- •1. История развития микробиологии: описательный, физиологический этапы.
- •2. Современная классификация микроорганизмов. Домены: Bacteria, Archaea, Eukaria.
- •3. Размеры микроорганизмов.
- •4. Систематика прокариот, для представителей домена Bacteria.
- •5. Морфология микроорганизмов, на примере представителей домена Bacteria.
- •6. Ядерная зона и генетический аппарат прокариотной клетки.
- •Генетический аппарат кишечной палочки
- •Разнообразие типов генетического аппарата прокариот
- •7. Плазмиды.
- •8. Клеточная стенка грамположительных бактерий.
- •Особенности химического состава клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий
- •10. Необычные клеточные стенки прокариот. Прокариоты без клеточной стенки.
- •11. Функции клеточной стенки прокариот.
- •12. Цитоплазматическая мембрана, строение, функции.
- •13. Внутрицитоплазматические мембраны прокариот. Включения и запасные вещества.
- •Запасные вещества прокариот
- •14. Цитозоль и рибосомы.
- •_________________ Строение рибосом
- •Синтез белка
- •Рнк малой субъединицы
- •Рнк большой субъединицы
- •Рибосомные белки
- •Низкомолекулярные компоненты
- •15. Капсулы, слизистые слои, чехлы.
- •16. Покоящиеся формы прокариот.
- •2. Другие покоящиеся формы бактерий
- •17. Процесс споруляции у прокариот.
- •18. Поверхностные нежгутиковые структуры прокариот.
- •19. Жгутики. Расположение и функции.
- •20. Строение жгутика у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Синтез жгутика.
- •21. Скольжение, как тип движения бактерий.
- •22. Таксис. Виды таксиса у бактерий.
- •Механизм репликации бактериальной днк
- •Размножение грамотрицательных бактерий
- •Размножение грамположительных бактерий
- •Множественное деление цианобактерий
- •Почкование как частный случай бинарного деления у фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.
- •24. Разделение бактерий на группы в зависимости от температурных и pH оптимумов роста, от наличия кислорода в среде.
- •25. Питательные и селективные среды для роста бактерий.
- •26. Количественная оценка роста микроорганизмов. Чистые и смешанные культуры микроорганизмов.
- •27. Получение музеев микроорганизмов.
- •28. Периодическое культивирование микроорганизмов.
- •29. Проточное культивирование микроорганизмов.
- •30. Контроль роста микроорганизмов.
- •31. Вирусы. Репродукция вирусов.
- •Строение вирусов.
- •Заражение
- •Проникновение вируса
- •Репликация вируса
- •Выход вируса
- •Трансляция
- •32. Бактериофаги. Морфология и химический состав.
- •1) Палочковидные или нитевидные фаги;
- •2) Фаги, состоящие из одной головки, без отростка;
- •3) Фаги, состоящие из головки, на которой имеется несколько небольших выступов;
- •4) Фаги, состоящие из головки и весьма короткого отростка;
- •5) Фаги, имеющие головку и длинный отросток, чехол которого не может сокращаться;
- •33. Взаимодействие бактериофагов с бактериальной клеткой. Вирулентные и умеренные бактериофаги.
- •34. Грибы. Строение, бесполое размножение грибов.
- •Бесполое
- •35. Половое размножение грибов. Распространение грибов.
- •Мейоз 1 / 2 Распространение спор грибов
- •36. Водоросли: среда обитания, использование водорослей человеком.
- •37. Простейшие: группы микроорганизмов в деятельности человека.
Множественное деление цианобактерий
Одной из разновидностей бинарного размножения прокариотов является множественное образование дочерних прокариотов из материнской клетки, типичное для цианобактерий, и совершенно не характерное для мейоза.
А — размножение цианобактерий рода Dermocarpa Б — размножение цианобактерий рода Chroococcidiopsis
Первоначально происходит рост цитоплазмы и репликация хромосомы. Затем, как видно на видео, внутри дополнительного фибриллярного слоя материнского организма осуществляются последовательные бинарные деления, которые приводят к образованию баеоцитов (маленьких клеток). Их число может колебаться от 4 до 1000 единиц и связано с видом цианобактерии. Высвобождаются баеоциты после разрыва стенки материнского прокариота, что видно на видео.
Множественное деление- Оно начинается с предварительной множественной репликации хромосомы и существенного увеличения размеров самой клетки, которая затем претерпевает ряд быстрых последовательных бинарных делений, происходящих внутри микрообъема, ограниченного от внешней среды дополнительным фибриллярным слоем родительской клеточной стенки. Результатом этого процесса является образование множества мелких клеток, получивших название «баеоцитов», число которых у цианобактерий колеблется от 4х до 1000. Окончательное же освобождение баеоцитов происходит путем разрыва фибриллярного слоя родительской клеточной стенки.
Помимо равновеликого разделения, некоторые бактерии размножаются почкованием.
Почкование как частный случай бинарного деления у фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.
Механизм процесса выглядит следующим образом: при почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), увеличивающийся в процессе роста. Постепенно почка достигает размеров материнской клетки, после чего отделяется от последней. Клеточная стенка почки полностью синтезируется заново (рис. 20, В). В процессе почкования симметрия наблюдается в отношении только продольной оси. При равновеликом бинарном делении материнская клетка, делясь, дает начало двум дочерним клеткам и сама, таким образом, исчезает. При почковании материнская клетка дает начало дочерней клетке, и между ними можно в большинстве случаев обнаружить морфологические и физиологические различия: есть старая материнская клетка и новая дочерняя. В этом случае можно наблюдать процесс старения
-
на полюсе материнской клетки формируется почка;
-
происходит рост почки до размеров материнского организма (это видно на фото), причем для почки синтезируется новая клеточная стенка;
-
полноценная дочерняя клетка отделяется от материнской.
Если процесс бинарного разделения не имеет ограничений, как в случае мейоза
для эукариотов, то почкование зависит от факта старения прокариота. В среднем материнская клетка отделяет не более 4 почек.
Почкование имеет свои специфические особенности: 1.сохраняется только продольная симметрия (хорошо видно на фото); 2.после почкования получаются материнская и дочерняя клетки, тогда как после бинарного разделения материнской клетки нет – есть две равноценные дочерние; 3.материнский и дочерний организмы не идентичны, различия между ними хорошо видны – наблюдается процесс старения.
При благоприятных физико-химических условиях прокариоты способны делиться в геометрической прогрессии и заполонить собой весь мир. Однако на деле такого не происходит, так как существуют факторы, сдерживающие бактериальное деление.
Факторы, ограничивающие деление
При всем видовом разнообразии и приспособленности бактерии не размножаются бесконечно. Исследования показал, что рост популяции бактерий происходит в согласии с законом размножения микроорганизмов и поддается числовому и графическому описанию. Рост популяции, связанный с делением бактерий, состоит из нескольких фаз: лаг-фаза – период адаптации, когда требуется время для приспособления к новым условиям обитания, деление не имеет высокого значения; период между посевом бактерий и началом размножения. Продолжительность лаг-фазы в среднем 4—5 ч. Бактерии при этом увеличиваются в размерах и готовятся к делению; нарастает количество нуклеиновых кислот, белка и других компонентов. логарифмическая фаза – период с наибольшим количеством делений и экспоненциальным ростом популяции; является периодом интенсивного деления бактерий. Продолжительность ее около 5—6 ч. При оптимальных условиях роста бактерии могут делиться каждые 20—40 мин. Во время этой фазы бактерии наиболее ранимы, что объясняется высокой чувствительностью компонентов метаболизма интенсивно растущей клетки к ингибиторам синтеза белка, нуклеиновых кислот и др. стационарная фаза – время, когда рост колонии бактерий стремится к нулю, деление бактерий уравнивается с количеством погибших из-за ограниченности пищевых ресурсов; количество жизнеспособных клеток остается без изменений, составляя максимальный уровень (М-концентрация). Ее продолжительность выражается в часах и колеблется в зависимости от вида бактерий, их особенностей и культивирования. замедление роста – происходит из-за значительного сокращения пищевых ресурсов и накопления токсичных продуктов жизнедеятельности.
Неблагоприятные условия провоцируют прекращение деления бактерий и, как следствие, неизбежную гибель популяции. Отмирание бактерий в условиях истощения источников питательной среды и накопления в ней продуктов метаболизма бактерий. Продолжительность ее колеблется от 10 ч до нескольких недель. Интенсивность роста и размножения бактерий зависит от многих факторов, в том числе оптимального состава питательной среды, окислительно-восстановительного потенциала, рН, температуры и др.