Нефотосинтезирующие, не образующие плодовых тел скользящие
Бактерии
В эту группу (группа 15 по “Определителю бактерий Берджи”) включены грамотрицательные бактерии, способные к скольжению по поверхности плотного субстрата. Они морфологически разнообразны, могут иметь кокковидную (например, Achromatium sp.), палочковидную(Cytophaga sp., Sporocytophaga sp., Chitinophaga sp.), нитевидную (Thermonema sp.) форму клеток, встречаются одиночные клетки или многоклеточные нити. Нитевидные структуры могут быть покрыты чехлом. Внутри группы эти бактерии существенно различаются по отношению к кислороду: есть как аэробы, так и факультативные и облигатные анаэробы.
Нефотосинтезирующие, не образующие плодовых тел скользящие бактерии обитают в морской и пресной воде (в том числе в горячих источниках), в почве; некоторые представители выделяются из организма пойкилотермных позвоночных животных. Для человека, как правило, непатогенны. Многие бактерии этой группы принимают участие в минерализации биополимеров (целлюлозы, хитина, крахмала, гемицеллюлоз и других). Некоторые представители (например, Beggiatoa sp., Achromatium sp.) могут окислять серу, а также сульфиды и тиосульфат, причем при окислении последних сера может откладываться в клетках в виде глобул.
· роды Cytophagaи Sporocytophaga
Это палочки различной длины, образующие окрашенные в желтый, оранжевый или красный цвет колонии, аэробы или факультативные анаэробы, сапрофиты, обитающие, в основном, в почве. Особенностью бактерий рода Sporocytophaga является способность к образованию покоящейся стадии – микроцисты. Представители этих родов играют активную роль в разложении целлюлозы в аэробных условиях.
Нитрифицирующие бактерии
Эти бактерии отнесены к группе аэробных хемолитотрофных бактерий и родственных им организмов (группа 12 по “Определителю бактерий Берджи”). Все нитрифицирующие бактерии разделены на две секции – А (бактерии, окисляющие нитрит) и В (бактерии, окисляющие аммиак). Это грамотрицательные бактерии, очень разнообразные по форме (палочковидные, кокковидные, извитые), могут быть подвижны за счет налачия жгутиков или неподвижны.
Нитрификация – это процесс превращения аммония в нитрат, протекающий в две стадии. Нитрифицирующие бактерии используют ион аммония (нитрозобактерии) или нитрит (нитробактерии) в качестве донора электронов для протекания окислительно-восстановительных реакций, в том числе и процесса дыхания (табл.1).
Таблица 1
Микроорганизмы, участвующие в процессах нитрификации
| Стадии нитрификации | Протекающие процессы | Примеры микроорганизмов, участвующих в процессе |
| I | 2NH4+ + 3O2 → 2NO2 - + 4H+ +2H2O | Нитрозобактерии: Nitrosomonas europaea, Nitrosococcus oceanus, Nitrosolobus multiformis |
| II | 2NO2- + O2 → 2NO3- | Нитробактерии: Nitrobacter winogradskyi, Nitrospina gracilis, Nitrococcus mobilis, Nitrospira marina |
Каждая из стадий требует участия строго определенных нитрифицирующих бактерий. Ни один из нитрификаторов не способен осуществлять обе стадии процесса.
Нитрифицирующие бактерии широко распространены в почвах, морской и пресной воде; играют важную роль в процессах переработки сточных вод.
Архебактерии
Архебактерии (группы 31-35 по “Определителю бактерий Берджи”) – самые древние бактерии, часто живущие в экстремальных условиях (в горячих серных источниках, соленых озерах, засоленных или щелочных почвах и т.п.). Некоторые архебактерии являются симбионтами в пищеварительном тракте животных .
Эти микроорганизмы имеют своеобразное строение генетического материала, клеточной стенки, цитоплазматической мембраны и выделены в отдельную категорию Mendosicutes. Они отличаются от эубактерий:
- по составу клеточной стенки (не содержит пептидогликана; вместо него в состав клеточной стенки входит псевдомуреин или только белки или полисахариды);
- по составу ДНК-зависимой РНК-полимеразы;
- по нуклеотидным последовательностям рибосомальных РНК;
- по составу молекул т-РНК (содержат псевдоуридин);
- имеют специфический состав мембранных липидов;
- некоторые гены архебактерий содержат интроны, что для остальных бактерий не характерно.
Архебактерии подразделяются на следующие группы:
Метаногенные архебактерии – в результате жизнедеятельности образуют метан, в качестве донора электронов используют Н2. Метанобразующие бактерии разнообразны по форме; среди них встречаются кокки (Methanococcus sp.), палочки (Methanobacterium sp.), спириллы и другие формы. Представители этой группы – строгие анаэробы, грамвариабельны. Среди них встречаются мезофилы и термофилы. Например, для представителей рода Methanothermus оптимальная температура роста - 83-88оC.
Сульфатредуцирующие архебактерии (например, представители рода Archaeoglobus) – грамотрицательные бактерии, кокковидные, могут быть неправильной формы. Строгие анаэробы. В процессе метаболизма восстанавливают SO42- до H2S.
Экстремально галофильные бактерии (галобактерии) – растут при высоких концентрациях солей. Представлены кокками или палочками неправильной формы; грамвариабельные. Аэробы. Растут при концентрации NaCl не менее 1,5 М (оптимальная – 2-4 М). Встречаются в природе в соленых озерах, засоленных почвах (Halobacterium sp., Halococcus sp.). Среди этой группы бактерий встречаются алкалофилы, растущие при рН > 8,5 (Natronobacterium sp., Natronococcus sp.; обитают в щелочных озерах и почвах).
Архебактерии, лишенные клеточной стенки (представители рода Thermoplasma) – полиморфные грамотрицательные бактерии, факультативные анаэробы. Являются облигатными термофилами (оптимальная температура роста 45-67оС) и ацидофилами (растут при рН 0,5-4,5).
Экстремальные термофилы и гипертермофилы, метаболизирующие серу имеют клетки различной формы. Среди них встречаются как аэробы, так и анаэробы. В анаэробных условиях восстанавливают S до H2S, в аэробных - окисляют H2S или S до SO42-. Оптимальная температура роста для этих бактерий – 70-1050С. Обитают в серных горячих источниках, зонах вокруг подводных вулканов. Наиболее известны представители родов Sulfolobus (аэробы), Thermofilum, Desulfurococcus, Pyrococcus (строгие анаэробы). Особо следует отметить бактерий рода Pyrodictium, которые способны расти в диапазоне температур 80-110оС, причем оптимальной для них является температура 105оС.
Вопросы для самоконтроля
1. Установить соответствие:
Характеристика бактерий Категория (отдел)
1. Бактерии, содержащие в клеточной а) Mendosicutes
стенке 1-2 слоя пептидогликана б) Gracilicutes
2. Бактерии, содержащие в клеточной в) Tenericutes
стенке до 40 слоев пептидогликана г) Firmicutes
3. Бактерии, не имеющие клеточной стенки
4. Бактерии, имеющие клеточную стенку,
не содержащую пептидогликана
2. В синий цвет по методу Грама окрашиваются
а) Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa
б) Pseudomonas aeruginosa и Neisseria meningitidis
в) Lactococcus lactis и Clostridium botulinum
3. Ланцетовидная форма клеток характерна для
а) Leuconostoc mesenteroides
б) Fusobacterium sp.
в) Streptococcus pneumoniae
4. Установить соответствие:
Морфологическое описание Микроорганизм
1) Грамотрицательные диплококки а) Bacillus anthracis
бобовидной формы, спор не образуют, б) Streptococcus pyogenes
имеют небольшую капсулу, неподвижны в) Corynebacterium diphtheriae
2) Грамположительные кокки овальной г) Neisseria meningitidis
или округлой формы, расположенные
цепочками, имеют капсулу, неподвижны
3) Грамположительные спорообразующие
неподвижные палочки с “обрубленными”
концами, образующие цепочки клеток
4) Грамположительные неподвижные
неспорообразующие палочки, часто
имеющие форму булавы или гантели,
располагающиеся в виде буквы V
5. Наличие капсулы, состоящей из полисахаридов, характерно для
а) Streptococcus pyogenes
б) Bacillus anthracis
в) Lactococcus lactis
6. К грамотрицательным коккам относятся:
а) Enterococcus faecalis и Neisseria meningitidis
б) Leuconostoc mesenteroides и Streptococcus salivarius
в) Neisseria gonorrhoeae и Veillonella sp.
7. Клетки Streptococcus pyogenes располагаются в поле зрения микроскопа
а) по одной
б) цепочкой
в) в виде пакетов по 8-16 клеток
г) в виде скоплений неправильной формы (“виноградная гроздь”)
8. К облигатно анаэробным грамположительным коккам относятся:
а) Veillonella sp. и Lactococcus lactis
б) Peptococcus sp. и Peptostreptococcus sp.
в) Prevotella sp. и Bacteroides sp.
9. Sporosarcina ureae отличается от большинства других кокков тем, что
а) имеет клетки бобовидной формы и образует споры
б) образует споры и подвижна за счет наличия жгутиков
в) образует капсулу, состоящую из полипептидов
10. Neisseria meningitidis относится к
а) грамположительным факультативно анаэробным коккам
б) грамотрицательным облигатно анаэробным коккам
в) грамотрицательным аэробным коккам
11. К b-гемолитическим стрептококкам относится
а) Streptococcus pyogenes
б) Streptococcus pneumoniae
в) Streptococcus mutans
12. Форму веретена имеют клетки
а) Fusobacterium sp.
б) Vibrio sp.
в) Leuconostoc sp.
13. Установить соответствие:
Микроорганизм Характеристика
1) Pseudomonas fluorescens а) палочки, изогнутые в трехмерном
2) Erwinia amylovora пространстве (1/4 витка спирали),
3) Vibrio cholerae монотрихи
4) Klebsiella pneumoniae б) одиночные подвижные палочки, перитрихи
в) неподвижные одиночные палочки или
диплобактерии, образуют капсулу,
состоящую из полисахаридов
г) одиночные подвижные палочки (лофотрихи)
14. Сапрофитами являются представители родов
а) Brucella и Bordetella
б) Acetobacter и Azotobacter
в) Rhizobium и Agrobacterium
15. Установить соответствие:
Характеристика Микроорганизм
1) фитопатогенные микроорганизмы, а) Azotobacter vinelandii
вызывающие опухоли у растений б) Legionella pneumophila
(корончатый галл) в) Agrobacterium tumefaciens
2) фитопатогенные бактерии, вызывающие г) Pseudomonas syringae
бактериальные пятнистости листьев,
плодов и др.
3) сапрофиты, обитающие в почве,
свободноживущие азотфиксаторы
4) условно-патогенные микроорганизмы,
основным местом обитания которых
является вода
16. Образование пигмента пиоцианина характерно для
а) Salmonella typhi
б) Xanthomonas campestris
в) Pseudomonas aeruginosa
17. К грамотрицательным аэробным палочкам относятся
а) Legionella pneumophila и Bacteroides sp.
б) Rhizobium sp. и Pseudomonas aeruginosa
в) Leptotrichia sp. и Escherichia coli
18. Представители рода Enterobacter - это
а) грамотрицательные облигатно анаэробные палочки, лофотрихи
б) грамотрицательные неподвижные аэробные палочки
в) грамотрицательные факультативно анаэробные подвижные палочки
19. К семейству Pasteurellaceae относится
а) Haemophilus influenzae
б) Yersinia pseudotuberculosis
в) Pseudomonas aeruginosa
20. К роду Vibrio относятся
а) палочки, изогнутые в трехмерном пространстве (1/4 витка спирали)
б) палочки веретенообразной формы с заостренными концами
в) палочки в форме гантели или булавы, расположенные под углом друг к другу в виде буквы V
21. Представители семейства Enterobacteriaceae, не имеющие жгутиков – это
а) Salmonella и Enterobacter
б) Klebsiella и Shigella
в) Citrobacter и Yersinia
22. Способность образовывать пигмент ярко-красного цвета характерна для
а) Pseudomonas aeruginosa
б) Xanthomonas campestris
в) Serratia marcescens
23. Основные места обитания Staphylococcus aureus - это
а) желудок и толстый кишечник
б) кожа и слизистая оболочка верхних дыхательных путей
в) мочеполовой тракт и толстый кишечник
24. В полости рта человека обитают
а) Streptococcus mitis
б) Leuconostoc mesenteroides
в) Micrococcus luteus
25. Толстый кишечник человека – основной биотоп для
а) Staphylococcus aureus
б) Streptococcus pyogenes
в) Clostridium perfringens
26. Представители рода Peptostreptococcus обитают
а) в толстом кишечнике и ротовой полости человека
б) в воде, почве
в) на коже человека и слизистой оболочке верхних дыхательных путей
27. К фитопатогенным микроорганизмам относятся представители родов
а) Citrobacter и Azotobacter
б) Erwinia и Xanthomonas
в) Legionella и Klebsiella
28. Эпифитные бактерии встречаются среди представителей родов
а) Erwinia и Pantoea
б) Pseudomonas и Сlostridium
в) Agrobacterium и Citrobacter
29. Пищевые токсикоинфекции могут вызывать
а) Xanthomonas campestris и Agrobacterium tumefaciens
б) Acetobacter aceti и Bordetella pertussis
в) Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli
30. Бактериальную дизентерию вызывают представители рода
а) Salmonella
б) Vibrio
в) Shigella
31. Представители рода Proteus
а) сапрофиты, обитающие в почве
б) фитопатогенные бактерии, вызывающие “ожоговую болезнь”
в) условно-патогенные бактерии, способные вызывать у человека циститы
32. Псевдотуберкулез вызывают представители рода
а) Pseudomonas
б) Yersinia
в) Mycobacterium
33. Образование фурункулов и карбункулов вызывает
а) Streptococcus agalactiae
б) Micrococcus luteus
в) Staphylococcus aureus
34. Стоматологические инфекции (пародонтиты, гингивиты, пульпиты) могут вызвать
а) Prevotella sp. и Peptococcus sp.
б) Escherichia coli и Enterococcus faecalis
в) Corynebacterium sp. и Streptococcus mitis
35. Возбудителем тонзиллита чаще всего является
а) Veillonella sp.
б) Streptococcus pyogenes
в) Pantoea agglomerans
36. Госпитальные инфекции часто вызывают
а) Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa
б) Shigella boydii и Micrococcus luteus
в) Klebsiella pneumoniae и Salmonella typhi
37. Гломерулонефрит и ревматизм являются осложнениями инфекционных заболеваний, вызванных
а) Staphylococcus aureus
б) Fusobacterium sp.
в) Streptococcus pyogenes
38. В развитии кариеса основная роль принадлежит
а) Streptococcus pyogenes и Staphylococcus aureus
б) Streptococcus mutans и Streptococcus mitis
в) Streptococcus salivarius и Lactococcus lactis
39. Enterococcus faecalis может вызывать
а) ангину и рожистое воспаление
б) пищевые токсикоинфекции и эндокардиты
в) синдром токсического шока и пищевые интоксикации
40. Противокариозное действие оказыавают
а) Bacteroides sp.
б) Streptococcus sanguis
в) Veillonella sp.
41. Streptococcus agalactiae способен вызывать
а) менингиты у новорожденных
б) синуситы и остеомиелиты
в) рожистое воспаление и стоматологические инфекции
42. Туляремию вызывает представитель рода
а) Francisella
б) Legionella
в) Bordetella
43. Bordetella pertussis вызывает у человека
а) поражение опорно-двигательного аппарата
б) пневмонию
в) коклюш
44. Lactococcus lactis является продуцентом
а) бактериоцина низина
б) белка А
в) антибиотика неомицина
45. В производстве йогурта используются
а) Lactococcus lactis и Bacillus cereus
б) Streptococcus mitis и Lactobacilllus casei
в) Streptococсus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
46. Промышленным продуцентом декстрана является
а) Xanthomonas campestris
б) Leuconostoc mesenteroides
в) Lactococcus lactis
47. Декстран используется
а) для получения кровезаменителей
б) в качестве консерванта в пищевой промышленности
в) для получения пищевых пленок
48. Спириллы - это
а) Г- изогнутые клетки, имеющие фибриллы
б) Г- изогнутые клетки, имеющие наружные жгутики
в) Г+ спорообразующие клетки изогнутой формы
49. К спириллам относят
а) Campylobacter sp.
б) Leptospira sp.
в) Borrelia sp.
50. Для микоплазм характерно
а) наличие в клеточной стенке псевдомуреина
б) крупные размеры клеток
в) отсутствие клеточной стенки
51. К спирохетам относят
а) Г+ извитые бактерии, имеющие фибриллы
б) Г- извитые бактерии, имеющие фибриллы
в) Г- извитые бактерии, имеющие жгутики
52. Спирохетами, патогенными для человека, являются
а) Treponema denticola
б) Spirillum volutans
в) Leptospira interrogans
53. Возбудителем эпидемического возвратного тифа является
а) Treponema pallidum
б) Borrelia recurrentis
в) Rickettsia typhi
54. Бактерии, не имеющие клеточной стенки, это
а) микобактерии
б) миксобактерии
в) микоплазмы
55. К спорообразующим бактериям относят
а) коринебактерии
б) бациллы
в) микобактерии
56. Образование спор, диаметр которых больше диаметра клетки, характерно, как правило, для
а) бацилл
б) актиномицетов
в) клостридий
57. Споры бацилл и клостридий служат для
а) размножения
б) фиксации молекулярного азота
в) сохранения в неблагоприятных условиях
58. Образование мицелия является характерным свойством:
а) Streptomyces sp.
б) Propionibacterium sp.
в) Bifidobacterium sp.
59. Установить соответствие.
Род бактерий Характерное свойство
1) Clostridium а) не имеют спор и жгутиков
2) Actinomyces б) образуют споры и имеют жгутики
3) Escherichia. в) не образуют спор и имеют жгутики
60. Образование длинных цепочек клеток характерно для
а) микобактерий
б) бацилл
в) клостридий
61. При окрашивании по Граму клетки Bacillus subtilis приобретают цвет
а) красный
б) сине-фиолетовый
в) не окрашиваются
62. Образование V-образных структур из клеток характерно для
а) актиномицетов
б) микобактерий
в) коринебактерий
63. Установить соответствие:
Название возбудителя Вызываемое им заболевание
1) Bacillus anthracis а) столбняк
2) Clostridium tetani б) дифтерия
3) Corynebacteriun diphtheriae в) сибирская язва
64. К грамположительным бактериям относят представителей рода
а) Corynebacterium
б) Shigella
в) Pseudomonas
65. Клетки Clostridium tetani имеют форму
а) цилиндра
б) теннисной ракетки
в) барабанной палочки
66. Непостоянство формы клеток характерно для
а) бацилл
б) микобактерий
в) листерий
67. К оксигенному фотосинтезу способны
а) пурпурные серные бактерии
б) миксобактерии
в) цианобактерии
68. Основной функцией гетероцист у цианобактерий является
а) участие в процессе фотосинтеза
б) участие в процессе фиксации молекулярного азота
в) сохранение вида в неблагоприятных условиях
69. Миксобактерии относятся к отделу (категории)
а) Gracilicutes
б) Firmicutes
в) Mendosicutes
70. Способностью к образованию макроскопических плодовых тел обладают
а) миксобактерии
б) актиномицеты
в) архебактерии
71. Представители рода Cytophaga принимают активное участие в процессе
а) фиксации СО2
б) разложения целлюлозы
в) нитрификации
72. К экстремальным термофилам относят представителей рода
а) Nitrosococcus
б) Pyrodictium
в) Rhodospirillum
Правильные ответы: 1 – (1 – б, 2 – г, 3 – в, 4 – а); 2 – в; 3 – в; 4 – (1 – г, 2 – б, 3 – а, 4 – в); 5 – а; 6 – в; 7 – б; 8 – б; 9 – б; 10 – в; 11 – а; 12 – а; 13 – (1 – г, 2 – б, 3 – а, 4 – в); 14 – б; 15 – (1 – в, 2 – г, 3 – а, 4 – б); 16 – в; 17 – б; 18 – в; 19 – а; 20 – а; 21 – б; 22 – в; 23 – б; 24 – а; 25 – в; 26 – а; 27 – б; 28 – а; 29 – в; 30 – в; 31 – в; 32 – б; 33 – в; 34 – а; 35 – б; 36 – а; 37 – в; 38 – б; 39 – б; 40 – в; 41 – а; 42 – а; 43 – в; 44 – а; 45 – в; 46 – б; 47 – а; 48 – б; 49 – а; 50 – в; 51 – б; 52 – в; 53 – б; 54 – в; 55 – б; 56 – в; 57 – в; 58 – а; 59 – (1 – б, 2 – а, 3 – в); 60 – б; 61 – б; 62 – в; 63 – (1 – в, 2 – а, 3 – б); 64 – а; 65 – в; 66 – б; 67 – в; 68 – б; 69 – а; 70 – а; 71 – б; 72 – б.
Справочник терминов
Автотрофы – организмы, способные использовать неорганические соединения углерода (СО2, карбонаты) в качестве единственного источника углерода для построения биомассы.
Анаэробы облигатные– организмы, не способные существовать в присутствии кислорода (он для них токсичен).
Анаэробы факультативные– организмы, способные существовать как в присутствии кислорода, так и в бескислородных условиях.
Антропоноз– инфекционное заболевание, источником возбудителя при котором является человек (больной или микробоноситель).
Аэробы– организмы, способные существовать только в присутствии кислорода (они используют его как конечный акцептор электронов и водорода в процессе кислородного дыхания).
Аэротолерантные микроорганизмы– организмы, способные выживать в присутствии кислорода (он для них не токсичен), но не использующие его в своем метаболизме.
Гетеротрофы– организмы, способные использовать органические соединения в качестве источника углерода для построения биомассы клетки.
Госпитальные инфекции– инфекционные заболевания, возникающие у людей в результате пребывания их в лечебном учреждении.
Зооноз- инфекционное заболевание, источником возбудителя при котором являются животные.
Клон– совокупность генетически идентичных организмов, полученная при бесполом размножении одной особи.
Литотрофы– организмы, использующие неорганические вещества (NH4+, NO2-, H2, Fe2+, H2S, S и др.) в качестве доноров электронов для получения энергии и биосинтеза различных веществ.
Мезофилы– микроорганизмы, оптимальная температура для размножения которых лежит в пределах от 20оС до 40оС.
Микроаэрофилы– микроорганизмы, которым обязательно требуется присутствие кислорода, но в небольших количествах (1-3%).
Органотрофы– организмы, использующие органические соединения в качестве доноров электронов для протекания метаболических процессов.
Плеоморфизм– образование различных форм клеток у микроорганизмов.
Термофилы– микроорганизмы, оптимальная температура для размножения которых превышает 50оС.
Фототрофы– организмы, способные использовать для жизнедеятельности энергию квантов солнечного света.
Хемотрофы– организмы, использующие для жизнедеятельности энергию химических реакций, протекающих в клетке.
Штамм– клоновая по происхождению культура, наследственная однородность которой поддерживается по одному или нескольким определенным признакам.
Список литературы
1. Бациллы: Генетика и биотехнология / Под ред. К.Харвуда. М.: Мир, 1992. 531 с.
2. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М. : ООО “Медицинское информационное агентство”, 2002. 736 с.
3. Воробьев А.А., Быков А.С., Пашков Е.Н., Рыбакова А.М. Микробиология. М.: Медицина, 1994. 288 с.
4. Медицинская микробиология / Под ред. В.И.Покровского, О.К.Поздеева. М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1998. 1200 с.
5. Определитель бактерий Берджи. В 2-х тт./ Под ред. Дж.Хоулта, Н.Крига, П.Снита, Дж.Стейли, С.Уилльямса. М.: Мир, 1997.
6. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. 567 с.
7. Biology of the Prokaryotes / Eds. J.W.Lengeler, G.Drews, H.G.Schlegel. Stuttgart etc.: Thieme, 1999. 955 p.
Содержание
Введение 3
1. Систематика и номенклатура микроорганизмов 3
2. Основные морфологические группы прокариот 6
2.1.Кокковидные бактерии 6
2.1.1. Грамположительные кокки 8
2.1.2. Грамотрицательные кокки 10
2.2. Палочковидные бактерии 11