Шпаргалка по "Биологии и медицине"

Отдел Деинококки (филум “Deinococcus-Thermus”). Включает 1 класс и 10 родов. Содержит 2 порядка: Deinococcales и Thermales. Молекулярные маркеры: основным маркером этого отдела служит сигнатурная последовательность 16S рДНК. Липиды содержат большое количество пальмитолеата (Deinococcales).Окраска по Граму: положительная (Deinococcales), отрицательная (Thermales).Морфология клетки: крупные неподвижные кокки в парах или тетрадах, образуют обычно красные или оранжевые колонии (Deinococcales); неподвижные, прямые палочки или нити до 200 мкм длиной; колонии желтого, оранжевого, красного цвета (Thermales).Физиология: хемоорганотрофы, метаболизм дыхательного типа, углеводы не используют (Deinococcales); гетеротрофы, некоторые виды используют нитраты или нитриты как акцепторы электронов ‒ восстанавливают соединения азота (Thermales).Отношение к кислороду: аэробы.Отношение к температуре: мезофилы (Deinococcales), термофилы (Thermales).Особенности экологии: устойчивы к радиоактивности (Deinococcales); обнаружены в горячих источниках, природных водоемах с термальным загрязнением, водонагревательных установках (Thermales).

Отдел Хлорофлексы –  Chloroflexi. Обобщенно отдел можно назвать «зеленые несерные бактерии и их родственники». Включает 18 родов. Филогенетическое разнообразие внутри отдела велико, представителей относят к 6 (!) классам. Отдел включает класс Thermomicrobia, ранее считавшийся отделом.Хемотаксономические маркеры: некоторые виды образуют желтые, оранжевые, красные каратиноидные пигменты. Фототрофы содержат бактериохлорофилл c, каратиноиды, каротин.Цитология: бактериохлорофилл (если есть) находятся в хлоросомах ‒ маленьких клеточных отсеках, прикрепленных к плазмалемме, и свойственных для семейства Chlorobiaceae.Окраска по Граму: грамотрицательные или редко (часть Термомикробов) – грамположительные.Морфофизиологические типы: (1) нитчатые скользящие бактерии (длинные палочки или нити), (2) нитчатые фототрофные бактерии, (3) кокки, (4) палочки неправильной формы (плеоморфные), одиночные или в парах. Нити состоят из отдельных клеток и часто покрыты чехлом. При обильном росте нитчатые формы образуют структуры, напоминающие плодовые тела. Фототрофы (зеленые бактерии) имеют вид многоклеточных нитей неопределенной длины, содержащих септы, иногда в тонком чехле. На свету и без кислорода клетки имеют желтовато-зеленый цвет, на свету в присутствии кислорода – оранжево-красный.Физиология: фотогетеротрофы (в анаэробных условиях), хемогетеротрофы (в анаэробных условиях), хемоорганотрофы. Фотосинтез у фототрофов аноксигенный (имеется только одна фотосистема). Некоторые виды могут разлагать целлюлозу и хитин, переваривать живые клетки бактерий и дрожжей.Отношение к кислороду: строгие и факультативные анаэробы, облигатные аэробы (тогда метаболизм дыхательного типа).Отношение к температуре: мезофилы, умеренные термофилы, термофилы.Местообитания: пресные и соленые воды, сточные воды (в том числе нагретый ил), почва, навоз, горячие источники (в различных природных зонах). Термофильные виды образуют гелеобразные оранжево-красные ковры (в сообществе с цианобактериями). Мезофильные виды образуют морские микробные ковры на мелководьях или на дне неглубоких пресноводных озер.

27. Цианобактерии (Cyanobacteria) - Самая обширная и разнообразная группа фотосинтезирующих прокариот (112 родов). По системе Кавальер-Смита (2002) отдел делится на 3 класса. К отделу относят обособленную группу Прохлорофитов (Prochlorophytes) – наряду с хлорофиллом a содержат хлорофилл b и не имеют фикобилиновых пигментов.

Окраска по Граму: грамотрицательные.

Молекулярные  маркеры, биохимия: клетки содержат хлорофилл. Фотосинтетические пигменты (хлорофилл a₁ и каратиноиды) находятся в тилакоидах. Во внешней мембране клетки имеются липополисахариды.

Морфология клеток: одноклеточные, колониальные, нитчатые. Слой пептидогликана тонкий. Клетки или нити могут быть окружены внеклеточным чехлом, капсулой, или слизью. Жгутики отсутствуют. Скользящее движение имеется у некоторых видов. Цвет клеток: сине-зеленый, зеленый, красный, пурпурный, коричневый, почти черный. Деление: бинарное, или в нитях – путем впячивания клеточной мембраны. Ложное ветвление нитей не связано с их ростом, а результат прикрепления нитей под углом. Редко для одноклеточных форм – деление почкованием. Некоторые виды способны к дифференциации клеток – образованию гетероцист (основная функция – фиксация азота) и акинет (покоящиеся структуры).

Физиология: фотоавтотрофы, осуществляют оксигенный фотосинтез. В виде исключения возможна фотогетеротрофия и хемогетеротрофия. Обобщающая черта – наличие двух фотосистем и использование воды как восстановителя (фотолиз воды) в процессе фотосинтеза (2Н2O -> O2 + 4H+ + 4e-). Фотосистема 2 включает светособирающие пигменты фикобилипротеины (снаружи тилакоидов), фотосистема 1 – электроны в ЭТЦ поступают только от хлорофилла a₁ как от донора электронов.Жизненный цикл: усложненный, с образованием акинет.Местообитания: свободноживущие ‒ в пресных водах (планктон, бентос) и морских водах; имеются сухопутные формы; эндосимбионты грибов и диатомовых водорослей; экзосимбионты грибов (образуют лишайники), печоночников, водных папоротников.

28. Краткая характеристика отделов Gemmatimonadetes, Fibrobacteres, Spirochaetes.

Отдел Гемматимонады  - Gemmatimonadetes.

Отдел описан на основе 1 культивируемого  вида, Gemmatimonas aurantiaca, в 2003 г.Молекулярные маркеры: основной дыхательный хинон – менахинон 9.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клеток: палочки, делятся почкованием.Отношение к температуре: G. aurantiaca ‒ мезофил, при температуре выше +37 не растет.Распространение, экология: Gemmatimonas aurantiaca найден в Японии, в реакторе для переработки сточных вод, в условиях извлечения биогенного фосфора. Образцы сиквенсов из окружающей среды показывают, что представители данного отдела (пока не известные в культуре) встречаются в природе довольно широко.

 Отдел  Фибробактерии – Fibrobacteres.Включает 1 род Fibrobacter. Морфология клетки: палочки или изменчивые овальные клетки. Неподвижные. Физиология: сбраживают целлюлозу. Основные продукты брожения – уксусная и янтарная кислота. Местообитания: выделены из желудочно-кишечного тракта млекопитающих.

 Отдел  Спирохеты – Spirochaetes (Spirochaetae). Включает 16 родов, относимых к 1 классу.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: подвижные (за счет изгибания и вращения) узкие клетки спиральной формы. В уникальных случаях внутри бактерии могут иметься септы. Снаружи покрыты многослойной мембраной. Между наружной мембраной и плазмалеммой содержат периплазматические жгутики – аксостиль.Физиология: хемогетеротрофы.Отношение к кислороду: аэробы и факультативные анаэробы.Образ жизни: свободноживущие и симбиотические, ряд видов патогенны (для человека и животных). Патогенные виды вызывают сифилис, возвратный тиф, болезнь Лайма, кишечный спирохетоз.

29. Краткая характеристика отделов планктобактерий: Planctomycetes, Chlamydiae, Lentisphaerae, Verrucomicrobia.

Отдел Веррукомикробы - Verrucomicrobia. Включает 14 родов, относящихся к 2-м классам. Отдел был предложен в 1997 г.Молекулярные маркеры: клеточная стенка включает мезо-диаминопимелиновую кислоту.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: неподвижные, палочковидные, веретеновидные, вибриоидные, снабженные простеками. Клетки имеют от единственной полярной до многочисленных простек, отходящих от клетки во все стороны (Verrucomicrobium) и достигающих длины около 0.5 мкм. Из кончиков простек могут выходить фимбрии (Verrucomicrobium). Prosthecobacter ‒ клетки с простекой (от 1-й и более), плавно сужающейся от полюса клетки, но с утолщением на конце и липким прикрепительным диском. Бинарное деление перетяжкой, без образования септы.Физиология: хемогетеротрофы.Отношение к кислороду: аэробы и факультативные анаэробы.Отношение к температуре: мезофилы.Среды обитания: почвы, пресные и морские воды.

Отдел Лентисферы - Lentisphaerae. Отдел предложен в на основе 2 видов родов Lentisphaera (L. araneosa) и Victivallis. Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: клетки сферические. Lentisphaera ‒ это морская бактерия, выделяющая в окружающую среду прозрачный полимер. Растущие клетки соединяются друг с другом прозрачным экзополимером в трехмерную сеть.Физиология: хемогетеротрофы, факультативные олиготрофы.Отношение к кислороду: аэробы (Lentisphaera), анаэробы (Victivallis).Среды обитания: моря. Lentisphaera из воды методом сильных разведений. Сиквенсы Victivallis выделены также из анаэробных наземных местообитаний.Распространение: тихоокеанское побережье США. Сходные с Lentisphaera сиквенсы найдены также в Атлантическом океане.

Отдел Хламидии – Chlamydiae. 6 родов, 1 класс.Хемотаксономические признаки: не содержат муреина в клеточной стенке.Окраска по Граму: вариабельная.Морфология клетки: неподвижные кокки.Особенности физиологии: не вырабатывают собственной АТФ, зависимы от АТФ клеток хозяина.Образ жизни: все виды патогенны, размножаются только внутри связанных с мембраной вакуолей в протоплазме клеток человека, млекопитающих, птиц. Цикл развития начинается с мелких элементарных телец, которые преобразуются в крупные делящиеся тельца.

Отдел Планктобактерии – Planctomycetes (Planctobacteria). Включает 12 родов, относимых к 2 классам.Хемотаксономические признаки: муреин в клеточных стенках отсутствует.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клеток: клетки кокковидные, овальные, грушевидные, собраны в розетки или нити. Размножаются почкованием. Клетки образуют стебельки – выросты, не являющиеся простеками. Движение: скольжение, пучок полярных жгутиков или один субполярный жгутик. Нуклеоид окружен мембраной.Физиология: гетеротрофы.Отношение к кислороду: аэробы.Обитают: пресные воды, соленые озера, моря.

30. Краткая характеристика отделов Chlorobi и Bacteroidetes.

Отдел Хлоробы - Chlorobi.Филогенетическое положение: ранее объединялся с отделом Bacteroidetes в «надотдел» или «суперфилум».Включает 7 родов, относимых к 2 классам.Молекулярные маркеры: основные пигменты ‒ бактериохлорофиллы c, d, e, в небольшом количестве бактериохлорофилл a.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: преимущественно палочки, овальные или спиральные клетки, размером часто 0.4‒3 x 0.3‒1 мкм. Могут образовывать нити или стрептококкоподобные цепочки. Неподвижные. Окрашены в зеленый или коричневый цвет.Физиология: фототрофы, растут за счет фотоассимиляции простых органических веществ. При фототрофном росте используют сульфид, тиосульфат, полисульфидную серу в качестве доноров электронов для ассимиляции CO2. При окислении сульфида снаружи клеток появляются глобулы серы. Конечный продукт окисления ‒ сульфат. Большинство родов способны к хемогетеротрофному росту в микроаэробных и аэробных условиях. Источник азота ‒ аммиак или молекулярный азот (азотфиксаторы). Требовательны к витаминам (биотин, тиамин).Отношение к кислороду: строгие анаэробы.Местообитания: сульфидсодержащие ил и вода пресноводных, солоноватых и морских сред.Наиболее характерный род: Chlorobium.

Отдел Бактероиды - Bacteroidetes. Большой отдел, включает 232 рода, относимых к 4-м классам.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: фенотип клеток очень разнообразен. Палочки прямые (с параллельными сторонами и закругленными концами), изогнутые (до подковообразных и кольцевидных), спиральные, в парах, коротких цепочках, вильчатых структурах; неподвижные или подвижные, с одним (полярным) или малочисленными жгутиками или подвижны за счет скольжения либо изгибания. Нередко клетки плеоморфные, со вздутиями, содержат вакуоли, иногда меняют морфологию на протяжении жизненного цикла. Например, род Flexibacter: молодые клетки нитевидные, очень подвижные, в старых культурах – короткие, неподвижные палочки. Иногда образуют микроцисты – покоящиеся стойкие формы. При образовании спор (микроцист) в бактериальной клетке уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность, протопласт сжимается и покрывается очень плотной оболочкой.Отношение к кислороду: анаэробы (осуществляют брожение – метаболизм бродильного типа), или аэробы – метаболизм дыхательного типа, хемоорганотрофы.Места обитания: свободноживущие (почва, пресные и морские воды), симбионты беспозвоночных, паразиты человека и животных (ротовая полость, пищеварительный тракт, абсцессы-нагноения, в особенности род Bacteroides).

31.Отдел Хризиогенеты – Chrysiogenetes.

Включает 3 рода, 1 класс. Окраска  по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: подвижные палочки.Физиология: восстанавливают арсенат до арсенита. Могут восстанавливать нитраты до аммония. Донором электронов и источником углерода выступает также уксусная кислота.Отношение к кислороду: аэробы.Наиболее типичный вид: Chrysiogenes arsenatis, выделен из золотых приисков в Австралии.

Отдел Элюзимикробы - Elusimicrobia. Отдел описан на основе 1 вида, Elusimicrobium minutum, в 2009 г. Ранее назывался «термитный филум TG1».Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: ультрамикробактерии-палочки (0.3‒2.5 мкм длиной, 0.17‒0.3 мкм шириной). Культуры плеоморфны (форма клеток изменчива) в различных фазах роста.Физиология: гетеротрофы.Отношение к кислороду: облигатные анаэробы.Отношение к температуре: мезофилы.Местообитания: вид выделен из кишечника личинки жука.

Отдел Арматимонады - Armatimonadetes. Отдел описан в 2011 г. на основе 1 вида, Armatimonas rosea. Ранее арматимонад относили к «кандидатному филуму OP10».Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: яйцевидные до бациллярных (палочковидных). Образуют розоватые твердые колонии на поверхности агара.Физиология: хемогетеротрофы.Отношение к кислороду: аэробы.Отношение к температуре: мезофилы (не растут при +15С и при +45С) или термофилы.Местообитания: ризоплана водных растений в пресноводных озерах; геотермальные почвы.Распространение: Японии; Новая Зеландия.

Отдел Ацидобактерии - Acidobacteria. Включает 11 родов, 2 класса.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: палочки.Физиология: хемоорганогетеротрофы; ряд видов ацетогенны – деградируют органические соединения до уксусной кислоты.Отношение к кислороду: аэробы.Отношение к температуре: мезофилы, некоторые ‒ термофилы.Культивирование: многие описанные виды пока не выделены в культуру.Местообитания: обильны в почвах, в том числе включают виды-термофилы в геотермальных почвах.Характерные представители: Holophaga (Acetobacteria)

32. Отдел Протеобактерии – Proteobacteria.

Является самым крупным  отделом грамотрицательных бактерий и прокариот вообще (включает более чем 1300 видов, почти 400 родов). Внутри отдела выделяют 6 классов: альфа-, бета-, гамма-, дельта-, эпсилон- и дзетапротеобактерии.

Морфология клеток: кокки, палочки, овальные клетки (коккобациллы), изогнутые палочки, спиральные, вильчатые  клетки (“крылья чайки”). Клетки одиночные; в цепочках; в цепочах, заключенных  в чехлы; скользящие нити. Клетки без  выростов или с простеками (часто  на конце простеки имеется прикрепительный  диск). Некоторые виды способны образовывать капсулы (окружающие одну или несколько  клеток) и цисты (только вокруг одной  клетки). Ряд видов образует округлые плодовые тела, содержащие округлые микроцисты. Делятся: бинарно или почкованием.