микробиология_кратко

Р ис. 1. О сновны е форм ы бактерий: 1 —

кокк; 2 —

палочка; 3 —

вибр ион;

4 — спир илла 5 — спир охета; 6 — тор оид,

7 — з вез дчатая; 8 —

нитчатая.

Соч етание кокков: А — м икр ококк; Б — диплококк; В

— стр ептококк; Г —

тетр акокк; Д

—

стаф илококк; Е —

сар цина.

О собую гр уппу обр аз ую т нитчаты е бактер ии, состоящ ие, как пр авило, из

одного р яда клеток,

котор ы е соединены в длинны е нити(тр ихом ы ),

нер едко

одеты еобщ им слиз исты м чехлом .

Ф ор м а

клеток

больш инства

бактер ий

является устойчив ы м

видовы м

пр из наком .

Раз м ер ы

бактер иальны х

клеток

невелики. Д лина больш инства

палочков идны х

бактер ий, в ибр ионов

и спир илл состав ляет 0,5—

3 м км ,

толщ ина—

0,5—

1 м км . Д иам етр ш ар овидны х бактер ий обы чнонепр ев ы ш ает2

м км . Д лина клеток некотор ы х видов спир охетдостигает500 м км (0,5 м м ).

СТ РО Е Н И Е БА К Т Е РИ А ЛЬ Н Ы Х К ЛЕ Т О К

К л ет очн ая

ст ен к а. Бактер иальная клетка (р ис.2) состоит из пр отопласта,

окр уж енного у больш инства в идов упр угой

клеточной стенкой. К леточная

Р ис.

2.

Схе м а

строения

клетки бактерии:

1 —

клеточная

стенка; 2

—

цитоплаз м атическая

м ем бр ана;

3

—

нуклеоид; 4 —

р ибосом а;

5

—

м езосом а; 6 —

тр убчаты е

тилакоиды ;

7—

пластинчаты е тилакоиды ;

8 —

вор -

синки(пили); 9 — ж гутики;

10 —

хлор осом ы ; 11 —

аэр осом ы .

В з ависим ости от хим ического состав а и ультр астр уктур ы

клеточной

м етод в 1884

г.) им еет диагностическое з начение.

Ф иксир ов анны е клетки

окр аш иваю т кр исталлическим ф иолетовы м , з атем

йодом , что пр иводит к

обр аз ованию

окр аш енного ком плекса. П осле обр аботки спир том одни

У грамп ол ож и т ел ьн ы х

бактер ий

клеточная стенка им еет однор одную

стр уктур у.

О на состоит из

толстого м ногослойного

пептидогликанов ого

ком плекса,

состав ляю щ его

до 70%

ее сухой

м ассы .

К леточная стенка

гр ам полож ительны х бактер ий им еет толщ ину 20—

50 нм

иобладает в ы сокой

пр очностью , в ы дер ж иваядавлениедо3 М

П а (около30 атм ).

вы дер ж иваетдав лениедо 0,8 М

П а (8 атм ). Е ехим ический

состав истр уктур а

гор аздо слож нее, чем у

гр ам полож ительны х (р ис.

3). В нутр енний

м ассы клеточной стенки. Снар уж ир асполож ен слож ны й ком плекс,

состоящ ий

из белков , липидов,

липополисахар идов

и ф осф олипопр отеидов.

Э ту часть

клеточной стенкис полны м основ анием

наз ы ваю т н аруж н ой мембран ой, вы -

полняю щ ей

дополнительную

бар ьер ную ф ункцию .

П р ом еж уток

м еж ду

цитоплаз м атической

м ем бр аной

и

слоем

пептидогликана

наз ы ваю т

п ери п л азмаги чески м пр остр анством .

К ап сул ы

и сл и зи ст ы е

сл ои .

К летки

м ногих

бактер ий

окр уж ены

слиз исты м и в ещ ествам и. Слиз исты й

м атер иал,

им ею щ ий

четко очер ченную

внеш ню ю повер хность, обр аз ует бак т ери ал ьн ую к ап сул у.

О т капсул следует

отличать слиз исты е слои, гр аницы котор ы х р асплы вчаты

(р ис. 4). У

м ногих

нитчаты х ф ор м обр аз ую тсяслиз исты ечехлы .

стенки грам отрицательны х бакте рий: 1

—

цитоплаз м атическая

м ем бр ана;

2

—

пер иплаз м атическое

пр остр анство;

3

—

пептидо-гликанов ы й

слой; 4 —

в неш няя

В аж нейш им иф ункциям и капсул яв ляю тся:

1) пр едохр анение клетки от

неблагопр иятны х

услов ий,

в

частности

от

вы сы хания;

2)

накопление

необходим ы х для клеткивещ еств ,

в том

числе м ногих в ы соком олекуляр ны х

соединений,

котор ы еадсор бир ую тся вещ еств ом капсул,

а з атем

р асщ епляю тся

внеклеточны м и

ф ер м ентам и;

3)

капсулы

некотор ы х

патогенны х

м икр оор ганиз м ов

(воз будителей пнев м онии,

коклю ш а, м енингита,

сибир ской

яз вы и др .)

повы ш аю т их в ир улентность, пом огая бактер иям

пр отивостоять

действию

ф агоцитов

и др угих

з ащ итны х

м еханиз м ов

инф ицир ованного

ор ганиз м а.

При дат очн ы е ст рук т уры .

К летким ногих бактер ий им ею т пр идаточны е

пов ер хностны е стр уктур ы , к котор ы м

относятся ж гутики, в ор синки(пили) и

ш ипы .

М ембран н ы е

ст рук т уры

бак т ери ал ьн ы х к л ет ок .

Ц итоплаз м а

в сех

клеток,

в

том

числе

и

бактер иальны х,

окр уж ена

цитоплаз м атической

м ем бр аной (Ц П М

)

—

белков о-липидны м

ком плексом толщ иной 7,5— 9,0 нм .

О снов у м ем бр аны

больш инства бактер ий состав ляет бим олекуляр ны й

слой

липидов

(15— 50% сухой м ассы

м ем бр аны ), главны м обр аз ом

ф осф олипидов .

П оляр ны е «головки»

ф осф олипидов р асполож ены на в неш них пов ер хностях

бислоя,

а

гидр оф обны е

цепочки

ж ир ны х

кислот

каж дого

из

слоев

вз аим одействую тдр угсдр угом

ир аз м ещ аю тся в сер единем ем бр аны .

Белки,

состав ляю щ ие

около

50%

м ассы

м ем бр аны ,

полностью

или

частично погр уж ены

в

липидную

ф аз у.

Ц итоплаз м атическая

м ем бр ана

вы полняет р аз нообр аз ны е ф ункции: 1)

поддер ж ание нер авенства состава и

концентр ации р аствор енны х вещ еств

в

цитоплаз м е и во внеш ней

ср еде

(бар ьер ная ф ункция);

2)

тр анспор т вещ еств в клетку; 3) в ы деление пр одуктов

м етаболиз м а, а

такж е

внеклеточны х

токсинов

и ф ер м ентов ; 4) пер енос

электр онов

и м ем бр анное ф осф ор илир ов ание; 5) биосинтез

ф осф олипидов ,

6

ком понентов

клеточной

стенки и капсулы ;

6) пр икр епление хр ом осом ы и

участиев еер епликацииидр .

Зону, в

котор ой

локализ ована Д Н К ,

наз ы ваю т ядер ны м аппар атом

ж идкой ср еде или по плотной повер хности. Раз личаю т

несколько типов

дв иж ения бактер ий, основны м из котор ы х яв ляется пер едв

иж ение в ж идкой

нити, пр оходящ иечер ез клеточную стенку.

О снов ная

нить ж гутика (ф лагелла)

постр оена из

белка ф лагеллина,

м акр ом олекулы

котор ого улож ены по спир али, обр аз уя центр альную полость.

Ф лагелла пр исоединена к клетке с пом ощ ью кр ю чка —

белковой стр уктур ы ,

из огнутой

под

пр ям ы м углом .

К р ю чок

соединен с баз альной стр уктур ой,

состоящ ей

из

стер ж ня и одной

или дв ух пар колец,

обр аз ованны х 9— 12

Р ис.

4.

Схе м а

строения жгутика

грам отрицательной бактерии: 1 — Ц

П М

;

2— пер иплаз м атическое пр остр анство;

3

—

пептидогликан; 4 —

внеш няя (нар уж ная)

м ем бр ана; 5 —

кр ю к;

6 — нитьж гутика;

А ,

В , С, D —

кольца.

7

Р ис.

5.

Т ипы

жгутикования

бакте рий:

А

—

пер итр их;

Б —

м онотр их;

В

—

политр их;

Г —

Д виж ение спир охет в

ж идкой ср еде — в р ащ ение в окр угдлинной

оси,

из гибание, з акр учивание

—

обеспечивает аксиальная (осевая)

нить,

состоит из

двух

пучков белковы х

ф ибр илл,

пр икр епленны х к

пр отивополож ны м полю сам клеткиипер екр ы ваю щ ихся в ееср едней части.

В р ащ аясь в

пер иплаз м атическом пр остр анств е,

ф ибр иллы

в ы з ы ваю т

из гибы клеточной стенки.

Т р етий тип движ ения, обнар уж енны й

у некотор ы х гр ам отр ицательны х

м икр оор ганиз м ов, —

скольж ениепр исопр икосновенииствер ды м

субстр атом .

Э то движ ениесв яз ано, по-в идим ом у, сволнообр аз ны м

сокр ащ ением белков ы х

м икр оф ибр илл,

р асполож енны х м еж ду

нар уж ной

м ем бр аной и слоем

пептидогликана.

Д виж ение,

в ы з ванное одностор онним

действием

какого-либо внеш него

ф актор а, наз ы в аетсят ак си сом.

РА ЗМ Н О Ж Е Н И Е Б А К Т Е РИ Й

У

подав ляю щ его больш инства бактер ий р аз м нож ение осущ ествляется

путем

бинар ного деления. П ер ед делением клетки пр оисходит р епликация

бактер ий: на одном

полю се м атер инской

клетки ф ор м ир уется почка, куда

пер ем ещ ается одна

из хр ом осом ; почка

р азр астается и пр евр ащ ается в

дочер ню ю клетку.

П О К О Я Щ И Е СЯ Ф О РМ Ы У БА К Т Е РИ Й

О бр аз ование

спор

—

очень р аспр остр аненное

яв ление у

бактер ий.

Бактер иальны еэн досп оры —

этоособы й типпокоящ ихся клеток, обладаю щ их

специф ическим и

стр уктур ам и

и очень

в ы сокой устойчивостью к

неблагопр иятны м ф актор ам

внеш ней ср еды .

П р оцессспор ообр аз ованиясостоитиз нескольких этапов (стадий):

1.

Репликация Д Н К

с

обр аз ованием

двух

нуклеоидов ,

котор ы е

р асполагаю тся в центр еклеткив в идепалочков идноготяж а.

2. П ояв лениена одном

из полю сов клеткиспор огенной з оны , содер ж ащ ей

одну

м олекулу

Д Н К

и часть цитоплаз м ы ,

отделяем ую

от остального

пр отопласта м ем бр анной

пер егор одкой (септой).

П р и

этом

в оз никает

составляю щ ей от30 до60 % м ассы спор ы исостоящ ей в основ ном из белков.

Р ис.

6.

Строе ние

зрелой

споры

(схем а):

1—

цитоплаз м а;

2 — Ц П М

; 3

—

кор текс;

4 —

внутр енняя оболочка спор ы ; 5

— нар уж ная оболочка

спор ы ;

6

—

остаточнаячастьм атер инской клетки.

Хар актер ная особенность спор

—

чр ез вы чайно вы сокая устойчивость к

неблагопр иятны м услов иям (в ы соким

тем пер атур ам ,

в ы суш ив анию ,

р адиации,

кислотам

иядовиты м

вещ еств ам ).

К р ом е эндоспор

пр окар иоты

м огут обр аз овы вать др угие покоящ иеся

ф ор м ы —

экз оопор ы ицисты .

К онтрольны е вопросы : В

чем основны ер аз личияэуипр окар иотической

клеток? К аковы

основны еф ор м ы клеток бактер ий? К акиесочетания кокков в ы

з наете? К аков ы

р аз м ер ы бактер иальны х клеток? Ч то такоеокр аска по Гр ам у?

К ак р аз личается

стр оение

гр ам полож ительной

и гр ам отр ицательной

бактер иии? К аковы

ф ункции клеточной стенки?

Ч то такое м икр окапсула,

м акр окапсула и чем

они отличаю тся от слиз исты х слоев? К аков ы

ф ункции

капсул? Ч то такое пр идаточны естр уктур ы идля чего онислуж ат?

О пиш ите

общ ее стр оение цитоплаз м атической

м ем бр аны . К аков ы ее ф ункции? Ч то

К акиеор ганы дв иж ения им еетбактер ия?

О пиш итестр оениеж гутика бактер ии

и пр инципы

его дв иж ения.

К акие типы

ж гутиков ания бактер ий в ы з наете?

К аков ы основ ны е способы деления бактер ий? К акие этапы

вклю чает пр оцесс

спор ообр аз ования? Ч ем отличаю тся эндо-

и экз оспор ы ?

К аково стр оение

з р елой эндоспор ы ? Д лячегообр аз ую тсяспор ы ?

А УТ ЭК О Л О Г И Я Б А К ТЕР И Й

Т Е М

П Е РА Т У РА

Д ля

каж дого ор ганиз м а

сущ ествует ми н и мал ьн ая тем пер атур а, ниж е

котор ой

р ост не наблю дается,

как бы

долго ни длился пер иод инкубации;

оп т и мал ьн ая

тем пер атур а,

пр и котор ой

ор ганиз м р астет с наибольш ей

скор остью ; и мак си мал ьн ая

тем пер атур а,

вы ш е котор ой

р ост невоз м ож ен.

п си х рот роф ы ,

относительно бы стр о р аз м нож аю щ иеся пр и тем пер атур е 0°С;

т ермоф и л ы ,

р астущ ие пр и тем пер атур е в ы ш е

45— 50 °С,

и мезоф и л ы ,

р аз виваю щ иеся в диапаз онеум ер енны х тем пер атур .

К онтрольны е вопросы : К акую

р оль в ж из нибактер ий игр аетсвет? К ак

действует на

м икр оор ганиз м ы У Ф

и иониз ир ую щ ее из лучения? К аково

влияние солнечной актив ности? К акие гр уппы

бактер ий

вы деляю т по

отнош ению

к

гидр остатическом у

дав лению ?

Ч то такое

кар динальны е

К акиеф из иологическием еханиз м ы

пр испособления к тем пер атур ехар актер ны

для психр оф иллов ?

Ч ем

опр еделяю тся вер хние и ниж ние тем пер атур ны е

гр аницы

р оста

психр оф иллов?

К акие гр уппы

м ож но

в ы делить

ср еди

тер м оф ильны х

бактер ий?

К аковы

м еста обитания тер м оф ильны х бактер ий?

К аков а пр ир ода тер м оустойчивостибактер ий?

К И СЛО Т Н О СТ Ь

СРЕ Д О БИ Т А Н И Я БА К Т Е РИ И

К ислотность

ср еды

яв ляется важ ны м

ф актор ом ,

опр еделяю щ им

сущ ествование в

ней пр окар иот. В

з ав исим остиот отнош ения к кислотности

ср еды

пр окар иоты

м огут

бы ть

р аз делены

на

несколько

гр упп.

Д ля

подавляю щ его

больш инства

оптим альной

яв ляется

ср еда,

близ кая

к

нейтр альной. Т акие ор ганиз м ы наз ы ваю т н ейт роф и л ами .

У

некотор ы х в идов

бактер ий адаптация к опр еделенны м з начениям

р Н

ср еды

пр ивела к том у,

что

оптим ум

р Н для р оста пер ем естился в кислую

(р Н

4 иниж е) или щ елочную

10

(р Н от 9 и

в ы ш е) области. Т акие пр окар иоты

наз ваны аци до- или

ал к ал оф и л ьн ы ми

(кислотоили щ елочелю бив ы м и)

соответственно. Ср еди

бактер ий обеих гр уппестьоблигатны еф ор м ы , потер яв ш иеспособностьр астив

кислотности ср еды ?

К акие гр уппы бактер ий

по отнош ению к

ур ов ню р Н

р аз личаю т? К аков ы

пр испособления ацидо-

и алкалоф ильны х

бактер ий к

этом уф актор уииспольз уя пр иэтом р аствор NaCI в р аз личной концентр ации,

м ож но до некотор ой степени услов но подр аз делить их

на р яд гр упп. В о-

пер в ы х, это н егал оф и л ьн ы е бактер ии, не нуж даю щ иеся в

NaС1 испособны е

сущ ествоватьв ср едах сничтож ны м содер ж анием р аств ор енны х вещ еств , даж е

в дистиллир ов анной воде. У гнетение таких бактер ий

хлор исты м натр ием

обы чно начинается пр и концентр ации около 3%. В о-втор ы х, это морск и е

NaCI 2,5— 5%.

В -тр етьих,

это

ум ер енны е

гал оф и л ы , р астущ ие пр и

концентр ациях

NaCI 5— 15%,

и,

в -четвер ты х,

экстр ем альны е или к райн е

гал оф и л ьн ы е

бактер ии, р аз вив аю щ иеся пр и концентр ациях NaCI, начиная с

12— 15% идонасы щ енны х р аствор ов соли.

К онтрольны е вопросы : К акие гр уппы

бактер ий пр инято в ы делять по

отнош ению

к концентр ации пов ар енной

соли в

ср еде?

Где

обитаю т

пр едстав ители этих гр упп? К ак пр испосабливаю тся бактер ии к

деф ициту

влаги?

П И Т А Т Е ЛЬ Н Ы Е В Е Щ Е СТ В А

Бактер ии, сущ ествование котор ы х в пр ир оде з ависит от их способности

р аз м нож аться в м естах с низ ким пищ евы м

потоком

углер ода—

до 0,1 м г/л в