Систематика и номенклатура микроорганизмов. Структура микробной клетки

Содержание

Слайд 2

Таксономия - наука о методах и принципах распределения организмов в соответствии

Таксономия - наука о методах и принципах распределения организмов в соответствии

с их иерархией.
В основу систематики
микроорганизмов положены:
их генетическое родство,
морфологические, физиологические, антигенные и биологические свойства.
Слайд 3

Таксономические категории Царство (regnum) Отдел (divisio) Класс (klassis) Порядок (ordo) Семейство

Таксономические категории

Царство (regnum)
Отдел (divisio)
Класс (klassis)
Порядок (ordo)
Семейство (familia)
Род (genus)
Вид (species)

Карл Линней (1707-1778

г.)
Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Систематика Д.Берджи Первое издание вышло в 1923 г. В последующем переиздавалась 10 раз.

Систематика Д.Берджи

Первое издание вышло в 1923 г. В последующем переиздавалась 10

раз.
Слайд 7

В составе 4 отделов выделено 35 групп бактерий. 1 группа- спирохеты

В составе 4 отделов выделено 35 групп бактерий.

1 группа- спирохеты
2 группа-

аэробные/микроаэрофильные грамотрицательные спиралевидные бактерии
3 группа- неподвижные грамотрицательные изогнутые бактерии
4 группа - грамотрицательные аэробные/ микроаэрофильные палочки и кокки
5 группа –факультативно анаэробные грамотрицательные палочки
6 группа - грамотрицательные анаэробные прямые и изогнутые палочки
Слайд 8

7 группа- непатогенные бактерии восстанавливающие серу и сульфат 8 группа- анаэробные

7 группа- непатогенные бактерии восстанавливающие серу и сульфат
8 группа- анаэробные грамотрицательные

кокки
9 группа- риккетсии и хламидии
10 – 16 группа- непатогенные для человека и животных
17 группа- грамположительные кокки
18 группа – грамположительные палочки и кокки образующие споры
Слайд 9

19 группа- грамположительные палочки правильной формы, необразующие спор 20 группа- грамположительные

19 группа- грамположительные палочки правильной формы, необразующие спор
20 группа- грамположительные

палочки неправильной формы, необразующие спор
21 группа- микобактерии
22 – 29 группа- актиномицеты
30 группа- микоплазмы
31 – 35 группа- непатогенные для человека и животных (архебактерии)
Слайд 10

Вид — эволюционно сложившаяся совокупность особей имеющая сходный генотип, который в

Вид — эволюционно сложившаяся совокупность особей имеющая сходный генотип, который в

стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими и другими свойствами.
Морфоварианты - отличаются по морфологии; биовары — по биологическим свойствам,
хемовары — по ферментативной активности, серовары — по антигенной структуре,
фаговары — по чувствительности к бактериофагам, резистенсвары – по устойчивости к антибиотикам
Слайд 11

Номенклатура - название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Бинарная номенклатура. Staphylococcus aureus (S. аureus).

Номенклатура - название микроорганизмов в соответствии с международными правилами.
Бинарная номенклатура.


Staphylococcus aureus (S. аureus).
Слайд 12

Основные формы бактерий Шаровидные Палочковидные Извитые нитевидные

Основные формы бактерий

Шаровидные
Палочковидные
Извитые
нитевидные

Слайд 13

Шаровидные (кокковые) формы Микрококки-(греч.kokkos- зерно) делятся в равных плоскостях и располагаются одиночно, парами, беспорядочно

Шаровидные (кокковые) формы

Микрококки-(греч.kokkos-
зерно) делятся в равных
плоскостях
и располагаются одиночно,


парами, беспорядочно
Слайд 14

Диплококки- (греч.diplos -двойной) делятся в одной плоскости, образуя попарно расположенные клетки

Диплококки- (греч.diplos
-двойной) делятся в
одной плоскости, образуя
попарно расположенные
клетки

Слайд 15

Стрептококки- (греч.streptos-цепочка) делятся в одной плоскости с образованием цепочек

Стрептококки-
(греч.streptos-цепочка)
делятся в одной
плоскости с
образованием цепочек

Слайд 16

Стафилококки (staphylon гроздь)-делятся в различных плоскостях, располагаются несимметричными скоплениями)

Стафилококки (staphylon
гроздь)-делятся в
различных плоскостях,
располагаются
несимметричными
скоплениями)

Слайд 17

Тетракокки- (греч.- tetra) делятся в двух взаимно перпендикулярных областях, располагаются по четыре

Тетракокки- (греч.- tetra)
делятся в двух взаимно
перпендикулярных областях,
располагаются по

четыре
Слайд 18

Сарцины- (лат.sarcio- связываю) делятся в трех взаимно перпендикулярных областях, располагаются пакетами по 8-16 клеток.

Сарцины-
(лат.sarcio- связываю)
делятся в трех
взаимно
перпендикулярных
областях,
располагаются пакетами
по

8-16 клеток.
Слайд 19

Палочковидные формы Неспорообразующие палочки- собственно бактерии (греч. Bacterion - палочка)

Палочковидные формы

Неспорообразующие
палочки- собственно
бактерии (греч. Bacterion
- палочка)

Слайд 20

Диплобактерии – палочки располагаются попарно В зависимости от взаимного расположения Стрептобактерии- палочки располагаются цепочкой

Диплобактерии –
палочки располагаются
попарно

В зависимости от взаимного расположения

Стрептобактерии-
палочки располагаются

цепочкой
Слайд 21

Фузобактерии- длинные, толстые палочки с заостренными концами

Фузобактерии- длинные,
толстые палочки с
заостренными концами

Слайд 22

Коринебактерии- (греч. koryne –булава) изогнутые палочки с булавовидными утолщениями на концах

Коринебактерии-
(греч. koryne
–булава) изогнутые
палочки с булавовидными
утолщениями на концах

Слайд 23

Спорообразующие палочки Клостридии (clostrum - веретено), диаметр споры превышает ширину вегетативной клетки

Спорообразующие палочки

Клостридии (clostrum
- веретено), диаметр
споры превышает
ширину вегетативной
клетки

Слайд 24

Бациллы- спорообразующие палочки, диаметр споры не превышает ширину микробной клетки

Бациллы- спорообразующие палочки,
диаметр споры не превышает ширину микробной клетки

Слайд 25

Слайд 26

Извитые формы Вибрионы- (лат.vibrio - извиваюсь) изогнутые палочки в виде запятой

Извитые формы

Вибрионы- (лат.vibrio
- извиваюсь) изогнутые
палочки в виде запятой

Слайд 27

Спириллы-(греч. Spira изгиб) короткие извитые палочки с 4-6 завитками

Спириллы-(греч. Spira
изгиб) короткие
извитые палочки
с 4-6 завитками

Слайд 28

кампилобактерии, хеликобактерии - имеющие изгибы как у крыла летящей чайки;

кампилобактерии, хеликобактерии - имеющие изгибы как у крыла летящей чайки;


Слайд 29

Спирохеты Treponema Borrelia Leptospira Спирохеты (греч.chaete- волосы)- длинные извитые бактерии 8-14 завитков. Представители родов:

Спирохеты

Treponema

Borrelia

Leptospira

Спирохеты (греч.chaete- волосы)- длинные извитые
бактерии 8-14 завитков. Представители родов:

Слайд 30

Нитевидные формы Постоянные и временные Постоянные- микроорганизмы, образующие ветвистые нити (актиномицеты).

Нитевидные формы

Постоянные и временные
Постоянные- микроорганизмы, образующие ветвистые нити (актиномицеты). Могут быть

соединены посредством футляра или слизи.
Временные- атипичные формы бактерий
Слайд 31

Строение бактериальной клетки Обязательные структуры: нуклеоид, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана, клеточная стенка.

Строение бактериальной клетки

Обязательные структуры: нуклеоид, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана, клеточная стенка.
Необязательные

структурны: капсула, споры, пили, жгутики.
Слайд 32

Цитоплазматическая мембрана внутренняя оболочка- ограничивает цитоплазму. Представляет собой белково – липидный

Цитоплазматическая мембрана

внутренняя оболочка- ограничивает цитоплазму. Представляет собой белково – липидный

комплекс. Главным липидным компонентом являются фосфолипиды, белковая фракция представлена структурными белками, обладающими ферментативной активностью.
Слайд 33

. Гидрофобный фрагмент

.

Гидрофобный
фрагмент

Слайд 34

Структура цитоплазматической мембраны: A – белки, погруженные в бислой мембраны; B

Структура цитоплазматической мембраны:

A – белки, погруженные в бислой мембраны;
B –

поверхностные белки;
C – белки пронизывающие мембрану насквозь.
Слайд 35

Функции цитоплазматической мембраны: барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит

Функции цитоплазматической мембраны:
барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление),
энергетическую (содержит ферментные системы

- дыхательные, окислительно - восстановительные, осуществляет перенос электронов),
транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).
Участвует в синтезе вещества КС, делении, спорообразовании
Слайд 36

Клеточная стенка Основное химическое соединение клеточной стенки - пептидогликан (муреин). Пептидогликан

Клеточная стенка

Основное химическое соединение клеточной стенки - пептидогликан (муреин).
Пептидогликан

образован чередующимися звеньями
N – ацетилглюкозамина и N – ацетилмурамовой кислоты, они связаны между собой боковыми и поперечными цепочками (пептидными мостиками).
Слайд 37

К N -ацетилмурамовой кислоте ковалентно присоединен тетрапептид: L-аланин; D-глутамин, у грамположительных

К N -ацетилмурамовой кислоте ковалентно присоединен тетрапептид: L-аланин; D-глутамин,
у грамположительных

бактерий L-лизин, а у грамотрицательных бактерий — диаминопимелиновая кислота (ДАП) и Д-аланин.
Слайд 38

В 1884 году датским ученым Х. Грамом предложена окраска, позволяющая судить

В 1884 году датским ученым Х. Грамом предложена окраска, позволяющая судить

о строении клеточной стенки.
Выделяют две большие группы - “грам+” и “грам - “ бактерии.
Слайд 39

Строение клеточной стенки грамположительных бактерий

Строение клеточной стенки грамположительных бактерий

Слайд 40

Тейхоевые кислоты- полимеры, построенные на основе рибита и глицерина, соединенные фосфодиэфирными связями.

Тейхоевые кислоты- полимеры, построенные на основе рибита и глицерина, соединенные фосфодиэфирными

связями.
Слайд 41

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий Клеточная стенка трехслойная. Она значительно тоньше (14

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий

Клеточная стенка трехслойная.
Она значительно тоньше (14

– 17 нм), содержит ЛПС, липопротеины, фосфолипиды, диаминопимелиновую кислоту. Снаружи имеется внешняя мембрана,
внутренний слой представлен пептидогликаном.
Слайд 42

Наружная мембрана образована фосфолипидами, липополисахаридами. С липидным слоем связаны токсические свойства,

Наружная мембрана образована фосфолипидами, липополисахаридами.
С липидным слоем связаны токсические

свойства, ЛПС слой выступает в качестве эндотоксина.
Слайд 43

Слайд 44

Функции клеточной стенки Механически защищает клетку придает бактериям форму участвует в

Функции клеточной стенки

Механически защищает клетку
придает бактериям форму
участвует в

процессе деления клетки
транспорте метаболитов,
имеет рецепторы для бактериофагов, бактериоцинов и различных веществ.
Обладает АГ- и токсическими свойствами
Обладает иммуногенными свойствами
Участвует в обмене генетической информацией
Слайд 45

Атипичные формы бактерий: Протопласты, Сферопласты L – формы Инволютивные формы

Атипичные формы бактерий:
Протопласты,
Сферопласты
L – формы
Инволютивные
формы

Слайд 46

Капсула Окружает бактерии снаружи. Имеет фибриллярное строение, микрофибриллы расположены параллельно или

Капсула

Окружает бактерии снаружи.
Имеет фибриллярное строение, микрофибриллы расположены параллельно или

перпендикулярно. Основное химическое вещество – мукополисахарид.
Слайд 47

Микрокапсула (до 0,2 мкм), выявляется при электронной микроскопии в виде слоя

Микрокапсула (до 0,2 мкм), выявляется при электронной микроскопии в виде слоя

микрофибрилл.
Макрокапсула (более 0,2 мкм), обнаруживается при световой микроскопии.
У сапрофитов капсулы образуются во внешней среде, у патогенов - в организме хозяина. Капсулу выявляют окраской - по Бури - Гинсу.
Слайд 48

Функции капсулы: защитная (от фагоцитоза и взаимодействия с АТ); у некоторых

Функции капсулы:

защитная (от фагоцитоза и взаимодействия с АТ);
у некоторых бактерий является

фактором вирулентности;
препятствует адсорбции на клетках бактериофагов;
капсульная слизь является дополнительным химическим барьером;
за счет наличия капсулы и слизи осуществляется объединение клеток в цепочки, колонии;
обеспечение прикрепления клеток к поверхности субстрата.
Слайд 49

Цитоплазма сложная коллоидная система, содержащая различные включения (зерна волютина, гликогена, гранулезы

Цитоплазма

сложная коллоидная система, содержащая различные включения (зерна волютина, гликогена, гранулезы

и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды, мезосомы.
Её основные составляющие — растворимые ферменты и растворимые РНК (мРНК и тРНК).
Объединяет все компоненты микробной клетки и обеспечивает их взаимодействие.
Слайд 50

Нуклеоид образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из

Нуклеоид

образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из

двухцепочечной нити ДНК, суперспирализованной (генофор).
Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. Помимо хромосомы в бактериальной клетке могут находиться внехромосомные генетические элементы.
Слайд 51

Жгутики Органы движения, состоящие из белка флагеллина. Жгутик состоит из трех

Жгутики

Органы движения, состоящие из белка флагеллина.
Жгутик состоит из трех

частей: нити, крюка и базального тельца.
С помощью базального тельца (состоит из центрального стержня и колец),
жгутик закреплен в
цитоплазматической
мембране и клеточной
стенке.
Слайд 52

У грамотрицательных бактерий имеется 4 кольца: L кольцо расположено в наружной

У грамотрицательных бактерий имеется 4 кольца:
L кольцо расположено в наружной

мембране,
Р – в пептидогликановом слое клеточной стенки,
S – в периплазматическом пространстве,
М – в цитоплазматической мембране.

У грамположительных бактерий базальное тельце состоит только из двух колец: S и M, т.е. только внутренней пары колец.

Слайд 53

Типы жгутикования у бактерий Способность к целенаправленному движению (хемотаксис, аэротаксис, фототаксис

Типы жгутикования у бактерий

Способность к целенаправленному движению (хемотаксис, аэротаксис, фототаксис

и др.) у бактерий генетически детерминирована.
Слайд 54

Покоящиеся формы VBNC- некультивируемые формы. V-viable B-but N-not C- culturable Спорообразование

Покоящиеся формы VBNC- некультивируемые формы. V-viable B-but N-not C- culturable

Спорообразование - способ сохранения

бактерий в неблагоприятных условиях среды.
Слайд 55

Эндоспоры и спорообразование Эндоспоры образуются в цитоплазме, характеризуются низкой метаболической активностью

Эндоспоры и спорообразование
Эндоспоры образуются в цитоплазме, характеризуются низкой метаболической активностью

и высокой устойчивостью к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоприятных факторов окружающей среды.
В оболочке споры содержится большое количество кальциевой соли дипиколиновой кислоты.
Процесс спорообразования является энергозависимым. В зависимости от того, откуда поступает энергия, различают эндотрофную и экзотрофную споруляцию.
Слайд 56

Этапы спороообразования: 1 этап – подготовительный. В клетке бактерий прекращаются ростовые

Этапы спороообразования:

1 этап – подготовительный. В клетке бактерий прекращаются ростовые процессы,

завершается репликация ДНК, изменяется метаболизм, образуется специфическое для спор вещество – дипиколиновая кислота;
2 этап – формирование споры – цитоплазматическая мембрана вегетативной клетки образует инвагинацию от периферии к центру и отделяет часть протопласта микробной клетки, образуется предспора. Формируются оболочки споры – кора (кортекс), состоящий из нескольких слоев пептидогликана; наружная оболочка, состоящая из полипептидов; экзоспориум, состоящий из белков, липидов, углеводов;
3 этап – созревание споры, она приобретает характерную форму и занимает определенное положение в клетке, клетка приобретает форму веретена или теннисной ракетки.
Слайд 57

Схема строения зрелой споры: 1 – цитоплазма; 2 – цитоплазматическая мембрана;

Схема строения зрелой споры:

1 – цитоплазма;
2 – цитоплазматическая мембрана;
3

– клеточная стенка ;
4 – кора споры;
5 – внутренняя оболочка споры;
6 – наружная оболочка споры;
7 – экзоспориум.
Слайд 58

При попадании в благоприятные условия споры прорастают в вегетативные клетки. Процесс

При попадании в благоприятные условия споры прорастают в вегетативные клетки. Процесс

прорастания спор начинается с поглощения воды и гидратации структур споры.

А, Б – процесс отделения протопласта споры;
В, Г, Д – образование предспоры.

Слайд 59

Некультивируемые формы: таксоны со специфическими метаболическими потребностями; замедленный метаболизм (адаптация на

Некультивируемые формы:

таксоны со специфическими метаболическими потребностями;
замедленный метаболизм (адаптация на стресс);
покоящиеся формы

(экзо- и эндоспоры, цисты, миксоспоры).
Некультивируемые формы- это приспособительное состояние многих видов грамотрицательных бактерий, не образующих спор:
Они обладают низкой метаболической активностью и не размножаются, сохраняется транспорт электронов по дыхательной цепи.
не образуют колоний на плотных питательных средах,
Слайд 60

-Толщиной и слоистостью клеточных оболочек -наличием включений - разной степенью выраженности

-Толщиной и слоистостью клеточных оболочек
-наличием включений
- разной степенью выраженности покоящегося состояния
-полиморфизмом
-фенотипической

вариабельностью.
Это приспособительное, генетически регулируемое состояние, физиологически эквивалентное цистам.

Покоящиеся формы характеризуются: