Контрольная работа по "Микробиологии"

Итак, в  мире бактерий существуют совершенно определенные виды как реально существующие таксономические единицы, а не вымышленные  схемы. Понятие вида мы можем сформулировать так: вид — это группа близких  между собой организмов, имеющих  общий корень происхождения и  на данном этапе эволюции характеризующихся  определенными морфологическими, биохимическими и физиологическими признаками, обособленных отбором от других видов и приспособленных к определенной среде обитания. 

34. Рост, размножение  микроорганизмов.  Способы размножения: бесполое (бинарное деление, почкование фрагментация гиф, репродуктивное бесполое, половое – конъюгация, образование эндоспор).

Для микробиологической диагностики, изучения микроорганизмов  и в биотехнологических целях микроорганизмы культивируют на искусственных питательных средах.

Под ростом бактерий понимают увеличение массы клеток без изменения их числа в популяции как результат скоординированного воспроизведения всех клеточных компонентов и структур. Увеличение числа клеток в популяции микроорганизмов обозначают термином "размножение". Оно характеризуется временем генерации (интервал времени, за который число клеток удваивается) и таким понятием, как концентрация бактерий (число клеток в 1 мл).

В отличие  от митотического цикла деления  у эукариотов размножение большинства прокариотов (бактерий) идет путем бинарного деления, а актиномицетов — почкованием.При этом все прокариоты существуют в гаплоидном состоянии,поскольку молекула ДНК представлена в клетке в единственном числе.

Бесполое  размножение, или агамогенез — форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Следует отличать бесполое размножение от однополого размножения (партеногенеза), который является особой формой полового размножения.

Бинарное  деление может происходить в продольной плоскости (у водорослей, жгутиконосцев) или в поперечной (у инфузорий), либо в неопределенной плоскости (например, у амёб).

Почкование. Некоторым видам одноклеточных свойственна такая форма бесполого размножения, как почкование. В этом случае происходит митотическое деление ядра. Одно из образовавшихся ядер перемещается в формирующееся локальное выпячивание материнской клетки, а затем этот фрагмент отпочковывается. Дочерняя клетка существенно меньше материнской, и ей требуется некоторое время для роста и достраивания недостающих структур, после чего она приобретает вид , свойственный зрелому организму.Почкование- вид вегетативного размножения. Почкованием размножаются многие низшие грибы, например дрожжи и даже многоклеточные животные, напримерпресноводная гидра. При почковании дрожжей на клетке образуется утолщение, постепенно превращающиеся в полноценную дочернюю клетку дрожжей. На теле гидры несколько клеток начинают делиться, и постепенно на материнской особи вырастает маленькая гидра, у которой образуются рот со щупальцами и кишечная полость, связанная с кишечной полостью „матери“.Если материнская особь поймает добычу, то часть питательных веществ попадает и в маленькую гидру,и наоборот, дочерняя особь, охотясь, также делится пищей с материнской особью. вскоре маленькая гидра отделяется от материнского организма и обычно располагается рядом с ней.(но не всегда!)

Половое размножение у одноклеточных и колониальных организмов (грибов, низших растений, простейших) бывает двух видов: копуляция и конъюгация. 
У разных видов организмов наблюдается несколько вариантов копуляции, хорошо иллюстрирующих процесс эволюционного становления этого способа размножения. Гологамия, наиболее примитивный способ копуляции, свойственна разным видам водорослей (например, хламидомонада) и некоторым жгутиконосцам. После периода бесполого размножения две особи, без каких-либо видимых морфологических перестроек, целиком сливаются (копулируют), образуя зиготу. Зигота затем претерпевает ряд делений, давая начало особям нового поколения.

Образование эндоспор

Наиболее  пристально было изучено спорообразование, представляющее деление клетки, при  котором одна клетка образует отмирающий спорангий, а вторая превращается в  переживающую устойчивую эндоспору. Образование  эндоспор свойственно преимущественно  грамположительным бактериям, из которых  аэробные получали название Bacillus, а анаэробные — Clostridium.

Сейчас  их номенклатура усложнилась в связи  с установленными филогенетическими  различиями внутри этих родов, так что  таксоны превратились в групповое  обозначение клостридий и бацилл. Кроме того, найдены некоторые грамотрицательные спорообра-зующие бактерии, как Sporomusa, члены сем. Haloanaembiaceae. Подробно изучен геном Bacillus subtilis, для которого имеется полная последовательность ДНК.

Цикл  спорообразующих организмов включает две стадии: вегетативных клеток, которые  размножаются и вполне подобны не-спорообразующим бактериям, и неразмножающихся переживающих стадий — спор. Споры отличаются от вегетативных клеток наличием оболочек, содержащих дипиколиновую кислоту. Поэтому в фазовом контрасте они опознаются как блестящие тела на фоне темных вегетативных клеток. В споре различают мембранный экзоспориум, иногда с прикрепленными газовыми везикулами, стенку с модифицированным пептидогликаном, кортекс, и в центре располагается обезвоженный ядерный материал с дипико-линовой кислотой и ионами Са2+. Зрелые споры хорошо выдерживают нагревание до 80 °С, и это служит методом отделения спорообразующих от неспорообразующих организмов. Устойчивость спор варьирует у разных видов, и есть чрезвычайно резистентные формы. В жизненном цикле спорообразующих организмов Следует рассматривать, во-первых, переход к спорообразованию, обычно индуцируемый истощением питательного субстрата, и, во-вторых, прорастание спор. Спорообразование включает деление генома, окружение одной дочерней хромосомы мембраной внутри материнской клетки-спорангия, сохраняющей обмен и подвижность, свойственные вегетативным клеткам. С окружения части клетки с хромосомой мембраной начинается стадия про-споры с формированием оболочек споры. Затем клетка-спорангий лизируется. Зрелая спора может сохраняться десятки лет, не теряя жизнеспособности.

Наиболее  примечательным свойством споры  служит ее способность к прорастанию  в благоприятных условиях. Несмотря на заторможенный обмен, спора сохраняет  способность чувствовать внешние  сигналы, в том числе химические. Одним из способов вызвать прорастание  служит нагревание спор до 60 °С. При прорастании спора теряет блеск, ее оболочка лизируется и из споры выходит вегетативная клетка, приступающая к активному росту. В результате спорообразующие организмы оказываются колонизаторами, способными к быстрому освоению свежего субстрата. 
 

37. Микроорганизмы и  окружающая среда.  Приспособительные  возможности микробов  к воздействию  неблагоприятных  условий среды.

     Первые  следы жизни относятся к периоду  более 3 млрд. лет назад; это были микроорганизмы, которые преобладали  в биосфере Земли до периода около 0,5 млрд. лет назад. Таким образом, прокариоты не только стоят у истоков  земной жизни, из них не только развилось  все многообразие эукариотических форм, но они и после этого существовали всегда. Высшие формы жизни на протяжении своей эволюции никогда не были одиноки; их постоянно либо теснили, либо поддерживали вездесущие одноклеточные организмы. Среди современных высших форм жизни есть и такие, которые утвердились не только в борьбе с себе подобными, но и во взаимоотношениях с микроорганизмами. У многих организмов в процессе эволюции выработались терпимые, партнерские отношения - мутуалистический симбиоз.

     Микроорганизмы  уже существовали, когда поверхность  нашей планеты принимала свой нынешний вид; они уже присутствовали в то время, когда сдвигались континенты, создавались отложения толщиной в несколько тысяч метров, земная кора много раз опускалась и сминалась  в складки, возникали залежи руд, угля, месторождения нефти и природного газа. Во многих из этих процессов активно  участвовали.

     На  протяжении не менее чем 80% всего  периода органической эволюции Земля  была населена исключительно микроорганизмами. Если ископаемые остатки микробов находят редко, то данные сравнительной физиологии и биохимии служат достаточной опорой для классификации прокариот по типу метаболизма. Однако при чтении раздела об эволюции организмов следует учитывать то, что в этой области еще много пробелов и домыслов.

     Большинство микробов не переносят неблагоприятных  условий внешней среды. Они гибнут от высокой температуры, ультрафиолетовых лучей, сильно действующих химических веществ. Но некоторые виды бактерий могут переносить и трудные условия  жизни. У одних бактерий, например у туберкулезной палочки, оболочка тела пропитана изолирующим веществом, напоминающим воск, у других — оболочка покрывается слизью. У некоторых  бактерий при неблагоприятных условиях часть содержимого клетки уплотняется, обезвоживается и превращается в  спору с плотной оболочкой, которая  пропитана смолоподобными веществами, устойчива к внешним воздействиям и почти непроницаема для воды и кислот. Попадая в благоприятные условия, спора набухает, прорастает и превращается в обычную активную бактерию. Бактерии, образующие споры, называются бациллами.

49. Молочнокислое брожение. Химизм процесса. Гомоферментативный и гетерофермантативный тип брожения их возбудителей, морфологические особенности. Значения.

Молочнокислое брожение — процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характерному продукту — молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путемкатаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Также молочнокислое брожение происходит в тканях животных в отсутствии кислорода при больших нагрузках.

Гомоферментативное молочнокислое брожение

При гомоферментативном молочнокислом брожении углевод сначала окисляется до пирувата по гликолитическому пути, затем пируват восстанавливается до молочной кислоты НАДН+Н (образовавшегося на стадии гликолиза при дегидрировании глицеральдегид-3-фосфата) при помощи лактатдегидрогеназы. От стереоспецифичности лактатдегидрогеназы и наличия лактатрацемазы зависит, какой энантиомер молочной кислоты будет превалировать в продуктах- L-, D- молочная кислота или же DL-рацемат. Продуктом гомоферментативного молочнокислого брожения является молочная кислота, которая составляет не менее 90 % всех продуктов брожения. Примеры гомоферментативных молочнокислых бактерий: Lactobacillus casei , L. acidophilus , Streptococcus lactis.

Гетероферментативное молочнокислое брожение

В отличие  от гомоферментативного брожения, деградация глюкозы идет по пентозофосфатному пути, образующийся из ксилулозо-5-фосфата глицеральдегид-3-фосфат окисляется до молочной кислоты, а ацетилфосфат восстанавливается до этанола (некоторые гетероферментативные молочнокислые бактерии окисляют полученный этанол частично или полностью до ацетата). Таким образом, при гетероферментативном молочнокислом брожении образуется больше продуктов: молочная кислота, уксусная кислота,этанол, двуокись углерода. примеры гетероферментативных молочнокислых бактерий: L. fermentum, L. brevis, Leuconostoc mesenteroides, Oenococcus oeni .

Молочнокислое брожение используется для консервации продуктов питания (за счет ингибирования роста микроорганизмов молочной кислотой и понижения рН) с целью длительного сохранения (пример- квашение овощей, сырокопчение), приготовлении кисломолочных продуктов (кефира, ряженки, йогурта, сметаны), силосовании растительной массы, а также биотехнологического способа производства молочной кислоты. 

72. Мясо от больных животных – возможный источник возбудителей инфекция людей и животных. Консервирование мяса ( на принципах: биоза, анабиоза, абиоза, ценанабиоза)

Животные  страдают инфекционными болезнями, присущими не только им, но и общими для животных и человека, а также  глистными инвазиями. Мясо таких  животных не годно в пищу; в некоторых  случаях оно может употребляться, но лишь после соответствующей обработки.

В зависимости  от характера и тяжести заболевания  животного, не допускается в пищу либо вся туша, сало, внутренности, кровь, голова и ноги, которые подлежат технической утилизации или уничтожению, либо только части туши и отдельные  органы. Перечень таких заболеваний  установлен специальными правилами  ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясопродуктов. Этими правилами  регулируются также методы обезвреживания условно годного мяса и порядок  использования его в пищу.

Большую опасность в санитарном отношении  представляют микробы паратифозной группы (Salmonella), которые вызывают у животных энтериты, септикопиемивеские заболевания и др.; отдельные представители этой группы патогенных для человека микробов (B.suipestifer) могут встречаться в организме больных животных как сопутствующие возбудителю основного заболевания (чума свиней).

В некоторых  случаях болезненного состояния  животного (полостные раны, понос  и др.) разрешается убой его в  специальном отделении бойни (санитарная бойня) в присутствии ветеринарного  надзора, с последующим тщательным ветеринарным и бактериологическим исследованием туши. Этот убой называется вынужденным; мясо таких животных стерилизуют  в автоклавах, которые устанавливаются  в специально оборудованном помещении. 

     В основе консервирования пищевых  продуктов лежат следующие биологические  принципы: