Микробиология и имунология

 

Содержание:

1. Спорообразующие микроорганизмы. Расположение, назначение спор у прокариот и эукариот. Выполнить рисунок.

2. Способы получения энергии для жизнедеятельности микроорганизмов. 
Аэробное, анаэробное дыхание, неполное окисление органических веществ.

3. Микроорганизмы и окружающая среда. Основные условия для их жизнедеятельности.

4 . Получение микробиологическим путём молочной кислоты. Возбудители гомоферментативного, гетероферментативного типов кисло-молочного брожения

5. Нормальная микрофлора систем органов пищеварения всеядных, плотоядных, травоядных животных и её влияние на физиологическое состояние организма.

6. Микрофлора парной шкуры, место её локализации. Гнилостная микрофлора, условия её активизации или консервирования.

7. Иммунологические реакции:

- аллергическая (на бруцеллез,  туляремию, туберкулёз);

-  серологические (на сап, ящур, Ку-лихорадка, асколизация на сибирскую язву).

8.  Дайте краткое описание одной из перечисленных ниже инфекций (по выбору, имеющего значение для Вашего региона или Вашей специализации):

- ботулизм

по предложенной схеме:

1)наименование инфекции (токсикоинфекций);

2)название возбудителей  и его разновидностей;

3)морфология (представить рисунок);

4)окраска по Граму или  другой диагностический метод  окраски, исследования;

5)методы культивирования;

6) диагностическая питательная  среда;

7) устойчивость к факторам  внешней среды;

8) патогенность;

9) восприимчивые организмы;

10) иммунитет. Напряжённость после выздоровления;

11) иммунологическая диагностика;

12) материал, подлежащий исследованию  для определения возбудителя  заболевания;

13)меры борьбы и профилактики: - специфические

                                                           -  общие

9. Представьте рисунки разных форм микробов. Обозначьте поверхностные, внутренние структуры.

10. Список литературы.

 

 

 

 

Спорообразующие микроорганизмы. Расположение, назначение спор у прокариот и эукариот. Выполнить  рисунок.

 Микроорганизмы, (микробы) — название собирательной группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм). В состав микроорганизмов входят как прокариоты (бактерии, археи), так и эукариоты (некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу). Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы. Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

Все организмы, имеющие клеточное  строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).

Клетки прокариот, к которым  относятся бактерии, в отличие  от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки. 

Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эукариотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.

Клетки прокариот, так же как  и эукариотические клетки, покрыты  плазматической мембраной, поверх которой  располагается клеточная оболочка или слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками.

Эукарио́ты, или Я́дерные  надцарство  живых организмов, клетки которых содержат ядра. Все организмы, кроме бактерий и архей, являются ядерными (вирусы и вироиды также не являются эукариотами, но не все биологи считают их живыми организмами).

Животные, растения, грибы, а также группы организмов под общим названием протисты — все являются эукариотическими организмами. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, но все имеют общий план строения клеток. Считается, что все эти столь несхожие организмы имеют общее происхождение, поэтому группа ядерных рассматривается как монофилетический таксон наивысшего ранга. Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1,5–2 млрд. лет назад. Важную роль в эволюции эукариот сыграл симбиогенез — симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу, и поглощенными этой клеткой бактериями — предшественниками митохондрий и пластидов.

Одной из особенностей микроорганизмов  является их способность к спорообразованию. Споры образуются при неблагоприятных  условиях существования (высушивание, недостаток питательных веществ, изменение  рН среды и т. д.), причем из одной  клетки формируется только одна спора. Таким образом, образование спор не связано с процессом размножения, а является своеобразным приспособлением  к переживанию в неблагоприятных  условиях. По принятой номенклатуре спорообразующие аэробы носят название бацилл, а спорообразующие анаэробы — клостридий.

Благодаря способности образовывать споры, обладающие большой устойчивостью  к внешним воздействиям, спорообразующие бактерии остаются жизнеспособными при самых неблагоприятных условиях. Эти формы микроорганизмов выдерживают резкие колебания температуры, отсутствие влаги и воздуха, действие различных химических соединений, обычно губительно влияющих на живые организмы. Поэтому среди бесчисленного множества самых различных форм микроорганизмов спорообразующие бактерии являются наиболее устойчивыми и приспособленными к изменениям среды. Часто при анализе разных субстратов, подвергшихся неблагоприятным воздействиям, единственными представителями микробов бывают зародыши спороносных бактерий — споры. Спорообразующие бактерии распространены повсеместно — в воздухе, водоемах, на растительных и животных остатках и других естественных субстратах.

Основное назначение спорообразования — перевести культуру в покоящееся (анабиотическое) состояние. Действительно, у зрелых спор обмен веществ находится  на крайне низком уровне. Это позволяет  бактериям сохраниться при неблагоприятных  условиях среды, а при изменении  условий в благоприятную сторону  снова перейти к вегетативному  росту. Для анаэробов (особенно почвенных) крайне важно также, что споры  не чувствительны к кислороду. Это  позволяет им выжить в аэробных условиях, губительно действующих на вегетативные клетки.

Спорообразование - одно из свойств, характерное  для определенных видов бактерий. Форма и расположение споры внутри клетки являются постоянным признаком  вида и могут быть использованы для  его идентификации. Форма спор бывает круглой или овальной. Расположение центральное - у бацилл сибирской  язвы, субтерминальное (ближе к одному из концов) - у клостридий ботулизма  и газовой анаэробной инфекции, терминальное (на конце) - у клостридий столбняка.

спорогенез, процесс образования  спор .У растительных организмов — прокариотов клетки которых не имеют типичных ядер, споры могут возникать: из целой клетки, накопившей питательные вещества и утолщившей оболочку (экзоспоры многих сине-зеленых водорослей); при делении Протопласта на большое число спор (эндоспоры некоторых сине-зеленых водорослей, рис. 1, 1); в результате уплотнения и сжатия протопласта внутри оболочки клетки и образования поверх него новой многослойной оболочки (у бактерий); при распаде особых участков мицелия на членики (у актиномицетов, рис. 1, )

     

 

Рис. 1. Спорообразование у  низших растений. 1 — образование  и выход эндоспор у сине-зеленой  водоросли Dermocarpa; 2 — распадение мицелия  на членики у актиномицета Nocardia; 3 — улотрикс (Ulothrix): выход спор (а) и спора (б); 4 — эдогониум (Oedogonium): выход зооспоры; 5 — хламидомонада (Chlamydomonas): четыре споры внутри оболочки произведшей их клетки; 6 — хламидомонада (Chlamydomonas): зигота (а) и её прорастание  четырьмя спорами (б); 7 — спирогира (Spirogyra): зигота (а) и её прорастание  — образование четырёх гаплоидных ядер (б), отмирание трёх ядер (в), одноядерный  проросток (г); 8 — каллитамнион (Callithamnion): тетраспорангий (а) и выход тетраспор (б); 9 — ламинариевая водоросль Chorda filum: спорангий с диплоидным ядром (а), четырьмя (б) и шестнадцатью (в) гаплоидными  ядрами, с почти созревшими спорами (г); 10 — базидия с дикарионом (а), диплоидным ядром (б) и четырьмя гаплоидными  ядрами (в) у базидиальных грибов; г  — переход гаплоидного ядра в  базидиоспору.

     У растений - эукариотов обладающих типичными ядрами, имеющих 3 основных типа спор (оо-, мито- и мейоспоры) и занимающих разное место в циклах развития, могут быть соответственно и 3 варианта спорообразования.: ооспорогенез, митоспорогенез и мейоспорогенез. Обычно под спорообразованием понимают образование мейоспор (мейоспорогенез). Ооспорогенез связан с процессом оплодотворения и, следовательно, со сменой ядерных фаз в циклах развития; заканчивается образованием ооспор, представляющих собой одноядерные или многоядерные зиготы. Митоспорогенез приводит к возникновению митоспор, формирующихся по нескольку или в большом числе в результате митотических делений гаплоидных , реже диплоидных клеток или без делений - моноспоры; к смене ядерных фаз не приводит. Протекает в одноклеточных митоспорангиях, а одноклеточные водоросли как бы сами становятся спорангиями.

Митоспорогенез может  наблюдаться при распадении мицелия, состоящего из клеток, содержащих дикарионы, например у головнёвых и ржавчинных грибов. Мейоспорогенез связан со сменой диплофазы в циклах развития как  низших, так и высших растений гаплофазой . У водорослей и грибов с гаплоидным циклом развития спор происходит при прорастании зиготы (ооспоры), диплоидное ядро которой, делясь мейотически, образует 4 гаплоидных ядра; при этом возникают 4 мейоспоры либо 3 из четырёх гаплоидных ядер отмирают и образуется лишь 1 мейоспора либо за мейозом следует 1-3 митотических деления и формируются 8-32 споры .У водорослей, имеющих изоморфный и гетероморфный циклы развития, мейоспорогенез протекает в одноклеточных мейоспорангиях и характеризуется образованием либо 4 мейоспор (например, тетраспоры бурых водорослей и большинства флоридей,  либо 16-128 мейоспор вследствие 2-5 митотических делений, следующих за мейозом Высшие растения образуют только мейоспоры, мейоспорогенез протекает в многоклеточных спорангиях. Обычно в результате митотических делений диплоидных клеток археспория возникают т. н. спороциты (мейотически делящиеся клетки), формирующие по 4 споры (тетрады спор). Равноспоровые папоротникообразные продуцируют морфологически и физиологически одинаковые споры (рис. 2, 1), из которых развиваются обоеполые заростки. У разноспоровых папоротникообразных и семенных растений осуществляются микро- и мегаспорогенез, мейоспорогенез, т. е. возникают споры двух типов. Микроспорогенез происходит в микроспорангиях и завершается образованием большого числа микроспор (рис. 2, 2), прорастающих затем в мужские заростки; мегаспорогенез - в мегаспорангиях, где в меньшем числе - часто даже 4 или 1 - созревают мегаспоры (рис. 2, 3), прорастающие в женские заростки. Развивающиеся спороциты и споры (у большинства высших растений) питаются веществами, получаемыми из клеток тапетума (слоя, выстилающего изнутри полость спорангия). У многих растений клетки этого слоя, расплываясь, образуют периплазмодий (протоплазматическую массу с дегенерирующими ядрами), в котором оказываются спороциты, а затем и споры. У некоторых растений в формировании периплазмодия участвует и часть спороцитов. В мегаспорангиях (семезачатках) некоторых покрытосеменных в результате мейоза образуются клетки с 2 или 4 гаплоидными ядрами, соответствующие 2 (рис. 2, 4) или 4 (рис. 2, 5) мегаспорам; из этих клеток развиваются женские гаметофиты - т. н. биспорические и тетраспорические зародышевые м  Рис. 2. Спорообразование у высших растений.

1 — развитие спорангия у равноспорового лептоспорангиатного папоротника; 2 — развитие микроспорангия у селагинеллы (Selaginella); 3 — развитие микроспорангия у азолии (Azolla); 4 — мегаспороцит (а) до мейоза и возникшие из него клетки после первого (б) и второго (в) делений мейоза у лука (Allium cepa); 5 — мегаспороцит (а) до мейоза и образовавшиеся после первого и второго делений мейоза двуядерная (б) и четырехъядерные (в, г) клетки у рябчика (Fritillaria persica). АС — археспорий, ТП — тапетум, ПП — периплазмодий, СЦ — спороциты, ЯС — ядра спор, СП — споры (изоспоры), МС — мегаспора, ТМ — тетрады микроспор.

2. Способы получения энергии для жизнедеятельности микроорганизмов. Аэробное, анаэробное дыхание, неполное окисление органических веществ.

Питательные вещества, поступившие  в микробную клетку, претерпевают в ней сложные превращения.

На эти превращения  затрачивается определенное количество энергии. Энергия расходуется также  для обеспечения роста и размножения  микроба. Необходимую для этих целей  энергию микробная клетка получает в процессе дыхания. Сущность такого процесса заключается в том, что сложныеорганические вещества окисляются до более простых с выделением энергии.

Для окисления органических веществ с целью получения  энергии одни микроорганизмы используют кислород воздуха, другие способны обходиться при этом без кислорода, а для  третьих кислород воздуха является даже вредным. Следовательно, по отношению к кислороду воздуха микроорганизмы можно подразделить на аэробные - это те микроорганизмы, которые нуждаются в кислороде воздуха, и анаэробные микроорганизмы, которым кислород воздуха не нужен.

Среди анаэробных микробов встречаются строгие, или безусловные, анаэробы, на них кислород воздуха  действует губительно, и факультативные, или условные, анаэробы, способные существовать как в присутствии кислорода, так и без него.

К числу аэробных микроорганизмов  относятся грибы и многие бактерии, например, уксуснокислые.

Аэробные микроорганизмы в процессе дыхания окисляют органические вещества обычно полностью до образования  в качестве конечных продуктов углекислого  газа и воды. Полное окисление сопровождается выделением всей энергии, содержащейся в окисляемом продукте.

При неполном окислении органических веществ выделяется меньше энергии. Невыделившаяся часть энергии остается в таком случае в продуктах неполного окисления. Так, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями может идти до стадии образования уксусной кислоты и воды с неполным выделением энергии.

Аэробные автотрофные  микроорганизмы необходимую им энергию  получают за счет окисления неорганических веществ.

Анаэробные микроорганизмы характеризуются бескислородным дыханием, которое называется брожением. При бескислородном дыхании окисление веществ всегда протекает неполно.

Примером бескислородного  дыхания является спиртовое брожение, вызываемое дрожжами в анаэробных условиях.

В результате спиртового брожения сахар превращается в этиловый спирт  и углекислый газ с выделением 27 ккал энергии. Как видно, окисление сахара происходит неполно, так как один из конечных продуктов - этиловый спирт - обладает значительным запасом энергии (326 ккал), которая в анаэробных условиях оказалась невыделенной.