3. Классификация это процесс разбиения множества организмов на основе учета их общих признаков на классы, группы (таксоны). Классификация является составной частью систематики.
Таксономия (греч. taxis — расположение по порядку, закон)—теория классификации, систематизации живой природы.
Термины «систематика» и «таксономия» в литературе часто употребляются как синонимы. Однако систематика является более широким понятием, чем таксономия.
Структурно систематика включает три самостоятельные составные части: классификацию, идентификацию и номенклатуру. Классификация, как уже упоминалось,— это разбиение организмов на таксономические группы.
Идентификация — это определение принадлежности изучаемого организма к тому или иному таксону.
Номенклатура — это свод правил присвоения названий таксонам и список этих названий. Номенклатура вступает в действие после того, как выполнена вся классификационная работа, то есть классификация предшествует номенклатуре, но, выполняя функции «информационного языка», до некоторой степени номенклатура независима от классификации.
|
4. МОРФОЛОГИЯ И СТРОЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
Бактерии (греч. bakterion — палочка)—микроорганизмы с прокариотным типом строения. Преимущественно это одноклеточные организмы, однако существует немало форм, состоящих из многих клеток. Термин «прокариоты» равнозначен термину «бактерии».
Бактерии не видимы невооруженным глазом. Поэтому для их изучения используют световые и электронные микроскопы. Клетки бактерий измеряются в микрометрах (1 мкм = 10-6 м), элементы тонкого строения — в нанометрах (1 нм = 109 м). Предел разрешения светового микроскопа составляет 0,2 мкм, современных моделей электронных микроскопов — 0,15—0,3 нм. Средние размеры прокариот лежат в пределах 0,5—3 мкм. Наиболее стабильны кокки — их размер 0,5—2 мкм. Палочковидные формы обычно длиной 2—10 и шириной 0,5—1 мкм, мелкие палочки соответственно 0,7—1,5 и 0,2—0,4 мкм.
Кокки (греч. kokkos — зерно, лат. coccus — ягода) имеют сферическую форму в виде правильного шара, эллипса, боба, ланцета. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления различают: микрококки, или монококки, стафилококки, диплококки, стрептококки, тетракокки и сардины.
Микрококки (лат. micrococcus — маленький) делятся в разных плоскостях и располагаются одиночно, па;рами или беспорядочно. Сапрофиты обитают в почве, воде, воздухе. Например, Micrococcus luteus.
Стафилококки (греч. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, делящиеся в различных плоскостях и располагающиеся несимметричными гроздьями-, иногда одиночно, парами, тетрадами. Сапрофиты и патогенные. Например, Staphylococ-cus aureus.
Диплококки (греч. diploos — двойной) делятся в одной плоскости, образуя попарно соединенные кокки. Например, Azotobacter chroococcum.
Стрептококки (греч. streptos — цепочка)—кокки, расположенные в виде цепочки, встречаются одиночные и парные клетки, иногда тетрады. Образуются при делении в одной плоскости. Сапрофиты и патогенные. Например, Streptococcus pyogenes.
Тетракокки (греч. tetra — четыре)—кокки, которые делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и располагаются по четыре.
Сарцины (лат. sarcio — связываю) — кокки, делящиеся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и образующие П'равильиые пакеты по 8—16 клеток и более. Сапрофиты; ветре чаются в воздухе, почве, кишечнике животных и человека. Например, Sarcina ureae.
Палочковидные бактерии. Это самая многочисленная группа прокариот. Они имеют осевую симметрию и цилиндрическую форму тела с округлыми или- заостренными концами. Палочковидные формы делят на две группы: неспоровые палочки— бактерии (Bacterium) и палочки, образующие споры, — бациллы (Bacillus). Палочки, у которых диаметр споры превышает ширину вегетативной клетки, принято называть клостридиями (Clostridium) —веретенообразные.
В зависимости от взаимного расположения клеток палочковидные бактерии подразделяют на одиночные и бессистемные скопления, диплобактерии и диплобациллы (располагающиеся попарно), также стрептобактврии и стрептобациллы
(формы, образующие длинные или короткие цепочки). Сапрофиты и патогенные виды. Например, Bacillus anthracis, Clostridium tetani.
К палочковидным формам также относят коринебактерии и фузобактерии.
Коринебактерии(греч. koryne—булава) — прямые или изогнутые палочки с булавовидными утолщениями на концах. Сапрофиты, патогенны для животных и человека. Например, Corynebacterium pseudotuberculosis и др.
Фуэобактерии— длинные, толстые, с заостренными концами палочки. Имеются патогенные виды —- возбудитель некро-бактериоза (Fusobactedum necrosphorum).
Извитые бактерии. Обладают спиральной симметрией. К ним относятся вибрионы, спириллы и спирохеты.
Вибрионы (лат. vibrio — извиваюсь). Клетки вибрионов имеют цилиндрическую изогнутую форму, образуя 1/4—1/2 завитка спирали, и напоминают запятую. Сапрофиты и патогенные. Например, Vibrio cholerae.
Спириллы (лат. spira — изгиб) — бактерии, имеющие форму спирально извитых палочек с 4—6 витками. Обитают в пресной и морской воде. Преимущественно сапрофиты (Spirillum volutans); к патогенным видам относятся S. minus и кампилобактеры (Campylobacter fetus).
|
6. L-формы бактерий. Это фенотипические модификации, или мутанты, бактерий, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептодогликан клеточной стенки. Таким образом, L-формы — бактерии, дефектные по клеточной стенке. Свое название они получили в связи с тем, что были выделены и описаны в институте Листера в Англии в 1935 г. Образуются при воздействии L-трансформирующих агентов — антибиотиков (пенициллина, полимиксина, баци-трацина, венкомицина, стрептомицина), аминокислот (глицина, метионина, лейцина и др.), фермента лизоцима, ультрафиолетовых и рентгеновых лучей. В отличие от протопластов и сферопластов L-формы обладают относительно высокой жизнеспособностью и Выраженной способностью к репродукции. По морфологическим и культуральным свойствам они резко отличаются от исходных бактерий, что обусловлено утратой клеточной стенки и изменением метаболической активности.
L-формы бактерий полиморфны.''Встречаются элементарные тельца размером 0,2—1 мкм (минимальные репродуцирующие элементы), шары— 1—5, большие тела — 5—50, нити — до 4 мкм и более. Клетки L-форм имеют хорошо развитую систему внутрицитоплазматических мембран и миелино-подобные структуры. Вследствие дефекта клеточной стенки L-формы осмотически неустойчивы и их можно культивировать только на специальных средах с высоким осмотическим давлением; они проходят через бактериальные фильтры.
Различают стабильные и нестабильные L-формы бактерий. Первые полностью лишены ригидной клеточной стенки, что сближает их с протопластами; они крайне редко реверсируют в исходные бактериальные формы. Вторые могут обладать элементами клеточной стенки, в чем они проявляют сходство со сферопластами; в отсутствие фактора, вызвавшего их образование, реверсируют в исходные клетки.
Процесс образования L-форм получил название L-транс-формации, или L-индукции. Способностью к Lтрансформации обладают практически все виды бактерий, в том числе и патогенные (возбудители бруцеллеза, туберкулеза, листерии и Др.).
L-формам придается большое значение в развитии хронических рецидивирующих инфекций, носительстве возбудителей, длительной персистенции их в организме. Доказана трансплацентарная инвазивность элементарных телец L-форм бактерий.
Инфекционный процесс, вызванный L-формами бактерий, характеризуется атипичностью, длительностью течения, тяжестью заболевания, трудно поддается химиотерапии.
|
5. СТРОЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Клетка прокариотических организмов имеет сложное строго упорядоченное строение и обладает принципиальными особенностями ультраструктурной организации и химического состава.
Структурные компоненты бактериальной клетки делят на основные и временные. Основными структурами являются: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана с ее производными, цитоплазма с рибосомами и различными включениями, нуклеоид; временными — капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки, эндоспоры, образующиеся лишь на определенных этапах жизненного цикла бактерий, у некоторых видов они отсутствуют полностью.
Схема строения прокариоти
ческой клетки: 1 — капсула; 2 — клеточная стенка;
3 — цитоплазматическая мембрана?
4 — нуклсоид; 5 — цитоплазма; 6 — хроматофоры; 7 — тилакоиды; 8 — ме-зосома; 9—рибосомы; 10 — жгутики;
у II— базальное тельце; 12 — пили; 13 — включение серы; 14—капли жи-j5 pa; 15 — гранулы полифосфата; 16 — плазмида
У прокариотической клетки структуры, расположенные снаружи от цитоплазматической мембраны, называют поверхностными (клеточная стенка, капсула, жгутики, ворсинки).
Термин «оболочка» в настоящее время используется для обозначения клеточной стенки и капсулы бактерий или только клеточной стенки, цитоплазматическая мембрана не входит в состав оболочки и относится к протопласту.
|
9. Цитоплазматическая мембрана и ее производные. Цито-плазматическая мембрана (плазмолемма) —полупроницаемая липопротеидная структура бактериальных клеток, отделяющая цитоплазму от клеточной стенки. Она является обязательным полифункциональным компонентом клетки и составляет 8—15 % ее сухой массы. Разрушение цитоплазматической мембраны приводит к гибели бактериальной клетки. На ультратонких срезах в электронном микроскопе выявляется ее трехслойное строение — два ограничивающих осмиофиль-ных слоя толщиной 2—3 нм каждый и один осмиофобный центральный слой толщиной 4—5 нм.
Цитоплазматическая мембрана служит осмотическим барьером клетки, контролирует поступление питательных веществ в клетку и выход продуктов метаболизма наружу, в ней содержатся субстратспецифические ферменты — пермеазы, осуществляющие активный избирательный перенос органических и неорганических молекул.
Цитоплазма — содержимое бактериальной клетки, отграниченное цитоплазматической мембраной. Состоит из цитозо-ля — гомогенной фракции, включающей растворимые компоненты РНК, вещества субстрата, ферменты, продукты метаболизма, и структурных элементов — рибосом, внутрицито-плазматических мембран, включений и нуклеоида.
Нуклеоид—ядро у прокариот. Он состоит из одной замкнутой в кольцо двухспиральной нити ДНК длиной 1,1-—1,6 нм, которую рассматривают как одиночную бактериальную хромосому, или генофор.
Нуклеоид у прокариот не отграничен от остальной части клетки мембраной — у него отсутствует ядерная оболочка.
В нуклеоиде сосредоточен основной объем генетической информации бактериальной клетки.
Кроме нуклеоида в клетках многих бактерий обнаружены внехромосомные генетические элементы — плазмиды, представленные небольшими кольцевыми молекулами ДНК, способными .к автономной репликации.
|
7.Клеточная стенка — важный структурный элемент бактериальной клетки, располагающийся между цитоплазматиче-ской мембраной и капсулой; у бескапсульных бактерий — это внешняя оболочка клетки. Она обязательна для всех прокариот, за исключением микоплазм и L-форм бактерий. Выполняет ряд функций: защищает бактерии от осмотического шока и других повреждающих факторов, определяет их форму, участвует в метаболизме; у многих видов патогенных бактерий токсична, содержит поверхностные антигены, а также несет на поверхности специфические рецепторы для фагов. В клеточной стенке бактерий имеются поры, которые участвуют в транспорте экзотоксинов и других экзобелков бактерий. Толщина клеточной стенки 10—100 нм, и на ее долю приходится от 5 до 50 % сухих веществ клетки.
Основным компонентом клеточной стенки бактерий является пептидогликан, или муреин (лат. murus — стенка),— опорный полимер, имеющий сетчатую структуру и образующий ригидный (жесткий) наружмый каркас бактериальной клетки.
Клеточная стенка грамположительных бактерий плотно прилегает к цитаплазматичеокой мембране, массивна, ее толщина находится в пределах 20—100 нм. Для нее характерно наличие тейхоевых кислот.
Клеточная стенка грамотрицательных бактериймногослойна, ее толщина составляет 14—17 нм. Внутренний слой — пеп-тидогликан, который образует тонкую (2 нм) непрерывную сетку, окружающую клетку.
|
13. Различают несколько механизмов питания микробных клеток. Питательные вещества могут поступать из внешней среды в микробную клетку через клеточную стенку, капсулу, слизистые слои и цитоплазматическую мембрану.
Проникновение питательных веществ в клетку может осуществляться с помощью диффузии и стереохимического специфического переноса питательных веществ.
Типы питания микробов. Различают углеродное и азотное питание микроорганизмов. По типу углеродного питания микробы принято делить на аутотрофы и гетеротрофы.
Аутотрофы, или прототрофы, (греч. autos — сам, tro-phe — пища) — микроорганизмы, способные воспринимать углерод из угольной кислоты (С02) воздуха.
Гетеротрофы (heteros— другой) в противоположность аутотрофным микробам получают углерод главным образом из готовых органических соединений. Гетеротрофы — возбудители различного рода брожений, гнилостные микробы, а также все болезнетворные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, листериоза, сальмонеллеза, гноеродные микроорганизмы—стафилококки, стрептококки, диплококки и ряд других патогенных для животного организма возбудителей.
|
15. Методы создания анаэробиоза. Для выделения анаэробных возбудителей инфекционных болезней создаются анаэробные условия культивирования. Для этого существуют несколько методов.
1. Физический метод. Он заключается в удалении воздуха из эксикатора или анаэростата при помощи масляного воздушного насоса. Жидкие среды перед засевом для удаления из них воздуха кипятят, то есть проводят так называемое регенерирование среды; для предотвращения контакта жидкой среды с воздухом на ее поверхность наносят слой вазелинового или парафинового масла.
2. Химический метод. Основан на применении поглотителей кислорода, например, пирогаллола с гидроокисью натрия, калия либо гидросульфита натрия с гидрокарбонатом натрия в соотношении 1:1.
3. Биологический метод (метод Фортнера). Основан на выращивании анаэробов ъ присутствии аэробов (например, «чудесной палочки») в одной чашке Петри. Вначале вырастает аэробная культура, а затем по мере поглощения последней кислорода из чашки начинает развиваться анаэробная культура.
4. Комбинированный метод. Предусматривает использование двух других, скажем, физического и химического.
Нередко удается ослабить или полностью нейтрализовать вредное для бактерий действие кислорода путем прибавления к среде восстановителей (аскорбиновой кислоты, тиогликола-та, цистеина).
|
14. Дыхание микробов
Дыхание микробов — это биологический процесс, сопровождаемый окислением или восстановлением различных, преимущественно органических, соединений с последующим выделением энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), необходимой микробам для физиологических нужд.
Совокупность окислительно-восстановительных ферментных реакций, осуществляющих последовательный перенос водорода с окисляемого продукта на кислород, называется тканевым дыханием и представляет собой дыхательную цепь.
| |
Скачать 227.5 Kb.