Лекция 5. 2 сем
.pdf
Рисунок 25. Цитофага
Риккетсии и хламидии – очень мелкие бактерии разнообразной формы, облигатные внутриклеточные паразиты. Некоторые бактерии являются симбионтами насекомых, например, Rickettsia provazeki – возбудитель сыпного тифа – симбионт платяной вши риккетсии по строению весьма близки к одним из органелл живых клеток - митохондриям
Рисунок 26. Риккетсии
Класс Оксифотобактерии
Бактерии, осуществляющие фотосинтез, который сопровождается выделением молекулярного кислорода.
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
К данному классу относятся цианобактерии, называемые еще сине-зелеными водорослями. Цианобактерии представлены одноклеточными, колониальными и многоклеточными организмами. Многоклеточные бактерии образуют нити. Их клетки имеют сферическую или палочковидную форму. Средний размер клеток 2 мкм. Многие цианобактерии имеют капсулу или чехол.
Рисунок 27. Цианобактерии
В клетках цианобактерий развита система внутрицитоплазматических мембран – тилакоидов.
Кроме хлорофилла цианобактерии содержат другие фотосинтетические пигменты – фикобилины, которые находятся в специальных структурах – фикобилисомах.
Цианобактерии представлены одноклеточными, колониальными и многоклеточными организмами. Их клетки имеют сферическую или палочковидную форму. Средний размер клеток 2 мкм. Многоклеточные бактерии образуют нити. Многие цианобактерии имеют капсулу или чехол.
Вклетках цианобактерий развита система внутрицитоплазматических мембран – тилакоидов. В тилакоидах расположены компоненты фотосинтетического аппарата. Кроме хлорофилла цианобактерии содержат другие фотосинтетические пигменты – фикобилины, которые находятся в специальных структурах – фикобилисомах. Цианобактерии отличаются выдающейся способностью адаптировать состав фотосинтетических пигментов к спектральному составу света, так что их цвет варьирует от светло-зелёного до тёмно-синего.
Некоторые высшие цианобактерии способны к фиксации атмосферного азота. Процесс азотфиксации локализован в специализированных дифференцированных клетках
—гетероцистах, отличающихся толстыми покровами, которые препятствуют проникновению кислорода. При недостатке связанного азота в питательной среде в колонии насчитывается 5-15 % гетероцист. Гетероцисты получают органические вещества от фотосинтезирующих членов колонии. Связанный азот накапливается в гранулах или экспортируется в виде глутаминовой кислоты
Цианобактерии являются составляющей частью океанического планктона, служат кормом для рыб и морских млекопитающих, образуют по разным данным от 20 до 40% кислорода планеты.
Вкачестве симбионтов цианобактерии присутствуют в клетках лишайников.
Внекоторых странах из-за недостатка других видов продовольствия цианобактерии используют в пищу: их высушивают, а затем готовят муку. Из цианобактерии спирулины готовят пищевую биодобавку.
Цианобактерии отличаются способностью адаптировать состав фотосинтетических пигментов к спектральному составу света, так что их цвет варьирует от светло-зелёного до тёмно-синего.
Рисунок 28. Цианобактерии
Некоторые высшие цианобактерии способны к фиксации атмосферного азота.
Процесс азотфиксации локализован в специализированных дифференцированных клетках —гетероцистах, отличающихся толстыми покровами, которые препятствуют проникновению кислорода.
При недостатке связанного азота в питательной среде в колонии насчитывается 5- 15 % гетероцист. Гетероцисты получают органические вещества от фотосинтезирующих членов колонии.
Связанный азот накапливается в гранулах или экспортируется в виде глутаминовой кислоты.
Фотосинтез сопровождается выделением молекулярного кислорода.
Класс 3. Anoxyphotobacteria
Этот класс включает фототрофные бактерии с бескислородным типом фотосинтеза. Для восстановления CO2 они используют водород, серу, сероводород или
органические соединения. Бактерии имеют палочковидную или извитую форму. Представители этого класса окисляют сероводород до сульфата. Выделяют следующие группы бактерий класса Anoxyphotobacteria:
-пурпурные несерные бактерии,
-пурпурные серные бактерии (в клетках в качестве промежуточного продукта временно откладывается сера)
-зеленые серобактерии (сера выделяется в окружающую среду)
Некоторые представители пурпурных бактерий способны на свету в присутствии подходящих органических или неорганических доноров водорода выделять молекулярный водород. Фотосинтез идет без образования кислорода.
Для восстановления CO2 используются H2, H2S, S, органические соединения.
Пурпурные бактерии |
Зеленые бактерии |
Хлорофлексус |
Родоспириллы |
Хлоробиум |
|
|
Рисунок 29. Anoxyphotobacteria |
|
5.4. Отдел Firmicutes
Котделу Грам+ бактерий относятся 4 группы, в основу деления на группы положена форма клеток и способность образовывать споры. Это кокки, спорообразующие
инеспорообразующие палочки, актиномицеты и родственные микроорганизмы.
Кнеспорообразующим Грам+ палочкам относится род Lactobacillus (молочнокислые бактерии, которые используются в производстве кисломолочных продуктов, в сыроделии, при квашении овощей, вхлебопечении)
Отдел включает кокки, палочковидные и нитевидные, иногда ветвящиеся бактерии, имеющие Грам-положительный тип клеточной стенки. Есть спорообразующие и неспорообразующие формы. Перемещаются с помощью жгутиков. Большинство неподвижны. В состав отдела входят аэробные, анаэробные, факультативно анаэробные формы.
В отдел Firmicutes входят:
Группа 17. Грамположительные кокки.
Группа 18. Грамположительные палочки и кокки, образующие эндо-споры. Группа 19. Грамположительные палочки правильной формы, не образующие спор. Группа 20. Грамположительные палочки неправильной формы, не образующие спор.
Группа 21. Микобактерии.
Группы 22–29. Актиномицеты.
Филогенетические группы грамположительных бактерий Actinobacteria и Firmicutes.
Группа Actinobacteria («актиномицетная ветвь») представлена следующими родами бактерий, имеющими в ДНК высокое содержание ГЦпар: Geodermatophilus, Frankia, Streptomyces, Arthrobacter, Micrococcus, Actinomyces, Bifidobacterium, Propionibacterium, Actinoplanes, Nocardia, Rhodococcus, Corynebacterium, Mycobacterium.
Группа Firmicutes («клостридиальная ветвь») – главным образом грамположительные бактерии с низким содержанием ГЦ-пар в ДНК) состоит из следующих родов: Clostridium, Lactococcus, Pediococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Listeria, Caryophanon, Staphylococcus, Sarcina, Sporosаrcina, Bacillus, Desulfotomaculum, Heliobacterium, Mycoplasma, Ureaplasma и др.
Отдел Firmicutes
Грамположительные бактерии. Грамм +
Класс 1. Firmibacteria Класс 2. Tallobacteria
Класс 1. Firmibacteria. Кокки. Спор не образуют. Лактококк, стафилококк, стрептококк, сарцина, руминококк
Рисунок 30. Стрептококк
Микрококки – сферические клетки, способные делиться в одной или нескольких плоскостях. Широко распространены в почвах и пресной воде.
Разрушая многие сложные органические вещества выполняют функцию «мусорщиков».
У некоторых родов клетки не расходятся после деления, образуя пары (диплококки),
пачки из 4-8 клеток (сарцины), грозди (стафилококки) или цепочки (стрептококки).
Стрептококки сбраживают сахара с образованием молочной кислоты, лейконосток – кроме молочной образуют также уксусную и муравьиную кислоты, этиловый спирт.
Некоторые виды стрептококков и стафилококков вызывают заболевания человека: пневмонию, перитонит, менингит, гнойные инфекции.
К этой же группе относится бактерия руминококк, обнаруженная в желудке жвачных животных, где она участвует в сбраживании целлюлозы.
Бациллус – подвижные палочковидные клетки, обитают в почве. Имеют жгутики, расположенные перитрихально.
Синтезируют различные литические ферменты, расщепляющие полисахариды, белки, жиры и другие крупные молекулы.
Некоторые виды бацилл образуют антибиотики, такие как бацитрацин, субтилизин. Большинство бацилл сапрофиты, но есть и болезнетворные формы, например,
возбудитель сибирской язвы.
Рисунок 32. Расположение жгутиков у бактерий
Монотрихи– имеют один жгутик (например, бактерии родов Caulobacter и Vibrio); Лофотрихи – имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиков
(например, бактерии родов Pseudomonas, Chromatium);
Амфитрихи– имеют по жгутику на обоих полюсах клетки (например, бактерии рода Spirillum);
Перитрихи– большое количество жгутиков, располагающихся по всей поверхности клетки (например, бактерии вида E.coli и рода Erwinia)
Клостридии – палочки, у которых диаметр споры больше диаметра клетки, из-за чего клетки со спорами имеют вид булавы. Клостридии осуществляют маслянокислое
брожение. Живут в почве, но некоторые виды в кишечнике человека и животных. Есть опасные патогенные формы, например, возбудители столбняка, газовой гангрены. C.botulinum вырабатывает смертельный токсин ботулин.
|
|
Бациллы |
Клостридии |
Рисунок 33. Спорообразующие палочки – бациллы
Споросарцины – крупных (2,5 мкм в диаметре) подвижные или неподвижные кокки, образующие споры, участвуют в анаэробном разложении целлюлозы. Хемоорганотрофные аэробы. Располагаются тетрадами или пакетами. Непатогенны для человека.
Рисунок 34. Споросарцины
Лактобактерии – длинные палочковидные бактерии, не образующие спор, осуществляют молочнокислое брожение.
Рисунок 35. Лактобактерии
Класс 2. Tallobacteria Грамм +
Ветвящиеся палочки, гифы. Коринеформные бактерии - палочки с утолщениями на концах. В почве разлагают органические вещества. Есть нитрифицирующие формы.Продуценты L-лизина. Могут разлагать лигнин. Компонент активного ила.
Рисунок 36. Коринебактериум
Коринебактерии – неподвижные полиморфные бактерии; кроме коротких палочек с утолщением на одном конце в культуре можно обнаружить кокковидные и слабоветвящиеся формы.
Для представителей этого рода характерно образование фигур состоящих из расположенных под углом или примыкающих друг к другу дочерних клеток.
Микобактерии – неподвижные палочки, прямые или неправильных очертаний. Не путать с миксобактериями и миксомицетами. В процессе развития палочковидные формы превращаются в кокковидные.
В молодых активно размножающихся культурах микобактерии представлены ветвящимися формами, но мицелий не образуют. Степень ветвления зависит от вида бактерий и условий выращивания.
Рисунок 37. Микобактерии
Нокардии – бактерии, в цикле развития которых существует мицелиальная стадия. В старых культурах мицелий распадается на палочковидные или кокковидные
элементы. Некоторые виды образуют воздушный мицелий, формируют конидии.
Рисунок 38. Нокардии
Микобактерии и нокардии усваивают широкий круг соединений: белки, углеводы, жиры, воска, парафины, ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол, нафталин и др.).
Они переводят нерастворимые фосфаты (апатиты, фосфориты) в растворимые формы, которые усваиваются растениями. Могут разлагать пестициды.
Благодаря этим свойствам микобактерии и нокардии имеют большое значение для очищения и повышения плодородия почвы.
Актиномицеты – бактерии, образующие ветвящиеся нити или формирующие развитый многоклеточный мицелий.
Рисунок 39. Актиномицеты
На питательной среде актиномицеты образуют плотные колонии, окрашенные в разные цвета.
Большинство актиномицетов размножается при помощи спор, образующихся в специальных органах спороношения – спорангиях.
Рисунок 40. Спорангии актиномицетов
Спорангии различаются строением (длинные или короткие, прямые или спиралевидные с разным числом завитков) и расположением (последовательное, супротивное, мутовчатое).