систематика. 2 Систематика. Бактерии. ВИрусы. Тема 2 систематик а. Вирус ы. Бактери и
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
ТЕМА № 2 С И С Т Е М А Т И К А. В И Р У С Ы. Б А К Т Е Р И И. 1) Понятие систематики 2)Строение и жизнедеятельность вирусов 3)Строение, жизнедеятельность и значение бактерий ПОНЯТИЕ СИСТЕМАТИКИ Систематика Наука, занимающаяся описанием, обозначением и классификацией существую- щих и вымерших организмов по таксонам; Классификация Это распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксонов. Таксономия Это раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации Таксон – искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства. Карл Линней заложил основы систематики и придумал бинарную номенклатуру. Согласно ей вид состоит из 2ух слов: существительного (родовая принадлежность) и прилагательного (видовой эпитет) : Пшеница твердая. В современной классификации существует следующая иерархия таксонов (табл.): Таксоны растений Пример Таксоны Животных Пример Домен Царство Подцарство Отдел Класс Порядок Семейство Род Вид Эукариоты Растения Высшие растения Покрытосеменные Двудольные Бобовые Бобовые Чина Чина весенняя Домен Царство Подцарство Тип Класс Отряд Семейство Род Вид Эукариоты Животные Многоклеточные Хордовые Млекопитающие Хищные Кошачьи Кошки Кошка домашняя ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Установите правильную последовательность расположения систематических таксонов начиная с самого маленького таксона. ОТВЕТЫ ↓ 1) Воробьинообразные 2) Дрозд рябинник 3) Хордовые 4) Птицы 5) Дроздовые 6) Дрозд 265143 1) Лютик 2) Растения 3) Лютиковые 4) Покрытосеменные 5) Лютик жгучий 6) Двудольные 513642 ПОДРОБНУЮ СХЕМУ И ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ С РАЗБОРОМ – СМОТРИ В ПРИЛОЖЕНИИ К ЛЕКЦИИ №2 ЦАРСТВО ВИРУСЫ Это неклеточные формы жизни , которые занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. У них нет обмена веществ, нет роста . Размножаются и проявляют свойства живого (наследственность и изменчивость) только внутри клетки-хозяина . Поэтому они облигатные (обязательные) паразиты. Способны кристаллизоваться. 1) Открытие : Д.И. Ивановский , изучая болезни табака (1892г.) открыл вирусы, которые про- ходили через бактериальные фильтры (т.е. они меньше бактерий в 100 раз). 2) Формы вирусов: 3) Строение: Простой вирус (в. табачной мозаики) Нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) + белковая оболочка (капсид) Вирион = кристалл (внеклеточная) Внутриклеточная форма – не проявляются свойства живых систем; – когда осуществляется размножение вируса внутри клетки-хозяина; Сложный вирус (грипп, герпес, вич) ДНК\РНК + капсид + липопротеиновая мембрана, углеводы, ферменты Сложный вирус (бактериофаг – вирус поражающий клетки бактерий). Открыл: Ф. Тиоуорт. 1. ГОЛОВКА представлена белковой оболочкой – капсидом, в которой содержится нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), – наследственный материал вируса. 2. ХВОСТ, состоящий из полого стержня, через который вирус впрыскивает нуклеиновую кислоту в клетку, и сократительного чехла из белков. 3. БЕЛКОВЫЕ НИТИ для прикрепления к клеточной стенке бактерии. 4) Классификация. Т .к. вирусы содержат только один вид нуклеиновый кислоты, то они могут быть: 1 – ДНК-содержащими (оспа, герпес) и 2 – РНК-содержащими = ретровирусы (корь, грипп). ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Приведите не менее двух биохимических отличий РНК- и ДНК-содержащих вирусов. ОТВЕТ: 1) У РНК-содержащих вирусов есть азотистое основание урацил, а у ДНК-содержащих – тимин; 2) РНК-содержащие вирусы содержат сахар рибозу, а ДНК-содержащие – дезоксирибозу; 3) ДНК-содержащие вирусы могут содержать разные ДНК (линейная одноцепочечная; спираль двуцепочечная; кольцевая), а РНК-содержащие вирусы содержат только РНК – одноцепочечную линейную. 5) Заболевания, вызванные вирусами: ЧЕЛОВЕК Оспа, Корь, Грипп, Герпес, Бешенство, Энцефалит, Папилломавирус, Геппатит, Краснуха, Полиомиелит, Желтая лихорадка,СПИД*. * ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), вызывающий заболевание СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной может погибнуть от любой инфекции. РАСТЕНИЯ Пятнистость окраски цветков (тюльпан), Изменения окраски листьев (желтуха растений), Мозаичная болезнь (табак, томаты), Скручивание листьев; ЖИВОТНЫЕ Ящур, Чума (свиней и птиц), Вирус коровьей оспы; 6) Пути проникновения вирусов в клетку: 1. В результате пиноцитоза и фагоцитоза – в животную клетку (в том числе и простейших); 2. В местах повреждения клеточной стенки – у растений (потом переходят от одной клетки к другой по цитоплазматическим мостикам); 3. Рецепторный – на поверхности вирусов есть белок, который распознает рецепторы на клетках, в которые вирус должен проникнуть. 7) Жизненный цикл. 1. Прикрепление вируса к клетке–хозяина; 2. Проникновение ДНК вируса в клетку (в животную клетку при процессах фаго- и пиноцитоза; в растительную при повреждениях клеточной стенки); 3. Репликация вирусного генома (вирус подавляет процессы транскрипции и трансляции и исполь- зует их для синтеза собственных н.к. и белков); 4. Синтез вирусных белков на рибосомах клетки-хозяина; 5. Самосборка вирусных частиц (копии ДНК/РНК + капсид); 6. Выход вируса из клетки, которая при этом погибает 8) Значение вирусов. 1. Объекты генной и клеточной инженерии; 2. Возбудители заболеваний (см. выше ↑); 3. Лечение бактериальных заболеваний с помощью бактериофагов (холера, брюшной тиф, дизентерия); 4. Фактор эволюции (источник комбинативной изменчивости): за счёт трансдукции (обмен генетической информацией у бактерий с помощью вирусов) ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Медицинский препарат проникает в клетки мерцательного эпителия и пре- пятствует соединению липопротеидной оболочки вируса с мембраной клеток. Объясните, какому процессу в жизненном цикле вируса препятствует этот препарат. Для каких целей его рекомендуют использовать? ОТВЕТ: 1) Препарат препятствует проникновению вируса в клетку; 2)Препарат назначают для профилактики (при лечении) вирусной инфекции дыхательных путей (органов, имеющих мерцательный эпителий); ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Напишите не менее четырех специфичных особенностей вирусов. ОТВЕТ:1) Для размножения необходима только живая клетка.2) Содержат только один типа нуклеиновой кислоты: ДНК двуцепочечная или одноцепочечная (линейная или кольцевая структура) или РНК (линейная) двуцепочечная или одноцепочечная. 3) Лишены обмена веществ (нет рибосом – места синтеза белка, нет АТФ – источника энергии), репродукция идёт за счет клетки хозяина; 4) Высокая изменчивость (приспособляемость возможная за 10 лет и меньше); 5) Стойкая наследственность (патогенез заболеваний не изменяется в течение веков). ЦАРСТВО БАКТЕРИИ 1) УЧЕНЫЕ, которые внесли вклад в изучение бактерий: * Антони ванн Левенгук – открыл бактерии, назвал «анималькули»; * Х. Эренберг – ввел термин «бактерии»; * Л. Пастер – микробиолог, иммунолог, создал технологию пастеризации, разработал метод предупредительных прививок; * Р. Кох – открыл туберкулезную палочку, разработал методы её определения. * Изобретение электронного микроскопа в 1930 позволило изучить строение бактериальной клетки. 2) СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ: относятся к прокариотам (доядерным) организмам 3) СТРОЕНИЕ: 1) НЕТ оформленного ядра ; Есть кольцевая ДНК , с белками НЕ связана. 2) Нуклеоид – область расположения ДНК в цитоплазме; 3) Клеточная стенка содержит гликопептид муреин , сверху есть слизистый слой (для защиты); 4) Нет мембранных органоидов , их функции выполняют: впячивания плазматической мембраны ( мезосомы ), мелкие рибосомы (70S) , цитоплазма; 5) Есть пили и фимбрии - для прикрепления бактерий к субстрату или другим клеткам, это места прикрепления бактериофагов; Для передачи генетической информации м\у бактериями; 6) Есть плазмиды – маленькие внехромосомные молекулы ДНК, которые содержат гены, например, устойчивости к антибиотикам, бактерии могут их передавать друг другу; ПРИМЕР ЗАДАНИЯ В ходе эволюции в прокариотической клетке возникли внутренние впячивания мембраны - мезосомы. Объясните, какое значение имели мезосомы для жизни организма. ОТВЕТ: 1) Увеличивается поверхность мембраны клетки, что позволяет усилить обмен веществ; 2) На мем- бранах увеличивается число молекул ферментов, необходимых для разных химических реакций; 3) Выпол- няют роль мембранных органоидов. 4) ФОРМЫ БАКТЕРИЙ 1) Шаровидные (кокки) Стрептококки (цепочки) Стафилококки (скопления) Диплококки (по две рядом) Сарцины (3D – структуры) 2) Палочковидные (бациллы) Стрепто- и диплобациллы; одиночные палочки Пример: Кишечная и Туберкулёзная палочки 3) Спиралевидные Спириллы – извитые палочки; Спирохеты – много витков (возбудители Тифа и Сифилиса); Вибрионы – в виде запятой (Холерный вибрион) 5) ОБРАЗОВАНИЕ СПОР. Для перенесения неблагоприятных условий (недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) и расселения образуются споры Этапы: сжатие цитоплазмы вокруг кольцевой ДНК → образование плотной оболочки. 6) РАЗМНОЖЕНИЕ: 1. Бесполым путём – делением клетки надвое при помощи перетяжек и перегородок (!митоза и мейоза нет!). Этим процессам предшествует репликация ДНК. При благоприятных условиях клетки делятся каждые 20 – 30 минут. 2. Половой процесс (генетическая рекомбинация) – БЕЗ образования гамет идет обмен ген. информацией. конъюгация трансдукция трансформация прямая передача участка ДНК от одной клетки другой за счет пилей и фимбрий перенос фрагмента с помощью бактериофага. без контакта клеток. Клетка- реципиент поглощает ген. информацию погибших бактерий. 7) ДЫХАНИЕ: 8) ПИТАНИЕ: 1. ГЕТЕРОТРОФЫ потребляют готовые органические вещества А) Сапротрофы. Используют органические вещества отмерших организмов (Молочно-, уксусно-, маслянокислые бактерии; Сенная и болгарская палочки); Б) Паразиты. Используют органические вещества живых организмов, вызывают заболевания. (Возбудители чумы, холеры, дизентерии, туберкулеза) В) Симбионты. Взаимовыгодно сосуществуют с другими организмами (Клубеньковые =азотфиксирующие* бактерии на корнях Бобовых растений); * Бактерии переводят свободный N 2 атмосферы в связанную форму нитратов и нитритов NO 2 и NO 3 и поставляют растениям. 2) АВТОТРОФЫ синтезируют органические вещества из неорганических Г) Фототрофы. Синтез веществ за счет энергии солнечного света с помощью бактериохлорофилла (Цианобактерии – первые фотосинтезирующие организмы) Д) Хемотрофы. Источник энергии – энергия окисления неорганических веществ (Нитрифицирующие, железо-, серобактерии); 9) МЕРЫ БОРЬБЫ И ПРОФИЛАКТИКИ ЗАРАЖЕНИЯ Меры борьбы с бактериями Меры профилактики заражения и лечения человека бактериями - Пастеризация (нагревании до 60-70 С в течение 20 минут продуктов); - Стерилизация (нагревание, прокаливание, кипячение мединструментов); - Дезинфекция химическими веществами (перекись водорода, йод, марганцовка, спирт); - Облучение ультрафиолетом помещений; - Соблюдение правил личной гигиены; - Антибиотики; - Сыворотки (готовые антитела против бактерий); - Прививки (введение вакцины – содержит ослабленные \ убитые возбудители заболевания); - Закаливание; ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Что такое антибиотики, из чего их получают и где применяют? ОТВЕТ: 1) Антибиотики – вещества белковой природы, выделяющиеся при жизнедеятельности клеток плесневелых грибов (например пеницилла) или бактерий; 2) Получают антибиотики с помощью метода биотехнологии – микробиологическим синтезом. В итоге специально выведенные штаммы микроорганизмов проиизводят данное вещество; 3) Антибиотики используют при лечении заболеваний, вызванных бактериями, так как именно для них губительно действие этих веществ (ангина, воспаление лёгких); ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Кто вызывает гниение и как предохранить продукты питания от гниения? ОТВЕТ: 1) Гниение продуктов вызывают гнилостные бактерии (по типу питания – сапротрофы). Их активность и размножение угнетают следующие условия. 2) Низкая температура (заморозка) – поэтому нужно хранить продукты в холодильнике; 3) Отсутствие влаги, поэтому можно «высушивать» некоторые продукты (например грибы); 4) Присутствие консервантов, например уксусной кислоты – для маринования овощей; 5) Хранение без доступа воздуха, в герметичной посуде – большинству бактерий для жизнедеятельности нужен кислород, а без него они погибнут. 1. Аэробы – потребляют кислород для разложения органических веществ; Энергию получают в процессе дыхания 2. Анаэробы осуществляют гниение и брожение (спиртовое, молочно-, маслянокислое) в бескислородной среде; 3. Факультативные формы – могут жить в обоих средах. 10) РОЛЬ БАКТЕРИЙ: В медицине Бактерии-паразиты – возбудители инфекционных заболевания: чума, холера, дифтерия, дизентерия, туберкулез, сифилис, проказа, столбняк, гонорея, коклюш, сальмонеллез, бруцеллез; Получение вакцин; В сельском хозяйстве Разлагают органические удобрения до минеральных; Силосование кормов (молочнокислые бактерии); Порча урожая, заболевания животных и растений; В промышленности Производство кисломолочных продуктов (сыр, сметана, кефир, йогурт); Закваска капусты, засолка огурцов и помидоров; Производство уксусной кислоты, спиртов, ацетона; Получение ферментов, антибиотиков, аминокислот, гормонов; В природе Редуценты в пищевой цепи (бактерии гниения превращают перегной в минеральные вещества); Клубеньковые (азотфиксирующие бактерии) образуют симбиоз с бобовыми растениями и помогают усваивать им атмосферный азот; Вступают в симбиоз: в желудке жвачных животных разлагают целлюлозу; в толстом кишечнике млекопитающих помогают расщеплять клетчатку, синтезируют витамины групп К и В; ПРИМЕР ЗАДАНИЯ В ряде случаев при вирусном заболевании (грипп или ОРВИ) врачи прописыва- ют антибиотики. Почему так делается? Надо ли прописывать антибиотики при таких заболевании- ях? Ответ поясните. ОТВЕТ: 1) при вирусном заболевании антибиотики прописывать не надо, т.к. анти- биотики действуют только на бактерии, вирусы к ним нечувствительны; 2) однако в ряде случаев возникают осложнения бактериальной природы (например, пневмония после гриппа), при которых антибиотики прописываются; ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Лекарственный препарат содержит вещество цефиксим, ингибирующее син- тез пептидогликана, входящего в состав клеточных стенок бактерий. Для лечения каких заболеваний прописывают этот препарат? Чем может быть опасно принятие этого препарата без рекомендации врача? ОТВЕТ: 1) препарат прописывают при заражении организма бактериями (это антибиотик); 2) без рекоменда- ции врача его принимать нельзя, поскольку возмо жно формирование устойчивости у бактерий (и переход воспаления в хроническую форму); ЦИАНОБАКТЕРИИ (СИНЕ-ЗЕЛЁНЫЕ ВОДОРОСЛИ) - Нет жгутиков; - Содержат пигменты: хлорофилл а, каротино- иды, фикобилины; - Фотосинтез идет на внутрицитоплазматичес- ких мембранных образованиях — хроматофорах; - Продукт фотосинтеза:гликопротеид, откла- дывающийся в цитоплазме в виде зерен. - Могут вступать в симбиоз с: водорослями, мхами и грибами (будут выполнять функцию хлоропалстов); - Размножение: деление надвое (у одноклеточ- ных и колоний), деление участков нитей (у нит- чатых); - Представители: Носток, Анабена, Микроцис- тис, Осциллятория, Хорококк (см.картинку →) А - осциллатория (Oscillatoria); Б - носток (Nostoc);В - анабена (Аnabaena); Г - лингбия (Lyngbуа); Д - ривулярия (Rivularia); Е - глеокапса (G1eосарsа); Ж - хроококк (Chroococcus); 1 - общий вид; 2 - вид при малом увеличении микроскопа; 3 - отдельная нить при большом увеличении; 4 - гетероцисты анабены Также фотосинтетическое фосфорилирование осуществляют, зеленые и серные пурпурные бактерии, но в качестве донора электронов используют сероводород, серу, сульфат, молекулярный водород и т.д., но не воду. Поэтому в данном случае молекулярного кислорода не образуется. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в ко- торых они сделаны, исправьте их. 1. Цианобактерии (сине-зелёные) наиболее древние организмы, их относят к прокариотам. 2. Клетки имеют толстую клеточную стенку. 3. У цианобактерий кольцевая хромосома обособлена от цитоплазмы ядерной оболочкой. 4. У цианобактерий имеется хлорофилл, в их клетках образуются органические вещества из неорганических. 5. Фотосинтез у цианобактерий происходит в хлоропластах. 6. В мелких рибосомах синтези- руются белки.7. Синтез АТФ происходит в митохондриях. ОТВЕТ: 3. У цианобактерий нет ядерной оболочки, поэтому кольцевая хромосома ничем не обособлена от цитоплазмы. 5. У цианобактерий нет мембранных органоидов, в том числе хлоропластов, а фотосинтез идет на выростах мембраны – мезосомах; 7. У цианобактерий нет мембранных органоидов, в том числе и митохондрий. ПРИМЕР ЗАДАНИЯ Каково биологическое значение Цианобактерий? ОТВЕТ: 1) Обогощают кислородом воду и атмосферу, насыщают органическими веществами воду и почву 2) Являются звеном в цепи питания: служат кормом для мелких рыб и животных. |