Презентация на тему физиология микроорганизмов. Физиология микроорганизмов
1. Обмен веществ как главная особенность живого организма. Химический состав микробной клетки. Физиология микроорганизмов. Организм находится в сложных взаимоотношениях с окружающей средой. Из нее он получает пищу, воду, кислород, свет, тепло. Создавая посредством этих веществ и энергии массу живого вещества, строит свое тело. Однако, используя эту среду, организм благодаря своей жизнедеятельности одновременно и воздействует на нее, изменяет ее. Следовательно, главным процессом взаимосвязи организма и среды является обмен веществ и энергией.
Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит как расходование свободной энергии, так и накопление ее в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран.
Физические и химические процессы в живом организме не теряют своего внутреннего качественного содержания, но существенно изменяются в направлении, определяемом законами развития живой материи. Накопление свободной энергии стало возможно только в живом организме. Эта качественно новая форма обмена энергии появилась с момента выделения живого из неживого.
Химический состав микробной клетки Клетки микроорганизмов на 7585 % состоят из воды и на 1525 % из сухого вещества. В состав сухого вещества клетки входят углерод, кислород, азот, водород и минеральные элементы. Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других меньше.
Макроэлементы К макроэлементам относят кислород (6575 %), углерод (1518 %), водород (810 %), азот (2,03,0 %), калий (0,150,4 %), сера (0,150,2 %), фосфор (0,21,0 %), хлор (0,050,1 %), магний (0,020,03 %), натрий (0,02 0,03 %), кальций (0,042,00 %), железо (0,010,015 %). Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.
Микроэлементы К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0, % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк.
Ультрамикроэлементы Ультрамикроэлементы составляют менее 0, % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть, подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов ещё мало понятны.
Физиология микроорганизмов Физиология микроорганизмов изучает функции, а также биохимические процессы, происходящие в их клетках и окружающей среде. Конкретно физиология микроорганизмов рассматривает их питание, дыхание, размножение, движение, спорообразование и превращение веществ.
Питание микроорганизмов происходит по средствам диффузии (самостоятельное проникновение) и осмоса (проникновение под влиянием чего-то) жидких питательных веществ сквозь полупроницаемую оболочку клетки и выделения наружу продуктов обмена. Быстрота процесса проникновения питательных веществ через оболочку зависит от строения клетки, в том числе от концентрации питательных веществ в ней и окружающей среде, и внешних условий.
Большинство микроорганизмов живет в солевых растворах, приближающихся к 0,5 %- ному раствору хлористого натрия, обеспечивающих осмотическое давление клеточного сока в пределах 36 атмосфер. При внесении микроорганизмов в концентрированные гипертонические растворы поваренной соли или сахара вода из них отсасывается наружу и протоплазма клеток сморщивается. Это явление называется плазмолизом. В таких условиях микроорганизмы прекращают развитие и в большинстве случаев гибнут.
Микроорганизмы, помещенные в гипотонические растворы (дистиллированную воду), сильно набухают под воздействием притекающей извне воды, округляются, некоторые из них разрываются. Явление набухания носит название плазмоптиса. Микроорганизмы для питания используют самые разнообразные вещества. В живой микробной клетке концентрация веществ всегда несколько выше, чем в окружающей среде. Поэтому происходит слабый избыточный приток воды из внешней среды внутрь клетки, вследствие чего ее эластичная оболочка напрягается. Такое состояние клетки называется туpгopом, а давление, растягивающее оболочку, тургорным.
По способу использования углерода микроорганизмы делятся на автотрофов (автос сам, трофе питание) и гетеротрофов (гетерос другой). Автотрофы, или прототрофы (протос простой), усваивают углерод из углекислоты воздуха. Гетеротрофы микроорганизмы, усваивающие углерод только из готовых органических соединений. К ним относятся микроорганизмы брожения, гнилостные и патогенные (болезнетворные) микроорганизмы.
Гетеротрофные микроорганизмы, в свою очередь, делятся на метатрофы (мета после и трофе питание), или сапрофиты (сапрос гнилой, фитон растение), и паратрофы (пара возле, трофе питание), или патогенные. Первые питаются мертвыми питательными веществами, вторые размножаются только в живых существах. Паратрофы являются возбудителями болезней растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Деление микроорганизмов на автотрофов, метатрофов и паратрофов весьма условно. Резких граней между ними нет. Многие паратрофы (патогенные микроорганизмы) могут развиваться и на мертвых питательных средах.
Дыхание микроорганизмов. Питание микроорганизмов обеспечивает построение оболочки, цитоплазмы и ядерной субстанции, а также размножение. Питание, как правило, сопровождается эндотермическими реакциями (с поглощением тепла), а дыхание, наоборот, экзотермическими реакциями (с освобождением тепла). Эти процессы протекают одновременно и обеспечивают необходимый для жизни обмен веществ, выражающийся в ассимиляции (усвоении) нужных веществ и диссимиляции (выведении) отработанных вредных шлаков.
По типу дыхания микроорганизмы делятся на аэробы (аэр воздух) и анаэробы (не нуждающиеся в кислороде воздуха). Аэробы живут в присутствии кислорода воздуха и получают тепловую энергию при окислении и расщеплении углеводов, при этом углевод расщепляется до воды и углекислоты, выделяя большое количество энергии. Так, грамм- молекула глюкозы образует 688 больших калорий тепла. Реакция протекает по формуле С6Н = 6СО + 6Н килокалорий.
Анаэробы могут жить и развиваться только при отсутствии кислорода воздуха, для анаэробов такой кислород является ядом. Эти микроорганизмы в процессе дыхания получают энергию и необходимый для построения клетки связанный кислород путем расщепления органических соединений. Между облигатными (строгими) аэробами и анаэробами существует много переходных групп. Имеются микроорганизмы факультативные (необязательные)аэробы и анаэробы, могущие развиваться в тех и других условиях.
2. Брожение Брожение это анаэробный метаболический распад молекул (например, сахаров или глюкозы) с помощью микроорганизмов с получением таких продуктов как этанол, углекислый газ, молочная кислота, уксусная кислота, этилен и т.д. Брожение часто используется для приготовления или хранения продуктов питания. Чаще, говоря о брожения, имеют в виду превращение сахара в спирт с помощью дрожжей, но, например, при производстве йогуртов используется брожения с помощью других бактерий.
Брожение делится на 2 группы: 1. Типичные анаэробные брожения; 2. Относительные аэробные брожения. Типичные анаэробные брожения бывают: 1. Спиртовое брожение; 2. Молочнокислое брожение; 3. Маслянокислое брожение; Относительные аэробные брожения: 1. Уксуснокислое брожение; 2. Лимоннокислое брожение.
Типичные брожения Спиртовое брожение это процесс окисления углеводов, в результате которого образуются этиловый спирт, углекислота и выделяется энергия. Спиртовое брожение есть процесс разложения сахара на спирт и углекислый газ. Оно протекает под действием микроорганизмов в виде следующей реакции: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО ккал сахар этиловый углекислый энергия спирт газ Кроме этилового спирта и углекислого газа, при этом получаются также побочные продукты: уксусный альдегид, глицерин, сивушные масла (бутиловый, изобутиловый, амиловый и изоамиловый спирты), уксусная и янтарная кислоты и др.
Спиртовое брожение углеводов вызывается дрожжами, отдельными представителями мукоровых грибов и некоторыми бактериями. Однако грибы и бактерии вырабатывают спирта значительно меньше, чем дрожжи. Сбраживаться могут лишь углеводы, и притом весьма избирательно. Дрожжи сбраживают только некоторые 6-углеродные сахара (глюкозу, фруктозу, маннозу). Процесс спиртового брожения многоступенчатый, состоящий из цепи химических реакций. Биологический смысл спиртового брожения заключается в том, что образуется определенное количество энергии, которая запасается в форме АТФ, а затем расходуется на все жизненно необходимые процессы клетки.
Спиртовое брожение делится: 1. Верховое; 2. Низовое. Верховое брожение протекает очень энергично, с образованием на поверхности субстрата большого количества пены и с бурным выделением углекислого газа, потоками которого дрожжи выносятся в верхние слои субстрата. Дрожжи, вызывающие такое брожение, называются верховыми дрожжами. После окончания брожения они оседают на дно бродильных сосудов.
Низовое брожение, вызываемое низовыми дрожжами, идет значительно спокойнее, с образованием небольшого количества пены. Углекислый газ выделяется постепенно и дрожжи остаются в нижнем слое сбраживаемого субстрата. Верховые дрожжи применяют для получения спирта и пекарских дрожжей, низовые - для производства вина и пива. Для получения вина и пива иногда используют и верховые дрожжи.
Молочнокислое брожение - процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характерному продукту молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путем катаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Молочнокислые бактерии подразделяют на 2 группы – гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии (например, Lactobacillus delbrückii) расщепляют моносахариды с образованием двух молекул молочной кислоты. Гетероферментативные бактерии (например, Bacterium lactis aerogenes) ведут сбраживание с образованием молочной кислоты, уксусной кислоты, этилового спирта и CO2, а также образуют небольшое количество ароматических веществ - диацетила, эфиров и другие.
Гомоферментативное молочнокислое брожение используется для получения молочной кислоты, при изготовлении различных кислых молочных продуктов, хлеба и в силосовании кормов в сельском хозяйстве. Гетероферментативное молочнокислое брожение происходит при консервировании различных плодов и овощей путём квашения. Молочнокислое брожение представляет собой разложение сахара под действием молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты. В общем суммарном виде его можно представить следующим уравнением: С6Н12О6 = 2С3Н6О ккал.
Молочнокислые бактерии бывают шаровидной и палочковидной формы. Они неподвижны, спор не образуют и являются факультативными анаэробами. Молочнокислые бактерии способны сбраживать только моно- и дисахариды и совсем не сбраживают крахмал и другие полисахариды, так как не выделяют соответствующих ферментов. Некоторые из этих бактерий вырабатывают антибиотические вещества, действующие против возбудителей кишечных заболеваний. Молочнокислые бактерии широко распространены в природе, они постоянно встречаются в почве, на различных растениях, на плодах и овощах, в молоке и т. д. Наибольшее значение имеют следующие молочнокислые бактерии: молочнокислый стрептококк, болгарская, ацидофильная, сырная, дельбрюковская, огуречная, капустная палочки и др.
Маслянокислое брожение брожение, в ходе которого образуется масляная кислота C3H7COOH. При этом водород и углекислота являются побочными продуктами. Маслянокислое брожение результат деятельности анаэробных бактерий, в том числе рода Клостридиум. Как следует из названия, такое брожение связано с прогорканием жиров. Этот вид брожения применяют для производства масляной кислоты, которая широко используется в промышленности. Кроме масляной кислоты образуются также уксусная, пропионовая, валериановая, капроновая, янтарная, муравьиная и другие кислоты, этиловый, бутиловый, амиловый, пропиловый спирты. В щелочной среде преобладает выход бутилового спирта и ацетона, что имеет большое промышленное значение.
Маслянокислые бактерии представляют собой подвижные, довольно крупные палочки. Они образуют споры, которые располагаются центрально или ближе к одному из концов клетки, придавая ей форму веретена или теннисной ракетки. Споры довольно термоустойчивы, выдерживают кипячение в течение нескольких минут. Характерной особенностью этих бактерий является наличие в клетках крахмалоподобного полисахарида гранулезы (в виде зернышек-гранул), окрашивающегося от йода в синеватый или коричневато-фиолетовый цвет.
Маслянокислые бактерии могут вызывать массовую гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов (бомбаж), прогоркание молока, увлажнение муки и других продуктов, чем наносят большой ущерб народному хозяйству. Они вызывают порчу квашеных овощей; образующаяся при этом масляная кислота придает продукту острый прогорклый вкус, резкий и неприятный запах. В производствах, основанных на жизнедеятельности дрожжей, маслянокислые бактерии являются вредителями, так как масляная кислота отравляет дрожжи. Борьба с ними затруднительна из-за высокой устойчивости спор.
Аэробные окислительные процессы К окислительным (аэробным) относятся вызываемые микроорганизмами биохимические процессы, протекающие с участием кислорода воздуха. Большинство аэробных микроорганизмов окисляют органические вещества в процессе дыхания до С02 и Н2О. Однако некоторые окисляют их лишь частично. Конечными продуктами такого неполного окисления чаще являются кислоты. Поскольку эти продукты сходны с теми, которые образуются при брожениях, некоторые процессы неполного окисления условно называют окислительными брожениями.
Уксуснокислое брожение это окисление бактериями этилового спирта в уксусную кислоту: СН3СН2ОН + О2"=СН3СООН + Н2О. При уксуснокислом брожении реакция окисления этилового спирта протекает в две стадии: сначала образуется уксусный альдегид, который затем окисляется в уксусную кислоту: 2СН8СН2ОН + О2 -> 2СН3СНО + 2Н2О; 2СН8СНО * 2СН8СООН.
2СН3СНО + 2Н2О; 2СН8СНО + 02 -* 2СН8СООН.">
Возбудителем уксуснокислого брожения является уксусный гриб (Mycoderma aceti) Уксуснокислые бактерии представляют собой грамотрицательные, палочковидные, бесспоровые, строго аэробные организмы. Среди них есть подвижные и неподвижные бактерии. Оптимальная температура роста для различных уксуснокислых бактерий 2035° С. Некоторые из них способны синтезировать витамины В1 В2, B12, однако многие сами нуждаются в витаминах и прежде всего в пантотеновой кислоте.
Уксуснокислые бактерии часто встречаются в виде длинных нитей и многие образуют пленки на поверхности субстрата. Например, для A. pasteurianum характерна пленка сухая морщинистая, для A. xylinum мощная, хрящевидная. Некоторые бактерии сплошной пленки не образуют, а дают только островки ее на поверхности жидкости или «кольцо» около стенок сосуда. Появление пленок связано с ослизнением клеточных оболочек. Уксуснокислым бактериям свойственна изменчивость формы клеток. В неблагоприятных условиях развития бактерии приобретают необычную форму толстые длинные нити, иногда раздутые, уродливые клетки. Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе, они встречаются на зрелых плодах, ягодах, в квашеных овощах, вине, пиве, квасе. На уксуснокислом брожении основано промышленное получение уксуса для пищевых целей.
Лимоннокислое брожение. При лимоннокислом брожении сахар под воздействием грибов окисляется в лимонную кислоту. Эту кислоту раньше получали из сока цитрусовых – лимонов и апельсинов. В настоящее время ее производят в основном путем брожения. В качестве возбудителя лимоннокислого брожения применяется гриб асспергиллус нигер. Сырьем для производства лимонной кислоты служит сахаросодержащий продукт - меласса. Мелассный раствор, включающий около 15% сахара и необходимые грибу питательные вещества, разливают в плоские открытые сосуды и засевают спорами гриба. Сосуды помещают в бродильные камеры, которые хорошо проветривают. Процесс брожения продолжается в течение 6-8 дней при температуре около 30°С.
По окончании брожения мелассный раствор из-под пленки гриба сливают, затем из него выделяют лимонную кислоту, которую подвергают последующей очистке и кристаллизации. Выход лимонной кислоты составляет % от количества израсходованного сахара. В последнее время начинают применять новый метод получения лимонной кислоты. При этом гриб находится не на поверхности сбраживаемого субстрата, а внедряется своим мицелием в толщу субстрата, который энергично насыщают воздухом. Такой способ ускоряет процесс накопления лимонной кислоты в сбраживаемом субстрате. Лимонная кислота находит широкое практическое применение, она используется, например, при изготовлении кондитерских и кулинарных изделий, безалкогольных напитков и т. д.
3. Гниение. Гниением называется разложение белковых веществ микроорганизмами. Белки являются важнейшей составной частью живого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах. Белки характеризуются большим разнообразием и сложностью строения. Разложение белка начинается с его гидролиза под влиянием протеолитических ферментов, выделяемых микробами в окружающую среду. Гидролиз белков протекает в несколько стадий. Первичными продуктами гидролиза являются пептоны и полипептиды, мало отличающиеся от исходного белка, но обладающие меньшим молекулярным весом. Пептоны и полипептиды затем расщепляются более глубоко, до образования аминокислот, которые являются конечными продуктами гидролиза.
Процесс гидролиза белка можно представить в виде следующей схемы: белок пептоны полипептиды аминокислоты. Аминокислоты подвергаются дальнейшему расщеплению, в результате чего образуются различные продукты гниения, многие из которых характеризуются неприятным запахом (аммиак, сероводород, индол, скатол, меркаптаны и др.). В качестве конечных продуктов гниения при этом образуются аммиак, углекислый газ, вода, сероводород и соли фосфорной кислоты, то есть минеральные вещества.
В анаэробных условиях не происходит полного окисления органических соединений, являющихся продуктами распада аминокислот. Поэтому кроме аммиака и углекислоты среди конечных веществ гниения накапливаются различные органические кислоты, спирты, амины и другие органические соединения, сообщающие гниющему материалу отвратительный тошнотворный запах. Гнилостные микроорганизмы широко распространены в природе. Среди гнилостных микроорганизмов наибольшее значение имеют бактерии. Гнилостные бактерии бывают спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные.
Чаще других гниение вызывают следующие аэробные бактерии: бациллус субтилис (сенная палочка) и бациллус мезентерикус (картофельная палочка). Обе эти бактерии подвижны и образуют споры, отличающиеся устойчивостью к высоким температурам. К числу гнилостных бактерий, разрушающих белковые вещества в аэробных условиях, относится также бациллус. микоидес. Эта бактерия широко распространена в почве. Она представляет собой подвижную спорообразующую палочку. Наиболее распространенными и активными возбудителями гниения в анаэробных условиях являются бациллус путрификус и бациллус спорогенес.
Среди факультативных анаэробов разложение белка вызывает протеус вульгарис (протей). Бактерии представляют собой мелкие, бесспоровые, очень подвижные палочки. Эта бактерия обладает способностью менять форму и размеры на разных питательных субстратах. При разложении белка протей образует сероводород и индол, а на средах, богатых углеводами, выделяет большое количество углекислоты и водорода. Хорошо развивается при температуре в пределах 25-37°С. Оптимальная температура развития для большей части гнилостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низкие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавливают развитие. При температуре 4-6°С жизнедеятельность гнилостных микроорганизмов подавляется. Бесспоровые гнилостные бактерии погибают при температуре выше 60°С, а спорообразующие бактерии выдерживают нагревание до 100°С.
В природе гниение играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилостные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям. Однако гнилостные микроорганизмы могут вызывать порчу многих пищевых продуктов и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хранения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.
Слайд 2
Энергия в бактериальной клетке накапливается в форме молекул АТФ. У хемоорганотрофных бактерий реакции, связанные с получением энергии в форме АТФ, - это реакции окисления-восстановления, сопряженные с реакциями фосфорилирования.
Слайд 3
При использовании в качестве источника углерода и энергии глюкозы или других гексоз начальные этапы окисления глюкозы являются общими, как при оксидативном,так и при бродильномметаболизмах. К ним относятся пути превращения глюкозы в пируват (при использовании в качестве источника энергии отличных от глюкозы гексоз, или дисахаридов, они врезультате химических превращений вступают вцепь реакций, превращающих глюкозу в пируват).
Слайд 4
Пути расщепления глюкозы.
Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, одному из важнейших промежуточных продуктов обмена веществ, у бактерий происходит 3 путями
Слайд 5
Пути расщепления глюкозы
1) через образование фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ-путем, или гликолитическим распадом, или, по имени изучавших его исследователей, путем Эмбдена-Мейергофа- Парнаса); 2) через пентозофосфатный путь (ПФ-путь); 3) через путь Энтнера-Дудорова, или КДФГ-путь (путь 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислоты).
Слайд 6
Глюкоза в бактериальной клетке сначала фосфорилируется при участии АТФ и фермента гексокиназы до метаболически активной формы глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), которая служит исходным соединением для любого из трех указанных выше путей.
Слайд 7
ФДФ-путь.
Г-6-Ф изомеризуется до фруктозо-6-фосфата, который под действием фосфофруктокиназы превращается во фруктозо-1,6-дифосфат, который в дальнейшем через образование З-фосфоглицеринового альдегида окисляется до пировиноградной кислоты. Баланс окисления глюкозы по ФДФ-пути слагается из образования 2 молекул пирувата, 2 молекул АТФ и 2 молекул восстановленного НАД.
Слайд 8
ПФ-путь.
Вэтом случае глюкозо-6-фосфат через реакции дегидрирования и декарбоксилирования превращается в рибулезо-5-фосфат (Ри-5-Ф), который находится в равновесии с рибозо-5-фосфатом и ксилулозо-5-фосфатом. Ри-5-Ф расщепляется до З-фосфоглицеринового альдегида, промежуточного продукта превращения глюкозы в пируват.
Слайд 9
Образовавшиеся пентозофосфаты превращаются в результате транскетолазных и трансальдолазных реакций во фруктозо-6-фосфат, замыкая реакции в цикл, и в 3-фосфоглицериновый альдегид, промежуточный продукт превращения глюкозы в пируват по ФДФ-пути. При одном обороте цикла образуется 1 молекула З-фосфоглицеринового альдегида, 3 молекулы С02 и 2 молекулы восстановленного НАДФ.
Слайд 11
Процесс начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконовой кислоты. От нее под действием дегидрогеназы отщепляется вода и образуется 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислота (КДФГ), которая расщепляется альдолазой на пируват и 3-фосфоглицериновый альдегид. Последний окисляется до пировиноградной кислоты так же, как и по ФДФ-пути.
Слайд 12
На каждую молекулу глюкозы образуется 1 молекула АТФ, 1 молекула восстановленного НАД и 1 молекула восстановленного НАДФ, которая эквивалента 1 молекуле АТФ и 1 молекуле восстановленного НАД.
Слайд 13
Окислительный метаболизм у бактерий (дыхание)
Слайд 14
Окислительный метаболизм
Бактерии, обладающие окислительным метаболизмом, энергию получают путем дыхания. Дыхание- процесс получения энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями окислительного фосфорилирования, при котором донорами электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические (у литотрофов) соединения, а акцептором - только неорганические соединения.
Слайд 15
В зависимости от акцепторов протонов и электронов среди бактерий различают аэробы, факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Для аэробов акцептором является кислород. Факультативные анаэробы в кислородных условиях используют процесс дыхания, в бескислородных – брожение. Для облигатных анаэробов характерно только брожение, в кислородных условиях наступает гибель микроорганизмов из-за образования перекисей, идет отравление клетки.
Слайд 16
Облигатные аэробы (бруцеллы, легионеллы, псевдомонады, микобактерии, возбудитель сибирской язвы) растут и размножаются только в присутствии кислорода. Используют кислород для получения энергии путем кислородного дыхания. Они подразделяются на: 1) строгие аэробы (менингококки, бордетеллы), которые растут при парциальном давлении атмосферы воздуха; 2) микроаэрофилы(листерии) растут при пониженном парциальном давлении атмосферного возхдуха.
Слайд 17
Облигатные анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, клостридии)не используют кислород для получения энергии. Тип метаболизма у них бродильный. Они подразделяются на: 1) строгие анаэробы – микроорганизмы для которых молекулярный кислород токсичен; он либо убивает микроорганизмы, либо ограничивает их рост. Энергию строгие анаэробы получают маслянокислым брожением; 2) аэротолерантные микроорганизмы (молочнокислые бактерии) используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере. Энергию получают гетероферментативным молочнокислым брожением
Слайд 18
Факультативные анаэробы (пневмококки, энтерококки, энтеробактерии, коринебактерии, франциселлы)способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и в отсутствии его. Они обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствии переключаться на брожение. Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода.
Слайд 19
В окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода образуются токсические продукты: перекись водорода Н2О2 и закисный радикал кислорода О2-. Для нейтрализации токсичных форм кислорода, микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют защитные механизмы.
Слайд 20
У бактерий, обладающих окислительным метаболизмом, акцептором электронов (или водорода (Н+)) является молекулярный кислород. В этом случае пируват полностью окисляется в цикле трикарбоновых кислот до С2.
Слайд 21
Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)
Слайд 22
Цикл трикарбоновых кислот выполняет функции как поставщика предшественников для биосинтетических процессов, так и атомов водорода, который в форме восстановленного НАД переносится на молекулярный кислород через серию переносчиков, обладающих сложной структурно оформленной мультиферментной системой - дыхательной цепью. Дыхательная цепь у бактерий локализована в ЦПМ и во внутриклеточных мембранных структурах.
Слайд 23
Типичная цепь выглядит следующим образом: ЦТК → НАД(Н2)→флавопротеид→хинон → →цитохромы: в→с→а→О2
Слайд 24
Среди бактериальных цитохромов различают цитохромы в, с, а и а3. Конечным этапом переноса электронов (протонов) по дыхательной цепи является восстановление цитохромов а - а3 (цитохромоксидазы). Цитохромоксидаза является конечной оксидазой, передающей электроны на кислород. Образующиеся при окислении ФАД или хинонов протоны связываются ионами О2- с образованием воды.
Слайд 25
Образование АТФ вдыхательной цепи связывают с хемоосмотическим процессом. Особая ориентация переносчиков в ЦПМ приводит к тому, что передача водорода происходит с внутренней на внешнюю поверхность мембраны, в результате чего создается градиент атомов водорода, проявляющийся в наличии мембранного потенциала. Энергия мембранного потенциала используется для синтеза локалиизованной в мембране АТФазой АТФ.
Слайд 26
У некоторых бактерий цитохромы отсутствуют, и при контакте с кислородом происходит непосредственный перенос водорода на кислород с помощью флавопротеидов, конечным продуктом при этом оказывается перекись водорода - Н2О2.
Слайд 27
Помимо углеводов прокариоты способны использовать другие органические соединения, в частности белки, в качестве источника энергии, окисляя их полностью до СО2 и Н2О.
Слайд 28
Аминокислоты могут использоваться в конструктивном метаболизме, а могут у аммонифицирующих бактерий служить основным материалом в энергетических процессах при окислительном дезаминировании, в результате которого происходит выделение аммиака и превращение аминокислоты в кетокислоту, которая через цикл трикарбоновых кислот вступает в конструктивный метаболизм: 2R–CHNH2 –СООН + О2 →2R– СО –COOH + +2NH3
Посмотреть все слайды
Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Слайд 3
Описание слайда:
Слайд 4
Описание слайда:
Слайд 5
Описание слайда:
Слайд 6
Описание слайда:
Слайд 7
Описание слайда:
Слайд 8
Описание слайда:
Слайд 9
Описание слайда:
Слайд 10
Описание слайда:
Слайд 11
Описание слайда:
Слайд 12
Описание слайда:
Слайд 13
Описание слайда:
Слайд 14
Описание слайда:
Слайд 15
Описание слайда:
Описание слайда:
Слайд 17
Описание слайда:
Слайд 18
Описание слайда:
Слайд 19
Описание слайда:
Слайд 20
Описание слайда:
Слайд 21
Описание слайда:
Слайд 22
Описание слайда:
Слайд 23
Описание слайда:
Слайд 24
Описание слайда:
Слайд 25
Описание слайда:
Слайд 26
Описание слайда:
Слайд 27
Описание слайда:
Слайд 28
Описание слайда:
Слайд 29
Описание слайда:
Слайд 30
Описание слайда:
Слайд 31
Описание слайда:
Слайд 32
Описание слайда:
Деление P.aeruginosa "перетяжкой"
Слайд 33
Описание слайда:
Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра - нуклеоида. Репликация хромосомной ДНК осуществляется от начальной точки. Хромосома бактериальной клетки связана в области оп с цитоплазматической мембраной. Репликация ДНК катализируется ДНК-полимеразами. Сначала происходит раскручивание (деспирализация) двойной цели ДНК, в результате чего образуется репликативная вилка (разветвленные цепи); одна из цепей, достраиваясь, связывает нуклеотиды от 5"- к 3" - концу, другая - достраивается посегментно. Репликация ДНК происходит в три этапа: инициация, элонгация, или рост цепи, и терминация. Образовавшиеся в результате репликации две хромосомы расходятся, чему способствует увеличение размеров растущей клетки: прикрепленные к цитоплазматичеекой мембране или ее производным (например, мезосомам) хромосомы по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга. Окончательное их обособление завершается образованием перетяжки или перегородки деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутолитических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки деления. Аутолиз при этом может проходить неравномерно: делящиеся клетки в одном участке остаются связанными частью клеточной стенки в области перегородки деления, такие клетки располагаются под углом друг к другу. Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра - нуклеоида. Репликация хромосомной ДНК осуществляется от начальной точки. Хромосома бактериальной клетки связана в области оп с цитоплазматической мембраной. Репликация ДНК катализируется ДНК-полимеразами. Сначала происходит раскручивание (деспирализация) двойной цели ДНК, в результате чего образуется репликативная вилка (разветвленные цепи); одна из цепей, достраиваясь, связывает нуклеотиды от 5"- к 3" - концу, другая - достраивается посегментно. Репликация ДНК происходит в три этапа: инициация, элонгация, или рост цепи, и терминация. Образовавшиеся в результате репликации две хромосомы расходятся, чему способствует увеличение размеров растущей клетки: прикрепленные к цитоплазматичеекой мембране или ее производным (например, мезосомам) хромосомы по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга. Окончательное их обособление завершается образованием перетяжки или перегородки деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутолитических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки деления. Аутолиз при этом может проходить неравномерно: делящиеся клетки в одном участке остаются связанными частью клеточной стенки в области перегородки деления, такие клетки располагаются под углом друг к другу.
Описание слайда:
Наследственность и генетические рекомбинации у бактерий Преимущество микроорганизмов над другими организмами состоит, прежде всего, в высокой скорости размножения, гаплоидности и большой разрешающей способности методов генетического анализа этих организмов. Формирование на питательных средах многомиллиардных популяций бактерии в течение суток позволяет проводить быстрый и точный анализ происходящих в них количественных и качественных изменений. Сравнительная простота постановки эксперимента обусловливает эффективность селективного анализа микробной популяции и выделение единичных особей, мутировавших с частотой 10 и выше. Наконец, гаплоидность бактерий, имеющих в отличие от эукариотов одну хромосому, т.е. одну группу сцепления генов, обусловливает отсутствие у них явление доминантности, что способствует быстрому выявлению мутировавших генов. Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства всех организмов, в том числе бактерий и вирусов, является хромосома, представляющая собой огромную молекулу ДНК в виде двойной спирали, замкнутой в кольцо.
Слайд 36
Описание слайда:
Слайд 37
Описание слайда:
Слайд 38
Описание слайда:
Слайд 39
Описание слайда:
Слайд 40
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
2 слайд
Описание слайда:
3 слайд
Описание слайда:
Физиология микроорганизмов 1.Классификация микроорганизмов по физиологическим особенностям 2.Понятие о чистой культуре, штамме 3.Бактериологический метод 4.Классификация питательных сред 5. Дифференциально-диагностические среды для определения видовой принадлежности микробов и изучения их свойств.
4 слайд
Описание слайда:
Метаболизм В биохимическом отношении все живые существа на Земле сходны (принцип биохимического единства А.Клюйвера) – вся совокупность химических реакций в клетке (метаболизм)подчиняется этому принципу. Катаболизм-это все реакции, приводящие к расщеплению и окислению веществ с получением энергии. Анаболизм – пути, приводящие к синтезу основных сложных веществ. Метаболизм МО разнообразен: питательными веществами выступают различные органические и минеральные соединения. Поступление в бактериальную клетку посредством диффузии, облегченной диффузии (белки-переносчики), активного транспорта (пермеазы).
5 слайд
Описание слайда:
На 80-90% клетка бактерии состоит из воды, остальное – сухое вещество, из которого 52% - белки, 17% - углеводы, 9% липиды, 16% РНК, 3% ДНК и 3% минеральные вещества. Биогенные элементы: C - углерод (50% доля по массе) N - азот (14%) H -водород O - кислород P - фосфор (3%) Макроэлементы (K, Mg, Na, Ca, Fe, S, Mn) и микроэлементы (Zn, Cu, Co, Ba), ростовые вещества (прототрофы – не нуждаются в факторах роста, ауксотрофы – требуют добавления в среду культивирования факторов роста, чаще всего это витамины). Химический состав бактериальной клетки
6 слайд
Описание слайда:
Автотрофы – могут синтезировать органические соединения из неорганических (из CO2 и воды), используя дополнительные источники энергии. Гетеротрофы – используют в качестве источника энергии готовые органические вещества (питательные), живут за счет автотрофных организмов и их биосинтетических процессов. Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты синтезируются из мономеров с поглощением энергии. Энергия запасается бактериями в форме молекул АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) -универсального аккумулятора химической энергии. Фототрофы – используют свет в качестве источника энергии. Хемотрофы – используют энергию окислительно-восстановительных реакций. Литотрофы – используют неорганические доноры электронов. Органотрофы - используют органические соединения как доноры электронов.
7 слайд
Описание слайда:
В медицинской микробиологии изучаются гетерохемоорганотрофы: Источник энергии Донор электронов Источник углерода Гетеротрофы(орг.вещества) Автотрофы(CO2) Свет«фото-» Органические вещества «органо-» Пурпурные несерные бактерии Окислениенеусваиваемыхвеществ Неорганические вещества «лито-» Некоторые зеленые бактерии,гелиобактерии Водоросли,цианобактерии Энергия химических связей «хемо-» Органические вещества «органо-» Микроорганизмы-деструкторы Трудноусваеваемыевещества Неорганические вещества «лито-» Некоторыесульфатредукторы Серуокисляющие, водородные, нитрифицирующие, железобактерии
8 слайд
9 слайд
10 слайд
Описание слайда:
Получение энергии бактериями: При окислительно-восстановительном процессе электроны переносятся от донора к акцептору. При этом выделяется энергия, синтезируется АТФ, а перенос электронов осуществляют дыхательные ферменты, формирующие т.называемую дыхательную цепь. Конечные продукты дыхания: углекислый газ и вода. У бактерий выделяют 2 механизма дыхания: Аэробный механизм дыхания: акцептором электронов является кислород. Анаэробный механизм: акцептором электронов являются неорганические соединения (нитраты, сульфаты).
11 слайд
Описание слайда:
В зависимости от характера дыхания/отношения к О2 проводится классификация бактерий по типу дыхания: Облигатные (строгие) аэробы: 21% кислорода в атмосферном воздухе. Облигатные (строгие) анаэробы: развиваются в бескислородных условиях. Облигатными аэробами могут быть возбудители столбняка, газовой гангрены. Факультативные анаэробы (или аэробы). Микроаэрофилы – нуждаются в пониженном содержании кислорода – молочнокислые бактерии. Аэротолерантные - не нуждаются в кислороде, но переносят его в среде культивирования. Капнофилы -ряд бактерий, лучше растущих в присутствии повышенных концентраций СО2. Бактероиды, фузобактерии относятся к капнофилам, так как они лучше растут в атмосфере, содержащей 3-5% СО2
12 слайд
Описание слайда:
Пример анаэробного микроорганизма: Clostridium perfringens – КЛОСТРИДИУМ ПЕРФРИНГЕНС – анаэроб. Вызывает газовую гангрену.
13 слайд
Описание слайда:
Газовая гангрена: При ощупывании – крепитация, т.е. типичное похрустывание, как снег в мороз. 1.Симптом лигатуры - при наложении лигатуры на участок конечности очень быстро нить начинает впиваться в кожу. 2.Симптом шпателя - при постукивании металлическим шпателем по поражённой области слышен характерный хрустящий, с тимпаническим оттенком звук. 3.Симптом пробки шампанского - при извлечении тампона из раневого хода слышен хлопок. 4. Межмышечные скопления газа на рентгеновском снимке визуализируются в виде «ёлочек».
14 слайд
Описание слайда:
Пример аэробного микроорганизма: Синегнойная палчка - Pseudomonas aeruginosa. Называется синегнойной, так как продуцирует специальный пигмент, который окрашивает питательную среду в сине-зеленый цвет
15 слайд
Описание слайда:
Pseudomonas aeruginosa До 50% случаев внутрибольничных инфекций вызваны синегнойной палочкой. Этот микроорганизм нередко выделяют с дверных ручек, щеток для мытья рук, водопроводных кранов, мыла, детских весов, пеленальных столов, наркозных аппаратов, с рук медперсонала. Бактерия вызывает заболевание у ослабленных людей при массивном обсеменении организма и при нарушениях иммунитета.
16 слайд
Описание слайда:
Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду NB! Группа микроорганизмов Отношение к кислороду О2 Тип метаболизма Пример Место обитания АЭРОБЫ Облигатные Требуют Аэробное дыхание Micrococcusluteus Обитатель кожи здорового человека Факультативаные Не требуют, но растут лучше Аэробное или анаэробное дыхание или брожение E.coli Обитатель толстого отдела кишечника человека Микроаэрофиллы Требуют, но в концентрацииниже атмосферной Аэробное дыхание Borreliaburgdorferi Возбудительболезни Лайма у человека АНАЭРОБЫ Аэротолерантные Не требуют, рост не стимулирует Брожение Streptococcuspyogenes Дыхательные путиздорового человека Облигатные Угнетает рост или приводит к гибели Брожение ианаэробное дыхание Метаногены,сульфидогены,ацетогены C.botulinum Природныеэпитопы(илы, болота и т.п.) В пищевых продуктах в анаэробных условиях.
Описание слайда:
Брожение или ферментация: процесс получения энергии, при котором как донором, так и акцептором электронов служат органические вещества. Кислород участия в брожении не принимает. Продукты брожения: кислоты, газы, спирты. Соответственно им разделяют: спиртовое, молочнокислое, муравьинокислое, маслянокислое брожение. Спиртовое брожение встречается в основном у дрожжей. Конечными продуктами являются этанол и СО2. Спиртовое брожение используется в хлебопекарной промышленности и виноделии. Молочнокислое брожение происходит у S. pyogenes, E. faecalis, S. Salivarius, а также у бактерий родов Lactobacillus и Bifidobacterium. Продуктами этого типа брожения являются молочная кислота, этанол и уксусная кислота. Продукты молочнокислого брожения играют большую роль в формировании колонизационной резистентности бактериями рода Lactobacillus и Bifidobacterium, составляющих облигатную флору кишечника. Молочнокислые бактерии широко используются в молочной промышленности для получения молочнокислых продуктов, а также в создании пробиотиков. Муравьинокислое (смешанное) брожение встречается у представителей семейств Enterobacteriaceae и Vibrionaceae. Различают два типа этого брожения. При первом происходит расщепление пирувата с образованием через цепь реакций муравьиной, янтарной и молочной кислот. Сильное кислотообразование можно выявить реакцией с индикатором метиленовым красным, который меняет окраску в сильнокислой среде. При втором типе брожения образуется целый ряд кислот, однако главным продуктом брожения являются ацетоин и 2,3-бутандиол, образующиеся через цепь реакций из двух молекул пирувата. Эти вещества при взаимодействии с α-нафтолом в щелочной среде вызывают образование окраски бурого цвета, что выявляется реакцией Фогеса-Проскауэра, используемой при идентификации бактерий. Маслянокислое брожение. Масляная кислота, бутанол, ацетон, изопропанол и ряд других органических кислот, в частности уксусная, капроновая, валериановая, пальмитиновая, являются продуктами сбраживания углеводов сахаролитическими строгими анаэробами. Спектр этих кислот, определяемый при помощи газожидкостной хроматографии, используется как экспресс-метод при идентификации анаэробов. Ферментация белков. Если для бактерий с бродильным метаболизмом источником энергии служат белки, то такие бактерии называются пептолитическими. Пептолитическими являются некоторые клостридии, в частности С. histolyticum и C. botulinum. Пептолитические бактерии гидролизуют белки и сбраживают аминокислоты. Многие аминокислоты сбраживаются совместно с другими, при этом одна выполняет функцию донора, а другая - функцию акцептора водорода. Аминокислота-донор дезаминируется в кетокислоту, которая в результате окислительного декарбоксилирования превращается в жирную кислоту.
19 слайд
Описание слайда:
Презентация по теме "Классификация и морфология бактерий" по дисциплине Основы микробиологии и иммунологии, специальность 34.02.01. Сестринское дело подготовлена для проведения теоритических занятий. Охватывает один из основных разделов дисциплины. Разделы презентации: размер бактерий, форма бактерий, строение бактериальной клетки, классификация бактерий по Берджи, физиология бактерий.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Раздел 2: Бактериология Тема 2.1: « Классификация бактерий. Морфология бактерий ».
Классификация микроорганизмов Неклеточные формы Клеточные формы Прокариоты Эукариоты Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной (вириона) и внутриклеточной (вируса). Размер: от 15–18 до 300–400 нм. Бактерии – одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла и не имеющие ядра. Размер: от 0,3–0,5 до 5-10 мкм. Простейшие являются одноклеточными животными организмами. Размер: от 2 до 50 мкм Грибы – одноклеточные и многоклеточные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла, но имеющие черты животной клетки. Размер: от 0,2 до 100 мкм
Основные понятия: Классификация - распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фенотипическими признаками) по различным таксонам. Систематика- распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Таксономия - наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксономические единицы (таксоны)- штамм, вид, род. Последующие более крупные таксоны - семейство, порядок, класс.
1.Морфологические- форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. 2. Тинкториальные - отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные. 3. Культуральные- характер роста микроорганизма на питательных средах.
4. Биохимические - способность образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ. 5.Антигенные- зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях. 6. Физиологические - способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы).
7. Подвижность и типы движения. 8. Способность к спорообразованию, характер спор. 9. Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование. 10. Химический состав клеточных стенок - основные сахара и аминокислоты, липидный и жирнокислотный состав. 11. Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. 12. Г енотипические.
Размеры БАКТЕРИЙ Размеры бактериальных клеток колеблются в пределах от 1 до 10-15 мкм
По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов. Шаровидные или кокки. Палочковидные. Извитые. Нитевидные.
Кокковидные бактерии (кокки) по характеру взаиморасположения после деления подразделяются на: 1. Микрококки. Клетки расположены в одиночку. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают. 2. Диплококки. Деление этих микроорганизмов происходит в одной плоскости, образуются пары клеток. Среди диплококков много патогенных микроорганизмов- гонококк, менингококк, пневмококк. 3. Стрептококки. Деление осуществляется в одной плоскости, размножающиеся клетки сохраняют связь (не расходятся), образуя цепочки. Много патогенных микроорганизмов- возбудители ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов.
4. Тетракокки. Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с образованием тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют. 5. Сарцины. Деление в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе. 6. Стафилококки (от лат.- гроздь винограда). Делятся беспорядочно в различных плоскостях, образуя скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно - воспалительные (фурункулёз)
Палочковидные формы 1 . Бактерии - палочки, не образующие спор. 2. Бациллы - аэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (эндоспоры). 3. Клостридии - анаэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры больше поперечника (диаметра) вегетативной клетки, в связи с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку.
Извитые формы 1. Вибрионы и кампилобактерии - имеют один изгиб, могут быть в форме запятой, короткого завитка. (холерный вибрион) 2. Спириллы - имеют 2- 3 завитка. 3. Спирохеты - имеют различное число завитков, Из большого числа спирохет наибольшее медицинское значение имеют представители трех родов- Borrelia , Treponema , Leptospira .
Строение бактериальной клетки.
Обязательные органоиды: ядерный аппарат - нуклеоид - , цитоплазма, цитоплазматическая мембрана. 1.В центре бактериальной клетки находится нуклеоид - ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. 2. Цитоплазма - сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).
3. Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно - восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки). 4. Клеточная стенка - присуща большинству бактерий (кроме микоплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов).. В составе – два основных слоя, из которых наружный- более пластичный, внутренний- ригидный.
Строение клеточной стенки грам (+) микроорганизмов (слева) грам (-) микроорганизмов (справа)
Классификация микроорганизмов по Берджи
К поверхностным структурам бактерий (необязательным, как и клеточная стенка), относятся капсула, жгутики, микроворсинки. Капсула или слизистый слой окружает оболочку ряда бактерий. Выделяют микрокапсулу, выявляемую при электронной микроскопии в виде слоя микрофибрилл, и макрокапсулу, обнаруживаемую при световой микроскопии. Капсула является защитной структурой.
Жгутики. Подвижные бактерии могут быть скользящие (передвигаются по твердой поверхности в результате волнообразных сокращений) или плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных спирально изогнутых белковых образований - жгутиков.
По расположению и количеству жгутиков выделяют ряд форм бактерий. А. Монотрихи - имеют один полярный жгутик. (холерный вибрион, синегнойная палочка). В. Лофотрихи - имеют полярно расположенный пучок жгутиков. С. Амфитрихи - имеют жгутики по диаметрально противоположным полюсам. D . Перитрихи - имеют жгутики по всему периметру бактериальной клетки. (Е. coli , сальмонеллы брюшного тифа, паратифов А и В).
Фимбрии или реснички – короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прокрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек).
Спорообразование - способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоплиятных факторов окружающей среды. Бактерии образуют только одну спору
Выживание бактерий при высушивании Холерный вибрион до 2 дней Чумная палочка до 8 дней Палочка дифтерии до 30 дней Палочка тифа до 70 дней Туберкулезная палочка до 90 дней Палочка стафилококка до 90 дней
Споры могут располагаться: в центре клетки - центрально (возбудитель сибирской язвы) 2 .ближе к концу - субтерминально, (возбудителяь газовой гангрены) 3.на самом конце - терминально, (возбудительи столбняка и ботулизма)
БАЦИЛЛЫ – споры НЕ превышают диаметр клетки Bacillus anthracis - возбудителя сибирской язвы
КЛОСТРИИИ - споры больше диаметра клетки Clistridium , Cl . b otulinum – клостридия ботулизма Clostridium tetani – клостридия столбняка
РИККЕТСИОЗЫ Род Rickettsia , виды делят на две группы: 1) группу тифов: а) R. provacheka – возбудитель эпидемического (вшивого) сыпного тифа; б) R. typhi – возбудитель эндемического (крысино-блошиного) тифа; 2) группу клещевых риккетсиозов: а) R. rickettsi – возбудитель лихорадки скалистых гор; б) R. conori – возбудитель геморрагической лихорадки
Сыпной тиф Сыпной тиф - вызываемое риккетсиями Провачека общее острое инфекционное заболевание, передающееся от больного человека здоровому через вшей; оно характеризуется преимущественным поражением сосудистой и нервной систем, типичной температурной кривой и сыпью на коже. Сыпной тиф является одной из разновидностей обширной группы риккетсиозных заболеваний человека, к числу которых, в частности, относятся: - эндемический (крысиный) сыпной тиф, -клещевой сыпной тиф.
Микоплазмы Микоплазмы – это бактерии, которые относятся к кла ссу Mollicutes (мягкокожие). Самые мелкие грам « - « бактерии (0,3-0,9 мкм). Главная черта– отсутствие клеточной стенки. Клетки окружены только ЦПМ, поэтому они имеют разнообразную форму: кокки, палочки, колбовидные, грушевидные или нитевидные. Снаружи ЦПМ – капсулоподобный слой, в цитоплазме – нуклеоид, рибосомы, мезосомы. Спор не образуют. Вызывают заболевание у человека по типу острой респираторной инфекции (Mycoplasma pneumonia); поражают органы дыхания, мочеполовую и ЦНС.
№ Формы и виды бактерий Особенности расположения и строения бактериальной клетки Заболевания, вызываемые данным видом бактерий 1 Шаровидные (кокки) 2 Палочковидные (палочки) 3 Извитые формы Заполнить таблицу: «Основные формы бактерий».
Спасибо за внимание!