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
Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, одному из важнейших промежуточных продуктов обмена веществ, у бактерий происходит 3 путями
Слайд 5
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
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
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
Слайд 14
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
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
МИКРООРГАНИЗМОВ
Введение
Химический состав
Питание, дыхание и размножение
Наследственность и генетические рекомбинации у бактерий
Заключение
Человек использовал бактерии, ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих бактерии, приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто и т.д.
Человек использовал бактерии, ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих Бактерии, приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто.
Впервые бактерии увидел А. Левенгук - создатель микроскопа, исследуя растительные настои и зубной налёт.
Впервые бактерии увидел А. Левенгук -
создатель микроскопа
К концу 19 - началу 20 вв. было выделено большое число бактерий, обитающих в почве, воде, пищевых продуктах и т.п., были открыты многие виды болезнетворных бактерий. Классические исследования Л. Пастера в области физиологии бактерии послужили основой для изучения у них обмена веществ. Вклад в исследование бактерии внесли русские и советские учёные С.Н. Виноградский, В.Л. Омелянский, Л. Исаченко, выяснившие роль бактерии в круговороте веществ в природе, который делает возможной жизнь на Земле. Это направление в микробиологии неразрывно связано с развитием геологии, биогеохимии, почвоведения, с учением В.И. Вернадского о биосфере.
Физиология микроорганизмов изучает жизнедеятельность микробных клеток, процессы их питания, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой.
Выяснение физиологии этих микроорганизмов важно для постановки микробиологического диагноза, проведения лечения и профилактики инфекционных заболеваний, регуляции взаимоотношений организма с окружающей средой.
МИКРООРГАНИЗМЫ НАХОДЯТСЯ БУКВАЛЬНО ВЕЗДЕ: В ПОЧВЕ, ВОДЕ, ВОЗДУХЕ, В ТОМ ЧИСЛЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА. КАЖДОГО ИЗ НАС ОКРУЖАЮТ НЕСМЕТНОЕ КОЛИЧЕСТВО МИКРОБОВ.
КАЖДАЯ ИЗ КОТОРЫХ ДЫШИТ, ПИТАЕТСЯ А ИНОГДА ДАЖЕ ПЕРЕМЕЩАЕТСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ.
Мы переносим на себе больше микробов, чем имеем клеток в организме.
По химическому составу бактерииСОСТАВ не
отличаются от клеток других организмов. Бактериальная клетка содержит 80% воды и 20% сухого остатка. Около 90% сухого остатка бактерии составляют высокомолекулярные соединения: нуклеиновые кислоты (10%), белки (40%), полисахариды (15%}, пептидогликон (10%) и липиды (15%); остальные 10% приходятся на моносахара, аминокислоты, азотистые основания, неорганические соли и другие низкомолекулярные соединения
Вода - основной компонент бактериальной клетки. Она находится в свободном или связанном состоянии со структурными элементами клетки. В спорах количество воды уменьшается до 18-20%. Вода является растворителем для многих веществ, а также выполняет механическую роль в обеспечении тургора. При плазмолизе - потере клеткой воды в гипертоническом растворе - происходит отслоение протоплазмы от клеточной оболочки. Удаление воды из клетки, высушивание приостанавливают процессы метаболизма. Большинство микроорганизмов хорошо переносят высушивание. При недостатке воды микроорганизмы не размножаются.
Белки (40-80% сухой массы) определяют важнейшие биологические свойства бактерий и состоят обычно из сочетаний 20 аминокислот. В состав бактерий входит диаминопимелиновая кислота, отсутствующая в клетках человека и животных. Бактерии содержат более 2000 различных белков, находящихся в структурных компонентах и участвующих в процессах метаболизма. Большая часть белков обладает ферментативной активностью. Белки бактериальной клетки обусловливают антигенность и иммуногенность, вирулентность, видовую принадлежность бактерий. Нуклеиновые кислоты бактерий выполняют функции, аналогичные нуклеиновым кислотам эукариотических клеток: молекула ДНК в виде хромосомы отвечает за наследственность, рибонуклеиновые кислоты (информационная, или матричная, транспортная и рибосомная) участвуют в биосинтезе белка.
Углеводы бактерий представлены простыми веществами (моно- и дисахариды) и комплексными соединениями. Полисахариды часто входят в состав капсул. Некоторые внутриклеточные полисахариды (крахмал, гликоген и др.) являются запасными питательными веществами.
Cлайд 1
Лекция №2. Тема: Физиология, биохимия микроорганизмов (прокариотов: бактерий, эукариотов: простейших, грибов, вирусов). (практика №2)Cлайд 2
Физиология- наука, изучающая жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост, размножение, метаболизм (обмен веществ). Формы метаболизма: ассимиляция (аноболизм) - процесс усвоения питательных веществ и использование их для синтеза клеточных структур; диссимиляция (катоболизм) - процесс разложения и окисления питательных веществ с выделением энергии для жизни микроорганизма.
Cлайд 3
Особенности метаболизма: 1. высокий уровень интенсивности, чем у многоклеточных; 2. процессы диссимиляции преобладают над процессами ассимиляции; 3. спектр потребляемых бактериями веществ очень широк - от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических соединений, включая антропогенные вещества - загрязнители окружающей среды (обеспечивая тем самым процессы ее самоочищения); Метаболиз проходит с участием ферментов. Ферменты - вещества белковой природы, вырабатываемые живой клеткой, локализуются в основном в цитоплазме, некоторые в ядре и клеточной стенке.
Cлайд 4
Виды ферментов: экзоферменты - ферменты бактерий, выделяемые во внешнюю среду, расщепляют питательные вещества до более простых соединений, которые может усвоить микроорганизм (фермент гидролаза - расщепляет белков, жиров, углеводов; протеазы - расщепляет белки; липаза - расщепляют жиры; карбогидразы- расщепляют углеводы); эндоферменты - ферменты бактерий, участвуют в процессе обмена веществ внутри клетки (ферменты, расщепляющие аминокислоты, моносахара, синтетазы). адаптивные - ферменты, синтезирующиеся при наличии соответствующего субстрата в данной питательной среде, микроорганизм вынужден их усваивать (если бактерии не вырабатывающие фермент амилазу, расщепляющий крахмал, засеять на питательную среду, где единственный источник углеводов- крахмал, то микроорганизм вынужден вырабатывать амилазу, чтобы выжить). Ферменты агрессии - для преодоления защитных барьеров макроорганизма (гиалуронидаза расщепляет межклеточное вещество соединительной ткани, способствуя распространению микроорганизма в макроорганизме).
Cлайд 5
Различия в ферментативном составе бактерий в медицине используют для их идентификации (дифференциально - диагностические среды (определяют сахаролитическую активность на средах Гиса, Плоскирева, Левина, Эндо); протеолитическую активность (разложение белков в МПБ, образование индола, сероводорода, аммиака, разжижжение желатина)
Cлайд 6
Химические компоненты бактериальной клетки: Органогены: а) Макроэлементы (много в клетке): (кислород 30%, водород 6-8%, углерод 45-55%, азот 8-10%, фосфор), которые используются для построения белков, углеводов, липидов, фосфор, входящий в нуклеиновые кислоты, ферментов, АТФ; сера, натрий участвуют в поддержании осмотического давления в клетке; магний, калий, кальций, железо ферментов АТФ накапливают энергию в клетке), б) Микроэлементы (мало в клетке): (молибден, кобальт, бор - находятся в дыхательных ферментах; марганец, цинк, медь - активизируют работу ферментов), т.е. регуляция осмотического давления, рН среды, окислительно - восстановительного потенциала, входят в состав витаминов и структурных компонентов клетки.
Cлайд 7
Вода микробной клетке участвует в химических реакциях, как растворитель, с ней поступают в клетку и удаляются из неё все вещества. Вода занимает 75-85% бактериальной клетки. В спорах количество воды снижается до 20% Белки (50-80% сухого вещества клетки): простые - протеины, сложные- протеиды. Белки входят в состав клеточной стенки (липопротеиды, гликопротеиды), нуклеиновых кислот (нуклеопротеиды), ферментов, токсинов (яды микроорганизмов). Нуклеиновые кислоты: ДНК содержится в ядре, несёт генетическую информацию; РНК участвует в биосинтезе клеточных белков, содержится в ядре и цитоплазме.
Cлайд 8
Углеводы - источник энергии и углерода, входят в состав клеточной оболочки, капсулы, тейхоевой кислоты (у грамположительных микроорганизмов), в запасные вещества клетки (крахмал, гликоген). Липиды - входят в состав цитоплазматической мембраны и клеточной стенки, включений участвуют в энергетическом обмене. Чем больше липидов в микробной клетке, тем она устойчивее к факторам внешней среды (микобактерия туберкулёза).
Cлайд 9
Питание – процесс получения из окружающей среды компонентов, необходимых для построения её биополимеров (органоидов). Бактериальные клетки не имеют специальных органов питания, т.е. являются голофитными. Питание происходит через всю поверхность микроорганизма. Поступление питательных веществ в микробную клетку происходит: 1. за счет осмоса и диффузии (градиенту концентрации без затрат энергии); 2. за счет пассивного транспорта (по градиенту концентрации с помощью белков-переносчиков, без затрат энергии, отличается от диффузии большей скоростью); 3. за счет активного транспорта (против градиента концентрации с затратой энергии).
Cлайд 10
Cлайд 11
Типы питания м/о по усвоению азота. 1. аминоавтотрофы (клубеньковые бактерии) для синтеза белка клетки используют молекулярный азот воздуха, 2. аминогетеротрофы (патогенные микроорганизмы, многие сапрофиты) получают азот из органических соединений (аминокислоты, сложные белки).
Cлайд 12
По источникам получения энергии микроорганизмы делятся: 1. фототрофы (пурпурные серобактерии, сине - зелёные водоросли), способные использовать для биосинтетических реакций солнечную энергию; 2. хемотрофы, получающие энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии) и органических соединений (большинство бактерий), т.е. в химических реакциях. (окисление- отдача водорода, восстановление- присоединение водорода)
Cлайд 13
Особенности белкового и углеводного обмена бактерий Белковый обмен - процесс синтеза собственных аминокислот и белков путем ассимиляции компонентов из внешней среды, с другой стороны - внеклеточное расщепление белков под воздействием различных ферментов. Если расщепление белков происходит в анаэробных условиях, то этот процесс называется гниение, а если он идет в аэробных условиях - тление. Углеводный обмен - процесс синтеза и распада углеводов. Расщепление углеводов бактериями (сахаролитические свойства) в аэробных условиях с образованием углекислого газа и воды называется горением, а расщепление ими углеводов в анаэробных условиях – брожением (спиртовое, молочнокислое, масляно - кислое, уксусно - кислое).
Cлайд 14
Типы дыхания бактерий. Дыхание (биологическое окисление) - процесс, сопровождающийся выделением энергии, необходимой микроорганизмам для синтеза органических соединений. Органеллами дыхания - производная цитоплазматической мембраны - мезосомы, с дыхательными ферментами типа цитохромоксидаз.
Cлайд 15
По типу дыхания бактерии делят: 1. облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии 20% кислород в атмосфере. 2. микроаэрофилы- бактерии, нуждающиеся в меньшем количестве кислорода (бруцеллы, лептоспиры). Большое количество кислорода будет задерживать их рост. 3. облигатные анаэробы – бактерии (клостридии столбняка, ботулизма, бациллы газовой гангрены), растущие только в бескислородной среде. 4. факультативные анаэробы - бактерии, способные расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода (большинство патогенных и сапрофитных бактерий - возбудители брюшного тифа, кишечная палочка).
Cлайд 16
Рост и размножение бактерий. Рост бактерий - увеличение размеров отдельной особи. Размножение бактерий - способность организма к самовоспроизведению, в результате чего увеличивается число особей в популяции. В основном размножение происходит путём поперечного деления в разных плоскостях (чаще за 15-30 минут, микобактерия туберкулёза делится 1 раз в сутки). В результате деления образуются сочетания клеток: цепочки (стрептококки), парные соединения (диплококки), тетрады кокков, тюки (сарцины), гроздья (стафилококки).
Размножение бактерий на полужидких средах микробы вызывают помутнение толщи среды, неподвижные растет только по «уколу», оставляя остальную среду прозрачной. При культивировании (выращивании) на плотных питательных средах: бактерии образуют колонии - видимое невооруженным глазом скопление бактерий одного вида, являющееся чаще всего потомством одной клетки. Микроорганизмы могут давать пышный, умеренный, скудный рост, сплошной налёт («газон») или изолированные колонии.
20
Физиология эукариотов Грибы - гетеротрофы, аэробы и факультативные анаэробы, растут при 25-30 градусах на сусле - агаре, среде Сабуро, среде Чапека. Размножение половое и бесполое. Простейшие - питание с помощью пищеварительной вакуоли, выделение с помощью сократительной вакуооли. По типу питания - гетеротрофы, аутотрофы. Размножение половое и бесполое. Растут на питательных средах с белком, аминокислотами. Физиология вирусов Вирусы – рост, размножение и питание на биологических моделях (животные, куринный эмбрион, гетеротрофы).
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
Классификация бактерий. Морфология и физиология бактерий, методы ее изучения Лекция
План: 1. Морфология бактерий 2. Особенности строения бактериальной клетки: 3. Рост и размножение бактерий. 4. Питание бактерий 5. Дыхание бактерий. 6. Ферменты бактерий 7. Пигменты бактерий 8. Токсины бактерий
1. Морфология бактерий. 1. Кокки – шаровидные клетки размером 0, 5 – 1, 0 мкм. Микрококки – отдельно расположенные клетки; Диплококки – парные кокки (пневмококк – возбудитель пневмонии (ланцетовидный,) гонококк – возбудитель гонореи, менингококк – возбудитель эпидемического менингита (бобовидные)
Стрептококки – клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку. Сарцины – имеют вид пакетиков из 8 и более кокков. Стафилококки – кокки, расположенные в виде грозди винограда. Такое расположение характерно для чистой культуры, в мазках возможно в виде единичных кокков.
2. Палочковидные формы называются бактериями. Размеры: 1 – 6 мкм в длину и 0, 5 – 2 мкм в толщину. Имеют закругленные концы – кишечная палочка; Имеют обрубленные концы – возбудитель сибирской язвы; Имеют заостренные концы – возбудитель чумы; Имеют утолщенные концы – возбудитель дифтерии;
Палочковидные бактерии Истинные Спорообразующие Бациллы Клостридии спор не образуют споры в присутствие кислорода, прорастают в вегетативные формы в кислородной среде возбудитель сибирской язвы образуют споры в присутствие кислорода, но прорастают в вегетативные формы в бескислородной среде (столбняк, ботулизм, газовая гангрена)
3. Извитые формы: Вирионы – в форме запятой, возбудитель холеры; Спириллы. Большинство не болезнетворны; Спирохеты – от 6 до 18 завитков.
2. Особенности строения бактериальной клетки Не имеют обособленного ядра В клеточной стенке бактерий содержится особый пептидогликан – муреин. Единственными органоидами являются рибосомы. Роль митохондрий выполняют мезосомы – выросты цитоплазматической мембраны. Могут иметь специальные органеллы движения – жгутики. Размеры – от 0, 3-0, 5 до 5-10 мкм.
Органеллы бактериальной клетки Основные: Дополнительные: Нуклеоид Цитоплазма Рибосомы Цитоплазматическая мембрана Клеточная стенка Споры Капсулы Ворсинки Жгутики
1. Клеточная стенка Значение: сохраняет и придает форму; регулирует осмотическое давление внутри клетки; обеспечивает взаимосвязь с внешней средой; участвует в регуляции обмена веществ; антигенная функция; рецепторная функция; косвенно участвует в регуляции роста и деления;
Бактерии Грамположительные (грам +) бактерии Муреиновый слой составляет 80% от массы клеточной стенки. По Грамму они окрашиваются в синий цвет. Клеточная стенка выглядит аморфно. Граморицательные (грам -) бактерии Муреиновый слой составляет 20% от массы клеточной стенки. По Грамму они окрашиваются в красный цвет. Клеточная стенка четко выражена.
2. Цитоплазматическая мембрана имеет обычное строение: билипидный слой и 2 слоя белков. Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором хромосом.
4. Нуклеоид – ядерное вещество, распыленное в цитоплазме клетки. не имеет ядерной мембраны, ядрышек. В нем локализуется кольцевая двухнитевая молекула ДНК. Функции нуклеоида: контролирует признаки и свойства клетки, участвует в передаче генетической информации. Внехромосомные участки ДНК называются плазмидами.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ БАКТЕРИЙ 1. Капсула – дополнительная поверхностная оболочка. Образуется при попадании бактерий в макроорганизм. Капсула защищает микробную клетку: -от фагоцитоза — от антител
Бактерии Истинно капсульные – сохраняют капсулообразование и при росте на питательных средах, а не только в макроорганизме (род Klebsiella); Ложно капсульные – образуют капсулу только при попадании в макроорганизм (возбудители пневмонии, сибирской язвы);
2. Споры – это особые формы существования некоторых бактерий при неблагоприятных условиях внешней среды. При попадании споры в благоприятные условия она прорастает в вегетативную форму. Спорообразующие аэробные бактерии – бациллы, а анаэробные – клостридии.
Расположение спор: центральное — возбудитель сибирской язвы. Размер споры не превышает поперечника клетки; субтерминальное – ближе к концу клетки и превышает ширину клетки – возбудитель ботулизма; терминальное – на конце клетки – возбудитель столбняка.
3. Жгутики – органеллы движения. Монотрихи – имеют 1 жгутик на конце клетки; обеспечивает быстрое движение; Перетрихи – имеют несколько жгутиков, расположенных по периметру; Лофотрихи – пучок жгутиков расположены на одном конце клетки; Амфитрихи – имеют по одному жгутику на каждом конце.
Фазы размножения бактериальной клетки на жидкой питательной среде: начальная стационарная фаза – лаг-фаза (фаза покоя). Продолжительность 3 – 4 часа; фаза логарифмического размножения; максимальная стационарная фаза; фаза ускоренной гибели;
5. Дыхание бактерий 1) аэробы –могут расти только в присутствие кислорода. 2) облигатные анаэробы – растут на среде без кислорода, который для них токсичен (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка). 3) факультативные анаэробы – могут расти как при наличии кислорода, так и без него.
6. Ферменты бактерий белки, участвующие в процессах анаболизма и катаболизма. Известно более 200 ферментов. 1) эндоферменты – действуют в самой клетке, обеспечивают синтез и распад различных веществ. 2) экзоферменты – действуют вне клетки, принимают участие в процессе распада крупных молекул, которые не могут проникнуть внутрь бактериальной клетки, характерны для грамположительных бактерий).
7. Пигменты – красящие вещества Значение: Защищают микробную клетку от природной ультрафиолетовой радиации; Принимают участие в процессах дыхания; Некоторые обладают антибиотическим действием.
8. Токсины Экзотоксины — секретируются в окружающую среду. Имеют белковое происхождение. Специфичны Малоустойчивы Высокотоксичны Переходят в анотоксин. Образуются в основном грамположительными бактериями Эндотоксины – липополисахаридопротеин овый комплекс. Не специфичны. Малотоксичны. Термостабильны. Образуются в основном грамотрицательными бактериями.
