ОСНОВЫ СИСТЕМАТИКИ МИКРООРГАНИЗМОВ. МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ.

Таксономические категории (ряды) Царство (Regnum) Отдел (Divisio) Класс (Clasis) Порядок (Ordo) Семейство (Familia) Род (Genius) Вид (Spesis)

• Вид - это совокупность особей, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по биологическим признакам и способных вызывать в стандартных условиях качественно определенные процессы. • Штамм - более узкое понятие, чем вид, означает совокупность особей одного вида, выделенных из одного или разных источников в разное время. Так, если возбудитель выделен из воды, то его называют водный штамм , а если из фекалий – фекальный штамм. • Клон – культура микроорганизмов, полученная из одной клетки. Чистая культура – популяция микроорганизмов одного вид.

Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0, 1 до 10 мкм. На обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией. Начало этой науке положил Антони ван Левенгук в XVII веке.

По теоретическим подсчётам сферическая клетка диаметром менее 0, 15 -0, 20 мкм становится неспособной к самостоятельному воспроизведению, поскольку в ней физически не помещаются все необходимые биополимеры и структуры в достаточном количестве.

Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. v. Они встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. v. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.

ЧИСТАЯ КУЛЬТУРА СОВОКУПНОСТЬ ОДНОРОДНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ НА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ, ДЛЯ КОТОРЫХ ХАРАКТЕРНО СХОДСТВО БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Определение видовой принадлежности выделенных микроорганизмов, путем сравнения основных биологических свойств с признаками, описанными в литературе (определителях) присвоение ему научного наименования Идентификация микроорганизмов – заключительный этап любого микробиологического исследования

В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар.

Две важнейшие экологические функции бактерий – фиксация азота и минерализация органических останков.

Сравнительная характеристика прокариотической и эукариотической клетки

СТРОЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ 1) Капсула 2) Клеточная стенка 3) Цитоплазматическая мембрана 4) Протопласт 3 9 11 5 1 5) Базальное тельце 6) Жгутик 5 7) Ворсинки(пили/фимбр 4 8 6 10 ии) 4 8) Нуклеоид 2 9) Мезосомы 7 10) Рибосомы 11) Включения волютина, жира, полисахаридов

В бактериальной клетке отсутствует ядро как таковое, хромосомы не отделены от цитоплазмы оболочкой ядра, а свободно располагаются в ней. Кроме того, в клетке бактерии отсутствуют ряд органоидов (н-р: комлпекс Гольджи, митохондрии, центриоли). Снаружи клеточная мембрана окружена клеточной стенкой.

Функции КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ q Придает бактерии определенную форму q Сдерживает высокое осмотическое давление q Участвует в делении клетки q Участвует в транспорте метаболитов q Защищает от внешнего воздействия q Несет антигенный комплекс

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА–СТРУКТУРА БАКТЕРИЙ И ГРИБОВ, РАСПОЛАГАЮЩАЯСЯ МЕЖДУ ЦПМ И КАПСУЛОЙ ИЛИ ИОНИЗИРОВАННЫМ СЛОЕМ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

ЖГУТИКИ q. Органоиды движения бактерий q. Белковой природы q. Тонкие, длинные

• Фимбрии или реснички – короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прикрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек). F- пили (фактор фертильности) – аппарат конъюгации бактерий, встречаются в небольшом количестве в виде тонких белковых ворсинок.

Химический состав бактериальной клетки • Химический состав прокариотических клеток включает ДНК и РНК, белки, липиды, углеводы, минеральные вещества, воду. Вода может составлять до 85% бактериальной клетки (все зависит от вида микроорганизмов, физического состояния клетки) и находится в свободном и связанном с биополимерами состоянии. Вода выполняет функции растворителя, участвует в реакциях промежуточного метаболизма. • Минеральные вещества, химические элементы. На долю минеральных веществ приходится 2 -14% сухой массы клетки. Бактериальная клетка содержит макроэлементы (C, N, O, H); микроэлементы (P, K, Na, Mg, Ca и др. ) и ультрамикроэлементы (Mn, Zn, Mo, B, Cr, и др. ). Основные химические элементы микробов входят в состав нуклеиновых кислот, белков, липидов, полисахаридов. Отличительный биополимер прокариотов – пептидогликан ( гликопептид). • В прокариотической клетке 10% РНК и 3 -4% ДНК, выполняющих функцию хранения, передачи наследственной информации. • Белки. В состав клеток прокариот входят простые и сложные белки, на их долю приходится 50 -70% сухой массы клетки. Представлены ферментами, обеспечивающими процессы жизнедеятельности, белками транспорта веществ, токсинами, структурными белками (ЦПМ, клеточная стенка и др. ) • Липиды. В состав липидов прокариотов входят жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, гликолипиды, воска, а также специфические для микробов липиды (тубекостеариновая и миколовая жирные кислоты и др. ). В основном липиды входят в состав ЦПМ и клеточной стенки. • Углеводы выполняют роль структурных компонентов, источника энергии, углерода, включают моносахариды, олигосахариды, полисахариды. . Специфическими для прокариотов являются, например, N-ацетилглюкозамин (компонент клеточной стенки микробов), тейхоевые кислоты ( характерны для грамположительных микробов).

Большинство – готовыми органическими веществами Сине-зеленые (цианобактерии) - сами создают органическое вещество Многоклеточная нитчатая цианобактерия Anabaena sphaerica

По способу питания бактерии делятся на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы. Ø К автотрофам, не нуждающимся в веществах, произведённых другими организмами, относятся, пурпурные бактерии , цианобактерии , железобактерии, серобактерии, азотные бактерии. ØК гетеротрофам относятся паразиты (возбудители, менингита. ) и сапрофиты (например, бактерии гниения или брожения).

Бактерии широко применяются в пищевой промышленности для производства сыров и кисломолочной продукции, квашения капусты (при этом образуются органические кислоты). Бактерии используются для выщелачивания руд (прежде всего, медных и урановых), для очистки сточных вод от органических останков, при обработке шёлка и кож, для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, для производства медицинских препаратов (например, интерферона).

Значение бактерий в природе üПочвенные бактерии участвуют в образовании каменного угля, нефти, торфа и т. д. üГнилостные бактерии разлагают органические вещества на неорганические, делая их доступными для растений. ü Нитрифицирующие и азотофиксирующие бактерии участвуют в круговороте азота. ü результате деятельности гнилостных бактерий земля В очищается от трупов животных и растений, что обеспечивает также и плодородие почв.

Большинство бактерий передвигаются пассивно, с помощью водных или воздушных течений. Только некоторые из них имеют жгутики. Они ввинчиваются в среду, продвигая клетку вперёд. По-видимому, это единственная известная в природе структура, использующая принцип колеса. По своей форме бактерии делятся на несколько групп: vкокки (имеют округлую форму); vбациллы (имеют палочковидную форму) vспириллы (имеют форму спирали) vвибрионы (имеют форму запятой)

МНОГООБРАЗИЕ БАКТЕРИЙ

МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ КОККИ ПАЛОЧКИ ИЗВИТЫЕ

Название «бактерии» ввёл в употребление Христиан Эренберг в 1828. Эренберг Христиан Готфрид Член-корреспондент, иностранный член, почетный член РАН

КОККИ 1. МОНОКОККИ 1 2. ДИПЛОКОККИ 2 3. СТРЕПТОКОККИ 3 4. ТЕТРОКОККИ 4 5. СТАФИЛОКОККИ 5 6. САРЦИНЫ 6

тетракокки

СТРЕПТОКОККИ

СТАФИЛОКОККИ

САРЦИНЫ

ИЗВИТЫЕ • ВИБРИОНЫ 1 • СПИРИЛЛЫ 2 • СПИРОХЕТЫ 3

БАЦИЛЛЫ

РАСПОЛОЖЕНИЕ ДРУГ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГА ДЛЯ ПАЛОЧКОВИДНЫХ БАКТЕРИЙ БЕСПОРЯДОЧНОЕ

ПАРАМИ (ПАРНОЕ)

• ПОД УГЛОМ

ЦЕПОЧКОЙ (СТРЕПТОБАЦИЛЛЫ)

КЛОСТРИДИИ

ВИБРИОНЫ

СПИРИЛЛЫ

СПИРОХЕТЫ

По строению клеточной стенки и способности окрашиваться по Граму бактерии: КЛАССИФИЦИРУЮТ на ФИРМИКУТЫ (Firmicutes Firmus-толстый Cutes-кожа) Гр+ ГРАЦИЛИКУТЫ (Gracilicutes Gracilus- тонкий cutes-кожа ) Гр-

Значение бактерий в жизни человека • Бактерии молочнокислого брожения используются для приготовления молочнокислых продуктов (творог, простокваша, масло, сметана); в сельском хозяйстве — при силосовании кормов, квашении капусты, засолке огурцов и помидоров. • Бактерии уксуснокислого брожения используются для получения винного уксуса, который применяется для маринования плодов и овощей. • Они используются в кожевенной и текстильной промышленности при мочке льна и конопли, в микробиологической промышленности, в медицине для приготовления сывороток, вакцин, антибиотиков • Бактерии активно используются в генной инженерии и в биотехнологии.

Быстрое размножение кисломолочных бактерий в молоке приводит к тому, что оно скисает за считанные часы.