Значение микроорганизмов

 

8. Цитоплазма  как составная часть бактериальной клетки. Органеллы клетки.

 

Цитоплазма занимает центральную часть клетки. Это  жидкая коллоидная система, на 75-80% состоящая из воды. Остальное приходится на долю белков, жиров, углеводов. Цитоплазма неоднородна. В ней имеются гранулы или включения 2-х типов:

1 тип гранул обязателен для клетки, т.к. выполняет постоянную функцию и их потеря приводит клетку к гибели, такие гранулы называются органоидами или органеллами.

2 тип гранул  необязателен для клетки, не выполняет постоянной функции и их утрата не приводит клетку к гибели. Такие гранулы называются запасными питательными веществами. К ним относятся капельки жира, зерна крахмала, гликогена, волютина, кристаллики  минеральных веществ (серы, железа, кальция). Они накапливаются в благоприятных условиях жизни и расходуются по мере голодания клетки.

Важнейшее значение в  клетке имеют органоиды. К ним  относят:

1. Рибосомы – шарообразные тельца, состоящие из белка и РНК, в которых происходит биосинтез белка клетки (фабрики белка).
2. Мезосомы – представляет собой вспячивание внутренней цитоплазмы цитоплазматической мембраны. На мезасоме находятся окислительно-восстановительные ферменты, принимающие участие в дыхании клетки. Основная функция мезасом – энергетическая. Назвают мезосомы силовыми станциями клетки. Кроме того, мезосомы участвуют в формировании клеточной перетяжки при делении клетки.
3. Вакуоли (появляются с возрастом) – полости, заполненные клеточным соком. Они поддерживают осмотическое давление клетки, а также обезвреживают клетку от ядовитых продуктов жизнедеятельности.
4. Хроматофоры – гранулы, содержащие в себе красящие вещества или пигменты, присущи только окрашенным формам бактерий. У бесцветных форм их нет.

 

9. Ядро бактериальной клетки.

 

У бактерий нет истинного ядра, представленного парным количеством хромосом (ДНК), окруженных ядерной оболочкой и имеющим ядрышки. Вместо этого у бактерий имеется ядерное вещество или ядроподобное образования или нуклеоид. Оно представлено одной молекулой ДНК (хромосомой), свернутой в кольцо и расположенной в центре клетки. В нем нет ядрышек, ядерной оболочки и поэтому оно может менять свою форму. Основная функция ядерного вещества – это передача наследственной информации дочерним клеткам. Информация заключена в генах, т.е. участках молек. ДНК, отвечающих за развитие определенного признака (формы, размера бактерий, спорообразование, подвижность).

Организмы, имеющие  ядерное вещество вместо ядра называется прокариотами или доядерными организмами. Типичными представителями прокариотов  являются бактерии.

Организмы, имеющие истинное ядро называются эукариотами или ядерными организмами.

 

10. Подвижность бактерий.

 

Все кокки неподвижны. Извитые формы бактерий подвижны все за счет изгибов собственного тела. Палочки могут быть подвижны и неподвижны. Подвижность палочек обуславливается наличием жгутиков. Жгутики – длинные тонкие белковые нити, скрученные в канатик и берущие начало из цитоплазмы. Они легко ломаются и при утере больше не восстанавливаются. В зависимости от количества и места расположения жгутиков подвижные палочки делятся на 4 группы:

1. палочки, имеющие 1 жгутик с 1 конца – монотрихи; (трихи – нить)
2. палочки, имеющие пучок жгутиков с 1 конца – лофотрихи;
3. палочки, имеющие либо по жгутику, либо по пучку с обеих сторон (с полярных концов) – амфитрихи;
4. палочки, имеющие жгутики по всему периметру – перитрихи.

Скорость движения бактерий различна, но в среднем в 1 с бактерия проходит расстояние, равное длине  собственного тела. Наиболее подвижный  холерный вибрион. Его скорость в 2-3 раза выше, чем обычных бактерий.

Помимо жгутиков некоторые бактерии, как палочки так и кокки могут иметь реснички или фимбрии. Они представляют собой толстые, короткие, полые внутри трубочки и являются выростом клеточной стенки. Они увеличивают всасывающую поверхность тела и кроме того способствуют прикреплению бактерий друг к другу и к субстрату, т.е. выполняют функцию, противоположную функции жгутиков.

 

11. Спорообразование  бактерий.

 

В неблагоприятных условиях жизни (при нехватке питательных  веществ, высушивании, действие высоких  и низких температур, УФ, радиации, химич. веществ) некоторые бактерии могут начать образовывать спору.

Вначале клетка теряет свободную  воду, накапливает питательные вещества, цитоплазма сгущается в каком  то месте клетки и покрывается  плотной многослойной оболочкой, содержащей дипиколиновую кислоту, которая придает устойчивость споры к действию высоких температур. Затем вегетативная клетка, т.е. клетка в состоянии роста растворяется, образующаяся спора попадает в окружающую среду и может находиться в ней очень долго. При наступлении благоприятных условий спора очень быстро вновь превращается в вегетативную клетку. Основное назначение спорообразования – перенесение клеткой неблагоприятных условий с целью выживания вида. Образовывать споры могут только некоторые палочки: бациллы и клостридии. При этом размер и месторасположение спор клетки могут быть различны. У бацилл размер образовавшейся споры меньше размеров самой клетки, поэтому спора не видоизменяет клетку. Она может находится в центре клетки, сдвинута к концу, полюсу. Такой тип расположения споры называется бациллярным.

У клостридий размер образовавшейся споры всегда больше самой клетки, поэтому клетка со спорой видоизменяется. Если спора располагается в центре клетки, то клетка приобретает вид веретена или челнока. Такой тип расположения споры называется клостридиальным.

Если спора сдвинута (смещена) к одному из концов клетки, то клетка приобретает вид либо теннисной  ракетки, либо барабанной палочки. Такой  тип расположения споры называется плектридиальным.

 

12. Размножение бактерий.

 

Основной способ размножения  – простое деление клетки пополам. Этому предшествует деление ядерного вещества, органоидов клетки, которые расходятся к разным полюсам клетки, а затем при помощи мезосом формируется клеточная перетяжка, образуется 2 идентичные клетки.

Палочки делятся поперек, кокки – в разных плоскостях.

Второй способ размножения  присущ только уксусно-кислым бактериям  – почкование. При этом на материнской клетки образуется бугорок – почка, в который переходит часть разделившегося ядра, затем путем  смыкания клеточной оболочки отшнуровывается от материнской клетки.

Скорость размножения  бактерий огромна. За сутки у одной  бактерии при благоприятных условиях сменяется столько поколений, сколько у человека за 5000 лет.

 

13. Классификация и номенклатура бактерий.

 

Минимальной системной  единицей в биологии является вид. Под  видом бактерий понимают группу бактерий, обладающей общими признаками:

- культуральные признаки характеризуют особенности роста колоний на питательном субстрате (размер, форму, цвет и т.д.)

- морфологические признаки характеризуют внешний вид, подвижность, способность образовывать споры бактериальной клеткой.

- физиологические признаки характеризуют данные об обмене веществ бактерий (отношение к кислороду воздуха, способность сбраживать сахара, способность усваивать различные соединения, расщеплять белки и т.д.).

 

Номенклатура бактерий состоит из 2-х слов:

1-е – название рода (с большой буквы)    (сенная  палочка)

2-е - название вида (с малой буквы).

 

Для бактерий существует понятие штамма. Штамм – бактерии одного вида, но выделенные из различных источников. Штамм записывается условным штрихом.

 

14. Лучистые  грибки или актиномицеты.

 

Актиномицеты получили название за характерный рост колоний  на питательном субстрате. Колонии имеют плотную центральную часть, от которой к периферии расходятся лучи. Актиномицеты занимают промежуточное положение между бактериями и плесневыми грибами.

С бактериями их роднит:

1 – отсутствие истинного  ядра;

2 – одинаковое строение клеточной оболочки;

3 – наличие в клетках  пигментов.

 

С грибами их объединяет:

1 – строение тела  в виде мицелия;

2 – размножение при  помощи спор;

3 – колонии актиномицет  очень прочно врастают в питательный  субстрат.

Актиномицеты – одноклеточные, неподвижные органеллы. Тело их может быть ветвистым, в виде завитков, реже – в виде сильно искривленных палочек. От внешних гифов отходят споры, с помощью которых размножаются. На  субстратах  они образуют окрашенные колонии, внешне напоминающие колонии бактерий, но в отличие от них очень глубоко и прочно  врастающие в субстрат.

Актиномицеты широко распространены в природе. Основное место обитания – почва. Продукты их жизнедеятельности имеют характерный землистый запах (весенний запах леса).

Значение актиномицетов:

1 – поддерживают круговорот веществ в природе;

2 – их используют для получения антибиотиков (лучистый гриб  Actynomyces streptomycini – стрептомицин);

3 – порча пищевых продуктов (придают землистый запах), глубоко врастая в них;

4 – инфекционные заболевания (туберкулез, дифтерия).

 

15. Строение тела  плесневого гриба. Видоизменения  мицелия.

 

Грибы (по латыни Mycota, Fungi) – широко  распространенная группа живых организмов, которые относятся к низшим споровым растениям, т.е растениям, размножающимся при помощи спор (хвощи и т.д.). Грибы не содержат пигмента хлорофилла, поэтому не осуществляют фотосинтез, т.е. не образуют углеводы из СО₂ и Н₂О. Т.о., грибы нуждаются в притоке готовых органических веществ извне, т.е. по типу питания они относятся к гетеротрофам. По типу дыхания грибы относятся к строгим аэробам.

Тело гриба называется грибницей  или мицелием. Он представляет собой  совокупность тонких, белых, сросшихся  между собой нитей или гифов. Растет концами гифов от центра к  периферии. По характеру роста мицелий  различают субстратным (который растет только на поверхности субстрата или слегка вдается) и воздушным (который поднимается над субстратом и несет на себе органы размножения).

По строению – мицелий может быть одноклеточным и многоклеточным. Одноклеточный –одна гигантская, сильно разросшаяся клетка, у которой нет перегородок (септ). Многоклеточный мицелий состоит из множества клеток, которые отделены друг от друга септами (септированный мицелий, присущ высшим грибам).

В ходе жизни мицелий  может изменяться и приобретать новые формы. К видоизменениям мицелия относят:

1 – оидии

2 – склероции

3 – хламидоспоры

4 – мицеллиальные тяжи

 

16. Строение клетки  плесневых грибов.

 

Грибы – типичные эукариоты. В их клетке различают клеточную оболочку, цитоплазму с включениями и ядро, передающее наследственную информацию. Для грибов характерна многоядерность. Клеточная оболочка имеет иное строение, чем у бактерий, не окрашивается по Граму. В их состав входят различные вещества, но самое интересное - животный полисахарид (фунгин). Он встречается в крыльях жуков, панцире рака. Вот почему грибы – трудноперевариваемыми.

В цитоплазме обнаружены рибосомы (в них – синтез белка). Вместо мезасом имеются митохондрии, встречаются вакуоли, лизосомы, аппарат Гольджи.

 

17. Способы  размножения плесневых грибов.

 

Грибы размножаются несколькими способами:

1 – кусочками мицелия  (фрагментация);

2 – склероциями;

3 – хламидоспорами –  позволяет переносить неблагоприятные условия;

4 – почкованием;

5 – деление клетки  пополам (дрожжи);

6 – при помощи спор – основной способ размножения.

Споры могут  образовываться как бесполым, так  и половым способом.

 

18. Бесполое спорообразование  плесневых грибов.

 

Протекает по разному у низших и высших грибов.

У низших грибов на определенной стадии развития гриба перпендикулярно  поверхности мицелия отрастает гиф, который называется спорангионосец. На нём вырастает крупная клетка – спорангия, внутри которой вырастают спорангиоспоры. Т.к. эти споры вызревают внутри клетки их называются эндоспорами. Иногда спорангиоспоры приобретают жгутики и становятся подвижными. Они называются зооспорами.

Высшие грибы размножаются бесполым путем с помощью наружных спор, которые называются экзоспорами или конидиями. Конидии вызревают на специальных отростках перпендикулярных поверхности гифа – конидиеносцах. Они разнообразны по строению.

Строение 2-х наиболее встречающихся конидиеносцев:

Первый: конидиеносец одноклеточный неразветвленный, на нем вызревают бутылочковидные клетки – стеригмы, от них отходят конидии, соединенные в цепочку. Такой конидиеносец напоминает струйки воды, вылившейся из лейки и он называется леечным грибом или леечной плесенью. Леечные грибы относятся к роду аспергилус (Aspergilys).

Второй случай: конидиеносец многоклеточный, многократно разветвлен, без стеригм и сразу от него отходят конидии, соединенные в цепочки. Такой конидиеносец напоминает либо кисточку, либо кисть руки. Такие грибы называются кистевыми грибами, кистевой плесенью или грибы-кистевики. Они относятся к роду пенецилиум (Pеnecilium).