Тема 4. Лекция 3. Микроорганизмы: общие признаки и

Тема 4. Лекция 3. Микроорганизмы: общие признаки и разнообразие бактерий

От Аристотеля (384 -322 гг. до н. э. ) – 2 царства: растения (Plantae) и животные (Animalia). Бактерии – мельчайшие существа животной природы Э. Геккель (1834 -1919 гг. ) – выделение простейших, водорослей, грибов и бактерий в Protista.

По Меррею: царство Prokaryotae царство Eukaryotae (высшие протисты, растения и животные) Виттекер: 5 царств: Monera (прокариоты), Protista (микроскопические, одноклеточные недифференцированные формы жизни), Plantae, Fungi, Animalia

Микроорганизмы Высшие протисты: - водоросли, - грибы, - простейшие Низшие протисты: - эубактерии, - архебактерии, - риккетсии, - сине-зеленые водоросли (цианобактерии) Неклеточные формы: прионы, вироиды, вирусы, плазмиды

Бактерии [от греч. bakterion, уменьш. от baktron , трость, посох] Представители царства Procariotae, включающего бактерии и сине-зеленые водоросли. Архебактерии [от греч. arche, начало + бактерия] – обитают в биотопах с экстремальными условиями. Метанообразующие, экстремально галофильные, термоацидофильные бактерии

Основные признаки, разделяющие прокариот от эукариот Размер клетки Прокариоты 1– 10 мкм Одноклеточные или нитчатые Эукариоты 10 -100 мкм одноклеточные, нитчатые или истинно многоклеточные

Бактерия Epulopiscium fishelsoni в миллион раз крупнее по объему, чем типичные бактерии, симбионт пищеварительного тракта хирурговой рыбы, обитающей в Красном море

Особенности строения клетки Наличие ядра Прокариоты Эукариоты Морфологически обособленное ядро, нет отделенное от цитоплазмы двойной мембраной (оболочкой) Наличие ядрышек нет есть

Число хромосом и их строение Прокариоты Одна кольцевая хромосома, прикрепленная к мезосоме (нуклеоид). Двухцепочечная ДНК не связана с белками гистонами. У цианобактерий – несколько хромосом в центре цитоплазмы Эукариоты Определенное для каждого вида. Хромосомы линейные, двуцепочечная ДНК, связанная с белкамигистонами

плазмиды прокариоты Имеются, выполняют адаптивные функции, могут передаваться другим бактериям эукариоты обнаружены у митохондрий и пластид

Организация генома прокариоты Имеется до 1, 5 тыс. генов. Большинство генов представлены в единственной копии эукариоты В зависимости от вида от 5 до 200 тыс. генов (у человека около 100 тыс. ). Доля генов, представленных в нескольких копиях, может достигать 45% (при этом число копий 1 гена может достигать нескольких тысяч)

Рибосомы прокариоты Мельче, чем у эукариот: 70 S. Распределены по цитоплазме. Обычно свободны, но могут быть связаны с мембранными структурами. Составляют до 40% массы клетки эукариоты Крупные, 80 S. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или связаны с мембранами ЭПР. В пластидах и митохондриях есть 70 S рибосомы

прокариоты эукариоты Одномембранные замкнутые органеллы Отсутствуют, их функции Многочисленны: ЭПР, выполняют выросты АГ, вакуоли, лизосомы и клеточной мембраны др. Двухмембранные органеллы отсутствуют отсутствует Митохондрии – у всех эукариот, пластиды – у растений Клеточный центр Имеется в клетках животных, грибов, водорослей и мхов

прокариоты эукариоты мезосома Участвует в делении отсутствует клеток и метаболизме клеточная стенка У бактерий – у растений – пептидогликан (муреин), целлюлозная, у грибов – у цианобактерий – хитиновая, у животных целлюлоза и нет пектиновые вещества Капсула или слизистый слой Имеется у некоторых отсутствует бактерий

прокариоты эукариоты жгутики Простого строения, не Сложного строения, содержат микроимеют микротрубочки, D трубочек, D – 20 нм. = 200 нм. Особенности жизнедеятельности Нет движения есть движение цитоплазмы Аэробное клеточное дыхание У бактерий – в В митохондриях. мезосомах, у цианобактерий – на цитоплазматических мембранах

прокариоты эукариоты фотосинтез Происходит на мем. В хлоропластах, на бранах, не имеющих гранах. специфической формы Фагоцитоз и пиноцитоз отсутствует свойственен клеткам животных спорообразование Способны образовы. Споры для вать споры из клетки размножения у для перенесения нерастений и грибов благоприятных условий

прокариоты эукариоты Фиксация азота Некоторые обладают Ни один организм не этой способностью способен Способы деления клетки Равновеликое митоз, мейоз, амитоз бинарное, поперечное деление, редко почкование, нет митоза и мейоза

Прокариоты встречаются виде отдельных клеток или клеточных ассоциаций.

Основные формы бактерий Шарообразной – кокки, Палочковидной, Извитой – вибрионы, спириллы, спирохеты Тороиды, Звезды.

Кокковидные формы

Палочковидные формы – бактерии и бациллы Имеют форму цилиндра, сильно различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечнику. Бактерии не образуют спор, бациллы образуют

Форма и расположение палочковидных бактерий может быть самой разнообразной

Извитые формы – вибрионы, спириллы, спирохеты Спириллы спирохеты Прокариоты спиралевидной формы с различным числом витков.

Тороиды, звезды, бактерии червеобразной формы Тороид – вид замкнутого или разомкнутого кольца

Почкующиеся и стебельковые бактерии 1. Nevskia 2. Gallionella

Размеры и форма клеток существенно варьируют в генетически детерминированных пределах в зависимости от условий роста Прокариоты встречаются в виде различных по степени сложности ассоциаций, образующихся в результате неполного деления

Гомологичные клеточные ассоциации Могут образовывать нити, различной длины

Бактериальные маты Zoogloea ramigera

Бактериальные чехлы и «клеточная кожа» Sphaerotilus natans Acetobacter aceti

Слизистые скопления и чехлы

Образование ассоциаций, или агрегатов, клеток связано также с фимбриями и пилями – клеточными придатками белковой природы

Гетерологичные ассоциации могут быть 1. паразитическими 2. симбиотическими 3. нейтральными 4. комменсализм

Симбиотические ассоциации: - эктосимбиоз, - эндосимбиоз (крупный – хозяин) Ассоциации обеспечивают: - преимущество в питании (за счет фиксации азота, снабжения источниками питания и т. д. ), - опознавательные функции, - защита

Паразитические ассоциации Bdellovibrio bacteriovorus Организм-хозяин

Химический состав бактериальной клетки

Комбинированное строение бактериальной клетки