Учебное пособие: Морфология и физиология микроорганизмов

В процессе жизни микробов наблюдаются 2 стадии:

а) вегетативная - размножающаяся и жизнедеятельная.

б) покоящаяся - жизнеспособная, но не жизнедеятельная.

Особенности покоящейся стадии:

1. Особенности физико-химического строения более толстая оболочка, меньшее содержание воды.

2. Слабая проницаемость для различных химических веществ (устойчивость к красителям)

3 Более высокая устойчивость к повреждающим факторам среды(к антибиотикам и др.)

4 Пониженный уровень метаболизма(анабиоз).

5. Пониженная способность к выделению БАВ

Споры и спорообразование. Споры бактерий можно рассматривать как форму сохранения наследственной информации бактериальной клетки в неблагоприятных условиях внешней среды.

Способностью к спорообразованию обладает сравнительно небольшое число как патогенных, так и непатогенных бактерий. К первым относятся бактерии родов Bacillus, Clostridium, ко вторым -- сапрофитные представители упомянутых родов и некоторые кокки.

Процесс спорообразования начинается с формирования спорогенной зоны внутри бактериальной клетки, представляющей собой уплотненный участок цитоплазмы с расположенным в нем нуклеоидом.

Затем происходит образование проспоры путем изолирования спорогенной зоны от остальной части цитоплазмы с помощью врастающей внутрь клетки ЦМ. Между внутренним и наружным слоями последней образуется кортекс, состоящий из особого пептидогликана.

В дальнейшем внешняя сторона мембраны покрывается плотной оболочкой, в состав которой входят белки, липиды и другие соединения, не встречающиеся у вегетативных клеток.

К ним относится дипиколиновая кислота, обусловливающая термоустойчивость споры, и др. Затем вегетативная часть клетки отмирает, и спора сохраняется во внешней среде в течение длительных сроков, измеряемых многими месяцами и годами.

Способность ряда патогенных бактерий образовывать длительно сохраняющиеся во внешней среде споры, обладающие высокой термоустойчивостью, обусловлена низким содержанием воды, повышенной концентрацией кальция, структурой и химическим составом ее оболочки.

Чрезвычайно высокая устойчивость спор к физическим и химическим факторам имеет существенное эпидемиологическое значение, поскольку способствует сохранению источника инфекции и загрязнению окружающей среды.

Споры многих патогенных бактерий выдерживают кратковременное кипячение, устойчивы к действию небольших концентраций дезинфектантов. Загрязнение спорами патогенных бактерий поврежденных участков кожи может привести к возникновению раневой инфекции и столбняка.

В благоприятных условиях спора прорастает в вегетативную клетку. Спора набухает, что связано с увеличением в ней количества воды, активированием ферментов, участвующих в энергетическом и пластическом метаболизме.

Далее происходит разрушение оболочки споры и выход из нее ростовой трубки, после чего завершается синтез клеточной стенки и сформировавшаяся вегетативная клетка начинает делиться.

Прорастание споры происходит в течение 4-5 ч, в то время как образование спор продолжается до 18-20 ч.

Вместе с тем способность бактерий образовывать споры, различающиеся по форме размерам и локализации в клетке, является таксономическим признаком, который используется для их дифференцировки и идентификации.

10. Подвижность бактерий, методы выявления подвижности

Бактерии, образующие жгутики - подвижны. Поэтому о подвижности бактерий можно судить но наличию жгутиков.

Методы выявления подвижности:

1. Окраска жгутиков по Леффлеру.

2. Исследование интактной культуры:

а) метод "раздавленная капля" - на середину предметного стекла наносят каплю суточной культуры бактерий и осторожно накрывают ее предметным стеклом так, чтобы жидкость не растеклась за его края и в нее не попадали пузырьки воздух.

б) метод 'висячая капля" каплю бактерий наносят на середину покровного стекла, накладывают на него специальное предметное стекло с углублением, смазанным вокруг вазелином так, чтобы капля находилась в центре лунки, затем препарат осторожно переварачивают.

Далее культуру исследуют в тёмном поле микроскопа или фазовом контрасте.

11. Принципы систематики микробов. Систематическое положение микробов. Таксономические категории. Понятие и критерии вида

Систематика устанавливает положение живых существ в органическом мире, а также разрабатывает принципы, методы, правила классификации, номенклатуры и идентификации микроорганизмов.

1) Монофилитический принцип - все живое от одного предка.

2) Генетический принцип - установление связи между организмами на генетическом уровне и их иерархии, деление на группы, связи между собой.

Подходы систематики: геносистематика, хемосистематика, феносистематика и др.

Номенклатура установление соподчинённости и связи между МБ.

Органический мир делится на: надцарства, царства, типы, классы, порядки, семейства, роды, виды,

внутринидовые категории

Все таксоны до вида определяются одним словом, вид - бинарное название(первое слово родовое название, второе - видовое), подвид три елова(род, вид, название подвида).

Реально существует только вид - совокупность свободно скрещивающихся популяций, происходящих от одного предка, обладающих общим генофондом, экологическим единством и репродуктивной изоляцией.

Подвидовые категории: варианты у бактерий типы у вирусов.

Критерии вида:

а) морфологический;

б) территориальные свойства (способность окрашиваться);

в) биохимический,

г) серологический (антигенная структура);

д) биологический;

е) экологический,

ж) географический

Классификация микроорганизмов:

I. надцарство Прокариот

1 царство бактерий

тип Скотобактерии

класс Бактерии

порядок Истинные бактерии

порядок Спирохеты

порядок Акгиномицеты

класс Рикетти

порядок Рикетти

порядок Хламидии

класс Моликутес

порядок Микоплазмы

II.надцарсгво эуокариот

III. Царство Вирусов

1. царство Грибов

2. царство Простейшие.

По классификации Берджи царство Прокариот делится на четыре отдела:

1. Gracilicutes-тонкостенные, грамотрицательные

2. Firmicutes - толстостенные, граммположительные

3. Tenericutes лишены клеточной стенки(сюда включены микоплазмы)

4. Mendosicutes - архебактерии, стенки дефектные, лишены пептидогликана, особенности строения рибосом, мембраны и РНК.

12. Морфология спирохет, актиномицетов, микоплазм, риккетсий, хламидий. Методы изучения

13. Питание микробов. Источники углерода, азота, ростовых факторов и зольных элементов. Способы питания. Способы проникновения питательных веществ в клетку через мембрану

Метаболизм микроорганизмов характеризуется ярко выраженным разнообразием. В качестве питательных веществ микробные клетки используют различные органические и минеральные соединения.

Источники углерода и типы питания. Все микроорганизмы по своей способности усваивать разнообразные источники углерода делятся на две группы -- автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы синтезируют все углеродсодержашие компоненты клетки из СО₂ как единственного источника углерода. Гетеротрофы не могут существовать только за счет ассимиляции СО₂. Они используют разнообразные органические углеродсодержащие соединения -- гексозы (глюкоза), многоатомные спирты, реже углеводороды. Многие микроорганизмы в качестве источника углерода используют аминокислоты, органические кислоты и другие соединения.

Источники энергии и доноры электронов. В зависимости от источников энергии и природы доноров электронов микроорганизмы подразделяют на фототрофы (фотосинтезируюшие), способные использовать солнечную энергию, и хемотрофы (хемосинтезрующие), получающие энергию за счет окислительно-восстановительных реакций. К фототрофам относятся исключительно сапрофитные микроорганизмы. В патологии человека ведущую роль играют хемосинтезирующие микроорганизмы.

В зависимости от природы доноров электронов хемотрофы подразделяются на хемолитотрофы (хемоавтотрофы) и хемоорганотрофы (хемогетеротрофы).

Источник азота. Для синтеза азотсодержащих соединений (аминокислот, пуринов, пиримидинов, некоторых витаминов) микроорганизмы нуждаются в доступном источнике азота. Одни из них способны усваивать молекулярный азот из атмосферы (азотфиксирующие бактерии) или неорганический азот из солей аммония, нитратов или нитритов. Другие ассимилируют только азотсодержащие органические соединения.

Микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения (углеводы, аминокислоты и др.) из глюкозы и солей аммония, называются прототрофами. В отличие от них микроорганизмы, не способные синтезировать какое-либо из указанных соединений, называют ауксотрофами. Они ассимилируют эти соединения и другие факторы роста в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина (человека, животного). Ауксотрофами чаще всего являются патогенные или условно-патогенные для человека микроорганизмы.

Кроме азота и углерода всем микроорганизмам для биосинтетических реакций необходимы соединения, содержащие фосфор, серу, а также ионы Mg, К, Са, Fe и другие микроэлементы.

Факторы роста. К факторам роста относят аминокислоты, пуриновые и пи-римидиновые основания, липиды, витамины, железопорфирины (гем) и другие соединения. Некоторые микроорганизмы самостоятельно синтезируют необходимые им ростовые факторы, другие получают их в готовом виде из окружающей среды.

Потребность того или другого микроорганизма в определенных ростовых факторах является стабильным признаком, который используется для дифференциации и идентификации бактерий, а также при изготовлении питательных сред для лабораторных и биотехнологических целей.

Аминокислоты. Многие микроорганизмы, особенно бактерии, нуждаются в тех или других аминокислотах (одной или нескольких), поскольку они не могут их самостоятельно синтезировать, например клостридии -- в лейцине, тирозине, стрептококки -- в лейцине, аргинине и др. Такого рода микроорганизмы называются ауксотрофны-ми по тем аминокислотам или другим соединениям, которые они не способны синтезировать.

Пуриновые и пиримидиновые основания и их производные (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин и др.) являются факторами роста для разных видов стрептококков, некоторые азотистые основания нужны для роста стафилококков и других бактерий. В нуклеоти-дах нуждаются некоторые виды микоплазм.

Липиды, в частности компоненты фосфолипидов -- жирные кислоты, нужны для роста некоторых стрептококков, микоплазм. Все виды микоплазм ауксотрофны по холестерину и другим стеринам, что отличает их от других прокариот. Эти соединения входят в состав их цитоплазматической мембраны.

Витамины, главным образом группы В, входят в состав кофер-ментов или их простетических групп. Многие бактерии ауксотрофны по определенным витаминам.

Например, коринебактерии дифтерии, шигеллы нуждаются в никотиновой кислоте или ее амиде, который входит в состав НАД и НАДФ, золотистый стафилококк, пневмококк, бруцеллы -- тиамине (В,), входящем в состав пирофосфата, некоторые виды стрептококков, бациллы столбняка -- в пантотеновой кислоте, являющейся составной частью кофермента КоА и т.д.

Кроме того, факторами роста для многих бактерий являются фолиевая кислота, биотин, а также темы -- компоненты цитохромов. Последние необходимы гемофильным бактериям, микобактериям туберкулеза и др.

Транспорт питательных веществ: