22.E: Прокаріоти - бактерії та архея (вправи)

22.1: Прокаріотичне різноманіття

Прокаріоти поширені повсюдно. Вони покривають кожну уявну поверхню, де є достатня кількість вологи, і вони живуть як на інших живих істотах, так і всередині них. У типовому людському організмі клітини прокаріотів перевершують кількість клітин людського тіла приблизно на десять до одного. Вони складають більшість живих істот у всіх екосистемах. Деякі прокаріоти процвітають у середовищах, непривітних для більшості живих істот.

Переглянути питання

Першими формами життя на Землі вважалося з_________.

1. одноклітинні рослини
2. прокаріоти
3. комах
4. великі тварини, такі як динозаври

Відповідь

A

Мікробні килимки __________.

1. є найдавнішими формами життя на Землі
2. одержували свою енергію та їжу з гідротермальних жерл
3. багатошаровий лист прокаріотів, включаючи переважно бактерії, а також археї
4. все вищесказане

Відповідь

D

Першими організмами, які насичували атмосферу киснем, були

1. ціанобактерій
2. фототрофні організми
3. анаеробні організми
4. все вищесказане

Відповідь

A

Галофіли - це організми, які вимагають________.

1. концентрація солі не менше 0,2 М
2. висока концентрація цукру
3. додавання галогенів
4. все вищесказане

Відповідь

A

Вільна відповідь

Коротко опишіть, як би ви виявили наявність некультивуваного прокаріота в екологічному зразку.

Відповідь

Оскільки організми не підлягають культурі, присутність можна виявити за допомогою молекулярних методів, таких як ПЛР.

Чому вчені вважають, що першими організмами на Землі були екстремофіли?

Відповідь

Тому що умови навколишнього середовища на Землі були екстремальними: високі температури, нестача кисню, висока радіація тощо.

22.2: Будова прокаріотів

Існує багато відмінностей між прокаріотичними та еукаріотичними клітинами. Однак всі клітини мають чотири загальні структури: плазматичну мембрану, яка функціонує як бар'єр для клітини і відокремлює клітину від її середовища; цитоплазма, желеподібна речовина всередині клітини; нуклеїнові кислоти, генетичний матеріал клітини; і рибосоми, де відбувається синтез білка.

Переглянути питання

Наявність мембранно-замкнутого ядра є характеристикою ________.

1. прокаріотичні клітини
2. еукаріотичні клітини
3. всі осередки
4. віруси

Відповідь

Б

Які з перерахованих нижче складаються з прокаріотичних клітин?

1. бактерії і грибки
2. архей і гриби
3. протисти і тварини
4. бактерії та архей

Відповідь

D

Клітинна стінка ________.

1. інтер'єр до клітинної мембрани
2. зовнішній вигляд клітинної мембрани
3. частина клітинної мембрани
4. інтер'єр або екстер'єр, в залежності від конкретної клітини

Відповідь

Б

Організми, найімовірніше, можна зустріти в екстремальних середовищах ________.

1. гриби
2. бактерії
3. віруси
4. архей

Відповідь

Б

Прокаріоти забарвлюються як грампозитивні або грамнегативні через відмінності в клітині _______.

1. стіна
2. цитоплазми
3. ядра
4. хромосоми

Відповідь

A

Псевдопептидоглікан - характеристика стінок ________.

1. еукаріотичні клітини
2. бактеріальні прокаріотичні клітини
3. Архейські прокаріотичні клітини
4. бактеріальні та архейські прокаріотичні клітини

Відповідь

C

Ліпополісахаридний шар (ЛПС) є характеристикою стінки ________.

1. Архейські клітини
2. Грамнегативні бактерії
3. бактеріальні прокаріотичні клітини
4. еукаріотичні клітини

Відповідь

Б

Вільна відповідь

Згадайте три відмінності між бактеріями та архей.

Відповідь

Відповіді будуть відрізнятися. Можлива відповідь: бактерії містять пептидоглікан в клітинній стінці; архей - ні. Клітинна мембрана у бактерій - це ліпідний бішар; при архей це може бути ліпідний бішар або моношар. Бактерії містять жирні кислоти на клітинній мембрані, тоді як архей містить фітаніл.

Поясніть твердження, що обидва типи, бактерії і архей, мають однакові основні структури, але побудовані з різних хімічних компонентів.

Відповідь

І бактерії, і архей мають клітинні мембрани, і вони обидва містять гідрофобну частину. У випадку з бактеріями - це жирна кислота; у випадку архей - вуглеводень (фітаніл). І бактерії, і архей мають клітинну стінку, яка захищає їх. Що стосується бактерій, то він складається з пептидоглікану, тоді як у випадку археї - псевдопептидоглікан, полісахариди, глікопротеїни або чистий білок. Бактеріальні і архейні джгутики також розрізняються за своєю хімічною будовою.

22.3: Прокаріотичний метаболізм

Прокаріоти - метаболічно різноманітні організми. На Землі існує багато різних середовищ з різними джерелами енергії та вуглецю та змінними умовами. Прокаріоти змогли жити в кожному середовищі, використовуючи будь-які джерела енергії та вуглецю. Прокаріоти заповнюють багато ніш на Землі, включаючи участь у циклах поживних речовин, таких як цикли азоту та вуглецю, розкладають мертві організми та процвітають всередині живих організмів, включаючи людей.

Переглянути питання

Який з перерахованих нижче елементів не є мікроелементом?

1. бор
2. кальцій
3. хром
4. марганцю

Відповідь

Б

Прокаріоти, які отримують свою енергію з хімічних сполук, називаються _____.

1. фототрофи
2. ауксотрофи
3. хемотрофи
4. літотрофи

Відповідь

C

Амоніфікація - це процес, за допомогою якого _____.

1. аміак виділяється при розкладанні азотовмісних органічних сполук
2. амоній перетворюється в нітрит і селітру в грунтах
3. нітрат з ґрунту перетворюється на газоподібні сполуки азоту, такі як NO, N ₂ O та N ₂
4. газоподібний азот фіксується для отримання аміаку

Відповідь

A

Рослини використовують вуглекислий газ з повітря і тому називаються _____.

1. споживачі
2. продюсери
3. декомпозитор
4. вуглецеві фіксатори

Відповідь

Б

Вільна відповідь

Подумайте про умови (температура, світло, тиск, органічні та неорганічні матеріали), які ви можете знайти в глибоководному гідротермальному вентиляційному отворі. Який тип прокаріотів, з точки зору їх метаболічних потреб (автотрофи, фототрофи, хемотрофи тощо), ви очікуєте знайти там?

Відповідь

Відповіді будуть відрізнятися. У глибоководному гідротермальному вентиляційному отворі немає світла, тому прокаріоти були б хемотрофами замість фототропів. Джерелом вуглецю був би вуглекислий газ, розчинений в океані, тому вони були б автотрофами. Органічного матеріалу в океані не так багато, тому прокаріоти, ймовірно, використовували б неорганічні джерела, таким чином, вони були б хемолітотрофами. Температура в гідротермальному вентиляційному отворі дуже висока, тому прокаріоти були б теплолюбними.

22.4: Бактеріальні захворювання у людини

Руйнівні хвороби та чуми, що передаються патогенами, як вірусної, так і бактеріальної природи, вражають людину з початку людської історії. Справжня причина цих захворювань тоді не була зрозуміла, і деякі люди вважали, що хвороби - це духовне покарання. Згодом люди зрозуміли, що перебування осторонь від постраждалих осіб та розпорядження трупами та особистими речами жертв хвороби зменшують власні шанси захворіти.

Переглянути питання

Хвороба, яка постійно присутня у популяції, називається _____.

1. пандемія
2. епідемії
3. ендемічних
4. знову з'являються

Відповідь

C

Яке з висловлювань про біоплівки невірно?

1. Біоплівки вважаються відповідальними за такі захворювання, як муковісцидоз.
2. Біоплівки виробляють зубний наліт, колонізують катетери та протези.
3. Біоплівки колонізують відкриті рани і обпалені тканини.
4. Всі твердження невірні.

Відповідь

D

Яке з цих тверджень вірно?

1. Антибіотик - це будь-яка речовина, що виробляється організмом, яке є антагоністичним зростанню прокаріотів.
2. Антибіотик - це будь-яка речовина, що виробляється прокаріот, яке є антагоністичним до росту інших вірусів.
3. Антибіотик - це будь-яка речовина, що виробляється прокаріот, яке є антагоністичним до росту еукаріотичних клітин.
4. Антибіотик - це будь-яка речовина, що виробляється прокаріот, що перешкоджає зростанню того ж прокаріота.

Відповідь

A

Вільна відповідь

Поясніть причину, чому необережне і надмірне вживання антибіотиків призвело до великої глобальної проблеми.

Відповідь

Антибіотики вбивають чутливі до них бактерії; таким чином, виживуть лише стійкі. Ці стійкі бактерії будуть розмножуватися, а тому через деякий час залишаться тільки стійкі бактерії.

Дослідники виявили, що промивання шпинату водою кілька разів не запобігає харчовим захворюванням через кишкову паличку. Чим можна пояснити цей факт?

Відповідь

Кишкова паличка колонізує поверхню листа, утворюючи біоплівку, яку важче видалити, ніж вільні (планктонні) клітини. Крім того, бактерії можуть потрапляти у воду, в якій вирощуються рослини, тим самим потрапляючи в тканини рослин, а не просто проживаючи на поверхні листя.

22.5: Корисні прокаріоти

Не всі прокаріоти є патогенними. Навпаки, хвороботворні мікроорганізми представляють лише дуже малий відсоток різноманітності мікробного світу. Насправді наше життя було б неможливим без прокаріотів. Тільки подумайте про роль прокаріотів в біогеохімічних циклах.

Переглянути питання

Що з них відбувається за допомогою симбіотичної фіксації азоту?

1. Рослина виграє від використання нескінченного джерела азоту.
2. Грунт виграє від природного удобрення.
3. Бактерії отримують користь від використання фотосинтатів з рослини.
4. Все перераховане вище відбувається.

Відповідь

D

Синтетичні сполуки, знайдені в організмі, але зазвичай не виробляються або не очікуються бути присутніми в цьому організмі, називаються _____.

1. пестициди
2. біоремедіатори
3. непокірні сполуки
4. ксенобіотики

Відповідь

D

Біоремедіація включає _____.

1. застосування прокаріотів, здатних фіксувати азот
2. використання прокаріотів для очищення забруднюючих речовин
3. використання прокаріотів в якості природних добрив
4. Все вищесказане

Відповідь

Б

Вільна відповідь

Ваш друг вважає, що прокаріоти завжди згубні і патогенні. Як би ви пояснили їм, що вони помиляються?

Відповідь

Нагадайте їм про важливу роль, яку прокаріоти відіграють у розкладанні та вивільненні поживних речовин у біогеохімічних циклах; нагадайте їм про багато прокаріотів, які не є хвороботворними мікроорганізмами людини і які заповнюють дуже спеціалізовані ніші. Крім того, наші нормальні бактеріальні симбіонти мають вирішальне значення для нашого травлення та захисту від патогенів.