ДЫХАНИЕ Микроорганизмов.Особенности кислородного дыхания,гниение и брожение.Классификация микроорганизмов по типу дыхания.
Предмет и задачи микробиологии.Периоды развития микробиологии как науки.
Микробиология наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа – микроорганизмы, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами, населяющими нашу планету, - растениями, животными и человеком.
Разделы микробиологии:Общая
-Техническая (промышленная)
-Сельскохозяйственная
-Ветеринарная
-Санитарная
-Медицинская
-Иммунология
-Вирусология
Этапы;1 этап – Эвристический – Гиппократ (III-IV вв. до н.э.) высказал догадку о том, что болезни, передающиеся от человека к человеку, вызываются невидимыми веществами – «миазмами»
2 этап-Морфологический с конца ХVII в. до середины XIX в.Голландский естествоиспытатель Антоний ван Левенгук открыл бактерии, создав микроскоп, который увеличивал в 300 раз
3 этап-Физиологический(Пастеровский)Вторая половина ХIХ в. Французский химик Луи Пастер явился основоположником микробиологии как фундаментальной науки
4 этап-Иммунологический.Конец XIX – первая половина XX в. Российский биолог И.И. Мечников создал фагоцитарную теорию, которая явилась основой клеточной иммунологии
5 этап-Молекулярно-Генетический.С середины XX в. до наших дней.
В 1953 г Крик и Уотсон раскрыли структуру ДНК.
Расшифрована молекулярная структура многих бактерий и вирусов, строение их генома, структура Аг и Ат, факторов иммунной защиты. Создано большое количество противовирусных и антибактериальных препаратов.Предмет изучении общей микробиологии –общие закономерности, биологические свойства микроорганизмов вне зависимости от их видовой принадлежности: морфологию, физиологию, биохимию, генетику, экологию, эволюцию и другие признаки микроорганизмов.Задачи медицинской микробиологии:
|
|
|
Ø микробиологическая диагностика инфекционных заболеваний;
Ø разработка методов специфической профилактики;
Ø разработка этиотропного лечения инфекционных болезней.
В составе медицинской микробиологии выделяю следующие разделы:
Ø бактериология (объект изучения – бактерии);
Ø вирусология (объект изучения – вирусы);
Ø микология (объект изучения – грибы);
Ø прототозоология (объект изучения – простейшие);
Ø альгология (объект изучения – микроскопичские водоросли);
Ø иммунология (объект изучения – защитных реакции организма) и др.
2.Принципы систематики и классификации.Формы и размеры бактерии.сисематика-это наука,узачающ. св-ва микр-в и объединяющая в группы по степени родства. Основной сиситемат-ой единицей яв-ся вид. ВИД –это совок. мик-в, имеющих единое происхождение, схожий генотип и максимально сходные фенотипические признаки.
|
|
|
призники микр. Лежищие в основе систематики:
1. Морфология- общие принципы строения
2. Культуральные св-ва-тип питания,дых
3. Биохим-ая активность
4. Генети.состав
5. Антигенное строение
6. Чувствительность к бактериофагам
7. Хим.состав
Таксономия- наука объединяющая мик-бы в группы в иерархическом плане:царство > отдел> класс> порядок> семейство> род> вид
Классификация включает 2 группы микроорганизмов:
1ые основные-отлич,по главным признакам жизнедеятельности:бактерии, вирусы и простейшие
2ые промежуточные или переходные микроорганизмы, сочетающие особенности микр-в из основных групп:
1)актиномицеты-переходная гр между бактер и грибами
2) спирохеты-перех гр сочетающая св-ва бактерий и простей
3)хламидии- черты бакт и вирусов
4) риккетсии- черты бакт и вир
Формы бакт 1. Шаровидные-кокки могут быть правильной формы или уплощ с одной стороны(кофейн зерна)
2. Палочковидные бактерии Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза
|
|
|
3. Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы
4. нитевидные
3.Функции и строение клеточной стенки бактерии.L-трансформация бактерииКлеточная мембрана – ограничивает цитоплазму. Сосотоит из двойного слоя фосфолипидов и встроенных мембранных белков. КМ кроме барьерной и транспортной функций выполняют роль центра метаболической активности (в отличие от эукариотической клетки). Белки мембраны, ответственные за перенос необходимых веществ в клетку, называют пермеазами. На внутренней поверхности КМ находятся ферментные ансамбли , т.е.упорядоченные скопления молекул ферментов, ответственных за синтез энергоносителей – молекул АТФ. КМ может образовывать впячивания в цитоплазму, которые называют мезосомами.Существует два вида мезосом:
Септальные – образуют поперечные перегородки в процессе деления клетки.
Латеральные – служат для увеличения поверхности КМ и повышения скорости обменных процессов.
Нуклеоид, ЦП и КМ образуют протопласт.
Одним из отличительных свойств бактерий является очень высокое внутриклеточное осмотическое давление (от 5 до 20 атм), что является результатом интенсивного обмена веществ. Поэтому для защиты от осмотического шока бактериальная клетка окружена прочной клеточной стенкой.
|
|
|
По строению клеточной стенки все бактерии делятся на 2 группы: Имеющие однослойную клеточную стенку – Грам-положительные. Имеющие двухслойную клеточную стенку – Грам-отрицательные. Названия Грам+ и Грам- имеют свою предисторию. В 1884 датский микробиолог Ганс Христиан Грам разработал оригинальный метод окраски микробов, в результате которого одни бактерииокрашивались в синий цвет (грам+), а другие в красный (грам-). Химическая основа различной окраски бактерий по методу Грама была выяснена сравнительно недавно – около 35 лет назад. Оказалось, что Г- и Г+ бактерии имеют разное строение клеточной стенки. Строение клеточной стенки Г+ бактерий. Основу клеточной стенки Г+ бактерий составляют 2 полимера: пептидогликан и тейхоевые кислоты. Пептидогликан представляет собой линейный полимер, в котором чередуются остатки мурамовой кислоты и ацетилглюкозамина. С мурамовой кислоте ковалентно связан тетрапептид (белок). Нити пептидогликана связаны между собой через пептиды и образуют прочный каркас – основу клеточной стенки. Между нитями пептидогликана находится другой полимер – тейхоевые кислоты(глицерол ТК и рибитол ТК) - полимер полифосфатов. Тейхоевые кислоты выступают на поверхности клеточной стенки и являются главными АГ Г+ бактерий. Кроме этого, в состав клеточной стенки Г+ бактерий входит рибонуклеат Mg. Стенка Г- бактерий состоит из 2-х слоев: внутренний слой представлен моно- или бислоем пептидогликана (тонкий слой) . Наружный слой состоит из липополисахаридов, липопротеина, белков, фосфолипидов. ЛПС всех Г- бактерий обладают токсическими и порогенными свойствами и называются эндотоксинами.
При воздействии некоторых веществ, например пенициллина, нарушается синтез пептидогликанового слоя. При этом из Г+ бактерий образуется протопласт, а из Г- сферопласт ( т.к. сохраняется наружный слой клеточной стенки).
При определенных условиях культивтрования клетки, лишенные клеточной стенки, сохраняют способность к росту и делению, и такие формы называют L- формами (по названи. Института Листера, где было открыто это явление). В некоторых случаях после устранения фактора, тормозящего синтез клеточной стенки L-формы могут превратиться в исходные формы.
строение.Цитоплазматическая мембранапри электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану (2 темных слоя толщиной по 2,5 нм каждый разделены светлым - промежуточным). По структуре она похожа на плазмолемму клеток животных и состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов, с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. Некоторые из них являются пермеазами, участвующими в транспорте веществ. В отличие от эукариотических клеток, в цитоплазматической мембране бактериальной клетки отсутствуют стеролы (за исключением микоплазм).
4.Цитоплазматическая мембрана.Внутриклеточные структуры.Функции и строение.
Цитоплазматическая мембрана является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобильную текучую структуру. Она окружает наружную часть цитоплазмы бактерий и участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки (за счет ферментов цепи переноса электронов, аденозинтрифосфатазы - АТФазы и др.). При избыточном росте (по сравнению с ростом клеточной стенки) цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты - впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемые мезосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами. Роль мезосом и внутрицитоплазматических мембран до конца не выяснена. Предполагают даже, что они являются артефактом, возникающим после приготовления (фиксации) препарата для электронной микроскопии. Тем не менее считают, что производные цитоплазматической мембраны участвуют в делении клетки, обеспечивая энергией синтез клеточной стенки, принимают участие в секреции веществ, спорообразовании, т.е. в процессах с высокой затратой энергии. Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки и состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул - рибосом, ответственных за синтез (трансляцию) белков.
5.Дополнительные структуры бактериальной клетки.функции и строение жгутиков.Жгутики – это органы движения бактерий. Жгутики не являются жизненно важными структурами, поэтому могут присутствовать у бактерий или отсутствовать в зависимости от условий выращивания. Количество жгутиков и места их расположения у разных бактерий неодинаково. В зависимости от этого выделяют следующие группы жгутиковых бактерий:
- монотрихи – бактерии с одним полярно расположенным жгутиком;
- амфитрихи – бактерии с двумя полярно расположенными жгутиками или имеющие по пучку жгутиков на обоих концах;
- лофотрихи – бактерии, имеющие пучок жгутиков на одном конце клетки;
- перитрихи – бактерии с множеством жгутиков, расположенных по бокам клетки или на всей ее поверхности.
Химический состав жгутиков представлен белком флагеллином
6.Дополнительные структкры бактериальной клетки.функции и строение капсулы.
Капсула - это слизистый слой над клеточной стенкой бактерии. Вещество капсул состоит из нитей полисахаридов. Капсула синтезируется на наружной поверхности цитоплазматической мембраны и выделяется на поверхность клеточной стенки в специфических участках.
Функции капсулы:
- место локализации капсульных антигенов, определяющих вирулентность, антигенную специфичность и иммуногенность бактерий;
- защита клеток от механических повреждений, высыхания, токсических веществ, заражения фагами, действия защитных факторов макроорганизма;
- способность прикрепления клеток к субстрату.
7 .Спорооброзование .строение споры
Споры- это покоящиеся клетки, обладающиеся устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, служащие для сохранения вида.Спорообразование происходит почти исключительно у палочковидных бактерий. В клетке бактерий образуется только одна спора.Обычно споры имеют круглую или овальную форму., располагаются в центре клетки, ближе к концу и на самом конце клеткт. Диаметр спор может превыщать ширину клетки. После созревания споры материнская вегетативная клетка отмирает, оболочка ее разрушается и спора высвобождается. Плотная оболочка, малое содержание свободной воды, наличие дипиколиновой кислоты создают большую устойчивость спор к физико-химическим воздействиям. Так, ссоры некотрых бактерий выдерживают кипячение в течение нескольких часов, могут длительное время сохраняться (десятки и сотни лет) в сухом состоянии, более устойчивы по отношению к действию химических ядов, радиации и других факторов внешней среды.
В благоприятных условиях споры прорастают в вегетативные клетки. При этом они набухают вследствие поглощения воды, активизируются их ферменты, усиливаются биохимические процессы, приводящие к росту. Затем происходит растворение внешней оболочки и через образовавшееся отверстие молодая бактериальная клетка выходит наружу.
8 Особенности грибов.классы грибов
Грибы составляют обширную группу микроорганизмов. Они относятся к низшим растительным организмам, не имеют хлорофилла и питаются готовыми органическими веществами. Грибы нуждаются в свободном доступе воздуха, и поэтому хорошо растут только на поверхности субстратов, образуя пушистые налеты.
Строение грибов. Тело грибов состоит из тонких переплетающихся нитей, называемых гифами. Переплетения их образуют грибницу, или мицелий.
Классиф.гр
Грибы подразделяют на 7 классов: хитридиомицеты, гифохитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскоми-цеты, базидиомицеты, дейтеромицеты
Дейтеромицеты. несовершенные грибы. Мицелий хорошо развит, клеточный.вызывает поверхн-ые микозы с поражением кожи головы,поражение ногтевых пластин
Оомицеты класс нисших грибов.образуются на влажн-х поверх,водоемов ,почве.вызывают мукоромикозы с пораж лег-х печени.
Аскомицеты(сумчатые грибы) в завис от строение дел-ся на 2 гр.1 нитевид гр,имеющая мицеллярное строение 2 аскомицеты истинные дрожжевые группы
9 Актиномицеты,особенности строения ,основные группы.
Актиномициты или лучистые грибы- это одноклеочные организмы, Имеющий вид небольших или длинных разветвленных тонких несептированных нитей. На конце некотрых актиномицетов образуются одна или несколько экзоспор, являющиеся органами плодоношения. Оформленного ядра у них нет . Мицелевидные формы размножаются спорами, развивающимися на воздушных ветвях мицелия, что сближает их с грибами. Немицелевидные формы размножаются делением и перешнурованием клеток. Актиномицеты широко распространены в природе, встречаются они также на пищевых продуктах, вызывая их порчу. Многие актиномицеты вырабатывают
‡агрузка...
антибиотики. Есть среди них и патогенные формы (туберкулезные и дифтерийные бактерии)
10 .простейшие.особенности строение,основные группы
Простейшие . эукариотические одноклеточные микроорганизмы. Снаружи простейшие окружены мембраной (пелликулой) . аналогом цитоплазматической
мембраны клеток животных. Некоторые простейшие имеют опорные фибриллы. Цитоплазма и
ядро соответствуют по строению эукариотическим клеткам: цитоплазма состоит из
эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, многочисленных рибосом и др.; ядро
имеет ядрышко и ядерную оболочку. Передвигаются простейшие посредством жгутиков,
ресничек и путем образования псевдоподий. Простейшие могут питаться в результате
фагоцитоза или образования особых структур. Многие простейшие при неблагоприятных
условиях образуют цисты . покоящиеся стадии, устойчивые к изменению температуры,
влажности и др. Простейшие окрашиваются- по Романовскому-Гимзе
группы жгутиконосцы включает следующих патогенных представителей: трипаносому, сонную болезнь (возбудителя африканского трипаносомоза) лейшмании и трихомонады. Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков: один - у лейшмании , четыре свободных жгутика – у трихомонад
саркодовые относится дизентерийная амеба. Эти простейшие передвигаются путем образования псев-доподий. При неблагоприятных условиях они образуют цисту.
Споровики патогенными представителями являются возбудители саркоцистоза и малярии
12 Риккетсии,хламидии.микоплазмы
Риккетсии – промежуточные формы между бак и вир. Структура риккетсии не отличается от таковой грамот-рицательных бактерий. Риккетсии обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом, однако, возможно, они получают от него макроэргические соединения для размножения.
Хламидии яв-ся промеж гр между бак и вир.имеют сходное строение с бакт строение тела,как вирус- облигатный.не способен синтезировать АТФ.
2 стадии жизн цикла 1ст ретикулярного тельца,проходит в кл хозяина.хломидии в это время имеют активн.обмен в-ств, сферич.форму,активно делится
2 ст элементарного тельца- вне хоз. сферическую форму,но с толстой кл ст,где резко снижен метаб
Вызыв- венерический хламидиоз, хламидиозный конъюнктив
Микоплазмы-гр мелких полиморфный микроорг.Отсутсвует клет.стенка.Достаточно устойчивы в макроорганизме.Вызывает лейко плазменные пневмонии
13 Химический состов бактериальной клетки
физиология бакт-изуч.пит,дых и обм в-ств микробной клетки
Хим.состав бакт клетки вода-свободно связанная и сухой остаток
Вода бак.кл связан.
Связанная вода яв-ся отдельным структ. компонентом(гидраты)кол-во связанной воды всегда постоян.
Свобод.вода яв-ся растворителем кристалл.в-ств,источником ионов,регул РН
Сухой остаток сос из Минер.остатка и органич-го.
Минер.остат- углер50% ,азот8-15%,фосфор,натрий,минеральные в-ва кальций,магний
Мин.в-ва уч активац.фер-в,в регул.осм.давл,регул.РН.
Орган.остаток.-белки составляют 30-50% сухого остатка бакт.кл Содержит большое количество кислых и нейтр-х аминокислот.
14 Ферменты бактерий. Виды ферментативной активности
ферменты бактерий это актив.молекулы бел-го происх,катализирующие различные биохимич.р-ции.
Класс.по мех действия
· оксидоредукт-окислительно-восстановит.ферменты
· трансферазы-перенос атомов от1 молекулы к др
· лиазы
· лигазы-р-ии соед-ия 2х субстратов в1
· гидрол-расщепление
· изомеразы-катализ- р-ции перенесенной группы атомов внутрь 1 молекулы
со субстрату
· сахоролит.ферменты
· протеолитич
· гемолитические
по генети.контролю синтеза фе-в
· конститутивные фер- обеспеч. Боихим.процессы,яв-ся жизненно необход.
· Индуктивные актив-ся только при налич.соотв-го ферменту субстрата
· Репрессибельные –синтез угнетается наличием или высокой конценрт.соотв-го в-ва
15 Классификация микроорганизмов в завис от источника энер,угле,азота.прототрофы
Класс.бакт по источ.энергии.
В зависимости от ист.энер.выдел 2 группы
1фототрофы –усваивают солнеч.энер,имеют спец. хроматофоры с пигментом подобным хлорофиллу
2хемотрофы энер.извлекается путем окисления хим.в-ств .а хемотрофы делятся на
1. хемолитотрофы (используют неорганические соединения);
2.) хемоорганотрофы (используют органические вещества).
В завис.от источника углерода
1 автотрофы способные к ассимиляции углерода из уг.газа в воду
2гетеротрофы источн-ом яв-ся орган.в-ва
В завис.от способа усвоения азота
1азотфиксирующая
2ассимилирующая азот из орган-х в-ств,не нуждающиеся в доп.факторах роста
3Ассимилир.азот уз пуриновых или др-х фак-в роста
Факторами роста бактерий являются витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, присутствие которых ускоряет рост.
Среди бактерий выделяют:
1) прототрофы (способны сами синтезировать необходимые вещества из низкоорганизованных);
2) ауксотрофы (являются мутантами прототрофов, потерявшими гены; ответственны за синтез некоторых веществ – витаминов, аминокислот, поэтому нуждаются в этих веществах в готовом виде).
16 Процессы питания мокроорганизмов питательные среды,классификация,требования к питательным средам.
Под питанием понимают процессы поступления и выведения питательных веществ в клетку и из клетки. Питание в первую очередь обеспечивает размножение и метаболизм клетки.
Процессы пит.бак проходят по 3м основ.механ
1. Пассивная диффузия пит-х в-ств.когда энергия не требуется. Белков переносчиков нет
2. Облегченная диф-по градиенту концентрации,не треб энер,но в переносе уч спец белки
3. Активн.трансп-против градие концентрац.теб.затрат энернии.
Встречаются модифицированные варианты активного транспорта – перенос химических групп. В роли белков-переносчиков выступают фосфорилированные ферменты, поэтому субстрат переносится в фосфорилированной форме. Такой перенос химической группы называется транслокацией.
Питательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения бактерий или других микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях.
Питательные среды готовят из продуктов животного или растительного происхождения. Большое значение имеет наличие в питательной среде ростовых факторов, которые катализируют метаболические процессы микробной клетки (витамины группы В, никотиновая кислота и др.).
ДЫХАНИЕ Микроорганизмов.Особенности кислородного дыхания,гниение и брожение.Классификация микроорганизмов по типу дыхания.
Дыхание (или биологическое окисление) микроорганизмов представляет собой совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микробных клеток
3 типа дыхания в зависимости от конечного акцептора
1.Кислородное дыхание – окисление кислородом воздуха осуществляются при участии молекулярного кислорода с высвобождением большого количества энергии (АТФ, АДФ, АМФ). Перенос электронов осуществляется с помощью системы цитохромов а,в,с, цитохромоксидазы
2. Брожение
Совокупность окислительно-восстановительных процессов расщепления органических веществ в анаэробных условиях
Конечный акцептор – органические вещества
В зависимости от преобладающих продуктов: спиртовое, маслянокислое, метановое, молочнокислое, пропионовокислое и т.д.
При брожении образуются продукты, используемые для синтетических процессов в клетке
3. ГНИЕНИЕ (аммонификация)
Многоэтапное анаэробное и аэробное расщепление белков и других азотсодержащих соединений
Конечные и промежуточные продукты гниения являются обязательным звеном в круговороте веществ, кроме того вызывают гнилостные процессы в толстом кишечнике, гнойно-воспалительные заболевания
Классификация бактерий по типу дыхания
Облигатные аэробы (синегнойная палочка)
Облигатные анаэробы (возбудитель ботулизма)
Факультативные анаэробы (стафилококки)
Аэротолерантные – (молочнокислые бактерии)
Микроаэрофилы – (некоторые возбудители газовой гангрены)
Капнические – (один из возбудителей бруцеллёза)
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 380; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!