Морфология и цитология бактерий

Морфология и физиология молочнокислых бактерий

Морфология и цитология бактерий

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

Морфология и физиология молочнокислых бактерий

Морфология клеток. Молочнокислые бактерии имеют форму палочек или кокков, размеры которых зависят от состава среды и условий культивирования.

Палочковидные формы могут быть короткими, почти коккообразными, длиной 0,5—0,7 мкм и длинными нитевидными, иногда достигающими длины 8,0 мкм. Располагаются они единично, парами или цепочками, некоторые с характерными «обрубленными» концами. Кокковые формы молочнокислых бактерий бывают овальными, диаметр клеток от 0,5—0,6 до 1 мкм. Они располагаются единично, парами или цепочками различной длины (рис. 36). На форму клеток значительное влияние оказывает состав среды. Так, длина клеток молочнокислых бактерий увеличивается в средах с высоким содержанием этилового спирта [69, 73,137]. Этиловый спирт тормозит деление клеток сильнее, чем рост. Поэтому в спиртсодержащих средах палочки вытягиваются в длину, становятся тонкими, кокки сохраняют свою форму [69].

Молочнокислые бактерии, встречающиеся в виноделии, неподвижны, не образуют спор, положительно окрашиваются по

Граму, не образуют пигмент, не восстанавливают нитраты в нитриты, характеризуются неактивной каталазой. Структура и компоненты клеток молочнокислых бактерий во многом сходны с другими грамположитель-ными бактериями. Клеточная оболочка представляет собой электронноплотный гомогенный слой толщиной 15—60 нм.

Цитоплазматическая мембрана может быть двухслойной или трехслойной толщиной до 7—8 нм [73]. В цитоплазме клеток обнаружены рибосомы диаметром до 15 нм, ядерный материал (нуклеоид), состоящий из тонких плотных нитей, отождествляемых с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) (рис. 37, 38). Структура и состав клеток могут быть различными у молочнокислых бактерий отдельных видов.

Некоторые палочковидные формы содержат в качестве включений зерна метахроматина. Молочнокислые бактерии размножаются путем простого деления. Бактериальная клетка увеличивается в размерах и делится на две одинаковых клетки. Деление клетки в одной плоскости приводит к образованию цепочек, в двух плоскостях — к образованию тетрад, характерных для рода Pediococcus.

При благоприятных условиях некоторые бактерии дают новое поколение через 15 мин и менее, при неблагоприятных — через 24 ч и более. На поверхности желатиновых, агаризованных сред молочнокислые бактерии образуют мелкие колонии, иногда без выраженного поверхностного роста. По данным О. К.

Палладиной [136], палочковидные бактерии на средах, содержащих вещества с восстановительными свойствами, например с 0,2% цистеина, образуют типичные шероховатые формы колоний. У бактерий рода Leuconostoc найдены S-, О- и R-типы колоний.

Физиология молочнокислых бактерий. Характерным признаком молочнокислых бактерий является отсутствие каталазы. Однако в последние годы появились сообщения об обнаружении каталазной активности у различных видов молочнокислых бактерий. Псевдокаталаза есть у штаммов некоторых видов родов Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus.

Протеолитическая активность установлена как у кокковых форм, так и у палочек и стрептобактерий, при этом палочковидные бактерии обладают большей активностью, чем кокковые 164 формы. Обнаружены протеазы, разрушающие пептиды. В производстве важно использовать молочнокислые бактерии, образующие в больших количествах свободные аминокислоты.

При подборе штаммов важно также отобрать такие, которые не образуют фракции пептидов с горьким вкусом [74].

Липолитической активностью обладают штаммы многих видов молочнокислых бактерий кокковых и палочковидных форм. Препарат липазы, полученный из бесклеточных экстрактов L. brevis, довольно легко гидролизовал простые триглицериды [73].

По биохимической деятельности молочнокислые бактерии в зависимости от характера продуктов сбраживания гексоз (глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза), дисахаридов (лактоза, мальтоза, сахароза) и полисахаридов (декстрин, крахмал) делятся на гомоферментативные и гетероферментативные.

Гомоферментативные бактерии при брожении сахаров образуют в основном молочную кислоту и незначительные количества фума-ровой и янтарной, летучих кислот, этилового спирта и углекислоты; гетероферментативные — наряду с молочной значительно большие количества уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа и других продуктов, используя на это до 50% сахаров. Гомоферментативное молочнокислое брожение выражается формулой:

Осуществляется гомоферментативное молочнокислое брожение по гликолитической схеме Эмбдена — Мейергофа — Парнаса (см. главу I). При этом выход молочной кислоты от потребленной глюкозы составляет почти 100%. Процесс расщепления гексозы проходит через те же стадии, что и при спиртовом брожении, т. е.

по гексозодифосфатному пути до образования пировиноградной кислоты. Далее пировино-градная кислота не превращается как при спиртовом брожении в уксусный альдегид и углекислый газ из-за отсутствия фермента карбоксилазы, а восстанавливается в молочную кислоту. В. Н.

Шапошников [224] рассматривает процесс гомофермен-тативного брожения как классический пример строгого разграничения в материальном отношении конструктивного и энергетического обменов. Гомоферментативное брожение—-только энергетический обмен. Для построения массы бактерий используется не глюкоза, а готовые аминокислоты субстрата.

Гетероферментативное молочнокислое брожение происходит по другому пути — по пентозофосфатному и выражается общей формулой:

Пировиноградная кислота частично расщепляется до уксусного альдегида и С02. В результате превращений уксусного альдегида и пировиноградной кислоты образуются янтарная и уксусная кислоты и этиловый спирт.

При гетероферментативном брожении может накопиться молочной кислоты до 40% от количества сброженного сахара, янтарной кислоты — около 20%, этилового спирта—10%, уксусной кислоты — 10%, газов — около 20%. Гетероферментативные бактерии вызывают молочнокислое брожение в крепких, десертных и столовых недоброженных винах.

При этом наблюдается уменьшение сахара, увеличение титруемой кислотности (до 9 г/'л) и летучей (до 4 г/л), выделение углекислого газа. Деление молочнокислых бактерий на гомо- и гетероферментативные было предложено Орла-Иенсеном. Однако следует заметить, что нет строгого функционального различия между этими группами молочнокислых бактерий.

Приводится много исследований, свидетельствующих о том, что в зависимости от ряда факторов (pH, присутствия С02 и 02, физиологического состояния клеток) изменяется характер конечных продуктов брожения. Так, некоторые штаммы L. plantarum, L.

casei, не обладающие способностью образовывать газ из глюкозы на специальной среде, в аэробных условиях накапливают летучие кислоты, диацетил,, ацетоин [73], т. е. гомоферментативные бактерии в зависимости от состава среды могут образовать кроме молочной кислоты различные вторичные продукты брожения.

Е. И. Квасников и Г. Ф. Кондо [68] при исследовании молочнокислых бактерий, развивающихся в винах, наблюдали у штаммов L. buchneri, L. brevis, L. fermenti потерю способности к образованию летучих кислот, углекислоты и спирта.

Такое превращение гетероферментативных бактерий в гомоферментативные происходило при длительном культивировании бактерий, выделенных из больных вин, на автолизатглюкозных и люцерновых средах. А. Ф.

Войткевич считал необоснованным отказываться на этом основании от деления бактерий на гомо- и гетероферментативные, так как наличие переходных форм не исключает возможности выделения основных типов.

Молочнокислые бактерии могут также проводить в вине про-', цесс яблочно-молочного брожения, который заключается в разложении яблочной кислоты до молочной по схеме:

В результате превращения двухосновной яблочной кислоты в одноосновную молочную уменьшается титруемая кислотность, увеличивается значение pH, выделяется углекислый газ. В весовом отношении из 134 г яблочной кислоты образуется 90 г молочной кислоты и 44 г углекислого газа, т. е.

1 г яблочной кислоты дает 0,67 г молочной кислоты. Эта реакция не сопровождается выделением энергии. Следовательно, энергетический обмен осуществляется иным путем. Источником энергии при процессе яблочно-молочного брожения являются очень незначительные количества углеводов.

Для разложения 1 г яблочной кислоты бактериям достаточно 0,1—0,2 г глюкозы. Превращение яблочной кислоты в молочную через пирови-ноградную осуществляется при помощи яблочного фермента (малик-фермента), который является адаптивным и образуется бактериями в том случае, если в субстрате имеется яблочная кислота.

Превращение яблочной кислоты в молочную осуществляется молочнокислыми бактериями и через щавелевоуксусную кислоту, а также прямым декарбоксилированием. • Общепризнано, что гомо- и гетероферментативный тип брожения гексоз вызывается в вине соответственно гомо- и гетеро-ферментативными бактериями.

Существенные разногласия вызывает вопрос о принадлежности возбудителей яблочно-молочного брожения к определенному биохимическому типу молочнокислых бактерий, строго приспособленному к гомо- или гетерофермента-тивному процессу.

Е. И. Квасников и Г. Ф.

Кондо [68], в течение ряда лет изучавшие биологию молочнокислых бактерий, выделенных из больных вин Средней Азии, считали неправильным связывать процессы молочнокислого скисания и яблочно-молочного брожения с

определенными, узко специализированными видами бактерий. Проведенное ими искусственное заражение вин различными штаммами молочнокислых бактерий показало, что гетерофер-ментативные бактерии вызывают заболевание вин молочнокислым скисанием, сбраживая сахар с образованием молочной и летучих кислот.

Эти же бактерии при недостатке сахара вызывают процесс яблочно-молочного брожения, используя яблочную кислоту. В настоящее время мнения большинства ученых сходятся на том, что и гомо- и гетероферментативные бактерии могут вести в вине процесс яблочно-молочного брожения [71, 72, 235, 251, 264, 287, 291, 304].

Многочисленные исследования, проведенные в последнее время за рубежом, показали, что из вин, подвергшихся яблочно-молочному брожению, изолируются различные виды молочнокислых бактерий гомоферментативных (L. plantarum, L. casei) и гетероферментативных (палочек L. buchneri, L. brevis, L. hilgar-dii, кокков — Leuconostoc mesenteroides, Leuc. citrovorum, Leuc. vini, Leuc. gracile).

Таким образом, яблочно-молочное брожение в вине может быть вызвано любым видом гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий. Разложение яблочной кислоты — свойство всех видов молочнокислых бактерий. Его легко обнаружить, выращивая молочнокислые бактерии на средах, в которых единственным источником углерода является яблочная кислота.

Лимонная, винная и молочная кислоты используются меньшим количеством молочнокислых бактерий, поэтому деление молочнокислых бактерий на гомоферментативных, гетероферментативных и яблочно-молочного брожения является неверным.

Самостоятельно третьей группы бактерий не существует, имеются лишь гомо- и гетероферментативные, вызывающие яблочномолочное брожение в винах с различной кислотной характеристикой.

Продукты обмена веществ. Основными веществами функциональной деятельности молочнокислых бактерий являются молочная кислота, спирты и летучие кислоты, диацетил и ацетоин и др.

Источник: https://sinref.ru/000_uchebniki/05599_vinodelie/020_mikrobiologia_vinodel/041.htm

Морфология бактерий | Ветеринарная медицина

Морфология и цитология бактерий

Морфология бактерий (прокариот)

Бактерии (греч. bakterion — палочка) — микроорганизмы с прокариотным типом строения. Преимущественно это одноклеточные организмы, однако существует немало форм, состоящих из многих клеток. Термин «прокариоты» равнозначен термину «бактерии».

Форма и размеры бактерий

По форме клеток бактерии подразделяются на три основные группы: шаровидные, или кокки, палочковидные и извитые (рис. 1).

Кокки (греч. kokkos — зерно, лат coccus — ягода). Имеют сферическую форму в виде правильного шара, эллипса, боба, ланцета. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления различают: микрококки, или монококки, стафилококки, диплококки, стрептококки, тетракокки и сарцины.

Рис. 1. Основные формы бактерий

а — микрококки; б — диплококки и тетракокки; в — сарцины; г — стрептококки; д — стафилококки; е. ж — палочковидные бактерии; з — вибрионы; и — спириллы; к — спирохеты

Микрококки (лат. micrococcus — маленький) делятся в равных плоскостях и располагаются одиночно, парами или беспорядочно. Сапрофиты, обитают в почве, воде, воздухе. Например, Micrococcus luteus.

Стафилококки (греч. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, делящиеся в различных плоскостях и располагающиеся несимметричными гроздями, иногда одиночно, парами, тетрадами. Сапрофиты и патогенные. Например, Staphylococcus aureus.

Диплококки (греч. diploos — двойной) делятся в одной плоскости, образуя попарно соединенные кокки. Например, Azotobacter chroococcum.

Стрептококки (греч. streptos — цепочка) — кокки, расположенные в виде цепочки, встречаются одиночные и парные клетки, иногда тетрады. Образуются при делении в одной плоскости. Сапрофиты и патогенные. Например, Streptococcus pyogenes.

Тетракокки (греч. tetra — четыре) — кокки, которые делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и располагаются по четыре.

Сарцины (лат. sarcio — связываю) — кокки, делящиеся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и образующие правильные пакеты по 8—16 клеток и более. Сапрофиты, встречаются в воздухе, почве, кишечнике животных и человека. Например, Sarcina ureae.

Палочковидные бактерии. Это самая многочисленная группа прокариот. Они имеют осевую симметрию и цилиндрическую форму тела с округлыми или заостренными концами.

Палочковидные формы делят на две группы: неспоровые палочки — бактерии (Bacterium) и палочки, образующие споры, — бациллы (Bacillus).

Палочки, у которых диаметр споры превышает ширину вегетативной клетки, принято называть клостридиями (Clostridium).

В зависимости от взаимного расположения клеток палочковидные бактерии подразделяют на одиночные и бессистемные скопления, диплобактерии и диплобациллы (располагающиеся попарно), а также стрептобактерии и стрептобациллы (формы, образующие длинные или короткие цепочки). Сапрофиты и патогенные виды. Например, Bacillus anthracis, Clostridium tetani.

К палочковидным формам также относят коринебактерии и фузобактерии.

Коринебактерии….греч. korync — булава) — прямые или изогнутые палочки с булавовидными утолщениями на концах. Сапрофиты, патогенны для животных и человека. Например, Corynebacterium pseudotuberculosis и др.

Фузобактерии — длинные, толстые, с заостренными концами палочки. Имеются патогенные виды — возбудитель некробактсриоза (Fusobacterium necrophorum).

Извитые бактерии. Обладают спиральной симметрией. К ним относятся вибрионы, спириллы и спирохеты.

Вибрионы (лат. vibrio — извиваюсь). Клетки вибрионов имеют цилиндрическую изогнутую форму, образуя 1/4—1/2 завитка спирали, и напоминают запятую. Сапрофиты и патогенные. Например, Vibrio cholerae.

Спириллы (лат, spira — изгиб) — бактерии, имеющие форму спирально извитых палочек с 4—6 витками. Обитают в пресной и морской воде. Преимущественно сапрофиты (Spirillum volutans); к патогенным видам относятся S. minus и кампилобактсры (Campylobacter fetus).

Спирохеты (spirochaeta; греч. speira — изгиб и chaite — длинные волосы) — прокариоты спирально извитой формы. У спирохет выявляется два типа витков: первичные — образованные изгибами протоплазматического цилиндра, и вторичные — представляющие изгибы всего тела.

Спирохеты — эластичные спиралевидные длинные клетки, состоящие из осевой нити (аксистиля), цитоплазмы с рибосомами и включениями, нуклеоида, мезосом, цитоплазматической мембраны и клеточной стенки.

Тонкая эластичная клеточная стенка состоит из наружной липопротеидной мембраны и несплошного слоя паптидогликана. Осевая нить растянута на всю длину клетки, выполняет локомоторную и опорную функции, содержит пучок из 2—150 аксиальных (опорных) фибрилл, состоящих из аминосахара кутина.

Количество и величина фибрилл у разных видов неодинаковы. Протоплазматический цилиндр упакован спиралевидно и окружен аксиальными фибриллами, прикрепляющимися к дискам на его концах. Фибриллы заключены в перипласте (между цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой).

Движение спирохет осуществляется за счет активного сокращения осевой нити и протоплазматического цилиндра; формы движения разнообразны: вращательное, поступательное, сгибательное.

Размножаются поперечным делением. В неблагоприятных условиях спирохеты могут переходить в цисту — укороченную и свернутую в спираль, окруженную прочной оболочкой клетку.

По морфологии (размерам, числу и форме завитков), количеству осевых фибрилл, характеру движения, типу биологического окисления, экологии, патогенности в пределах группы спирохет дифференцируют: спирохеты, кристиспиры, трепонемы, боррелии и лептоспиры.

Спирохеты и кристиспиры обитают в открытых водоемах, иле, сточных водах; для позвоночных непатогенны. Кристиспиры — гигантские прокариоты (28—150 мкм) спирально изогнутой формы с плоской зернистой килевидной мембраной (криста), идущей вдоль тела клетки. Число фибрилл более 100.

Трепономы — спиралевидно извитые эластичные бактерии, размер 0,1—0,5, 5—20 мкм; осевая нить состоит из 1 или 4 фибрилл; хорошо выражены равномерные или неравномерные завитки; подвижны. Типовой вид — Treponema pallidum.

Боррелии — извитые нитевидные бактерии, размер 0,2— 0,5 Х5—30 мкм; осевая нить состоит из 15—20 параллельных фибрилл.

Лептоспиры — спиралевидные бактерии диаметром 0,1—0,25 мкм и длиной 6—30 мкм, формирующие около 20 мелких, тесно расположенных первичных завитков и 1—2 вторичных, придающих клетке форму, букв Г, S, С. Осевая нить состоит из 2 фибрилл. Главный тип движения — вращательно-поступательный. Например, Leptospira interrogans.

Бактерии не видимы невооруженным глазом. Поэтому для их изучения используют световые и электронные микроскопы. Клетки бактерий измеряются в микрометрах (1 мкм =10″ м), элементы тонкого строения — в нанометрах (1нм = 10 м).

Предел разрешения светового микроскопа составляет 0,2 мкм, современных моделей электронных микроскопов — 0,15—0,3 нм. Средние размеры прокариот лежат в пределах 0,5—3 мкм. Наиболее стабильны кокчи — их размер 0,5—2 мкм.

Палочковидные формы обычно длиной 2—10 и шириной 0,5—1 мкм, мелкие палочки соответственно 0,7—1,5 и 0,2—0,4 мкм.

В 1967 г. Адлер описал мини-клетки. Они примерно в 10 раз меньше исходных бактерий, не содержат хромосомную ДНК и имеют только плазмидную. Среди бактерий могут быть гиганты, достигающие в длину 125 мкм и более. Размеры спирохет 0,2—0,75 х 5—500 мкм.

Источник: https://www.allvet.ru/knowledge_base/microbiology/morfologiya-bakteriy/

Морфология и цитология бактерий

Морфология и цитология бактерий

Клеточная стенка представляет собой внешнюю структуру бактерий толщиной 30-35 нм, главным компонентом которой является пептидогликан (муреин). Пептидогликан является структурным полимером, состоящим из чередующихся субъединиц N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных гликозидными связями (рис.

1.3).

Параллельно расположенные полисахаридные (гликановые) цепи скреплены между собой поперечными пептидными мостиками (рис. 1.4).

Полисахаридный каркас легко разрушается лизоцимом — антибиотиком животного происхождения. Пептидные связи являются мишенью для пенициллина, который ингибирует их синтез и препятствует формированию клеточной стенки.

Количественное содержание пептидогликана влияет на способность бактерий окрашиваться по Граму. Бактерии, имеющие значительную толщину муреинового слоя (90-95%), стойко окрашиваются генцианвиолетом в сине-фиолетовый цвет и носят название грамположительных бактерий.

Грамотрицательные бактерии с тонким слоем пептидогликана (5-10%) в клеточной стенке после действия спирта утрачивают генцианвиолет и дополнительно окрашиваются фуксином в розовый цвет.

Клеточные стенки у грамположительных и грамотрицательных прокариот резко различаются как по химическому составу (табл. 1.1), так и по ультраструктуре (рис. 1.5).

Кроме пептидогликана, в клеточной стенке грамположительных бактерий содержатся тейхоевые кислоты (полифосфатные соединения), в меньшем количестве — липиды, полисахариды, белки.

https://www.youtube.com/watch?v=KKK-ueKi_M0

Грамотрицательные прокариоты имеют наружную мембрану, в состав которой входят липиды (22 %), белки, полисахариды, липопротеины.

Клеточная стенка у бактерий выполняет в основном формообразующую и защитную функции, обеспечивает ригидность, формирует капсулу, определяет способность клеток к адсорбции фагов.

Все бактерии, в зависимости от их отношения к окраске по Граму, делятся на грамположительные и грамотрицательные.

Методика окраски по Граму

Для изучения морфологии бактерий применяют такие методы, как микроскопия и окрашивание. Наблюдение за живыми бактериями происходит с помощью световых и электронных микроскопов в неокрашенных препаратах.

  • Морфологический. Под микроскопом рассматривают морфологию бактерии, ее подвижность, споры и способы размножения.
  • Культуральный. Исследование бактерии в питательных средах. Изучают ее рост, величину, цвет колонии и скорость размножения.
  • Физиологический. Рассматривают такие свойства бактерий, как реакция на температуру, на внешние раздражители, на кислород, их способность к сбраживанию, реагирование на различные среды.

Применение этих способов изучения позволяет установить вид микроорганизма и морфологию каждого из них. Это сложный и длительный процесс, занимающий много времени.

Способ окрашивания является наиболее точным и эффективным в распознании и изучении строения бактерий под микроскопом. Зачастую микробы в своей естественной среде невидны под микроскопом, а окрашивание позволяет не только изучить морфологию бактерии, а и правильно определить ее вид.

  • Простой. Применяют одну краску: фуксин либо метиленовую синюю.
  • Сложный. Этот способ чаще всего применяется для выявления возбудителя инфекции, включает в себя два и более красителя. Чаще на практике применяют метод окрашивания по Граму и по Цилю.
  • Дифференцированный. Для окрашивания жгутиков используют метод Бениньетти. Для индицирования капсул применяют метод Гинса.

1. На мазок кладут фильтровальную бумагу и наливают карболовый раствор генцианового фиолетового на 1-2 мин.

2. Снимают бумагу, сливают краситель и, не промывая мазок водой, наливают раствор Люголя на 1 мин.

3. Сливают раствор Люголя и обесцвечивают препарат в 96 %-м спирте в течение 30 сек.

4. Промывают водой.

5. Красят 1-2 мин водным раствором фуксина.

6. Промывают водой и высушивают.

В результате окраски грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные — в красный.

Причину различного отношения бактерий к окраске по Граму объясняют тем, что после обработки раствором Люголя образуется нерастворимый в спирте комплекс йода с генциановым фиолетовым.

Этот комплекс у грамположительных бактерий, в связи со слабой проницаемостью их стенки, не может диффундировать, в то время как у грамотрицательных — легко удаляется при промывании их этанолом, а затем водой.

Бактерии, полностью лишенные клеточной стенки, называются протопластами, они имеют шаровидную форму, обладают способностью к делению, дыханию, синтезу белков, нуклеиновых кислот, ферментов.

Протопласты являются неустойчивыми структурами, очень чувствительными к изменениям осмотического давления, механических воздействий и аэрации, не обладают способностью синтезировать составные части клеточной стенки, не подвергаются инфицированию вирусами бактерий (бактериофагами) и не обладают активной подвижностью.

Если под влиянием лизоцима и других факторов происходит частичное растворение клеточной стенки, то бактериальные клетки превращаются в сферические тела, получившие название сферопластов.

Под воздействием некоторых внешних факторов бактерии способны терять клеточную стенку, образуя L-формы (названы в честь института им. Д. Листера, где были впервые выделены);

подобная трансформация может быть спонтанной (например, у хламидий) или индуцированной, например, под воздействием антибиотиков. Выделяют стабильные и нестабильные L-формы.

Классификация микроорганизмов

Многообразие форм, биохимическая нестабильность и простота в строении усложняют классификацию бактерий. До сих пор их классификация является предметом споров среди микробиологов.

  • их морфология;
  • типы питания;
  • источник энергии;
  • реакция на окрашивание;
  • разновидности форм.

Цитоплазматические включения

Цитоплазма бактериальной клетки ограничена от клеточной стенки тонкой полупроницаемой структурой толщиной 5-10 нм, называемой цитоплазматической мембраной (ЦПМ).

С ЦПМ связаны многие ферменты и белки, участвующие в переносе питательных веществ, а также ферменты и переносчики электронов конечных стадий биологического окисления (дегидрогеназы, цитохром-ная система, АТФ-аза).

На ЦМП локализуются ферменты, катализирующие синтез пептидогликана, белков клеточной стенки, собственных структур. Мембрана является также местом превращения энергии при фотосинтезе.

Нередко в цитоплазме бактерий обнаруживаются различные включения, которые образуются в процессе жизнедеятельности: капельки нейтральных липидов, воска, серы, гранулы гликогена, в-гидроксимасляной кислоты (особенно у рода Bacillus).

У некоторых бактерий в цитоплазме находятся кристаллы белковой природы, обладающие ядовитым действием на насекомых.

Некоторые бактерии способны накапливать фосфорную кислоту в виде гранул полифосфата (зерна волютина, метахроматические зерна). Они играют роль фосфатных депо и выявляются в виде плотных образований в форме шара или эллипса, располагающихся в основном у полюсов клетки. Обычно на полюсах бывает по одной грануле.

Формы бактерий

При всем многообразии бактерий выделяют три основных формы: сферические, палочковидные и извитые.

Сферическая

Сферической формой обладают кокки. По тому, как располагаются клетки, разделяют на такие группы:

  • микрококки (маленькие) – каждая клетка отдельно;
  • диплококки (два) после деления клетки существуют парами;
  • стрептококки (цепочка) после деления образуют цепочку;
  • сарцины (связка) после деления образуют связку в трех направлениях;
  • стафилококки (гроздь) делятся во всех направлениях, образуя гроздь.

Палочковидные

Палочковидные делят на группы в зависимости от формы (правильная или неправильная), от размеров и по тому, как располагаются клетки. Расположение клеток под микроскопом выглядит хаотично, потому что после деления каждая клетка живет отдельно.

Их делят на такие группы:

  • Риккетсии. Внутриклеточные паразиты очень малых размеров (до 2,0 мкм). Их владельцами чаще всего являются клещи, блохи и вши, сами разносящие инфекцию. В зависимости от условий существования они обладают свойством изменять форму и размер.
  • Хламидии. Являются строгими (облигатными) грамотрицательными бактериями. Их относят к клеточным паразитам, имеющим свойство размножаться только внутри клетки. За пределами клетки они имеют округлую форму и неактивны.
  • Микоплазмы. Эта группа не имеет клеточной стенки и существует в различных формах.

Извитые

Виды, имеющие извитую форму, разделяют по количеству оборотов и по характеру витков. Вибрионы имеют слегка изогнутый вид, спириллы – несколько завитков правильной формы, спирохеты – большое количество мелких завитков.

Периплазматическое пространство

Периплазматическое пространство (периплазма) представляет собой зону между клеточной стенкой и ЦПМ. Толщина периплазмы составляет около 10 нм, объем зависит от условий среды и прежде всего от осмотических свойств раствора.

Периплазма может включать до 20 % всей находящейся в клетке воды, в ней локализуются некоторые ферменты (фосфатазы, пермеазы, нуклеазы и др.) и транспортные белки -переносчики соответствующих субстратов.

Строение клетки бактерий

Ультраструктура клетки изучается при помощи таких микроскопических методов:

  • светового;
  • люминесцентного;
  • сухого (когда между объективом и линзой есть воздух);
  • фазово-контрастного;
  • темнопольного.
  • интерференционного;
  • электронного.

Ультраструктура бактериальной клетки считается показателем ее уникальности в организационных процессах.

Нуклеоид

Нуклеоид является прототипом ядра и не содержит таких структур, свойственных эукариотам, как ядрышки, ядерная оболочка и гистоны. Он обладает свойством хранения и передачи генной информации, содержащейся в одной хромосоме, имеющей вид замкнутого кольца.

Цитоплазма

Цитоплазм представляет собой сложную систему, включающую в себя такие включения:

  • рибосомы (отвечают за синтез белков);
  • гранулы (содержат гликоген, полисахариды);
  • волютин (полифосфаты);
  • плазмиды (обладают свойством повышать устойчивость клетки).

Жгутики

Жгутики выполняют роль органа движения, позволяющего бактериям передвигаться со скоростью 20-60 мкм/сек. Бактерии могут иметь один или несколько жгутиков, располагающихся по всей поверхности тела либо собранных в пучки у одного полюса, у разных полюсов.

Основу жгутика составляет длинная спиральная нить (фибрилла), которая у поверхности клеточной стенки переходит в утолщенную изогнутую структуру — крюк и прикрепляется к базальной грануле, вмонтированной в клеточную стенку и ЦПМ (рис. 1.8).

Базальные гранулы имеют диаметр около 40 нм и состоят из нескольких колец (одна пара — у грамположительных бактерий, четыре — у грамотрицательных прокариот).

Жгутики почти полностью состоят из белка флагеллина с некоторым содержанием углеводов и РНК.

Споры

Некоторые бактерии в конце периода активного роста способны образовывать споры. Этому предшествует обеднение среды питательными веществами, изменение ее рН, накопление ядовитых продуктов метаболизма.

Если размеры спор не превышают поперечного размера палочковидной бактерии, то последняя называется бациллой. Когда диаметр споры больше — бактерии имеют форму веретена и носят название клостридий.

По химическому составу различие спор от вегетативных клеток состоит лишь в количественном содержании химических соединений. Споры содержат меньше воды и больше липидов.

В состоянии споры микроорганизмы метаболически неактивны, выдерживают высокую температуру (140-150°С) и воздействие химических дезинфицирующих веществ, длительно сохраняются в окружающей среде.

Попадая в питательную среду, споры прорастают в вегетативные клетки. Процесс прорастания спор включает три стадии: активации, начальной стадии и стадии роста.

К активирующим агентам, нарушающим состояние покоя, относят повышенную температуру, кислую реакцию среды, механические повреждения и др. Спора начинает поглощать воду и с помощью гидролитических ферментов разрушает многие собственные структурные компоненты.

Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик

Источник: https://kono-pizza.ru/tsitologiya/morfologiya-tsitologiya-bakteriy/

Классификация морфология и цитология микроорганизмов Эдем Ван Кессель

Морфология и цитология бактерий

Классификация, морфология и цитология микроорганизмов «Эдем» Ван Кессель, 1626 -1679 доц. В. В. ЛЕОНОВ ФЕВРАЛЬ, 2015 ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии

Классификация микроорганизмов Мир микробов Клеточные формы Прокариоты (Bacteria) Эукариоты Археи Неклеточные формы Прионы Вироиды Царство Viraе Плазмиды Царство Protozoa Mycota ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 2

Классификация микроорганизмов 1. Естественная классификация ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 3

Классификация микроорганизмов Мир микробов Клеточные формы Прокариоты (Bacteria) Эукариоты Археи Неклеточные формы Прионы Вироиды Царство Viraе Плазмиды Царство Protozoa Mycota ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 4

Классификация микроорганизмов Отдел -cutes Класс -cetes Порядок -ales Семейство -aceae Род Вид Штамм Систематика (таксономия) – это наука о классификации всего живого ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 5

Классификация микроорганизмов 2. Искусственная классификация Определитель бактерий Берги (1 -ое издание 1923 г) (Bergey s Mannual of Determinative Bacteriology) ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 6

Систематика бактерий Надцарство: Prokaryota Staphylococcus aureus = S. aureus; Царство: Bacteria Staphylococcus spp.

Отдел (по строению клеточной стенки): Эубактерии • • • Firmicutes Gracilicutes Tenericutes Археи (сейчас домен!!!) • Mendosicutes Отдел: Firmicutes Семейство: Micrococcaceae Род: Staphylococcus Вид: aureus Порядок (название таксона заканчивается на –ales) Семейство (название таксона заканчивается на –ceae) Род Вид (основной таксон в классификации прокариот) Подвидовые категории Варианты (морфо-, био-, ферменто-, резистенс-, фаго-, серо-, эко-, патовары) Штамм (культура – популяция, – выделенная из определенного источника) Клон (потомство одной клетки) ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 7

Систематика грибов Царство: Mycota Класс: Ascomycetes Отделы: Семейство: Saccharomycetaceae Eumycota Род: Saccharomyces Вид: cerevisiae Oomycota Классы: Chytridiomycetes Hyphochytridiomycetes Oomycetes Basidiomycetes изучает Ascomycetes микробиология (отдел Zygomycetes Eumycota) Deuteromycetes Семейство (название таксона заканчивается на –aceae) Род Вид Подвидовые категории ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 8

Морфология бактерий 1. Шаровидные Монококки Диплококки Тетракокки l/d ≈ 1 Стрептококки Стафилококки Сарцины ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Стафилококки, окраска по Граму 9

Морфология бактерий 2. Палочковидные Бактерии l/d >> 1 Бациллы Коккобациллы l/d>1 Палочковидные бактерии, окраска фуксином Стрептобациллы ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 10

Морфология бактерий 3. Извитые Вибрионы Спириллы Спирохеты Вибрионы, окраска фуксином ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 11

Морфология бактерий 4. Атипичные формы Бифидобактерии Коринебактерии Актиномицеты Бифидобактерии, окраска по Граму Актиномицеты, окраска по Граму ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 12

Прокариотическая клетка Главный признак: отсутствие внутреннего разделения, обеспечиваемого элементарными мембранами (ЦПМ – единственная мембрана!!!!) Впячивания ЦПМ Капсула Хромосомная ДНК Ворсинки (фимбрии и пили) Жгутики ЦПМ Клеточная стенка Рибосомы Включения Плазмида Цитоплазматические ХМГМА включения кафедра биологии с курсом микробиологии 13

Клеточная стенка Грамположительные палочки Ганс Христиан Грам (1853 -1938) ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Грамотрицательные палочки В 1884 СПОСОБ окраски Грама 14

Клеточная стенка Структура пептидогликана (муреина) ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 15

Клеточная стенка Гликопептид клеточной стенки ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 16

Клеточная стенка Грамположительные бактерии Тейхоевые и липотейхоевые кислоты Клеточная стенка Пептидогликан ЦПМ Липопротеины Грамположительные бактерии 20 µm ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии

https://www.youtube.com/watch?v=SC8YJdVPhis

Клеточная стенка Грамотрицательные бактерии Порины Липополисахарид Концевые олигосахариды Наружная мембрана Клеточная стенка Пептидогликан Периплазма Полисахаридное ядро (кор) Белки Грамотрицательные бактерии 20 µm Липид А ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии ЦПМ

Клеточная стенка Кислотоустойчивые бактерии Маннозные кэпы Кордфактор Миколовые кислоты Липоарабиноманнан (LAM) Белки Арабиногалактан Пептидогликан Микобактерии, окраска по Цилю-Нильсену ЦПМ Park SH & Bendelac A (2000). CD 1 -restricted T-cell responses and microbial infection. Nature 406(6797): 788 -92. ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 19

Клеточная стенка грибов Секретируемые компоненты Маннопротеин Глюкан Хитин + глюкан Периплазма ЦПМ Клеточная стенка Candida spp. ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 20

Жгутики и подвижность Характер движения прокариот: 1. Плавающее 2. Скользящее (ползающее) Монотрихи от греч. mono – один, trichos – волос Амфитрихи от греч. аmphi двусторонний ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Лофотрихи от греч. lophos пучок Перитрихи от греч. peri вокруг 21

Жгутики и подвижность Строение жгутиков Нить Крюк L-кольцо ЛПС ПГ Стержень P-кольцо S-кольцо ПМ М-кольцо ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 22

Жгутики и подвижность Спирохеты (скользящий тип движения) Аксиальная фибрилла Трепонемы Боррелии Наружная оболочка Протоплазматический цилиндр Строение спирохет Лептоспиры ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Типы движения спирохет: 1. Вращение вокруг собственной оси 2. Изгибание клеток 3. Винтовое (волнообразное) 23

Микроворсинки 1. Фимбрии (от лат. fimbria – бахрома) 2. Пили (от лат. pile – волосок) Фимбрии ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии F-пили 24

Покоящиеся формы 1. Эндоспоры Дипиколинат кальция ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 25

Покоящиеся формы 1. Эндоспоры Эндоспора ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 26

Покоящиеся формы Способы расположения эндоспоры Центральное Латеральное ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Терминальное Субтерминальное 27

Прочие покоящиеся формы 2. Некультивируемые формы Yersinia pestis, Salmonella spp. , Vibrio cholerae и др. 3. Гетероцисты Существуют до 10 суток Гетероцисты цианобактерий ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 28

Морфология грибов Мицелий – это беспорядочное переплетение тонких нитей – гиф (от греч. huphe – сеть). Гифы – трубки, наполненные клеточным содержимым (d = 0, 8÷ 15 мкм). Септы – поперечные перегородки (только у плесневых грибов) Мицелий септированный Мицелий несептированный ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 29

Морфология грибов Мицелий: 1. Воздушный 2. Субстратный Воздушный мицелий Absidia spp. ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Субстратный мицелий Aspergillus spp. 30

Морфология грибов Строение плесеней на примере дейтеромицетов клетки Хюлля фиалиды везикул конидиеносец клетка-ножка однорядный двурядный ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Радиально-лучевой столбчатый

Морфология грибов Дейтеромицеты Aspergillus spp. Гифы септированные, бесцветные. Конидиальные головки радиальные ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 32

Морфология грибов Дейтеромицеты Penicillium spp. Гифы септированные, бесцветные, может иметь место пигментная инкрустация. Конидиеносцы тонкие, заканчиваются «кисточкой» из метул. Фиалиды бутылевидные. Конидии чаще шаровидные, гладкие или шероховатые. ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 33

Морфология грибов Дейтеромицеты Candida albicans ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Колонии Candida albicans на агаре Сабуро 34

Морфология грибов Аскомицеты Cryptococcus neoformans ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии Blastomyces dermatitidis 35

Морфология грибов Зигомицеты Mucor spp. Гифы широкие, редкосептированные, бесцветные. Спорангиеносцы неразветвленные, одиночные или в группах. Спорангии шаровидные, коричневые или черные. Хорошо развитые ризоиды обнаруживаются в участках отхождения спорангиеносцев от столонов. ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии 36

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ХМГМА кафедра биологии с курсом микробиологии

Источник: https://present5.com/klassifikaciya-morfologiya-i-citologiya-mikroorganizmov-edem-van-kessel/

Консультация доктора
Добавить комментарий