Тема. Роль бактерій в природі і в житті людини. Профілактика бактеріальних
захворювань людини.
Мета. Поглибити знання учнів про бактерії, виявити їхню роль в житті людини і в сучасній біосфері. Ознайомити учнів з прикладами захворювань, збудниками яких є бактерії та методами їх профілактики. Виховувати дбайливе ставлення до навколишнього середовища та розуміння єдності всіх живих організмів. Прищеплювати навички дбайливого ставлення до свого здоров’я.
«Скільки ж див містять в собі ці крихітні,
Видимі тільки під мікроскопом створіння.»
( А. Левенгук)
Хід уроку
І. Організаційний етап.
(Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.
ІІ. Створення проблемної ситуації:
На столах 2 мікроскопи, планшет, наукові журнали, статті. Біля столу - .«науковці». Вони сперечаються.
- Ось подивіться, що я побачив під мікроскопом! Це просто дивовижно!
- А я знайшов цікаве відео! Отже бактерії все-таки корисні!?
- А як же тоді хвороби, які викликають бактерії ? Адже багато з них смертельно небезпечні!?
- А як би ви отримали кисломолочні продукти без бактерій?
- А ось нова стаття в науковому журналі. Бактерії руйнують металеві конструкції – а це дуже шкідливо!
Ні, ви краще мене послухайте ,колеги. Бактерії – найдавніші живі істоти на Землі. І взагалі не відомо, чи було б можливе життя на нашій планеті без бактерій?!
- А як на мене, то без них було б краще! Адже тоді на Землі не було б багатьох небезпечних хвороб!
- Але тоді рештки відмерлих організмів швидко вкрили б усю Землю!
Вчитель. Що там за шум? Про що ви сперечаєтесь?
«Науковці» (хором).Ми не можемо вирішити : бактерії – наші друзі чи вороги? Яка їхня роль на планеті Земля? Чи взагалі можливе життя на Землі без цих істот?
Вчитель (звертається до класу): «Друзі! Давайте допоможемо нашим природодослідникам! З’ясуємо, що нам взагалі відомо про бактерії і чого більше від їхньої діяльності – шкоди чи користі – для природи і для людини.Участь в нашій дискусії може взяти кожен із вас (Пояснюємо правила гри з кульками – користь від діяльності бактерій – кулька в одне відерце, шкода – в інше). Отже ми починаємо.
(На дошці – портрет А. Левенгука (1632-1723)
Впізнали цього вченого? В чому його заслуга перед наукою?
Вірно! Перед вами перший мисливець за бактеріями, голандський торговець полотном, сторож судової палати Антоні ван Левенгук. Саме він вперше побачив в мікроскоп живі бактерії. Свої спостереження він описував в листах, які надсилав до Лондонського наукового товариства, а очолював його тоді знаменитий Роберт Гук – автор одного з перших мікроскопів.
Левенгук називав цих істот «анімалькулі», що означає «живі звірятка» і писав, що « в роті людини їх більше, ніж людей в усьому англійському королівстві.»
Це був початок, перший період розвитку нової науки – мікробіології.
«Бактерія» в перекладі з грецьької означає «маленька паличка». Назва була вперше запропонована Крістіаном Ернбергом в 1828 р.
Пригадайте, будь ласка, особливості будови і життєдіяльності бактерій. Зробимо це у вигляді сенканів.
1.Бактерії
Одноклітинні, мікроскопічні,
Діляться, дихають, живляться,
Використовують для соління овочів.
2. Бактерії
Без’ядерні, кулясті.
Розмножуються, живляться, дихають,
Мікроскопічні організми нашої планети,
Прокаріоти
Вчитель. Дійсно, бактерії – мікроскопічно малі, непомітні неозброєним оком створіння. Але на Землі, напевно, немає місця ,де не жили б бактерії . Мабуть, саме їх мав на увазі наш видатний співвітчизник, академік, перший президент АН України Володимир Іванович Вернадський, (на дошці – портрет В.І. Вернадського), коли говорив про «всюдність життя», і саме цим пояснюється той величезний вплив на біосферу Землі і на життя людини зокрема, цих непомітних зовні істот.
ІІІ. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.
Кожен пункт супроводжується демонструванням слайдів та коротким повідомленням учня.
3.Перебуваючи в симбіозі з грибами, ціанобактерії утворюють лишайники.
Це особливі організми, які називають «піонерами рослинності», тому що вони оселяються на скелях, камінні, інших субстратах, непридатних для
життя решти рослин. Завдяки їм після їх відмирання утворюється грунт і виникають умови для життя інших організмів. Все, що їм потрібно, лишайники отримують із повітря.
4.На плантаціях рису ціанобактерії використовують як добрива завдяки їх здатності до азотфіксації.
5.Мікроорганізми, існуючи скрізь, є основними редуцентами (розкладачами) органічних решток, перетворюючи їх знову на вихідні речовини для продуцентів, які з води і вуглекислого газу, інших мінеральних речовин знову створюють органічні речовини. Так відбувається безперервний колообіг речовин і енергії в природі.
6.Бактерії гниття відіграють санітарну роль на планеті. Джерелом їхнього живлення є відмерлі живі організми, і саме завдяки їм наша планета досі зелена і квітуча, а не вкрита шаром відмерлих тіл. Але, з іншого боку, бактерії гниття, оселяючись на продуктах харчування, псують їх і наносять цим шкоду господарству людини.
7.Сапротрофні бактерії здійснюють процеси грунтоутворення. Доречі, саме в грунті бактерій більше всього . Є дані про те, що в орному шарі грунту на площі 1 га може міститись 5-6 т мікробної маси. А в 1 г грунту ( верхнього шару чорнозему ) може міститися кілька мільярдів бактерій В грунті можуть бути нітрифікуючі, азотфіксуючі, денітрифікуючі бактерії, сірко- і залізобактерії, целюлозорозкладачі та багато інших.
8.Азотфіксуючі бактерії засвоюють з повітря азот і перетворюють його на доступну для споживання рослинами форму. Оселяються вони на коренях бобових рослин, збагачуючи грунт солями азоту.
9.Крім того , бульбочкові бактерії синтезують вітаміни, природні антибіотики, що сприяють розвитку спочатку кореня, а потім і зеленої маси рослин, синтезують фітогормони, стимулюючи зростання рослин.
10.Бактерії беруть участь в утворенні сірководню в лікувальних грязях, грунтах і морях. В Чорному морі шар води, насичений сірководнем, - це реререзультат діяльності сульфат-редукуючих бактерій. Діяльність цих бактерій в грунтах призводить до засолювання грунтів, а також до результат діяльності сульфат-реудукуючих бактерій. Діяльність цих бактерій в грунтах призводить до засолювання грунтів, а також до руйнування підземних металевих споруд через утворення сульфатної кислоти.
11. Метанобактерії свого часу брали участь в утворенні нафти і газу.
12.Якщо в пробах грунту і підземних вод є сульфат-редукуючі бактерії, це вказує на те, що в надрах є нафта, бо ці бактерії розмножуються в безкисневому середовищі, багатому на вуглеводневі сполуки, та можуть жити за рахунок нафти і газу. Це так звані хемосинтезуючі бактерії. Для живлення вони використовують еннергію хімічних реакцій, а не енергію сонячного світла, як фотосинтезуючі організми. Явище хемосинтезу у бактерій відкрив наш співвітчизник С.М. Виноградський ( слайд
13. Бактерії – збудники багатьох небезпечних хвороб людини і тварин. Це туберкульоз, тиф, чума, ангіна, дифтерія, бруцельоз, холера, сап, газова гангрена, сифіліс, перитоніт… Цей список можна ще продовжувати. Так, бактерія гниття Клостридіум, оселяючись на м’ясі, рибі, консервах, виділяє отруйну речовину нервово-паралітичної дії. Отруєння може закінчитися смертю. Доречі, вперше описаний випадок ботулізму був у Німеччині в 1792 р. Людина отруїлася кров’яною ковбасою («Ботулюс» в перекладі означає «ковбаса»).
Вчитель. Хвороб, які викликають бактерії, дуже багато. Всі вони досить небезпечні. Навіть сьогодні, коли є антибіотики, люди все одно хворіють. Отже, дуже важливо знати, як убезпечити себе від хвороб.
-Що б ви порадили? (заслухати думки учнів)
-Чи важливо знати, як розповсюджуються бактеріальні інфекції? (безумовно)
Які шляхи розповсюдження інфекцій вам відомі?
- Контактний;
- Контактно-побутовий (через предмети побуту);
- Повітряно-крапельний;
- Пиловий;
- Через воду;
- Через заражені харчові продукти; через воду;
- Через укуси кровосисних комах;
- Через грунт
Профілактика бактеріальних захворювань (слайд)
-Знищення переносників інфекційних захворювань (таргани, воші, блохи, комарі, гризуни);
-Виявлення джерел і шляхів передачі інфекції;
-Ізоляція інфекційних хворих;
-Карантин;
-Кип’ятіння питної води;
-Правильна обробка і збереження харчових продуктів;
-Щеплення від інфекційних захворювань;
-Дотримання правил особистої гігієни.
Як зберегти своє здоров’я і придатність продуктів?
Правила особистої гігієни (слайд)
- Мити руки перед їдою, після школи, після відвідування туалету;
- Регулярно приймати душ, міняти натільну й постільну білизну.
- Стежити за чистотою одягу і взуття;
- Регулярно проводити вологе прибирання, витирати пил, провітрювати і впускати сонячні промені;
- Вживати в їжу свіжі і перевірені продукти харчування;
- Кип’ятити молоко;
- Мити овочі та фрукти;
- Правильно обробляти і зберігати харчові продукти, особливо м’ясо і рибу.
- Загартовуватися;
- Не вживати в їжу консерви, які зберігалися в банках зі здутими кришками.
Вчитель. Я розповім вам один курйозний випадок, по’вязаний з бактеріями.
Одного разу Луї Пастера викликали на дуель. Він сказав: «Оскільки мене викликають, я маю право вибрати собі зброю. Ось дві колби. В одній – бактерії віспи. В іншій – чиста вода. Якщо людина, яка послала Вас, погодиться випити одну з цих колб на вибір, я вип’ю іншу». Дуель не відбулася.
Фундаментальні дослідження туберкульозу, сибірської виразки і холери здійснив німецький лікар Роберт Кох. В 1905 році він був удостоєний Нобелівської премії за дослідження туберкульозу.
Хвороботворні бактерії, викликаючи різні захворювання кровосисних комах та шкідників сільського господарства, допомагають їх знищувати.
14.Молочнокислі та оцтовокислі бактерії використовують для отримання кисломолочних, оцтовокислих продуктів та силосування. Це живі мікроорганізми, які позитивно впливають на здоров’я людини. Лікувальні властивості кисломолочних продуктів грунтуються на «бактерицидності» молочнокислих бактерій стосовно збудників деяких шлунково-кишкових хвороб. Рекомендують вживати кисломолочні продукти зокрема під час лікування антибіотиками. Молочнокислі бактерії беруть активну участь у відновленні нормальної мікрофлори кишечника, підсилюють захисну здатність організму, сприяють зниженню рівня холестерину в крові.
Але молочно-кислі бактерії можуть викликати скисання продуктів харчування при неналежному їх зберіганні. (-)
15.Силосування кормів – біологічний метод консервування кормів на основі молочнокислого бродіння.
16. Бактерії використовують для одержання оцтовокислих продуктів, дублення шкур, виготовлення волокна з льону.
17. В мікробіологічній промисловості використовують для отримання антибіотиків, вітамінів, гормонів, ферментів. Серед бактерій – продуцентів антибіотиків можна відзначити бактеріі Бацилюс субтиліс – утворюють до 70 різних пептидних антибіотиків, бациллюс полімікса – 20 антибіотиків. Робляться спроби використання бактерій для одержання вітамінів, але поки що не в промислових масштабах
18. Виробництво амінокислот належить до однієї з найбільш передових областей біотехнології. Незамінні амінокислоти добувають мікробіологічним шляхом більш ефективно, ніж шляхом хімічного синтезу, тому що при біологічному синтезі мікроорганізмами утворюються амінокислоти в біологічно активній L- формі. Використовуться бактерії роду Корінебактеріум, а також кишкова паличка. За допомогою бактерій можна одержати до 60 органічних кислот. В промисловому масштабі так одержують молочну, оцтову, лимонну, яблучну кислоту та багато інших.
19.Сіркобактерії і залізобактерії мають важливе значення для колообігу сірки і металів.
20. Неоціненна роль бактерій для очищення стічних вод. Використовують бактерій для знищення комах-шкідників і підвищення врожайності. Бактерії, добуті з дна Тихого окену, можуть бути використані для очищення стічних вод від йонів важких металів, що утворюються при виробництві сталі і кольорових . Причому живі організми вявляються втричі ефективнішими, ніж найсучасніші технічні методи очищення стічних вод. Мова йде пробактерій роду Брахібактеріум, вперше виділених з осадових порід з дна Тихого океану в кінці минулого століття. (Вчені сільськогосподарського університету, м.Хуаньчжоу, Китай).
21. Біолоогічні методи боротьби з сільськогосподарськими шкідниками упевнено витісняють традиційну хімію. Нові препарати готують на основі вірусів, грибів та бактерій. Серед бактеріальних засобів найпоширеніші продукти з різних штамів Бацилюс турингиензис.
22. Воднееві бактерії використовують для одержання кормового і харчового білку.
23. Спіруліна = представник ціанобактерій входила до харчового раціону стародавніх ацтеків. Як джерело білку зараз його використовують жителі деяких районів Африки та Мексики. У нас препарти спіруліни продають в аптеці. Вона очищує організм людини, поліпшує обмін речовин і самопочуття.
24. В хімічній промисловості бактерії використовують для вилуговування металів із руд, одержання спиртів, кетонів і т.д.
25. Кишкова паличка – постійний мешканець нашого кишечника - синттезує вітаміни групи В і вітамін К (це-корисно), але у великій кількості здатна викликати важкі розлади кишечника.
26. Целюлозоруйнуючі бактерії належать до симбіонтів. Вони живуть в кишечнику травоїдних тварин, в шлунку жуйних тварин, в кишечнику термітів, допомагаючи їм перетравлювати целюлозу. Терміти, наприклад, якщо їх штучно позбавити цих бактерій, загинуть з голоду навіть якщо їхній шлунок при цьому буде повний їжі. У них нема ферментів, які б могли самостійно розщеплювати целюлозу.
27. Але ці ж самі целюлозоруйнуючі бактерії псують давні рукописи і книги. Адже папір –це та ж таки целюлоза.Щоб цьому запобігти, в книгосховищах іх час від часу обробляють Н2S.
28. В кишечнику японців живуть унікальні мікроорганізми, які забезпечують більш ефективну переробку морських водоростей, що входять до складу суші. У жителів інших регіонів такі мікроорганізми не знайдені.
29. Цікаво, що в організмі кожної людини живе приблизно 2 кг бактерій.
Із них 1 кг – мешканці кишечника. Кількість цих бактерій значно перевищує кількість клітин людського організму.
30. Без бактерій неможливе виготовлення шовку, каучуку, вироблення какао,кави, сушіння листків тютюну, квашення капусти, інших овочів
Цікаві факти про бактерії
Під час хвороби людини значна частина природної мікрофлори її кишечника гине. Саме тоді організм і отроимує «підкріплення» з мікрофлори апендикса.
Бактерії - екстремали Учені виявили бактерії в гарячій розплавленій земній корі під дном океану. Знахідка була зроблена випадково, коли вчені досліджували залізовмісні породи під дном Тихого океану. Нові бактерії були виявлені на глибині 280 м нижче від морського дна. Початковий аналіз показав, що бактерії живуть за рахунок тепла, але не використовують кисень, оскільки на такій глибині його мізерно мало .В присутності кисню ці бактерії можуть споживати і Fe, що бере участь в окиснювальних реакціях в клітинах.
2. Нещодавно була відкрита бактерія, яка живиться мишьяком! Адже цей елемент вваажається в принципі отруйним для живих істот.
3.Життя в рідкому асфальті. Карибський острів Тринідад володіє в світі озером гарячої газованої смоли. Його площа дорівнює площі Ватикану. Озеро явно має вулканічне походження, а підігрів надходить сюди з-під дна океану. Місцеві жителі добувають з озера Піч дармовий будівельний матеріал. Зате вчені в цьому озері постійно щось шукають, як тільки воно відкрите в 1595 р. Їх сюди приваблюють бактерії- екстремали. В кожному грамі киплячого асфальту їх міститься по 10 мільйонів штук. Вони живуть в середовищі з температурою близько 50 градусів Цельсія. При цьому у в’язкій масі практично немає вільної води, яка є основою життя. Доводиться бактеріям її самостійно виробляти. Вони не дихають киснем, задовольняючись замість нього вуглеводнями і металами.
4. Життя в радіоактивних водах.
Що може бути страшніше радіоактивногоипромінювання, яке розщеплює живу плоть на вільні радикали!? Доза в 10 грей може вбити людину, а от для бактерії Диплококкус радіодуранс вона не страшна. Не зашкодить їй і опромінення в 5000 грей. Збільшивши дозу втричі, позбавити життя цю істоту не вдасться. Така особливість мікроба навіть спричинила його занесення в Книгу рекордів Гіннеса . Секрет, що дозволяє виживати – постійне створення копій власної ДНК. Радіація вбиває один геном, а в цей час уже включається інший. Це дозволяє деяким видам диплококків жити практично вічно. Аби вистачило радіоактивних відходів на прожиток. (слайд)
5. Життя в окропі.
Температура 121 градус за Цельсієм використовується для стерилізації рибних і м’ясних консервів. Тільки такий окріп здатний вбити збудника ботулізму. На глибині до 5000 м в Карибському морі в непроглядній темряві з дна б’ють гідротермальні ключі. Ці фонтани окропу є найглибшими в світі. Варто потрапити сюди людині, рибі, або крабові – вони зваряться за мить.Але окріп –дарма красивим багатощетинковим черв’якам. Вони живуть тут у безпеці, а довгі тіла ховаають у хітинові панцирі. У цих червів немає ні кишечника, ні навіть рота. Життєву енергію вони отримують в результаті синтезу, в ході переробки сірководню. Живуть ці істоти досить довго. Вченим зустрічалися навіть 250 - річні особини.
6.Життя в Мертвому морі.
Мало хто здатний вижити в такому солоному розсолі. Саме тому озеро і отримало таку назву. Але відпочиваючий, що лежить на поверхні Мертвого моря і читає газетку, навіть не підозрює, що у воді чудово почуваються галофільні мікроби. Ці істоти дуже стійкі. Їх не лякає не тільки концентрований сольовий розчин, але навіть вакуум і наднизькі космічні температури. Якби на Марсі коли-небудь існувало б органічне життя, то такі мікроорганізми цілком могли б зберегтися в законсервованому вигляді. Така бомба уповільненої дії могла б еволюціонувати в що-небудь дивне і неприємне для нас.
7. Життя в товщі льоду.
Бактерії можуть жити в різних умовах.І Антарктида їх зовсім не лякає.Вони навіть переміщуються по цьому сніжному світу в товщі навіки замерзлої води в складі айсбергів і льодовиків. Коли вчені розморозили їх в лабораторних умовах,антарктичні мікроби показали зразкову пристрасть до життя. ДНК, яка більше мільйона років була незадіяна, стала працювати, як ні в чому не бувало. Можли во завдяки тому факту, що геном древніх бактерій значно коротший, ніж у наших сучасників. Нуклеотидів тут всього 210 пар проти 3 мільйонів.
8. Життя в отруйному мулі.
Щоб домогтися власного місця навіть не під Сонцем, а далеко від нього деякі одноклітинні відмовляються від кисню.Яскравий тому приклад – Лорицифера спинолорикус, чия довжина всього 150 мікрон. Хитрі організми живуть в безповітряному просторі, наповненому пересоленим мулом в найглибшому місці Середземного моря. Тут стільки сірководню, що вистачить для отруєння доброї половини моря.
Хто знає, що було б, дай відкритим анаеробним істотам мільярди років на еволюцію. Можливо, тоді на планеті існувала б раса розумних істот, які зовсім не потребують кисню.
9. Життя глибоко під землею.
Людство постійно з різною метою прагне до надр Землі. Одна з найбільших рукотворних дірок на планеті знаходиться неподалік від Йоганнесбурга. Глибина золотоносної шахти Мпоненг – 3777 м. Але і на самомудні її при температурі 60 градусів живуть бактерії. Джерелом їхіснування є ядерна реакція. Руда дає радіоактивне випромінювання, яке допомагає розщплюватися молекулам води. Коли атомарний водень відновлюється, виділяється енергія, яка дає мікробам життя. Бактерії мають хвостики, за допомогою яких вони плавають по волозі, що заповнює тріщини в кам’яній породі.
ІІІ. Закріплення знань.
(Учні відповідають на запитання швидко, не роздумуючи.)
1.Чому небезпечно споживати консерви з банок зі здутими кришками?(Тому що в них розвиваються клостридії, що спричиняють захворювання на ботулізм.)
2.Які бактерії відіграють роль санітарів у природі?(Сапротрофи, або бактерії гниття.)
3.Яку бактерію використовує генна інженерія для отримання інсуліну й інтерферону?(Кишкову паличку.)
4.Які бактерії зв’язують атмосферний азот і перетворюють на сполуки, що їх можуть засвоювати рослини?(Бульбочкові на коренях бобових рослин.)
5.Назвіть збудника холери.(Холерний вібріон.)
6.Якими шляхами передаються інфекційні хвороби, що їх збудниками є бактерії?(Повітряно-крапельним, через спільні предмети побуту, посуд, їжу, воду.)
7.Яких заходів необхідно вживати з метою профілактики бактеріальних хвороб у людини?(Провітрювання, вологе прибирання, розведення фітонцидних рослин, повноцінне харчування ,щеплення, вживання кип’яченої води.)
8.Відомо, що повітря в місцях великого скупчення людей містить багато бактерій, а в чистому повітрі, особливо в лісі, на полі їх мало. Чому?(Забруднення повітря бактеріями залежить від багатьох причин(пори року, географічної зони тощо).Найбільше бактерій налічують у закритих приміщеннях, де їх може скупчуватися до 300тис. в 1 мм. У сільскій місцевості повітря чистіше, ніж у міській. Практично немає бактерій у соснових і кедрових лісах, оскільки фітонциди, які виділяються хвойними деревами, убивають всі види бактерій або пригнічують їх ріст і розмноження.)
Заввдання 3.
Вставити пропущенні слова, використовуючи довідковий матеріал.
1.За формою розрізняють бактерії:_____________________.
2.За несприятливих умов клітини бактерій вкриваються товстою оболонкою утворюючи________________.
3.Бактерії, які живляться речовинами живих організмів, є_______________.
4.Бактерії, які живляться рештками відмерлих організмів, є_______________.
5.Основний спосіб розмноження бактерій-_________________.
6.За типом дихання бактерії поділяються на _________________та _________________.
7.За способом живлення бактерії поділяються на _____________ та ______________.
8.Бактерії належать до ________________ організмів.
9.Особливо багато їх у _____________.
10.Клітина бактерій не має ______________.
Слова для довідки : паразитами;цисти;сапротрофами;кулясті,паличкоподібні,звивисті,вигнуті подібно до коми тощо;поділ клітини навпіл;аероби та анаероби;автотрофи та гетеротрофи;ґрунті;ядра;одноклітинних.
Завдання 4. «Вірю – не вірю»
Завдання 5. Тест на встановлення відповідності.
1.Складаються з однієї клітини А Стрептококки
2.Складаються з двох клітин Б Тетракокки
3. Складаються із чотирьох клітин В Стафілококки
4. Являють собою сукупність клітин Г Диплококки
у вигляді грона
5…. сукупність круглих клітин у Д Монококки
вигляді ланцюжка
Відповіді: 1 – Д; 2 – Г; 3 – Б; 4 - В; 5 - А.
Завдання 6
Тестові завдання з одним правильним варіантом відповіді.
А. автотрофи В. фотосинтетики Б. гетеротрофи Г. міксотрофи
А. автотрофи В. сапротрофи Б. міксотрофи Г. паразити
А. бацили В. спірили Б. вібріони Г. стафілококи
А. бацили В. спірили Б. коки Г. вібріони
А. Стафілококи В. вібріони Б. спірили Г. бацили