Головна » Стиль та мода » Систематика та морфологія мікроорганізмів. Способи класифікування бактерій, засновані на вивченні їхньої морфології

Систематика та морфологія мікроорганізмів. Способи класифікування бактерій, засновані на вивченні їхньої морфології

Морфологія мікроорганізмів - це наука, що вивчає їх форму, будову, способи пересування та розмноження.

Мікроби, що найчастіше зустрічаються в процесі приготування їжі, ділять на бактерії, плісняві гриби, дріжджі та віруси. Більшість мікробів – одноклітинні організми, розмір яких вимірюється у мікрометрах – мкм (1/1000 мм) та нанометрах – нм (1/1000 мкм).

Бактерії.

Бактерії – одноклітинні, найбільш вивчені мікроорганізми розміром 0,4-10 мкм. За формою бактерії бувають кулясті, паличкоподібні та звивисті (рис. 1). Бактерії кулястої форми називаються коками.

Залежно від розмірів та розташування клітин зустрічаються мікрококи (поодинокі клітини), диплококи (група з двох клітин), стрептококи (у вигляді ланцюжка клітин), стафілококи (скупчення клітин у вигляді виноградного грона). Розміри клітин кулястих бактерій становлять 0,2-2,5 мкм.

Паличкоподібні бактерії зустрічаються у вигляді одиночних паличок, а також у вигляді подвійних та з'єднаних у ланцюжок.

Різноманітністю форм клітин відрізняються звивисті бактерії, які мають різні довжину та товщину. До них відносяться вібріони, спірили, спірохети.

Довжина паличкоподібних та звивистих бактерій від 1 до 5 мкм.

Розміри та форма бактерій можуть змінюватись в залежності від різних факторів зовнішнього середовища.

Будова бактеріальної клітини.

Від зовнішнього середовища клітина відокремлена щільною оболонкою – клітинною стінкою. На клітинну стінку припадає від 5 до 20 % сухої речовини клітини. Клітинна стінка є каркасом клітини, надає їй певної форми, захищає від несприятливих зовнішніх впливів, бере участь у обміні речовин клітини із довкіллям.

Зовнішній шар оболонки у багатьох бактерій може ослизнятися, утворюючи захисний покрив – капсулу.

Основною частиною клітини є цитоплазма – прозора, напіврідка в'язка білкова маса, просочена клітинним соком. Цитоплазма оберігає клітину від механічних пошкоджень та висихання. У цитоплазмі знаходяться запасні поживні речовини (зерна крохмалю, крапельки жиру, глікоген, білок) та інші клітинні структури. У цитоплазмі знаходяться мембранні структури – мезосоми. У мезосомах є ферменти. У цитоплазмі міститься ядерний апарат бактеріальної клітини, який називається нуклеоїдом. Він є подвійною спіралью ДНК у вигляді замкнутого кільця.

У деяких бактерій є джгутики. Джгутики – це тонкі, спірально закручені нитки. За допомогою джгутиків деякі види бактерій можуть активно пересуватися. Кулясті бактерії (коки) нерухомі. Рухливі деякі види паличкоподібних бактерій і всі звивисті. Бактерії можуть пересуватися за допомогою вій.

Цитоплазматична мембрана відокремлює від клітинної стінки вміст клітини. Вона напівпроникна і відіграє важливу роль в обміні речовин між клітиною та зовнішнім середовищем.

У цитоплазмі містяться також рибосоми та різні включення. Рибосоми у цитоплазмі представлені у вигляді дрібних гранул. Вони складаються приблизно наполовину з рибонуклеїнової кислоти (РНК) та білка. РНК бере участь у синтезі білка.

Розмноження. Бактерії розмножуються безстатевим шляхом, головним чином, простим розподілом клітини на дві частини.

Розмноження відбувається за сприятливих умов. Характерною особливістю розмноження бактерій є швидкість перебігу процесу. Тривалість розмноження бактерій від 30 хвилин до кількох годин. Назви мікроорганізмів складаються із двох латинських слів, перше означає рід, друге - вид.

Деякі паличкоподібні бактерії за несприятливих умов утворюють суперечки (згущена цитоплазма, вкрита щільною оболонкою). Суперечки не потребують харчування, не здатні розмножуватися, але зберігають свою життєздатність при високих температурах, висушуванні, заморожуванні протягом кількох місяців (паличка ботулінуса) або навіть багатьох років (паличка сибірки). Спори гинуть при стерилізації (нагріванні до 120 ° С протягом 29 хв). За сприятливих умов вони проростають у звичайну (вегетативну) бактеріальну клітину. Спороутворюючі бактерії називаються бацилами.

Гриби становлять велику групу організмів, виділених в окреме царство Мікота (Mycota). Гриби поширені у природі. Гриби є еукаріотами. У царство грибів входять мікроскопічні міцеліальні гриби (цвілеві гриби).

Будова. Клітини пліснявих грибів мають форму витягнутих ниток, що переплітаються, - гіфів товщиною 1 - 15 мкм, що утворюють тіло плісняви ​​- міцелій (грибницю), що складається з однієї або багатьох клітин. На поверхні міцелію розвиваються плодові тіла, у яких дозрівають суперечки.

Будова. Клітини мікроскопічних грибів мають витягнуту форму та називаються гіфами. Переплітаючись, ниткоподібні гіфи утворюють тіло гриба у вигляді вати, пуху та інших подібних утворень, яке називається грибницею, або міцелієм. Міцелій складається з двох частин: верхньої плодоносної та нижньої, яка служить для прикріплення до живильного середовища - субстрату - та харчування гриба. Гриби видно неозброєним оком.

Клітини міцелію мають клітинну стінку, яка має захисні властивості. Клітинна стінка також визначає форму клітини. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, у якій знаходяться ядра, рибосоми, мітохондрії та вакуолі.

Ядра регулюють процес обміну речовин, розмноження та передачу спадкових ознак. Рибосоми є центром синтезу білків, а мітохондріях протікають енергетичні процеси. Вакуолі – це порожнини круглої форми, заповнені клітинним соком, де відкладаються запасні поживні речовини (глікоген, жир, волютин).

Розмноження. Мікроскопічні гриби розмножуються переважно двома способами: безстатевим (вегетативно) і статевим.

При безстатевому розмноженні формуються суперечки.

При статевому розмноженні спочатку відбувається злиття двох довколишніх клітин. Потім процес розмноження протікає у різних видів грибів по-різному. В одних утворюється клітина, звана зиготою, яка потім проростає. В інших грибів утворюється плодове тіло, усередині якого розвиваються сумки (аски) зі спорами. Потрапляючи у сприятливі умови, суперечки дозрівають, сумка розривається. Суперечки грибів дуже стійкі до зовнішніх впливів, можуть протягом кількох років зберігати життєздатність.

Мікроскопічні гриби для розвитку вимагають наявності кисню, т. е. є аеробами і розмножуються лише за доступі повітря! Оптимальними умовами їхнього розмноження є температура 25-35 °З повагою та відносна вологість повітря 70-80 %.

За будовою клітини цвілевих грибів відрізняються від бактеріальних клітин тим, що мають одне або кілька ядер і вакуолей (порожнин, заповнених клітинною рідиною).

Дріжджі відносяться до еукаріотних мікроорганізмів. Вони становлять велику групу одноклітинних нерухомих мікроорганізмів, поширених у природі. Більшість дріжджів відносяться до класу грибів - аскоміцетів. За формою дріжджі бувають круглі, овальні, яйцеподібні та подовжені. Розміри дріжджових клітин від 2 до 12 мкм.

Дріжджі широко поширені у природі. Вони здатні розщеплювати (зброджувати) цукру на спирт та вуглекислий газ.

Будова клітин. Дріжджові клітини відокремлені від довкілля клітинної стінкою. Вона захищає клітину від несприятливих впливів та визначає її форму. Під клітинною стінкою знаходиться цитоплазматична мембрана, яка грає велику роль обміні речовин. Клітина заповнена цитоплазмою, де знаходяться ядро, мітохондрії, рибосоми, вакуолі.

Ядро оточене подвійною мембраною. Функціями ядра є регулювання процесів обміну речовин та інших хімічних процесів у клітині, передача спадкових ознак.

Мітохондрії – це дрібні частинки різної форми. Вони протікають енергетичні процеси і запасається енергія.

Рибосоми - дрібні тільця, які є центром синтезу білка. Вакуолі є бульбашки, заповнені клітинним соком. Всередині вакуолей знаходяться запасні речовини – жири, вуглеводи (глікоген), волютин.

Розмноження. Дріжджі за сприятливих умов розмножуються двома способами: безстатевим, або вегетативним (брунькування), та статевим (спороутворення).

Вегетативне розмноження протікає в такий спосіб. Спочатку на вихідній (материнській) клітині утворюється невеликий горбок - нирка, яка зі зростанням збільшується в розмірах. Одночасно з цим відбувається розподіл ядра на дві частини. Одне з ядер з частиною цитоплазми та іншими елементами клітини перетворюється на молоду (дочірню) клітину.

У міру зростання дочірньої клітини перетяжка, яка з'єднує її з материнською клітиною, звужується, таким чином, дочірня клітина ніби відшнуровується, а потім відривається і відокремлюється від материнської. Цей процес протікає за кілька годин.

Спороутворення може відбуватися також шляхом злиття двох вегетативних клітин з утворенням зиготи, в якій потім утворюються суперечки, що проростають у клітини вегетативні. Далі вони розмножуються брунькуванням.

Віруси – це мікроорганізми дуже маленьких розмірів від 35 до 125 нанометрів, тому їх можна виявити лише за допомогою електронного мікроскопа.

За формою віруси бувають округлими, спіралеподібними, а також у вигляді паличок та багатогранників. Вони мають просту будову та різні за хімічним складом.

Віруси немає клітинної структури. Вони стійкі до висушування та впливу низьких температур. Руйнування відбувається при нагріванні до 60-80 °С.

Віруси викликають низку важких захворювань: віспу, кір, поліомієліт, грип та ін. Проникаючи в клітини господаря, вірус розмножується, викликаючи їх загибель.

Запитання для самоконтролю

1. Бактерії. Будова. Класифікація. Розмноження.

2. Гриби. Будова. Класифікація. Розмноження.

3. Дріжджі. Будова. Класифікація. Розмноження.

4. Віруси. Будова. Класифікація. Розмноження.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Морфологія мікроорганізмів

До мікроорганізмів відносять мікроскопічні живі істоти, які не утворюють хлорофіл, у тому числі бактерії, гриби (цвілі, дріжджі, актиноміцети).

Більшість мікробів одноклітинні і лише деякі з них є багатоклітинними. До групи одноклітинних відносяться бактерії, найпростіші, дріжджі, окремі види цвілевих грибів, а до групи багатоклітинних - нитчасті бактерії та більшість цвілей. Віруси немає клітинної структури на відміну інших мікроорганізмів.

Бактерії. Форма та розмір бактерій. На вигляд розрізняють три основні форми бактерій: кулясту (коки), паличкоподібну (циліндричні) і звивисту (рис. 8).

Мал. 8. Основні форми бактерій: 1 - мікрококи; 2 - диплококи; 3 - стрептококи; 4 - Тетракоки; 5-сарцини; 6 - стафілококи; 7 - бацили; 8 - Бактерії; 9 - стрептобактерії; 10 - вібріони; 11 - спірили; 12 - спірохети

Розміри бактерій можуть коливатися в залежності від умов проживання та впливу зовнішнього середовища (живлення, температура, вологість та ін.). Розмір кокоподібних форм коливається в межах від 0,75 до 2 мкм, паличкоподібних від 0,3-1 до 2-10 і звивистих від 0,1-0,15 до 3-20 мкм.

Коккі - більшість їх має правильну форму кулі, але деякі види витягнуті та нагадують свічку, ланцет, боби. Залежно від взаємного розташування клітин (після поділу) коки поділяються на мікрококи - одиночні, безладно розташовані коки; диплококи - розташовуються попарно; стрептококи - утворюють ланцюжок при розподілі коків в одній площині; тетракоки - поєднання по чотири коки; сарцини - коки, з'єднані у вигляді пакетів, і стафілококи - скупчення коків, що нагадують грона винограду.

Паличкоподібні бактерії - форма може бути у вигляді циліндра, овоїда різної довжини та діаметра. Кінці паличок заокруглені, загострені чи різко обрубані. Палички, що утворюють суперечки, називаються бацилами, що не утворюють суперечки – бактеріями. Палички, що розташовуються попарно, отримали назву диплобактерії, або диплобацили, а розташовані в ланцюжок - стрептобактерії, або стрептобацили.

Звивисті бактерії - це мікроорганізми, що мають вигляд спіралі. Вони поділяються на вібріони, що нагадують злегка вигнуту кому, спірили, що мають кілька великих завитків, і спірохети – бактерії з тонкими численними завитками.

Будова бактеріальної клітині. Ультраструктуру бактерій вивчають за допомогою електронно-мікроскопічних та мікрохімічних досліджень, які дозволяють досить точно визначити структуру та складові частини мікробної клітини. Бактеріальна клітина складається з оболонки, цитоплазми, ядерної речовини (рис.9).

Оболонка має значну міцність, пружність, еластичність, і завдяки цьому створюється як би жорсткий каркас мікробної клітини, що оберігає її від несприятливих зовнішніх впливів і надає їй постійну форму (коки, палички). Оболонка має дрібні пори, вона напівпроникна, через неї відбувається обмін речовин із зовнішнім середовищем.

Хімічний склад оболонки неоднорідний: у її складі виявляють азотисті та безазотисті сполуки.

Оболонка бактерій представлена ​​трьома структурами: зовнішнім капсульним шаром, клітинною стінкою та цитоплазматичною мембраною.

Мал. 9. Будова бактеріальної клітини: 1 - оболонка; 2 - цитоплазма; 3 - ядерна структура

Цитоплазма є дисперсною сумішшю колоїдів, що складається з білків, води, РНК (рибонуклеїнова кислота), ліпоїдів, вуглеводів, мінеральних речовин та ін. Цитоплазма оточена тонкою цитоплазматичною мембраною, що складається з ліпопротеїнових і рибонуклеїнових компонентів. З цитоплазматичної мембраною пов'язані ферментні системи, які у обміні речовин із довкіллям.

Цитоплазма містить різні включення, наповнені клітинним соком, які є запасним поживним субстратом. У цитоплазмі постійно відбуваються процеси синтезу та розпаду речовин, тобто. здійснюються всі функції, властиві живому організму.

Ядерна речовина бактеріальної клітини, представлена ​​ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) у вигляді овальних та дрібнозернистих включень, розподілена в цитоплазмі дифузно. Навколо ДНК нуклеоїду в цитоплазмі бактерій розташовані короткі дволанцюгові нитки позахромосомної ДНК, які отримали назву плазміди. Вони керують функцією стійкості до лікарських препаратів (R-плазміди), вироблення ентеротоксинів та зумовлюють позахромосомну передачу спадкових властивостей.

Деякі види бактерій утворюють суперечки та капсули (рис. 10). Капсула є продуктом набухання та ослизнення оболонки клітини; вона оберігає бактерії від впливу несприятливих факторів. За несприятливих умов усередині деяких паличкоподібних бактерій утворюються округлі тільця - суперечки.

Спороутворюючі палички (бацили) можуть існувати у двох формах: вегетативної, тобто. здатна до зростання і розмноження, і спорова, нездатна до розмноження. Спору є мікробну клітину, що втратила велику кількість води і покрилася щільною оболонкою. Усередині мікробної клітини утворюється лише одна суперечка, яка слугує для збереження виду. Якщо діаметр спор перевищує діаметр мікробної клітини, - це клостридії (наприклад, збудник правця).

Мал. 10. Спори та капсули бактерій: а - суперечки; б - капсули

За сприятливих умов (наявність вологи, поживних речовин та оптимальної температури) спора проростає та перетворюється на вегетативну форму. Суперечки надзвичайно стійкі до впливу несприятливих зовнішніх факторів (висушування, дія високих та низьких температур та ін.) та можуть зберігатися роками.

Рухливість бактерій. Багато видів бактерій можуть самостійно пересуватися за допомогою спеціальних джгутиків. Джгутики є тонкими довгими нитками, що в кілька разів перевищують довжину тіла бактерій. Діаметр джгутиків близько 1/20 ширини бактеріальної клітини. Звивисті форми мікробів пересуваються шляхом скорочення тіла. Мікроби, що не мають джгутиків і не є звивистими, нерухомі.

Гриби. Гриби – це велика група рослинних організмів. Вони характеризуються трьома основними властивостями: розмножуються вегетативним шляхом та за допомогою спор; мають вегетативне тіло у вигляді міцелію; у грибах відсутня хлорофіл (на відміну від рослин). Найбільш широко у природі поширені плісняві гриби, дріжджі, актиноміцети. Деякі види плісняв і дріжджів використовують у харчовій промисловості для технологічних цілей, деякі з грибів викликають псування продуктів і є збудниками захворювань людини і тварин.

Цвілі.Іноді називають мікроскопічні гриби. Це нерухомі безхлорофілові організми, видимі неозброєним оком. Плісняві гриби мають складнішу будову, ніж бактерії (рис. 11). Плісневий гриб складається з ниток (гіф), що переплітаються між собою, і утворюють тіло гриба (міцелій). Гіфи можуть бути одноклітинними та багатоклітинними. Кожна клітина гіфи має оболонку, цитоплазму з включеннями та кілька окремих ядер.

Мал. 11. Плісневі гриби: 1 - кистеподібна пліснява (пеніциліум); 2 - лійкова пліснява (аспергілюс); 3 - головчаста пліснява (мукор); 4 - гроноподібна пліснява; 5 - шоколадна пліснява, 6 - молочна пліснява.

Плісневий гриб складається з ниток (гіф), що переплітаються між собою, і утворюють тіло гриба (міцелій). Гіфи можуть бути одноклітинними та багатоклітинними. Кожна клітина гіфи має оболонку, цитоплазму з включеннями та кілька окремих ядер.

До одноклітинних пліснявих грибів відноситься головчаста пліснява (мукор). Тіло її складається з однієї розгалуженої клітки. Плодоносний гіф, на якому знаходяться суперечки, називається спорангієносець. Деякі види мукорових грибів використовують у харчовій промисловості для приготування органічних кислот та спирту. Багато видів мукору викликають псування продуктів.

До багатоклітинних пліснявих грибів відносяться пеніциліум, аспергілюс, гроноподібна, шоколадна та інші плісняви. У цих видів плісняв міцелій має перегородки (септи), суперечки отримали назву конідій, а плодоносний гіф - конідієносець. У молочної плісняви ​​суперечки називаються оідії.

Деякі багатоклітинні плісняви ​​є продуцентами антибіотиків - пеніциліну, аспергіліну, що використовуються в промисловості для приготування ферментних препаратів, лимонної кислоти. У той же час така пліснява, як аспергілюс, викликає аспергільоз - ураження верхніх дихальних шляхів. Багато цвілей викликають псування м'ясних і молочних продуктів. Так кандидіум надає м'ясу неприємного запаху, розщеплюючи білки, шоколадна пліснява утворює на м'ясі темні, майже чорні плями.

Дріжджі.Це нерухомі одноклітинні організми округлої, овальної або паличкоподібної форми розміром від 8 до 15 мкм. Дріжджова клітина має оболонку, цитоплазматичну мембрану, цитоплазму із включеннями, ядро ​​круглої чи овальної форми. У цитоплазмі дріжджової клітини знаходяться вакуолі - внутрішньоклітинні утворення, що містять поживні речовини та різні включення у вигляді зерен. У природі зустрічаються дріжджі спороутворюючі та неспороутворюючі. Деякі види дріжджів використовують у харчовій промисловості для приготування хліба, пива, вина, кумису та ін. Дріждоподібні організми пологів кандиду та бластоміцес викликають захворювання: кандидомікоз, бластомікоз з ураженням очей, нігтів, сухожиль, суглобів, слизової оболонки ротової порожнини, дихальних шляхів, травного тракту.

Актиноміцети(Променисті гриби). Актиноміцети займають проміжне положення між цвілевими грибами та бактеріями. Їх тіло складається з досить довгих тонких одноклітинних ниток (гіф), що гілкуються. Довжина актиноміцетів може досягати кількох сантиметрів. Клітини актиноміцетів мають оболонку, цитоплазму та ядро. Сплетення гіф утворює повітряний міцелій, який росте над живильним середовищем і утворює спороносці, на них - суперечки, за допомогою яких розмножуються актиноміцети. Деякі актиноміцети викликають псування харчових продуктів; є патогенні, що викликають захворювання, відоме під назвою актиномікоз. мікроорганізм бактеріальний клітина морфологія

Актиноміцети є продуцентами таких антибіотиків, як стрептоміцин, тетрациклін, біоміцин та ін.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

    Систематика мікроорганізмів за фенотиповими, генотиповими та філогенетичними ознаками. Відмінності прокаріотів та еукаріотів, анатомія бактеріальної клітини. Морфологія мікроорганізмів: коки, палички, звивисті та ниткоподібні форми. Генетична система бактерій

    презентація , додано 13.09.2015

    Історія мікроскопа та вивчення морфології мікроорганізмів як збірної групи живих організмів: бактерії, археї, гриби, протисти. Форми, розмір, морфологія та будова бактерій, їх класифікація та хімічний склад. Будова та класифікація грибів.

    реферат, доданий 05.12.2010

    Вивчення предмета, основних завдань та історії розвитку медичної мікробіології. Систематика та класифікація мікроорганізмів. Основи морфології бактерій Дослідження особливостей будови бактеріальної клітини. Значення мікроорганізмів у житті.

    лекція, доданий 12.10.2013

    Систематика - розподіл мікроорганізмів відповідно до їх походження та біологічної подібності. Морфологія бактерій, особливості будови бактеріальної клітки. Морфологічна характеристика грибів, актиноміцетів (променистих грибів) та найпростіших.

    реферат, доданий 21.01.2010

    Дослідження морфологічних ознак бактерій, мікроскопічних грибів та дріжджів. Вивчення зовнішнього вигляду, форми, особливостей будови, здатності до руху, спороутворення, способів розмноження мікроорганізмів. Форма та будова дріжджової клітини.

    реферат, доданий 05.03.2016

    Схожість та відмінності прокаріотичних та еукаріотичних клітин. Будова муреїну у бактерій. Характеристика мікроорганізмів за способами харчування. Хімічна будова, структурна організація вірусів, морфологія, особливості взаємодії із клітиною-господарем.

    шпаргалка, доданий 23.05.2009

    Хімічний склад бактеріальної клітини. Особливості харчування бактерій. Механізми транспортування речовин у бактеріальну клітину. Типи біологічного окислення мікроорганізмів. Репродукція та культивування вірусів. Принципи систематики мікроорганізмів.

    презентація , додано 11.11.2013

    Історичні відомості про відкриття мікроорганізмів. Мікроорганізми: особливості будови та форма, рух, життєдіяльність. Будова клітини, доклітинні форми життя – віруси. Екологія бактерій, селекція мікроорганізмів, їх поширення у природі.

    реферат, доданий 26.04.2010

    Група мікроскопічних одноклітинних прокаріотів. Мікроскопічні методи дослідження мікроорганізмів Форми, будова та хімічний склад бактеріальної клітини. Функції поверхневих структур. Дихання, харчування, зростання та розмноження бактерій.

    презентація , доданий 24.01.2017

    Мінливість (біологічна) - різноманітність ознак і властивостей у особин та груп особин будь-якого ступеня спорідненості, її форми. Генетична рекомбінація та трансформація. Мінливість фагів та мікроорганізмів. Практичне застосування мінливості мікроорганізмів.

Мікроби, що найчастіше зустрічаються в процесі приготування їжі, ділять на бактерії, плісняві гриби, дріжджі та віруси. Більшість мікробів – одноклітинні організми, розмір яких вимірюється у мікрометрах – мкм (1/1000 мм) та нанометрах – нм (1/1000 мкм).

Бактерії – одноклітинні, найбільш вивчені мікроорганізми розміром 0,4-10 мкм. За формою їх поділяють на коки- мікроби кулястої форми (мікрококи, диплококи, тетракоки, сарцини, стрептококи, стафілококи), палички(поодинокі, подвійні, ланцюжки), вібріони, спірилиі спірохети(Вигнуті та спірально звивисті форми). Розміри та форма бактерій можуть змінюватись в залежності від різних факторів зовнішнього середовища (рис. 3).

Мал. 3. Форми бактерій:

1 - мікрококи; 2 - стрептококи; 3 – сарцини; 4 - палички без суперечок;

5 - палички зі спорами (бацили); 6 – вібріони; 7 – спірохети;

8 – спірили.

Бактерії покриті оболонкою, що є ущільненим шаром цитоплазми, яка надає клітині форму. Зовнішній шар оболонки у багатьох бактерій може ослизнятися, утворюючи захисний покрив – капсулу. Основною частиною клітини є цитоплазма – прозора білкова маса, просочена клітинним соком. У цитоплазмі знаходяться ядерна речовина, запасні поживні речовини (зерна крохмалю, крапельки жиру, глікоген, білок) та інші клітинні структури. На поверхні деяких бактерій (паличкоподібних) є ниткоподібні утворення - джгутики (поодинокі, у вигляді пучка або по всій поверхні), за допомогою яких вони пересуваються.

Деякі паличкоподібні бактерії за несприятливих умов утворюють суперечки (згущена цитоплазма, вкрита щільною оболонкою). Суперечки не потребують харчування, не здатні розмножуватися, але зберігають свою життєздатність при високих температурах, висушуванні, заморожуванні протягом кількох місяців (паличка ботулінуса) або навіть багатьох років (паличка сибірки). Спори гинуть при стерилізації (нагріванні до 120 ° С протягом

29 хв). За сприятливих умов вони проростають у звичайну (вегетативну) бактеріальну клітину. Спороутворюючі бактерії називаються бацилами.

Розмножуються бактерії шляхом простого поділу. За сприятливих умов розмноження однієї клітини протікає протягом 20 -

30 хв. З накопиченням шкідливих продуктів життєдіяльності бактерій та вичерпанням поживних ресурсів процес розмноження припиняється.

Плісневі гриби - одноклітинні або багатоклітинні нижчі рослинні організми, які у своїй життєдіяльності потребують готових харчових речовин і доступу повітря. Клітини цвілевих грибів мають форму витягнутих ниток, що переплітаються, - гіфів товщиною 1-15 мкм, що утворюють тіло цвілі - міцелій (грибницю), що складається з однієї або багатьох клітин. На поверхні міцелію розвиваються плодові тіла, у яких дозрівають суперечки (рис. 4).

За будовою клітини цвілевих грибів відрізняються від бактеріальних клітин тим, що мають одне або кілька ядер і вакуолей (порожнин, заповнених клітинною рідиною). Розмножуються плісняві гриби за допомогою гіф та спорами.

Плісневі гриби широко поширені у природі. Розвиваючись на харчових продуктах, вони утворюють пухнасті нальоти різного кольору. Плісневі гриби виділяють речовини, що надають харчовим продуктам цвілим запахом і смаком. Вони можуть розвиватися при низькій вологості (15%), що пояснює пліснявання сухофруктів, сухарів,

Мал. 4. Види цвілевих грибів:

1 - пеніциліум; 2 - аспергіллус; 3 - мукор..

при підвищеній концентрації солі та кислот (на солоних та кислих продуктах), при низькій температурі, вражаючи продукти, що зберігаються в холодильниках.

Серед цвілевих грибів є корисні, які використовуються під час виробництва сирів («Рокфор», «Камамбер»), лимонної кислоти та лікарських препаратів (пеніцилін).

Дріжджі – одноклітинні нерухомі мікроорганізми. Клітини дріжджів розміром до 15 мкм бувають різної форми: круглі, овальні, паличкоподібні (рис. 5). Вони мають чітко виражене велике ядро, вакуолі та різні включення в цитоплазмі у вигляді крапель жиру, глікогену і т.д.

Дріжджі розмножуються у сприятливих умовах протягом кількох годин наступними способами: брунькуванням, спорами (1 – 112 шт. у клітині), розподілом. Дріжджі широко поширені у природі. Вони здатні розщеплювати (зброджувати) цукру на спирт та вуглекислий газ. Спиртове бродіння використовується у виноробстві, хлібопеченні та у виробництві кисломолочних продуктів (кефіру, кумису). Деякі дріжджі відрізняються високим вмістом білків, жирів, вітамінів групи В, мінеральних речовин, тому застосовуються як харчовий та кормовий продукт.

5. Форми клітин дріжджів:

1 – яйцеподібні; 2 - еліпсоподібні; 3 - циліндричні (паличкоподібні);

4 - кулясті; 5 - лимоноподібні; 6 - дріжджі, що розмножуються розподілом та спорами.

Віруси - частки, що не мають клітинної будови, що мають своєрідний обмін речовин, здатність до розмноження. Вони бувають круглої, прямокутної та ниткоподібної форми, розміром від 8 до 150 нм. Їх можна побачити лише за допомогою електронних мікроскопів.

Бактерії відносять до прокаріотів, і довгий час через мікроскопічні розміри їхня морфологія не була вивчена на належному рівні.

Розділ мікробіології, що вивчає морфологічні форми бактерій, їх будову, розміри, способи пересування, розмноження та спороутворення називають морфологією. При вивченні морфологічних властивостей необхідно враховувати те, що під впливом різних факторів (живильне середовище, температура, вологість) бактерії здатні їх змінювати.

Методи вивчення бактерій

Для вивчення морфології бактерій застосовують такі методи, як мікроскопія та фарбування. Спостереження за живими бактеріями відбувається за допомогою світлових та електронних мікроскопів у незабарвлених препаратах. Для отримання повної характеристики бактерій застосовують такі методи вивчення:

  • Морфологічний. Під мікроскопом розглядають морфологію бактерії, її рухливість, суперечки та способи розмноження.
  • Культуральний. Дослідження бактерії у живильних середовищах. Вивчають її зростання, величину, колір колонії та швидкість розмноження.
  • Фізіологічний. Розглядають такі властивості бактерій, як реакція на температуру, зовнішні подразники, на кисень, їх здатність до зброджування, реагування різні середовища.

Застосування цих способів вивчення дозволяє встановити вид мікроорганізму та морфологію кожного з них. Це складний та тривалий процес, що займає багато часу.

Спосіб фарбування є найбільш точним та ефективним у розпізнанні та вивченні будови бактерій під мікроскопом. Найчастіше мікроби у своєму природному середовищі невидні під мікроскопом, а фарбування дозволяє не лише вивчити морфологію бактерії, а й правильно визначити її вигляд. Багато бактерій мають однакову морфологію, але при фарбуванні дають різні кольори. Для вивчення бактерій застосовують такі способи фарбування:

  • Простий. Використовують одну фарбу: фуксин або метиленову синю.
  • Складний. Цей спосіб найчастіше застосовується для виявлення збудника інфекції, включає два і більше барвника. Частіше на практиці застосовують метод фарбування за Грамом та Цилем.
  • Диференційований. Для фарбування джгутиків використовують метод Беніньєтті. Для індикування капсул застосовують метод гінса.

Класифікація мікроорганізмів

Різноманітність форм, біохімічна нестабільність та простота у будові ускладнюють класифікацію бактерій. Досі їхня класифікація є предметом суперечок серед мікробіологів. В основу класифікування покладено такі напрями у вивченні мікроорганізмів:

  • їхня морфологія;
  • типи харчування;
  • джерело енергії;
  • реакція на фарбування;
  • різновиди форм.

Форми бактерій

При всьому різноманітті бактерій виділяють три основні форми: сферичні, паличкоподібні та звивисті.

Сферична

Сферичною формою мають коки. По тому, як розташовуються клітини, поділяють такі групи:

  • мікрококи (маленькі) – кожна клітина окремо;
  • диплококи (два) після поділу клітини існують парами;
  • стрептококи (ланцюжок) після поділу утворюють ланцюжок;
  • сарцини (зв'язка) після поділу утворюють зв'язок у трьох напрямках;
  • стафілококи (гроно) діляться у всіх напрямках, утворюючи гроно.

Паличкоподібні

Паличкоподібні ділять на групи залежно від форми (правильна чи неправильна), від розмірів та по тому, як розташовуються клітини. Розташування клітин під мікроскопом виглядає хаотично, тому що після поділу кожна клітина живе окремо.

Їх ділять на такі групи:

Покручені

Види, що мають звивисту форму, поділяють за кількістю оборотів і характером витків. Вібріони мають трохи вигнутий вигляд, спірили – кілька завитків правильної форми, спірохети – велика кількість дрібних завитків.

Будова клітини бактерій

Ультраструктура клітини вивчається за допомогою таких мікроскопічних методів:

  • світлового;
  • люмінесцентного;
  • сухого (коли між об'єктивом та лінзою є повітря);
  • фазово-контрастного;
  • темнопольного.
  • інтерференційного;
  • електронного.

Ультраструктура бактеріальної клітки вважається показником її унікальності в організаційних процесах.

Розрізняють постійні органоїди: аналог ядра, цитоплазматична мембрана, цитоплазма, властиві кожному виду. Є й тимчасові включення: капсула, пили, клітинна стінка, суперечки, джгутики, що є не у всіх мікробів або виникають при різних впливах.

Нуклеоїд

Нуклеоїд є прототипом ядра і не містить таких структур, властивих еукаріотів, як ядерця, ядерна оболонка та гістони. Він має властивість зберігання та передачі генної інформації, що міститься в одній хромосомі, що має вигляд замкнутого кільця. Ще носіями спадкової інформації бактеріальної клітини є плазміди.

Цитоплазма

Цитоплазм являє собою складну систему, що включає такі включення:

  • рибосоми (відповідають за синтез білків);
  • гранули (містять глікоген, полісахариди);
  • волютин (поліфосфати);
  • плазміди (мають властивість підвищувати стійкість клітини).

Цитоплазматична мембрана

Під електронним мікроскопом добре видно, що мембрана бактеріальної клітини складається із трьох шарів. При зростанні клітини вона має властивість утворювати своєрідні випинання мезосоми. У житті клітини вона виконує такі функції:

  • бар'єрну;
  • енергетичну;
  • транспортну.

Капсула

Капсула є слизовою структурою з чітко вираженими межами, що добре розрізняються під мікроскопом. Її вивчають за допомогою фарбування мазка, де фарба довкола неї створює темне тло. Вона має захисні властивості проти фагоцитозу бактерій і реагує на антитіла.

Клітинна стінка

Клітинна стінка захищає бактеріальну клітину та забезпечує її постійну форму. Складається з двох шарів: зовнішнього, що має властивість пластичності, і внутрішнього, постійного. Така властивість клітинної стінки, як її реакція на фарбування, використовується визначення видів.

Джгутики

Джгутики - це тонкі нитки, що забезпечують рухливість клітини мікроорганізму і мають більшу довжину, ніж вона сама. Джгутики мають білкову структуру, їхня кількість може коливатися від одного до тисяч. Морфологія розташування у них різноманітна: від прикріплення одного кінця до прикріплення по всій поверхні.

Пили

Пили є ворсинками, які складаються з білкової речовини. Вони виконують такі функції:

  • прикріплення до клітини, що вражається;
  • несуть відповідальність за харчування;
  • розмноження;
  • водно-сольовий обмін;
  • кон'югація (зближення).

Спори

За несприятливих умов зростання та розвитку мікроби утворюють суперечки, сприяють збереженню виду і є продовженням роду. Наявність багатошарової оболонки та млявих метаболічних процесів дозволяє суперечкам тривалий час перебувати у стадії спокою та чекати відповідних умов для розвитку.

Поява сучасних методів дослідження призвела до нового витку у вивченні царства бактерій. Щорічно мікробіологи за допомогою нових методик вивчають морфологію та властивості нових, ще невивчених видів мікроорганізмів, які не підходять ні під один тип класифікації.

Систематика та номенклатура мікроорганізмів

Численні мікроорганізми (бактерії, гриби, найпростіші, віруси) суворо систематизовані в певному порядку за їх схожістю, відмінностями та взаємовідносинами між собою. Цим займається спеціальна наука, яка називається систематикою мікроорганізмів. Розділ систематики, що вивчає принципи класифікації, називається таксономією.

Таксон – група організмів, об'єднана за певними однорідними властивостями у межах тієї чи іншої таксономічної категорії. Найбільшою таксономічною категорією є царство, дрібнішими - підцарство, відділ, клас, порядок, сімейство, рід, вид, підвид та ін.

В основу таксономії мікроорганізмів покладено їх морфологічні, фізіологічні, біохімічні, молекулярно-біологічні властивості. Весь світ мікробів поділяється на три царства:
. царство еукаріотів (гриби та найпростіші);
. царство прокаріотів (бактерії, рикетсії, мікоплазми);
. Царство вірусів.

Еукаріоти подібні до клітин рослин і тварин. Вони мають поверхневу мембрану та внутрішньоклітинну систему елементарних мембран, що становлять ендоплазматичну ретикулярну мережу та комплекс Гольджі. У цитоплазмі еукаріотів міститься оформлене ядро, мітохондрії, рибосоми та ряд інших органел. Розмножуються прості еукаріоти статевим та безстатевим шляхами.

Прокаріоти - організми, що не мають відмежованого ядра, внутрішньоклітинної системи елементарних мембран та мітохондрій, а деякі позбавлені також клітинної стінки. Розмножуються простим поперечним розподілом або брунькуванням.

Однією з основних таксономічних категорій є вид (species) - сукупність особин, що мають загальний корінь походження, подібний генотип та максимально близькі фенотипічні ознаки та властивості.

Сукупність однорідних мікроорганізмів, виділених на живильному середовищі, що характеризується подібними морфологічними, тинкторіальними (ставлення до барвників), культуральними, біохімічними та антигенними властивостями, називається чистою культурою.

Чиста культура мікроорганізмів, виділених із певного джерела і від інших представників виду, називається штамом. Штам - вужче поняття, ніж вид чи підвид. Близьким до штаму є поняття клону; клон - це сукупність нащадків, вирощених із однієї мікробної клітини.

Рішенням Міжнародного конгресу для мікроорганізмів рекомендовано такі таксономічні категорії: царство, відділ, клас, порядок, сімейство, рід, вид.

Назва виду відповідає бінарній номенклатурі, тобто складається із двох слів. Наприклад, кишкова паличка пишеться як Escherichia coli. Перше слово - назва роду, що починається з великої літери, друге слово позначає вигляд і пишеться з малої літери. При повторному написанні виду родова назва скорочується до початкової літери, наприклад, E. Сoli.

Форми бактерій

Всім бактеріям притаманні певні морфологічні властивості (форма, розмір, характер їх розташування в мазку) та тинкторіальні властивості (здатність фарбуватись).

Розрізняють 4 основні форми бактерій (рис. 1.1): кулясті (сферичні), або кокоподібні (від грец. kokkos – зерно); паличкоподібні (циліндричні); звивисті (спіралеподібні); ниткоподібні. Крім того, існують бактерії, що мають трикутну, зіркоподібну, тарілкоподібну форму. Виявлено так звані квадратні бактерії, які утворюють скупчення з 8 або 16 клітин у вигляді пласта.


Мал. 1.1. Форми одноклітинних бактерій: а – мікрококи; б - диплококи; в - стрептококи; г - стафілококи; д – сарцини; е - паличкоподібні бактерії; ж - спірили; з - вібріони


Коккоподібні бактерії зазвичай мають форму правильної кулі діаметром 10-15 мкм; деякі - бобоподібну, ланцетоподібну, еліпсоподібну форму. За характером взаєморозташування клітин коки, що утворюються після поділу, поділяють на наступні групи:

1. Мікрококи (від латів. Micros - малий). Клітини діляться в одній площині і найчастіше відразу ж відокремлюються від материнської. Розташовуються поодинці, безладно (рис. 1.1. а).

2. Диплококи (від латів. diplos - подвійний). Розподіл відбувається в одній площині з утворенням пар клітин, що мають або бобоподібну або ланцетоподібну форму (рис. 1.1. б).

3. Стрептококи (від латів. streptos - ланцюжок). Поділ клітин відбувається в одній площині, але клітини, що розмножуються, зберігають між собою зв'язок і утворюють різної довжини ланцюжка, що нагадують нитки бус. Багато стрептококів є шкідливими для людини і викликають різні захворювання: скарлатину, ангіну, гнійні запалення та ін. Наприклад Streptococcus pyogenes (рис. 1.1.в).

4. Стафілококи (від латів. staphyle - гроно винограду). Клітини діляться в декількох площинах, а клітини, що утворюються, розташовуються скупченнями, що нагадують грона винограду (рис. 1.1. г).

5. Тетракоки (від латів. tetra – чотири). Поділ відбувається у двох взаємно перпендикулярних площинах з утворенням зошит.

6. Сарцини (від латів. sarcina – зв'язка, тюк). Поділ відбувається у трьох взаємно перпендикулярних площинах з утворенням пакетів (тюків) з 8-ми, 16-ти, 32-х та більшої кількості особин. Особливо часто зустрічаються у повітрі (рис. 1.1.д).

Паличкоподібні (циліндричні форми) (рис. 1.1.е). За розташуванням палички поділяють:
- на одиночні чи безладно розташовані - монобактерії. Наприклад, Escherihia coli;
- Попарно (по одній лінії) - диплобацили, диплобактерії. Наприклад, Pseudomonas;
- розташовані ланцюжком - стрептобацили, стрептобактерії. Наприклад, Bacillus.

Палички, що утворюють суперечку, поділяють:
- на бацили - аеробні спороутворюючі бактерії. Спору в таких паличок розташовується, як правило, центрально, і її діаметр не перевищує ширини бактерії.
- клостридії – анаеробні спороутворюючі бактерії. Спору вони розташовується термінально чи субтермінально. Вона велика, що розтягує оболонку бактерій, і вони зовні нагадують веретено чи тенісну ракетку.

Звивисті (спіралеподібні) форми

За кількістю та характером завитків, а також за діаметром клітин вони поділяються на три групи:
1. Вібріони (від грец. vibrio - звиваюся, згинаюсь) мають один вигин, що не перевищує чверті обороту спіралі. Наприклад, Vibrio (рис. 1.1.з).

2. Спірили (від грецьк. speira - завиток) - клітини, що мають великий діаметр і мале (2-3) кількість завитків. Наприклад - Spirillium minor (рис. 1.1 ж).

3. Спірохети (від грец. speira – завиток, chaita – волосся) – спіралеподібної форми рухливі бактерії.

Ниткоподібні форми

Розрізняють два типи ниткоподібних бактерій: утворюють тимчасові нитки та постійні.

Тимчасові нитки (іноді з розгалуженнями) утворюють паличкоподібні бактерії при порушенні умов їх зростання або регуляції клітинного поділу (мікобактерії, коринебактерії, а також рикетсії, мікоплазми, багато грамнегативних та грампозитивних бактерій). При відновленні механізму регуляції поділу та нормальних умов зростання ці бактерії відновлюють звичайні для них розміри.

Постійні ниткоподібні форми утворюються з паличкоподібних клітин, що з'єднуються у довгі ланцюжки або за допомогою слизу, або чохлами, або містками (сіркобактерії, залізобактерії).

Для вивчення тинкторіальних властивостей мікроорганізмів та їхньої морфології використовують анілінові барвники (основні, кислі та нейтральні).

Найбільше застосування мають основні фарби: метиленовий синій, основний фуксин, генціанвіолет, везувін, хризоїдин та ін. Рідше застосовуються нейтральні (нейтральний червоний) та кислі (еозин) фарби. З названих фарб готують спиртові, водно-спиртові та водні розчини. У деяких випадках для підвищення фарбуючої сили розчину до нього додають протрави, наприклад, карболову кислоту, луг та ін.

Для визначення форми бактерій та їх взаємного розташування в мазку використовують прості методи фарбування, тобто фарбування здійснюється одним барвником і мазок виходить забарвленим одним кольором. Наприклад, метиленовий синій. Це фарбування дозволяє краще виявити бобоподібну форму і парне розташування коків.

Для вивчення структури бактеріальної клітини і виявлення особливостей її будови застосовують складні методи забарвлення, які включають цілу низку барвників, протрави і диференціюючі речовини. До складних методів забарвлення належать методи Грама, Нессера, Ожешко та ін.

Л.В. Тимощенка, М.В. Чубик

Поділитися:

Схожі статті