Ультрамикробы

Ультрамикробы (вирусы и фаги) являются более мелкими и простыми по строению микроорганизмами, чем бактерии. Размеры их изме­ряются миллимикронами (mji), т. е. тысячными долями ми­крона. Поэтому они невидимы в обычные микроскопы. Вирусы не имеют клеточной структуры, являются внутриклеточными паразитами и возбудителями многих инфекций человека, животных и растений. Разнообразны по форме, размерам и химическому составу.

Наблю­дение ультрамикробов возможно лишь при помощи электрон­ных микроскопов, которые дают увеличение от нескольких де­сятков до более 100 тыс. раз.

Электронный микроскоп изобретен в СССР А. А. Лебеде­вым. Современные электронные микроскопы дают возможность тщательно изучать ультрамикроскопические организмы, что имеет большое значение для развития науки - вирусологии.

К ультрамикробам относятся фильтрующиеся вирусы и бак­териофаги.

Фильтрующиеся вирусы. Они не имеют клеточного строения, открыты русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 г. В настоя­щее время обнаружено около 200 вирусов. Все они являются паразитами и вызывают многие болезни человека (грипп, бе­шенство, корь и др.), животных (ящур, чуму крупного рогатого скота) и растений (мозаичную болезнь табака, огурцов, арбу­зов, бобовых, турнепса и др.).

Форма вирусов разнообразна: округлая, палочковидная, много­угольная, нитевидная.

Размеры их настолько малы (5-800 тр.), что они прохо­дят сквозь фильтры, которые задерживают обычные микробы. Отсюда они и получили свое название - фильтрующиеся ви­русы.

Вирусы размножаются путем деления, только при благоприятных условиях и чрезвычайно быстро.

Развитие вирусов происходит за счет веществ клетки жи­вого организма, в котором поселился вирус.

Вирусы выдерживают нагревание до 60-90°С, легко перено­сят высушивание и низкие температуры, однако они малоустой­чивы к антисептикам, химическим ядам, радиоактивным и ультрафиолетовым излучениям.

Бактериофаги или фаги – это вирусы бактерий, вызывающие их распад (лизис).

Впервые были обнаружены русским ученым Н. Ф. Гамалея в 1899 г. Во время опытов с бактериями, вызы­вающими сибирскую язву, он установил, что эти бактерии, по­мещенные в благоприятные условия, через некоторое время неожиданно бесследно исчезали. Оказалось, что они растворя­лись под действием не известного до этого паразита, имеющего значительно меньшие размеры, чем бактериальная клетка. Невидимый паразит бактерий был назван бактериофагом, т. е. пожирателем бактерий. Фаг с помощью фермента проникает в клетку и разрушает ее.

В дальнейшем выяснилось, что бактериофаги способны «пожирать» и другие бактерии, вызывая их растворение (лизис). Установлено, что действие бактериофагов носит избирательный характер, каждый из них растворяет только определенных бактерий. Бактериофаги уничтожают как болезнетворных, так и неболезнетворных бактерий.

Форма и размеры бактериофагов различны. Одни из них представляют собою округлые тельца с нитевидным отростком, другие не имеют отростка. Размеры бактериофагов составляют 40-100 миллимикрон (без от­ростка).

Бактериофаги, как и вирусы, не имеют клеточного строения, проходят через бактериальные фильтры и могут развиваться только в живых клетках. Они устойчивы к высушиванию и низ­ким температурам, ко многим химическим ядам, выдерживают нагревание до 80°С.

Бактериофаги широко распространены в природе. Они на­ходят применение в медицине (используются для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний, таких, как холера, дизентерия и т.д.) и ветеринарии для лечения и предупреждения болезней животных.

В промышленности бактериофаги приносят вред, в частности в пищевом производ­стве, вызывая растворение молочнокислых бактерий, с помощью которых получают закваски для приготовления масла и сыра.

Вопросы для контроля.

1. Что является универсальной биологической единицей всего живого?

2. Классификация прокариот. Принципы классификации.

3. Особенности строения прокариотной клетки.

4. Классификация бактерий по внешнему виду.

5. Окраска по Граму. Грамположительные и грамотрицательные бактерии.

6. Как происходит движение бактерий?

7. Спорообразование у бактерий. Бациллы.

8. Как происходит размножение бактерий?

9. Перечислите методы подсчета численности особей в культуре.

10. Что называется таксоном?

11. Актиномицеты. Их значение в жизни человека.

12. Характеристика ультрамикробов.

13. Как при микроскопировании определить вегетативную и спорообразующую формы палочковидных бактерий?

14. Какую роль играют жгутики бактерий?

15. Что такое систематика микроорганизмов?

2.3. Морфология и систематика грибов.

Грибы представляют собой широко распространенную в природе группу микроорганизмов. Одни грибы являются активными возбудителями порчи пищевых продуктов, товаров и материалов органического происхождения (бумага, древесина, ткани, кожевенные товары), другие используются в промышленности для изготовления сыров, кисломолочных продуктов, при квашении овощей, для получения различных органических кислот, ферментных препаратов, антибиотиков и т.д.

Строение грибов. Вегетативное тело большинства грибов представляет собой грибницу или мицелий, состоящий из тонких перепле­тающихся нитей, называемых гифами. Такие грибы называют мицелиальными (еще их называют плесенью).

Гифы грибов могут быть прямыми, изогнутыми, спиралевидными, со вздутиями или утолщениями, с углублениями и короткими отростками «корешками», служащими для прикрепления к субстрату. Поверхность гиф бывает с шипами, гладкой, сетчатой, волокнистой, местами складчатой. Диаметр гиф колеблется от 2 до 50 микрометров и более.

В зависимости от строения мицелия грибы делятся на высшие (представители классов аскомицетов и дейтеромицетов) и низшие (класс фикомицетов). У высших грибов гифы разделены перегородками (септами), в центре которых имеется большая пора.

Грибы – это циноцитные микроорганизмы. Это значит, что они растут и при этом происходят деления ядер, но не происходит клеточных делений. Таким образом, вегетативное тело гриба представляет собой одну большую многоядерную клетку.

Рисунок 5 – Гифы грибов: а – несептированные; б – септированные.

Все микроскопические грибы могут размножаться вегетативно кусочком мицелия.

Строение клетки гриба.

Грибы имеют эукариотный тип клетки.

Клетки большинства грибов имеют следующее строение:

- плотную многослойную клеточную стенку, состоящую на 80-90% из полисахаридов (основным полисахаридом является хитин, у некоторых – целлюлоза, в небольшом количестве имеются белки, липиды, полифосфаты). Клеточная стенка выполняет опорно-механическую и защитную функцию;

- под клеточной стенкой расположена трехслойная цитоплазматическая мембрана;

- в цитоплазме находятся многочисленные органоиды;

- митохондрии – образования из липопротеиновых мембран, в которых осуществляются энергетические процессы и синтезируется адезинтрифосфан (АТФ) – вещество, богатое энергией;

- эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) – мембранная система из взаимосвязянных канальцев (местами суживающихся или расширяющихся). Она пронизывает цитоплазму и связана с цитоплазматической мембраной и мембраной ядра. Здесь проходит синтез многих веществ (липидов, углеводов и др.);

Рисунок 6 – Схема строения грибной клетки: 1 – эндоплазматическая сеть; 2 - митохондрии; 3 – цитоплазма; 4 – клеточная стенка; 5 – ядро; 6 – ядерная оболочка; 7 – цитоплазматическая мембрана; 8 – рибосомы; 9 – аппарат Гольджи; 10 – лизосомы.

- аппарат Гольджи – мембранная система, связанная с ядерной мембраной и эндоплазматической сетью. Функции – транспортирование к ядру веществ, синтезируемых в эндоплазматической сети, удаление из клетки продуктов обмена;

- рибосомы – очень мелкие, округлые, многочисленные образования. Часть находится в свободном состоянии, часть прикреплена к мембранам. В рибосомах происходит синтез белка;

- лизосомы– мелкие округлые тельца, покрытые мембраной. В них содержатся ферменты, переваривающие (расщепляющие) поступающие извне белки, углеводы, липиды;

- ядро – (или несколько ядер) окружено двойной мембраной. В нуклеоплазме имеются ядрышко и хромосомы, содержащие ДНК. В ядерной оболочке расположены поры, обеспечивающие транспорт веществ между ядром и цитоплазмой;

- вакуоли– полости, окруженные мембраной. Заполнены клеточным соком и включениями запасных питательных веществ (волютина, гликогена, жира).