3. Строение бактериальной клетки. Размножение и спорообразование у бактерий.

Микроорганизмы - это мельчайшие живые существа, невидимые невооружённым глазом. Большинство м/орг-ов имеют одноклеточное строение. Размеры м/орг-ов: микрометр - 10 мм нанометр- 10 мм. Вес 1 клетки - 10 микрограмм. Формы и размеры бактерий значительно изменяются в зависимости от возраста, культуры, состава среды, t и других факторов.

Характерные признаки микроорганизмов:

1) Микроскопически малая величина.

2) Преимущественно одноклеточное строение.

3) Простота видимой структуры.

По типу строения клетки различают 2 вида м/орг-ов:

1) Прокариоты - доядерные: в клетке нет оформленного ядра, ядерной оболочки, ДНК не связана с белком. Отсутствуют органеллы. Размножаются прокариоты простым делением клетки. Представители: сине - зелёные водоросли, бактерии, риккетсии, актиномицеты.

2) Эукариоты - ядерные: имеется оформленное ядро, молекулы ДНК

связаны с белком. В цитоплазме также присутствует аппарат Гольджи,

митохондрии и фотосинтез. Представители: зелёные водоросли, плесневые грибы.

По форме клеток выделяют шаровидные, палочковидные и извитые бактерии:

1) Кокки - шаровидные бактерии. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления, различают: моно - или микрококки, диплококки, тетракокки, стрептококки, стафилококки, сарцины (16-32 и тд шт).

2) Палочковидные:

- собственно бактерии - тонкие, не способные образовывать спор внутри клетки (Azotobacter)

- бациллы - утолщённые, спорообразующие споры внутри клетки:

Clostridium (веретеновидная палочка), Plectridium (барабанная палочка). Для бациллярных клеток спора не является органом размножения, она выполняет приспособительную функциюцию.

Шаровидные и палочковидные клетки распространены в почве, на

растениях, а извитые - преимущественно в водной среде.

3) Извитые - водные обитатели:

- вибрионы - укороченные, в виде запятой

- спириллы - волнистые,

- спирахеты - спирально закрученные, являются переносчиками холеры.

На поверхности питательных сред м/орг-мы могут формировать колонии -

скопления слизистых клеток, образованные одной материнской. Колония

обычно видна невооруженным глазом. Часто имеет разнообразную окраску.

Многие бактерии способны передвигаться. Различают как беспорядочное, так и направленное их движение – таксисы: хемотаксис обусловлен разницей в концентрации химических веществ в среде; аэротаксис – разницей в содержании О2; фототаксис - разницей в интенсивности освещения.

Существует 2 типа движения бактерий:

1) Скользящий (реактивный) - м/орг-мы передвигаются по поверхности в результате волнообразных сокращений, вызывающих периодическое

изменение формы клеток или в результате выбрасывания слизистой

жидкости (серные бактерии).

2) При плавающем типе м/орг-мы передвигаются с помощью особых нитевидных придатков - жгутиков, состоящих из белка флагеллина.

По количеству жгутиков различают:

- монотрихи -1 жгутик

- лофотрихи - жгутики на одном конце клетки

- амфитрихи - жгутики с обоих концов клетки

- перитрихи - жгутики по всей поверхности клетки

Жгутики являют приспособительным фактором, но не жизненно важным.

Кол-во жгутиков различно у разных видов бактерий: у спирилл от 5 до 30, у вибрионов от 1 до 3, у палочковидных бактерий до 100 и более жгутиков.

Кроме жгутиков, у бактерий обнаружены фимбрии, выполняющие роль

присосок. Имеются также пили, передающие при коньюгации бактерий

наследственную информацию от одной клетки к другой. Пили могут

служить для прикрепления патогенных бактерий к тканям животного или

человека. Фимбрии короче и тоньше жгутиков, но более многочисленны

(от 100 до нескольких тыс.шт.)

Строение бактериальной клетки.

Структура ядерных организмов наиболее подробно изучалась в соответствующих разделах ботаники (микр. раст.) и зоологии (микр. животное). В м/б-ии мы в основном изучаем доядерные организмы. И рассмотрим сейчас строение бактериальной клетки.

Бактериальная клетка по структуре сходна с растительной:

1) Имеется клеточная стенка (оболочка), содержащая гликопептид; цитоплазматическая мембрана; цитоплазма с аналогами органоидов (митохондрий, рибосом, ЭПС). Обнаружены красящие вещества (бактериохлорофилл, антоциан, фикоэретрин). Кроме того, в клетке имеются капли серы, капли животного крахмала, которые являются как запасными веществами, так и продуктами жизнедеятельности.

2) Для бактериальной клетки характерна окраска по Граму (Г+ и Г-)

- клетки, содержащие около 5% гликопептида, не окрашиваются и называются Г- (грамотрицательные).

- клетки, содержащие около 95% гликопептида, окрашиваются в синий цвет и называются Г+ (грамположительные).

3) Многие бактериальные клетки бактерии способны образовывать вокруг себя слизистой слой - капсулу.

- В зависимости от толщины слоя различают макрокапсулы (>0.2 мкм),

микрокапсулы (<0.2 мкм) и растворимую слизь.

- Капсула выполняет защитную функцию (от высыхания).

- Является резервом запасных питательных в-в, так как содержит или жиры (жировая капсула), или белки (белковая), или углеводы (углеводная).

- Капсула используется в медицине как плазма — заменитель крови; в

м/б-ии - как фильтр.

Колония м/орг-ов, погружённая в слизь, образует зооглею. Бактерии, имеющие капсулу, живут практически везде. Таким образом, бактериальная клетка отмечается простой видимой структуры.

Размножение бактерий.

Основной тип размножения простое деление клеток: 1) изоморфное

образуется 2 одинаковые клетки, растущие в противоположных

направлениях;

2) гетероморфное - из 2-х образованных клеток развивается одна, вторая

отмирает (наблюдается в истощённых питательных средах).

3) Почкование – дрожжи. Скорость размножения, в зависимости от t С,

влажности, питания, составляет 1.5-2 часа. Время генерации (от

образования новой клетки до её взросления) - 20-40 минут. Самой

большой скоростью размножения обладает кишечная палочка -20-30 мин.

Чем меньше организм, тем выше скорость размножения.

Развитие микроорганизмов идет по следующим фазам:

1) Исходная (стационарная) - 1-2 часа после внесения м/орг-ов на питательную среду.

2) Лаг - фаза - клетки питаются, растут, увеличиваются в объёме, но

скорость деления невелика.

3) Фаза усиленного роста и развития - число клеток резко увеличивается.

4) Фаза замедленного роста и развития - среда истощается, накапливаются токсические вещества.

5) Стационарная - период, когда число новых клеток равно числу

отмерших.

6-8) Фаза отмирания.

Спорообразование у бактерий.

Спора - особая покоящаяся клетка, окружённая плотной оболочкой. Она образуется внутри бактериальной клетки. Спора термостойка, т. к. содержит минимальное количество воды; вода связана с белками и осмотически - активными веществами. Спора содержит хилатный комплекс (Са + дипикалиновая кислота); покрывается многочисленными оболочками, корой, имеющими шипы и выросты. Такая спора находится в состоянии анабиоза и сохраняет жизнеспособность сотни и миллионы лет. Спорообразование происходит при наступлении неблагоприятных условий. Например, когда бактерии испытывают недостаток питательных веществ или когда в среде в большом количестве накапливаются продукты обмена веществ бактерий. При благоприятных условиях спора насасывает воду и превращается в трубку, из которой формируется вегетативная клетка. Кора споры и другие образования

разрываются и высвобождают новую клетку. Процесс спорообразования длится примерно 1.5 часа.