Бактерии и вирусы

МИКРОБИОЛОГИЯ – наука о микроорганизмах. Бактериоло́гея раздел микробиологии, изучающий строение, физиологию, биохимию, генетику, систематику бактерий, их распространение и роль в природе. Бактерии – прокариотические микроорганизмы, имеющие клеточное строение, но не имеющие оформленного ядра. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Бактерии Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук (1675)– голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу- микроскоп, увеличивающую предметы в раз г. Х.Эренберг – название. Антони ван Левенгук

Бактерии эубактерии архебактерии Halobacterium sp. strain NRC-1

Формы и размер бактерий. Название бактерии Форма бактерии Изображение бактерии Кокки Шарообразная Бацилла Палочковидная Вибрион Изогнутая в виде запятой Спирилла Спиралевидная Стрептококки Цепочка из кокков Стафилококки Грозди кокков Диплококки Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны и цитоплазмы, которая содержит ядерное вещество, различные органеллы и включения. Кроме того, у многих бактерий имеются капсула и слизистый слой, жгутики и пили(рис.1).

Клеточная стенка Функции: предохраняет клетку от осмотического лизиса, так как давление внутри клетки в цитоплазме выше, чем в окружающей среде. обеспечивает прохождение внутрь клетки различных веществ и выведение наружу продуктов обмена. Основным компонентом клеточной стенки бактерий является полисахарид муреин. В зависимости от строения клеточной стенки бактерии делятся на две группы: грамположительные (окрашиваются по Граму при приготовлении препаратов для микроскопирования) и грамотрицательные (не окрашиваются этим способом) бактерии (рис 3).

Рис 3. Строение клеточной стенки грам + и грам - бактерий.

Протопласты и сферопласты

Движение бактерий Органами движения бактерий являются жгутики, которых может быть от 1 до 50 и более. Для кокков характерно отсутствие жгутиков. Жгутик отходит от специального образования базального тельца, расположенного в цитоплазме на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны (рис. 7). Рис 5. Строение жгутика бактерии

Цитоплазматическая мембрана очень тонка (не более 810 нм). На электронных микрофотографиях она видна как двойная линия, разделенная светлым промежутком (трехслойная). Более половины массы цитоплазматической мембраны составляют белки и 2030% фосфолипиды. Она действует как осмотический барьер, концентрируя внутри клетки питательные вещества и способствуя выведению продуктов обмена. Через нее проходят частицы, имеющие молекулы небольших размеров (фрагменты ДНК, белки с низкой молекулярной массой внеклеточные ферменты). Белки цитоплазматической мембраны пермеазы выполняют функцию транспорта переноса органических и неорганических веществ в клетку.

Цитоплазма В цитоплазме имеется около 20 тыс. рибосом и одна крупная кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, длина которой в 700 или тысячу раз превышает длину самой клетки. Кроме того, у большинства видов бактерий в цитоплазме имеются еще и мелкие кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Мембранные структуры (органеллы), характерные для эукариотичес-ких клеток, у бактерий отсутствуют. У ряда водных и почвенных бактерий, лишенных жгутиков, в цитоплазме имеются газовые вакуоли. Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на ее поверхность, а почвенные передвигаться в капиллярах почвы. Запасные вещества бактериальной клетки это полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, лолифосфа-ты, сера.

Размножение Бинарное деление Конъюгация – половой процесс (кишечная палочка) – прикрепление с помощью пили

Спорообразование Эндоспора Фотография эндоспор Paenibacillus alvei, полученная методом фазово-контрастной микроскопии. микроцисты, образующиеся из целой клетки.. Они выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100°С и охлаждение почти до абсолютного нуля. В обычном же состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, воздействии прямых солнечных лучей, повышении температуры до 6580°С и т. д. В благоприятных условиях споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку бактерий.

В воздухе: в верхних слоях биосферы, больше на промышленными городами. По воздуху распространяются бактерии возбудители ангины, скарлатины, туберкулеза. В почве: в окультуренном черноземе: Играют важную роль в почвообразовании (нитрифицирующие, гнилостные, азотофиксирующие). В воде: в поверхностных слоях водоемов. Служат источниками инфекционных заболеваний (холера, дизентерия), полезные водные бактерии способствуют минерализации. В живых организмах: симбиотические и паразиты. Симбиотические обычно живут в кишечнике многих животных и способствуют пищеварению.

Сапротрофы – окисляют органические соединения углеводы (брожение). Молочнокислые бактерии (превращают сахар в молочную кислоту) – положительное значение: используют для приготовления молока и квашеных овощей. Отрицательное – порча продуктов. Уксусные бактерии – окисление спирта в уксусную кислоту. Положительное значение – применяется для маринования. Отрицательное – порча продуктов. Гнилостные бактерии (расщепляют белки) положительная роль: минерализация органических останков, отрицательная роль: порча продуктов. Бактерии симбионты – Клубеньковые бактерии – образуют клубеньки с корнями бобовых растений (бактерии фиксируют азот из атмосферы и переводят в доступные для растения соединения). Паразиты-возбудители чумы, холеры, туберкулеза, дизентерии, дифтерии, менингита Автотрофы – синтезируют органические вещества из неорганических. Фототрофы – используют энергию солнечного света, это анаэробные бактерии, поэтому выделение кислорода не происходит (серные). Хемотрофы – используют энергию химических связей (нитрифицирующие, железобактерии, водородные бактерии).

Борьба с негативным влиянием бактерий: Пастеризация – нагревание обычно до 6070 °С в течение 1530 мин. Сушка – а) нагревание до °С, б) путем фильтрации через фильтры (асбестовые), в) обработка материала дезинфицирующими средствами Стерилизация Маринование Зсахаривание Антибиотики

Царство предклеточные Вирусы Д.И. Ивановский «вирус табачной мозаики» - возбудитель проходил через бактериальные фильтры г. - термин «Вирусы» предложен М. Бейеринком г. - Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков – Ф д. Эррель открыл бактериофаг Бактериофаг применяли для лечения у человека брюшного тифа. Вирусологея – наука, изучающая неклеточные формы жизни.

1 головка, 2 хвост, 3 нуклеиновая кислота, 4 капсид, 5 «воротничок», 6 белковый чехол хвоста, 7 фибрилла хвоста, 8 шипы, 9 базальная пластинка капсид

Стадии размножения (репродукции) вирусов

Отличие вируса от клетки: Вирусы никогда не размножаются делением. В своем составе имеют только один тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК). Вирусы никогда не размножаются вне клетки хозяина.

Спасибо за внимание