Воскресенье, 27 Мая 2018, 20:30
Приветствую Вас Неуч | RSS
Категории каталога
1й раздел+++ [2]
Потом переименуем...

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 57

Главная » Статьи » Биология » 1й раздел+++

Бактерии

Бактерии – это мельчайшие организмы, обладающие клеточным строением.

Они были открыты голландцем Антони ван Левенгуком в 1674 году, который увидел их в лупу ( первый микроскоп), дающую увеличение в 160 – 270 раз. Диаметр бактериальной клетки в среднем 1 мкм, а размеры в пределах от 0,1 до 10 мкм.

  1 мкм (микрометр) – 10-6 м.

  1 нм (нанометр) – 10-9 м.

  1 А (ангстрем) – 10-10 м.

Бактерии можно рассмотреть только под микроскопом, потому их называют микробами или микроорганизмами. Изучением бактерий занимается бактериология, одна из дисциплин микробиологии, в которую входят также разделы: вирусология, микология (изучение грибов) и другие.

Основателем науки о микроорганизмах является Луи Пастер (1822 - 1895 гг.)

Илья Ильич Мечников (1845 - 1916 гг.) установил роль молочно-кислых бактерий в уничтожении гнилостных микроорганизмов.

Р. Кох (1843 -1910 гг.) ввёл агаровые среды для выделения чистых культур микроорганизмов, выделил возбудителя туберкулёза – ВК (бацилла Коха).

С.Н. Виноградский (1856 – 1953) – открыл хемосинтез, предложил метод элективных культур для выделения и изучения физиологии почвенных микроорганизмов, также предложил твёрдую синтетическую среду для выделения чистой культуры.

Сейчас бактерии относят к Царству Дробянок, подцарству Бактерии, которое включает следующие группы:

 

1.      Эубактерии – настоящие бактерии.

2.      Актиномицеты – палочковидные, нитчатые без клеточных перегородок, похожи на крохотные грибки. Mycobacterium tuberculosis – возбудитель туберкулёза у человека.

3.      Хламидобактерии – палочковидные нитчатые хемосинтезирующие железобактерии, откладывающие Fe2O3 вокруг клетки, обычно в болотах.

4.      Миксобактерии – слизистые, передвигаются путём скольжения в почве или навозе.

5.      Микоплазмы – неподвижные мелкие паразиты.

6.      Риккетсии – паразиты позвоночных, возбудители тифа.                  

 

Строение.

Бактерии по строению – прокариотические клетки, размером 10-13 мкм. Содержимое клетки  - протопласт. Оболочка бактерии включает три части:

Плазматическая мембрана – полупроницаемая, обеспечивает избирательно веществ, вывод продуктов обмена и образует впячивания – мезосомы – складчатые мембранные структуры на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в дыхании, а у фотосинтезирующих – пигменты. Мезосомы выполняет функцию аппарата Гольджи, митохондрий, ЭПС, хлоропластов.

Клеточная стенка – придаёт клетке определённую форму и жёсткость. Как и у растений, клеточная стенка бактерий, препятствует осмотическому набуханию и разрыву клеток, когда они попадают в гипотоническую среду. Вода, мелкие молекулы, ионы легко проникают через крошечные поры в клеточной стенке, но через них не проходят крупные молекулы белков и других веществ. Стенка обладает антигенными свойствами, которые ей придают белки и полисахариды, содержащиеся в ней.

По строению клеточной стенки бактерии можно разделить на две группы:

  1. Грамположительные – окрашиваются по грамму.
  2. Грамотрицательные – обесцвечиваются при отмывке красителя.

  В составе клеточной стенки нет хитина, но есть опорный каркас из полипептида – муреина, молекула которого представляет собой правильную сеть из параллельно расположенных полисахаридных цепей, слитых с друг другом короткими цепями пептидов. Это значит каждая клетка окружена сетевидным мешком, образованным одной молекулой.

 Слизистая капсула – находится сверху клеточной стенки, состоит из полисахаридов или гликопротеидов. Этот слизистый футляр иногда бывает больше, чем сама клетка. Он плохо воспринимает окраску, и поэтому капсула легко обнаруживается в виде светлого неокрашенного ободка вокруг окрашенных микробных тел. У некоторых патогенных бактерий капсула закрепилась в процессе эволюции как полезное для них защитное образование. Такие бактерии образуют капсулу в организме человека и животных, а во внешней среде теряют её (пневмококк, палочка сибирской язвы). Некоторые бактерии выделяют слизь во внешнюю среду. Многие бактерии подвижны, что обусловлено наличием жгутиков и тонких палочковидных белковых выростов – пилий (фимбрий). Жгутики бактерий устроены проще, чем у эукариот: это полые цилиндры, стенки которых состоят из белка флагеллина (похожего на мышечный актин), с диаметром 10-20 нм, цитоплазматическая мембрана и микротрубочки отсутствуют. Жгутик ввинчивается в среду, обеспечивая движение бактерий.

Пили(фимбрии) – короче и тоньше жгутиков и служат для прикрепления клеток друг к другу или к какой-нибудь поверхности, придавая специфическую «липкость».

Цитоплазма бактерий зернистая, это сложная смесь белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и воды. Большая часть органических веществ находиться в коллоидном (неподвижном) состоянии. В центре клетки – нуклеоид – гигантская кольцевидная молекула ДНК, длиной около 1 мм, она содержит ~ 5 * 106 пар нуклеотидов. Суммарное содержание ДНК в бактериальной клетке намного меньше, чем в эукариотической, следовательно, меньше и объём генетической информации в ней. В среднем ДНК содержит несколько тысяч генов, что примерно в 500 раз меньше, чем в клетке человека. ДНК находиться прямо в цитоплазме и не имеет ядерной оболочки. Нить ДНК прикрепляется к какой-либо частью к цитоплазматической мембране или её выростам с помощью специфических белков, таким образом, мембрана принимает участие в делении нуклеоида.

Нуклеоид выполняет функции ядра:

1.      Регулирует все внутриклеточные процессы.

2.      Является носителем генетической информации.

  Ядрышек нет. Количество рибосом до 20 тысяч. В матриксе широко представлены мембранные структуры: канальцы, ламеллы, пузырьки и тилакоиды (мешочки), содержащие ферменты и пигменты. Также как мезосомы они являются аналогами многих органелл клетки. У водных и почвенных бактерий в цитоплазме есть газовые вакуоли. У водных за счёт регулирования количества газов в вакуолях обеспечивается погружения или поднятия, а у почвенных передвижение в капиллярах почвы.

Запасные питательные вещества: полисахароиды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера. Колонии большинства бактерий, растущих на неокрашенных сферах – сероватые или беловатые, полупрозрачные. Некоторые виды содержат пигменты: бактериохлорофилл (зелёные бактерии), пурпурин (пурпурные бактерии), цитохромы.

 

Процессы жизнедеятельности.

Дыхание:

1.      Аэробы – живут в кислородной среде.

2.      Анаэробы – живут в бескислородной среде (бактерии брожения, гниения).

3.      Факультативные анаэробы – способны жить в кислородной и бескислородной среде.

 

Питание:

1.Автотрофы – синтезируют органические вещества из неорганических, среди них различают:

а) фотосинтетики – зелёные и пурпурные бактерии, используют энергию солнца.

б) хемосинтетики – извлекают энергию химических реакций окисления неорганических                веществ.

Это – железобактерии – живут в железистых источниках и болотистой среде. Переводят соли Fe+2 в Fe3- , а выделившуюся энергию используют.

Серобактерии – поглощают H2S выделяющийся при гниении белковых соединений, восстанавливая его в серу, а затем в H2SO4 и её соли.

Нитробактерии:

а) аммонифициующие переводят мочевину в (NH4)2CO3.

б) нитрифицирующие переводят (NH4)2CO3 в соли азотной кислоты – нитраты.

Водородные бактерии – окисляют H2

 

2. Гетеротрофы – питаются готовыми органическими веществами, синтезированными другими организмами. Это сапрофиты, симбионты и паразиты.

Сапрофиты используют органические вещества мёртвых организмов или органические субстраты. К ним относят почвенные бактерии (различают перегной), молочнокислые (переводят сахар в молочную кислоту), маслянокислые (углеводы, спирты, органические кислоты – масляной кислоты), бактерии гниения (расщепляют азотосодержащие соединения).

Симбионты – вступают в сожительство с другими организмами, как например, клубеньковые бактерии (фиксируют азот в корнях бобовых), кишечная палочка (питается продуктами распада пищи в толстом кишечнике).

Паразиты – обитают в живых организмах, питаясь за их счёт. Это паразиты животных, растений и человека, вызывают инфекционные заболевания: ангину, столбняк и другие.

 

Размножение.

1.Деление – равновеликое бинарное, поперечное при достижении критических размеров, приводит к образованию двух одинаковых дочерних клеток. В благоприятных условиях каждые 15-20 минут. Бесполое размножение.

 

2.Половое, при котором не образуются гаметы и нет слияния клеток, но происходит обмен генетическим материалом, т.е. передача наследственной информации. Половое размножение у бактерий протекает в трёх формах:

а) конъюгация

б) трансформация

в) трансдукция

Конъюгация – половой процесс – обмен генетической информацией, без образования новых клеток. Происходит прямой контакт двух клеток , клетка донор, выполняющая мужские функции образует специальный вырост – копуляционный канал, по которому генетический материал (ДНК) передаётся в клетку-реципеент. Чаще передаётся часть ДНК.

Трансформация – открыто в 1928 году у пневмококков. Происходит внесение ДНК разрушенных клеток одной культуры в живую культуру другой бактерии.

Трансдукция – перенос генетического материала от одной культуры к другой с помощью

Спорообразование.

Спорообразование характерно для ряда бактерий. В клетке уменьшается количество воды, снижается активность ферментов, протопласт сжимается и клетка покрывается толстой оболочкой. В результате образуется эндогенная спора (внутри клетки). Спора сохраняет жизнеспособность десятки лет, выдерживает длительное высыхание, нагревание свыше 100 градусов Цельсия, охлаждение до абсолютного нуля -273 градуса Цельсия. В обычном состоянии бактерии неустойчивы при высушивании, действия прямых солнечных лучей, температуры до 65-85 градусов Цельсия, спирта, дезинфицирующих веществ. В благоприятных условиях спора набухает и прорастает. Значение спорообразование – выживание в неблагоприятных условиях.

 

Значение бактерий.

  1. Участие в круговороте C, N, P , S, Fe  и другие.

Благодаря деятельности бактерий происходит разрушение мёртвого органического материала и минерализация тел растений и животных. Образующиеся при этом простые соединения: NH3, H2S, CO2 и другие, вовлекаются в общий круговорот веществ.

Бактерии – редуценты.    

 

2.Почвообразование вместе с грибами, водорослями и лишайниками. Разрушая горные породы они образуют почву.

 

3.Участие в фиксации свободного азота, что имеет значение в круговороте веществ и почвообразовании. Это симбиотические виды (клубеньковые бактерии) и несимбиотические (азотобактерии), связывающие N2 воздуха и переводящие его в форму доступную растениям. Населяя почву, такие бактерии обогащают её азотом.

Клубеньковые бактерии поселяются на корнях бобовых (горох, клевер, люпин), проникая через корневой волосок в корень, они вызывают сильное разрастание клеток корня в форме клубеньков. Бактерии фиксируют N2 из воздуха и переводят его в NH3, из которого образуются нитриты и нитраты. Азотистых веществ оказывается достаточно и для бактерий и для растения, а часть накапливается в почве. Это взаимовыгодное сожительство – симбиоз: бактерии получают органические вещества и снабжают растение азотосодержащими соединениями.

 

4.      В народном хозяйстве для промышленного получения молочной, уксусной кислот, сыра, бутилового спирта, ацетона и других, в результате брожения. Молочнокислые бактерии используются в пищевой промышленности при получении молочнокислых продуктов. При этом молочный сахар (лактоза) превращается в молочную кислоту, которая свертывает белок молока – казеин в плотную массу и образуется простокваша. Молочнокислое брожение лежит в основе квашения, приготовления силоса. При участи молочно кислых бактерий сахар разлагается до масляной кислоты с выделением CO2 и H2.

Этот процесс идёт в сыре, молоке, вызывая порчу продуктов. Бактерии обуславливают процессы происходящие при сушке листьев табака, дублении кож; с их участие получают сахара и полимеры.

 

5.      В очистных сооружениях используется способность бактерий расщеплять органические вещества, превращая сточные воды в очищенные от токсичных веществ.

 

6.      В получении антибиотиков (стрептомицин), витаминов, гормонов, ферментов.

 

7.      Симбиотические бактерии кишечника млекопитающих и человека (микрофлора), расщепляют клетчатку, а кишечная палочка синтезирует витамины группы B и K.

 

8.      В генетической инженерии, как объекты в работах по пересадке генов. Так, удалось получить человеческий инсулин путём переноса в клетки бактерий генов, кодирующих синтез инсулина у человека. В клетки бактерий удалось также перенести ген интерферона. Возможно, в будущем методы генной инженерии позволят широко применять бактерии для производства гормонов, антибиотиков, ферментов.

 

9.      Отрицательная роль бактерий – порча продуктов, сена, кормов, повреждение книг, рукописей. Бактерии – возбудители многих болезней растения животных и человека. У человека – это опасные инфекции: тиф, холера, чума, сибирская язва, ангина, коклюш, скарлатина. Заражение может происходить воздушно-капельным путём, через воду, продукты питания, предметы домашнего обихода, при контакте с больными. Для предупреждения и ограничения распространения инфекционных заболеваний необходимо: контроль за источниками воды и пищевыми продуктами, пастеризация и термическая обработка продуктов, дезинфекция помещений, стерилизация инструментов и перевязочного материала, проведение предохранительных прививок, соблюдение основных гигиенических требований.

 

Болезнетворные (патогенные) – бактерии проникая в организм выделяют вещества, угнетающие защитные силы организма и усиливающие патогенное действие возбудителей болезней, вещества называетмые агрессины. Многие болезнетворные микроорганизмы (дифтерийная палочка, столбнячная палочка, холерные вибрион, стафилококк и другие) выделяют токсины – ядовитые продукты жизнедеятельности. Возбудители чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмококки, способны образовывать капсулу в организме человека и животных, которая обеспечивает их устойчивость против фагоцитоза и антител.

Для борьбы с болезнетворными бактериями применяют меры:

1.      Контроль над продуктами питания и водой.

2.      Прививки – введение убитых или ослабленных живых клеток возбудителя или  обезвреженных токсинов. Этот приём называется вакцинация. В крови привитого человека накапливаются специфические антитела против данного микроорганизма.

Делают прививки против туберкулёза новорождённым, детям постарше – против коклюша, дифтерии, столбняка, брюшного тифа. Для получения лечебной сыворотки лошадям делают прививки, затем у них берут кровь и отделяют от неё сыворотку, в которой содержаться антителам (животное переболело и у него выработались в крови антитела – белки уничтожающие данного возбудителя). Лечебная сыворотка используется при лечении столбняка, дифтерии, газовой гангрены. Из таких сывороток можно выделить активный белок – гамма-глобулин, ещё более эффективный чем сыворотка крови, так как в нём нет балластных веществ.

   3. Антибиотики – вещества, угнетающие микроорганизмы. Вырабатываются плесневыми и           лучистыми грибами. Примеры антибиотиков: а) пенициллин – описан в 1928 году вырабатывается плесневым грибом. Открыт Флемингом. Эффективен против гноеродных кокков, применяется при сепсисе, скарлатине, гонорее и другими. б) стрептомицин – открыт в 1943 году американцами Ваксманом, Шатцем и Бьюджи, образуется лучистым грибом. Применяется при лечении менингита, болезни мочеполового тракта. в) группа тетрациклинов – активна против многих микроорганизмов (трахомы, брюшного тифа).

г) левомицитин – вырабатывается лучистым грибом, сейчас получают синтетическим путём, обладает широким спектром действия.

Меры борьбы в очагах.

Стерилизация – полное уничтожение всех микроорганизмов, вегетативных и споровых форм, патогенных и непатогенных в каком-либо объекте. Высокая температура вызывает денатурацию белка и гибель всех микроорганизмов.

 

Методы стерилизации.

1.Кипячение в воде в течение 10 - 15 минут.

2. Стерилизация сухим жаром и горячим воздухом в сушильном шкафу. Полное уничтожение происходит при температуре 160 градусов Цельсия в течение одного часа.

3. Дробная стерилизация текучим паром при температуре 100 градусов Цельсия по тридцать минут три дня подряд. При первом нагревании споры прорастают в вегетативные формы, при втором и третьем – убиваются.

4. Стерилизация паром в автоклаве при температуре 112 - 120 градусов Цельсия под давлением 1,5 – 2 атмосферы. 30  минут однократно. Этот метод наиболее надёжен применяется в хирургии, баклабораториях, консервной промышленности.

5. Пастеризация – однократное нагревание при температуре 65 градусов Цельсия в течение  10 – 20 минут. Споры при этом не погибают, а убиваются вегетативные формы, в том числе патогенные: брюшнотифозная палочка, бруцеллёзная и тифозные палочки. Этот способ используется для сохранения молока, вина, соков. Предложен Л.Пастером.

 

Дезинфекция – обеззараживание, происходит уничтожение болезнетворных организмов.

Средства дезинфекции:

Фенол (карболовая кислота) – C6H5OH в 3 – 5 %  растворе для рук и заразного материала в течение 5 – 10 минут.

Спирт75% раствор, H2O2, KMnO4, формалин, раствор йода, хлорная известь в виде            10 – 20 % для уборных и выгребных ям, медный и железный купорос для обработки плодовых насаждений.

 

Свет – рассеянный мало влияет, а прямой действует губительно. Наиболее действенны ультрафиолетовые лучи, которые применяются для стерилизации воздуха в операционных, цехах бродильных, производстве вакцин, антибиотиков. Стерилизации воды им молока применяют ртутно-кварцевые лампы.

 

Влажная уборка помещений – проветривание, кислород уничтожает микроорганизмы      ( в большинстве они – анаэробны).

 

Бактерии гниения.

 

Бактерии гниения вызывают порчу продуктов, выделяя при этом CO2 и NH3 и энергию.

Избыток энергии вызывает нагревание субстрата (зерно, сено, навоз) вплоть до самовоспламенения. Кроме того образуются ядовитые вещества. Для борьбы с бактериями гниения используются методы:

1)      Высушивание  плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна.

2)      Действие низких температур. Бактерии очень устойчивы к понижению температуры и у большинства наступает анабиоз – временная остановка жизненных процессов, но не смерть. Низкие температуры действуют угнетающе на бактерии. На этом основано хранение продуктов на холоде в охлаждённом виде (температура от 0 да -4 градусов Цельсия) или в замороженном ( температура до -10, -15 градусов Цельсия) виде.

3)      Маринование в уксусной кислоте (кислая среда угнетает бактерии).

4)      Консервирование – действие крепких растворов для сохранения рыбы и мяса. Развитие большинства микроорганизмов прекращается при 5 – 10 % растворе NaCl; для надежности берут 20 – 30 % соли.

Способ -  засолка (соление). При этом в результате деятельности молочнокислых бактерий образуется молочная кислота, а кислая среда угнетает развитие других бактерий (квашение капусты, силосование кормов).

   5) Раствор сахара также оказывает консервирующее действие, концентрация должна быть не                 менее 70%. Высокая концентрация сахара вызывает плазмолиз в клетке бактерии и нарушение её жизнедеятельности. Так приготавливают варенье, джемы, повидла.

Категория: 1й раздел+++ | Добавил: LestFM (27 Марта 2009)
Просмотров: 4030 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 4.0/3 |
Всего комментариев: 1
1  
cool wink wacko tongue surprised smile happy
no
nono
nyam
ohyes
ok
patsak
pocus
rolleyes
rtfm
senile
shok
sleep
smile2
spiteful
taunt
tomato
tommy
umnik
unsure
victory
vinsent
wizard
yahoo
yes
yu
angry
biggrin
cool
cry
dry
happy
sad
smile
surprised
tongue
wacko
wink

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Меню сайта

Поиск

PVSHA © 2007 - 2018