenis bakteri berbeda atau triliunan bakteri yang menakjubkan ini, yang berarti total beratnya mencapai 4 kg. Hingga 3 kilogram tubuh mikroba hanya ditemukan di usus. Sisanya ditemukan di saluran genitourinari, di kulit dan rongga tubuh manusia lainnya. Mikroba memenuhi tubuh bayi baru lahir sejak menit-menit pertama hidupnya dan akhirnya membentuk komposisi mikroflora usus pada usia 10-13 tahun.

Usus dihuni oleh streptokokus, laktobasilus, bifidobakteri, enterobakteri, jamur, virus usus, dan protozoa non-patogen. Lactobacilli dan bifidobacteria membentuk 60% flora usus. Komposisi kelompok ini selalu konstan; mereka paling banyak dan menjalankan fungsi utama.

Bifidobakteri

Pentingnya bakteri jenis ini sangat besar.

• Berkat mereka, asetat dan asam laktat diproduksi. Dengan mengasamkan habitat, mereka menekan pertumbuhan bakteri penyebab pembusukan dan fermentasi.
• Berkat bifidobacteria, risiko terjadinya alergi makanan pada bayi berkurang.
• Mereka memberikan efek antioksidan dan antitumor.
• Bifidobacteria mengambil bagian dalam sintesis vitamin C.
• Bifidobacteria dan Lactobacilli berperan dalam penyerapan vitamin D, kalsium dan zat besi.

Beras. 1. Foto menunjukkan bifidobacteria. Visualisasi komputer.

Escherichia coli

Pentingnya bakteri spesies ini bagi manusia sangat besar.

• Perhatian khusus diberikan kepada perwakilan genus Escherichia coli M17 ini. Ia mampu menghasilkan zat cocilin yang menghambat pertumbuhan sejumlah mikroba patogen.
• Dengan partisipasi vitamin K, kelompok B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 dan B12), asam folat dan nikotinat disintesis.

Beras. 2. Foto menunjukkan E. coli (gambar komputer tiga dimensi).

Peran positif bakteri dalam kehidupan manusia

• Dengan partisipasi bifido-, lakto-, dan enterobakteri, vitamin K, C, kelompok B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 dan B12), asam folat dan nikotinat disintesis.
• Berkat ini, komponen makanan yang tidak tercerna dari usus bagian atas dipecah - fraksi pati, selulosa, protein dan lemak.
• Mikroflora usus mempertahankan metabolisme air-garam dan homeostasis ion.
• Berkat sekresi zat khusus, mikroflora usus menekan pertumbuhan bakteri patogen penyebab pembusukan dan fermentasi.
• Bifido-, lakto-, dan enterobakteri berperan dalam detoksifikasi zat-zat yang masuk dari luar dan terbentuk di dalam tubuh itu sendiri.
• Mikroflora usus berperan besar dalam memulihkan kekebalan lokal. Berkat itu, jumlah limfosit, aktivitas fagosit dan produksi imunoglobulin A meningkat.
• Berkat mikroflora usus, perkembangan alat limfoid dirangsang.
• Resistensi epitel usus terhadap karsinogen meningkat.
• Mikroflora melindungi mukosa usus dan memberikan energi pada epitel usus.
• Mereka mengatur motilitas usus.
• Flora usus memperoleh kemampuan untuk menangkap dan menghilangkan virus dari tubuh inang, yang telah bersimbiosis dengannya selama bertahun-tahun.
• Pentingnya bakteri dalam menjaga keseimbangan termal tubuh sangatlah besar. Mikroflora usus memakan zat-zat yang tidak tercerna oleh sistem enzimatik, yang berasal dari saluran pencernaan bagian atas. Sebagai hasil dari reaksi biokimia yang kompleks, sejumlah besar energi panas dihasilkan. Panas dibawa melalui aliran darah ke seluruh tubuh dan masuk ke seluruh organ dalam. Inilah sebabnya mengapa seseorang selalu membeku saat berpuasa.
• Mikroflora usus mengatur reabsorpsi komponen asam empedu (kolesterol), hormon, dll.

Beras. 3. Foto menunjukkan bakteri menguntungkan - Lactobacilli (gambar komputer tiga dimensi).

Peran bakteri dalam produksi nitrogen

Mikroba yang mengamonifikasi(menyebabkan pembusukan) dengan bantuan sejumlah enzim yang dimilikinya mampu menguraikan sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mati. Ketika protein terurai, nitrogen dan amonia dilepaskan.

Urobakteri menguraikan urea, yang dikeluarkan manusia dan semua hewan di planet ini setiap hari. Jumlahnya sangat besar dan mencapai 50 juta ton per tahun.

Jenis bakteri tertentu terlibat dalam oksidasi amonia. Proses ini disebut nitrofikifikasi.

Mikroba denitrifikasi mengembalikan molekul oksigen dari tanah ke atmosfer.

Beras. 4. Foto menunjukkan bakteri menguntungkan - mikroba amonifikasi. Mereka membuat sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang mati mengalami pembusukan.

Peran bakteri di alam: fiksasi nitrogen

Pentingnya bakteri dalam kehidupan manusia, hewan, tumbuhan, jamur dan bakteri sangatlah besar. Seperti yang Anda ketahui, nitrogen diperlukan untuk keberadaan normalnya. Tapi bakteri tidak bisa menyerap nitrogen dalam bentuk gas. Ternyata ganggang biru-hijau mampu mengikat nitrogen dan membentuk amonia ( Sianobakteri), pemecah nitrogen yang hidup bebas dan spesial . Semua bakteri bermanfaat ini menghasilkan hingga 90% nitrogen tetap dan melibatkan hingga 180 juta ton nitrogen dalam sumber nitrogen tanah.

Bakteri bintil hidup berdampingan dengan baik dengan kacang-kacangan dan buckthorn laut.

Tanaman seperti alfalfa, kacang polong, lupin, dan kacang-kacangan lainnya memiliki apa yang disebut “ruangan” bagi bakteri bintil pada akarnya. Tanaman ini ditanam di tanah yang sudah habis untuk memperkayanya dengan nitrogen.

Beras. 5. Foto menunjukkan bakteri bintil pada permukaan rambut akar tanaman polong-polongan.

Beras. 6. Foto akar tanaman polong-polongan.

Beras. 7. Foto menunjukkan bakteri menguntungkan - cyanobacteria.

Peran bakteri di alam: siklus karbon

Karbon adalah zat seluler terpenting di dunia hewan dan tumbuhan, serta dunia tumbuhan. Itu membuat 50% dari bahan kering sel.

Banyak karbon terkandung dalam serat yang dimakan hewan. Di dalam perutnya, serat terurai di bawah pengaruh mikroba dan kemudian keluar dalam bentuk kotoran.

Mengurai serat bakteri selulosa. Sebagai hasil kerja mereka, tanah diperkaya dengan humus, yang secara signifikan meningkatkan kesuburannya, dan karbon dioksida dikembalikan ke atmosfer.

Beras. 8. Simbion intraseluler berwarna hijau, dan massa kayu olahan berwarna kuning.

Peran bakteri dalam konversi fosfor, besi dan belerang

Protein dan lipid mengandung fosfor dalam jumlah besar, yang mineralisasinya dilakukan Anda. megatherium(dari genus bakteri pembusuk).

Bakteri besi berpartisipasi dalam proses mineralisasi senyawa organik yang mengandung zat besi. Akibat aktivitasnya, sejumlah besar bijih besi dan endapan ferromangan terbentuk di rawa dan danau.

Bakteri belerang hidup di air dan tanah. Ada banyak dari mereka di pupuk kandang. Mereka berpartisipasi dalam proses mineralisasi zat yang mengandung belerang yang berasal dari organik. Selama penguraian zat organik yang mengandung belerang, gas hidrogen sulfida dilepaskan, yang sangat beracun bagi lingkungan, termasuk semua makhluk hidup. Sebagai hasil aktivitas vitalnya, bakteri belerang mengubah gas ini menjadi senyawa tidak aktif dan tidak berbahaya.

Beras. 9. Meski tampak tak bernyawa, masih ada kehidupan di Sungai Rio Tinto. Inilah berbagai bakteri pengoksidasi besi dan masih banyak jenis lainnya yang hanya dapat ditemukan di tempat ini.

Beras. 10. Bakteri belerang hijau di kolom Winogradsky.

Peran bakteri di alam: mineralisasi residu organik

Bakteri yang berperan aktif dalam mineralisasi senyawa organik dianggap sebagai pembersih (sanitor) planet bumi. Dengan bantuan mereka, zat organik dari tumbuhan dan hewan yang mati diubah menjadi humus, yang diubah oleh mikroorganisme tanah menjadi garam mineral, yang sangat diperlukan untuk pembangunan sistem akar, batang dan daun tanaman.

Beras. 11. Mineralisasi zat organik yang masuk ke dalam reservoir terjadi akibat oksidasi biokimia.

Peran bakteri di alam: fermentasi zat pektin

Sel-sel organisme tumbuhan terikat satu sama lain (disemen) oleh zat khusus yang disebut pektin. Beberapa jenis bakteri asam butirat memiliki kemampuan untuk memfermentasi zat ini, yang bila dipanaskan akan berubah menjadi massa agar-agar (pektis). Fitur ini digunakan saat merendam tanaman yang banyak mengandung serat (rami, rami).

Beras. 12. Ada beberapa cara untuk mendapatkan kepercayaan. Yang paling umum adalah metode biologis, di mana hubungan antara bagian berserat dan jaringan di sekitarnya dihancurkan oleh pengaruh mikroorganisme. Proses fermentasi zat pektin pada tanaman kulit pohon disebut retting, dan perendaman jerami disebut trust.

Peran bakteri dalam penjernihan air

Bakteri yang memurnikan air, menstabilkan tingkat keasamannya. Dengan bantuan mereka, sedimen dasar berkurang dan kesehatan ikan serta tanaman yang hidup di air meningkat.

Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan dari berbagai negara menemukan bakteri perusak deterjen yang ditemukan dalam deterjen sintetis dan beberapa obat.

Beras. 13. Aktivitas xenobacteria banyak digunakan untuk membersihkan tanah dan badan air yang terkontaminasi produk minyak.

Beras. 14. Kubah plastik yang menjernihkan air. Mereka mengandung bakteri heterotrofik yang memakan bahan yang mengandung karbon, dan bakteri autotrofik yang memakan bahan yang mengandung amonia dan nitrogen. Sebuah sistem tabung membuat mereka tetap mendapat dukungan hidup.

Penggunaan bakteri dalam saus bijih

Kemampuan bakteri pengoksidasi belerang digunakan untuk pengayaan bijih tembaga dan uranium.

Beras. 15. Foto menunjukkan bakteri menguntungkan - Thiobacilli dan Acidithiobacillus ferrooxidans (mikrograf elektron). Mereka mampu mengekstraksi ion tembaga untuk melepaskan limbah yang terbentuk selama konsentrasi flotasi bijih sulfida.

Peran bakteri dalam fermentasi asam butirat

Mikroba asam butirat ada di mana-mana. Ada lebih dari 25 jenis mikroba ini. Mereka mengambil bagian dalam proses penguraian protein, lemak dan karbohidrat.

Fermentasi asam butirat disebabkan oleh bakteri pembentuk spora anaerobik yang termasuk dalam genus Clostridium. Mereka mampu memfermentasi berbagai gula, alkohol, asam organik, pati, dan serat.

Beras. 16. Foto menunjukkan mikroorganisme asam butirat (visualisasi komputer).

Peran bakteri dalam kehidupan hewan

Banyak spesies dunia hewan memakan tumbuhan, yang dasarnya adalah serat. Mikroba khusus yang terletak di bagian tertentu saluran pencernaan membantu hewan mencerna serat (selulosa).

Pentingnya bakteri dalam peternakan

Aktivitas vital hewan disertai dengan keluarnya kotoran dalam jumlah besar. Dari situ, beberapa mikroorganisme dapat menghasilkan metana (“gas rawa”), yang digunakan sebagai bahan bakar dan bahan mentah dalam sintesis organik.

Beras. 17. Gas metana sebagai bahan bakar mobil.

Penggunaan bakteri dalam industri makanan

Peran bakteri dalam kehidupan manusia sangat besar. Bakteri asam laktat banyak digunakan dalam industri makanan:

• dalam produksi susu kental, keju, krim asam dan kefir;
• saat memfermentasi kubis dan mengasinkan mentimun, mereka ikut merendam apel dan mengasinkan sayuran;
• mereka memberi aroma khusus pada anggur;
• menghasilkan asam laktat yang memfermentasi susu. Properti ini digunakan untuk produksi susu kental dan krim asam;
• saat menyiapkan keju dan yoghurt dalam skala industri;
• Selama proses brining, asam laktat berfungsi sebagai pengawet.

Bakteri asam laktat antara lain streptokokus susu, streptokokus krim, Bulgaria, acidophilus, biji-bijian termofilik dan basil mentimun. Bakteri dari genus streptokokus dan laktobasilus memberikan konsistensi produk yang lebih kental. Sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, kualitas keju meningkat. Mereka memberi keju aroma keju tertentu.

Beras. 18. Foto menunjukkan bakteri menguntungkan - laktobasilus (merah muda), basil Bulgaria, dan streptokokus termofilik.

Beras. 19. Di foto tersebut terdapat bakteri menguntungkan - jamur kefir (Tibet atau susu) dan batang asam laktat sebelum langsung ditambahkan ke dalam susu.

Beras. 20. Produk susu fermentasi.

Beras. 21. Streptococci termofilik (Streptococcus thermophilus) digunakan dalam pembuatan keju mozzarella.

Beras. 22. Ada banyak jenis penisilin jamur. Kerak yang lembut, urat kehijauan, rasa yang unik dan aroma amonia obat dari keju ini unik. Rasa jamur pada keju tergantung pada tempat dan lamanya pemasakan.

Beras. 23. Bifiliz adalah produk biologi untuk pemberian oral yang mengandung bifidobacteria dan lisozim hidup dalam jumlah besar.

Penggunaan ragi dan jamur dalam industri makanan

Spesies ragi yang banyak digunakan dalam industri makanan adalah Saccharomyces cerevisiae. Mereka melakukan fermentasi alkohol, itulah sebabnya mereka banyak digunakan dalam pembuatan kue. Alkohol menguap saat dipanggang, dan gelembung karbon dioksida membentuk remah roti.

Sejak tahun 1910, ragi mulai ditambahkan ke sosis. Ragi dari spesies Saccharomyces cerevisiae digunakan untuk produksi anggur, bir, dan kvass.

Beras. 24. Kombucha adalah simbiosis ramah antara cuka dan jamur ragi. Itu muncul di daerah kami pada abad yang lalu.

Beras. 25. Ragi kering dan basah banyak digunakan dalam industri pembuatan kue.

Beras. 26. Pemandangan sel ragi Saccharomyces cerevisiae di bawah mikroskop dan Saccharomyces cerevisiae - ragi anggur “asli”.

Peran bakteri dalam kehidupan manusia: oksidasi asam asetat

Pasteur juga membuktikan bahwa mikroorganisme khusus mengambil bagian dalam oksidasi asam asetat - tongkat cuka, yang banyak ditemukan di alam. Mereka menetap di tanaman dan menembus sayuran dan buah-buahan matang. Banyak terdapat dalam acar sayuran dan buah-buahan, anggur, bir, dan kvass.

Kemampuan batang cuka untuk mengoksidasi etil alkohol menjadi asam asetat saat ini digunakan untuk menghasilkan cuka, digunakan untuk keperluan makanan dan dalam pembuatan pakan ternak - ensiling (pengalengan).

Beras. 27. Proses ensiling pakan. Silase merupakan pakan sukulen dengan nilai gizi tinggi.

Peran bakteri dalam kehidupan manusia: produksi obat-obatan

Mempelajari aktivitas kehidupan mikroba telah memungkinkan para ilmuwan menggunakan beberapa bakteri untuk mensintesis obat antibakteri, vitamin, hormon, dan enzim.

Mereka membantu melawan banyak penyakit menular dan virus. Antibiotik paling sering diproduksi aktinomisetes, lebih jarang - bakteri non-misel. Penisilin, diperoleh dari jamur kapang, menghancurkan membran sel bakteri. Streptomycetes menghasilkan streptomisin, yang menonaktifkan ribosom sel mikroba. Tongkat jerami atau Bacillus subtilis mengasamkan lingkungan. Mereka menghambat pertumbuhan mikroorganisme pembusuk dan oportunistik karena pembentukan sejumlah zat antimikroba. Bacillus subtilis menghasilkan enzim yang menghancurkan zat yang terbentuk akibat pembusukan jaringan yang membusuk. Mereka terlibat dalam sintesis asam amino, vitamin dan senyawa imunoaktif.

Dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, para ilmuwan saat ini telah belajar bagaimana menggunakannya untuk produksi insulin dan interferon.

Sejumlah bakteri seharusnya digunakan untuk menghasilkan protein khusus yang dapat ditambahkan ke pakan ternak dan makanan manusia.

Beras. 28. Pada foto, spora Bacillus subtilis (berwarna biru).

Beras. 29. Biosporin-Biopharma adalah obat dalam negeri yang mengandung bakteri apatogenik dari genus Bacillus.

Menggunakan bakteri untuk menghasilkan herbisida yang aman

Saat ini teknik aplikasi banyak digunakan fitobakteri untuk produksi herbisida yang aman. Racun Bacillus thuringiensis mengeluarkan Cry-toksin yang berbahaya bagi serangga, yang memungkinkan penggunaan fitur mikroorganisme ini dalam memerangi hama tanaman.

Penggunaan bakteri dalam produksi deterjen

Protease atau memecah ikatan peptida antara asam amino penyusun protein. Amilase memecah pati. Bacillus subtilis (B.subtilis) menghasilkan protease dan amilase. Amilase bakteri digunakan dalam produksi bubuk pencuci.

Beras. 30. Mempelajari aktivitas kehidupan mikroba memungkinkan para ilmuwan memanfaatkan beberapa khasiatnya untuk kepentingan manusia.

Pentingnya bakteri dalam kehidupan manusia sangat besar. Bakteri bermanfaat telah menjadi sahabat manusia selama ribuan tahun. Tugas umat manusia bukanlah untuk mengganggu keseimbangan rapuh yang telah berkembang antara mikroorganisme yang hidup di dalam diri kita dan di lingkungan. Peran bakteri dalam kehidupan manusia sangat besar. Para ilmuwan terus-menerus menemukan sifat-sifat menguntungkan dari mikroorganisme, yang penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari dan produksi hanya dibatasi oleh sifat-sifatnya.