А. Примеры

Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называютбациллами.Бациллы, напоминающие по форме веретено, называютклостридиями.

Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.

Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.

6. Строение бактериальной клетки
Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.)

2. Рост и размножение бактерий. Спорообразование

Рост бактериальной клетки - это увеличение объема одной особи между двумя делениями. Молодая клетка увеличивается, удлиняется. Когда она достигает определенной длины, то образуется перегородка перпендикулярно ее длине. Перегородка расщепляется надвое, и получаются две дочерние клетки^*, чаще одинакового размера. При благоприятных условиях деление клеток совершается очень быстро, через каждые 20-30 минут, у термофилов даже через 5 минут, у кислотоупорных гораздо медленнее, например у туберкулезной палочки через 19 часов. Микобактерии размножаются не только делением, но и почкованием.

^* (Фактически образуются две физиологически неравноценные клетки: материнская и дочерняя.)

Теоретически рассуждая бактерии могут размножаться беспредельно. Так, подсчитано, что при делении одной клетки через каждые 20 минут за 24 часа получилось бы 72 генерации и образовалось бы 472·10¹⁹ клеток. Если считать, что один миллиард клеток весит 1 мг, то 472·10¹⁹ клеток будут весить 4720 т. Через несколько дней микробные клетки заполнили бы все моря и океаны на Земле. Но этого не происходит, так как в природе нет соответствующих условий. Беспредельному размножению микробов препятствуют различные факторы: истощение питательных веществ в среде, накопление продуктов собственного обмена, угнетающее действие микробов-антагонистов, поедание их простейшими, растворение фагами и др.

Большая скорость размножения бактерий содействует сохранению их на Земле, так как у многих из них отсутствуют особые защитные приспособления, что могло бы привести их к быстрому вымиранию. При неблагоприятных условиях они отмирают массами, но достаточно сохраниться нескольким клеткам, как при подходящих условиях из них опять получается огромная масса новых клеток. Следует отметить у семейства Bacillaceae наличие спор, которые являются хорошими защитными приспособлениями.

Рис. 22. Цикл развития сенной палочки: 1 - молодая сенная палочка; 2 - сенная палочка, сбросившая жгутики; 3 - деление цепочки клеток; 4 - образование жгутиков у цепочек; 5 - образование спор

В развитии некоторых бактерий наблюдается ряд изменений, которые можно назвать циклом развития. Так, сенная палочка (Вас. snbtilis) в молодом возрасте имеет много жгутиков, затем она их сбрасывает и начинает усиленно делиться, образуя длинные цепочки палочек. Далее цепочки распадаются на отдельные клетки, каждая из которых вновь размножается. После многократного повторения такого размножения внутри клеток начинается спорообразование. Оболочка клетки исчезает, и спора становится свободной. При благоприятных условиях она вновь прорастает в подвижную палочку. Сложный цикл развития имеет место у микобактерий, он продолжается 7-10 дней, а у некоторых - 3-5 недель.

3. Микроскопические грибы: особенности, размножение, классификация

4. Среди микроскопических грибов (микромицетов) имеются однок­леточные и многоклеточные микроорганизмы, различающиеся между собой по морфологии и способам размножения. Для грибов характер­но разнообразие способов размножения: деление, фрагментация, поч­кование, образование спор - бесполых и половых.

5. При микробиологических исследованиях наиболее часто прихо­диться сталкиваться с плесенями, дрожжами и представителями сбор­ной группы так называемых несовершенных грибов.

6. Плесени образуют типичный мицелий, стелющийся по питатель­ному субстрату. От мицелия вверх поднимаются воздушные ветви, ко­торые оканчиваются плодоносящими телами различной формы, несущими споры.

7. Мукоровые или головчатые плесени (Mucor) - одноклеточные гри­бы с шаровидным плодоносящим телом, наполненным эндоспорами.

8. Плесени рода Aspergillus - многоклеточные грибы с плодоносящим телом, при микроскопии напоминающим наконечник лейки, разбрыз­гивающей струйки воды; отсюда название "леечная плесень". Некото­рые виды аспергилл используются в промышленности для производства лимонной кислоты и других веществ. Есть виды, вызывающие заболе­вания кожи и легких у человека - аспергиллезы.

9. Плесени рода Penicillum, или кистевики - многоклеточные грибы с плодоносящим телом в виде кисточки. Из некоторых видов зеленой плесени был получен первый антибиотик - пенициллин. Среди пенициллов есть патогенные для человека виды, вызывающие пенициллиоз. Различные виды плесеней могут быть причиной порчи пищевых про­дуктов, медикаментов, биологических препаратов.

10. Дрожжи - дрожжевые грибы (Saccharomycetes, Blastomycetes) име­ют форму круглых или овальных клеток, во много раз крупнее бакте­рий. Средний размер дрожжевых клеток приблизительно равен попе­речнику эритроцита (7-10 мкм). Отличительной морфологической осо­бенностью дрожжей является отсутствие нитевидного мицелия и обыч­ное размножение почкованием. На поверхности материнских клеток возникают отростки, которые, отделившись затем от материнской клет­ки, превращаются в самостоятельные новые особи. Кроме почкова­ния, истинные дрожжи могут размножаться половым способом, обра­зуя аски - половые споры.

11. Большинство видов дрожжей непатогенны. Их способность вызы­вать брожение широко используется в промышленности - в хлебопе­чении, виноделии, в получении спиртов и витаминов. Существуют па­тогенные дрожжевые грибы, вызывающие заболевания, например, Blastomyces dermatitidis - возбудитель бластомикоза, Pneumocystis carinii - возбудитель пневмоцистоза легких.

12. Несовершенные грибы не имеют специальных органов плодоноше­ния. К ним относятся дрожжеподобные грибы и дерматомицеты.

13. Дрожжеподобные грибы, подобно истинным дрожжам, представля­ют собой круглые или овальные клетки, размножающиеся почковани­ем. Но есть два существенных признака, по которым их отличают при проведении микробиологических исследований: дрожжеподобные гри­бы, в отличие от истинных дрожжей, образуют псевдомицелий и не образуют половых спор. Дрожжеподобные грибы рода Candida мо­гут быть обнаружены на слизистых оболочках здоровых людей. У новорожденных и грудных детей, у ослабленных больных они вызывают кандидоз - поражение слизистых оболочек, кожи, внутренних органов. Это заболевание может возникнуть вследствие экзогенного заражения. Но чаще кандидоз развивается как эндогенная инфекция при длитель­ном лечении антибиотиками широкого спектра действия, которые, бу­дучи направлены против бактерий - возбудителей заболевания, попутно подавляют рост бактерий - представителей нормальной микрофлоры организма, что ведет к дисбактериозу. Будучи эукариотамй, грибы Кандида нечувствительны к антибактериальным антибиотикам. Ос­вободившись от антагонистического влияния бактерий, они безудерж­но размножаются и вызывают кандидозы. Наиболее часто возбудите­лями кандидозов у человека являются виды Candida albicans, C.tropicalis и другие.

9. Дрожжи
Дро́жжи — внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах. Объединяет около 1500 видов, относящихся к аскомицетам и базидиомицетам. Границы группы очерчены нечётко: многие грибы, способные вегетативно размножаться в одноклеточной форме и идентифицируемые поэтому как дрожжи, на других стадиях жизненного цикла образуют развитый мицелий, а в ряде случаев и макроскопические плодовые тела. До появления методов молекулярного анализа такие грибы выделяли в особую группу дрожжеподобных, но сейчас их все обычно рассматривают вместе с дрожжами. Исследования 18S рРНК показали близкое родство с типичными дрожжами видов, способных к росту только в виде мицелия ^[1].

Типичные размеры дрожжевых клеток составляют 3—7 мкм в диаметре, а некоторые виды способны вырастать до 40 мкм^[2].

Дрожжи имеют большое практическое значение, особенно пекарские или пивные дрожжи (Saccharomyces cerevisiae). Некоторые виды являются факультативными и условными патогенами. К настоящему времени полностью расшифрован геном дрожжей Saccharomyces cerevisiae (они стали первыми эукариотами, чей геном был полностью секвенирован) и Schizosaccharomyces pombe. ^[3]

14. Химический состав микробной клетки

Вода. Основная составная часть бактериальной клетки, приходящаяся нга воду, — 75—85 %, сухое вещество составляет 15—25 %. Часть воды находится в свободном состоянии, а часть — в связанном. Связанная вода является струк­турным растворителем. Свободная вода служит дис­персионной средой для коллоидов, растворителем для кри­сталлических веществ, источником водородных и гидроксиль-ных ионов. (Например, гидролитические процессы расщепле-

Ведущая роль принадлежит четырем органогенам — кислороду, водороду, углероду и азоту. В процентном отно­шении к сухому веществу бактерии содержат: углерода — 45—55, азота — 8—15, кислорода — 30, водорода-—6—8. Соот­ветственно дрожжи содержат: углерода — 49, азота— 12, кис­лорода—-.31, водорода — 6%. В микроскопических грибах, углерода — 47, азота — 5, кислорода — 40, водорода — 6%. Минеральные вещества. Кроме органогенов в микробных клетках находятся так называемые зольные элементы — минеральные вещества, составляющие от 3 до 10 % сухого вещества микроорганизмов.

Белки — это высокомолекулярные азотсодержащие орга­нические соединения, молекулы которых построены из ами­нокислотных остатков, соединенных между собой ковалент-ными пептидными связями.

Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолеку­лярные биологические полимеры, построенные из мононук-леотидов. Особенно характерно для них содержание фосфора (8—10%) и азота (15—16%), они также содержат углерод, кислород и водород.

Углеводы. В бактериях их содержится 12—18% от сухого вещества. Это многоатомные спирты (сорбит, маннит, дуль-цит); полисахариды (гексозы, пентозы, гликоген, декстрин); моносахариды (глюкоза, глюкуроновая кислота и др.). Угле­воды выполняют энергетическую роль в микробной клетке.

Липиды и липоиды. Липиды—истинные жиры, липоиды — жироподобные вещества.

15. Вирусы: строение, распространение, механизм инфицирования

Вирусы — это паразитические нуклеопротеидные комплексы. Наиболее простые вирусы имеют в своем составе только одну молекулу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК, никогда вместе) и оболочку из молекул белка. В вирусах не идут процессы обмена веществ, они размножаются только в клетке-хозяине. Поэтому их не относят к живым организмам. Вирусы, которые при своем размножении повреждают клетку-хозяина, являются возбудителями заболеваний и считаются патогенными. К заболеваниям вирусной этиологии относятся синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), бешенство, полиомиелит, корь, краснуха, оспа, гепатит, грипп и другие инфекции верхних дыхательных путей (простуды).

Из множества известных вирусов на схеме представлены лишь отдельные представители. Все изображения даны при одинаковом увеличении. Вирусы, размножающиеся только в бактериях, носят название бактериофаги (коротко: фаги). Наиболее простое строение имеет фаг М13 (1). Он состоит из одной однонитевой молекулы ДНК [онДНК (ssDNA)], содержащей примерно 7000 н.о. (н.о. — нуклеиновое основание), окруженной белковой оболочкой из 2700 субъединиц, упакованных по спирали. Оболочка вируса носит название капсид, а структура в целом — нуклеокапсид. M13 используется в генной инженерии в качестве вектора (см. с. 256).

Фаг Т4 (1), один из наиболее крупных вирусов, имеет более сложное строение. В «головке» вируса содержится двунитевая ДНК [днДНК (dsDNA)], насчитывающая 170000 н.о.

Патогенный для растений вирус табачной мозаики (2) построен аналогично M13, но вместо ДНК содержит онРНК (ssRNA). K РНК-содержащим вирусам относится также вирус полиомиелита (полиовирус), вызывающий детский паралич. Нуклеокапсид вируса гриппа имеет дополнительную оболочку, заимствованную у плазматической мембраны клетки-хозяина (B). На липидной оболочке фиксированы вирусные белки, принимающие участие и инфицировании клетки-хозяина.

Дата добавления: 2015-05-10