Прокариотические и эукариотические микроорганизмы; сходства и основные различия: по строению клетки, по физиологическим и биохимическим признакам

Прокариотические и эукариотические микроорганизмы различаются:

1. по строению клетки (таблица 1).

2. по другим признакам: прокариотические микроорганизмы морфологически дифференцированы; многие группы прокариот способны существовать только в анаэробных условиях; значительное количество бактерий может получать энергию путем окисления неорганических веществ; большая группа бактерий являются фототрофными; широко распространена способность к фиксации молекулярного азота.

 

Таблица 1 - Различия в строении клеток прокариот и эукариот:

 

Признак	Прокариотическая клетка	Эукариотическая клетка
Организация генетического материала	Нуклеоид, состоящий чаще всего из одной замкнутой в кольцо или линейной хромосомы. Имеются гистоподобные белки. Гены не несут интронов (за исключением архебактерий). Гены организованы в опероны. Митоз отсутствует.	Ядро, содержащее обычно более одной хромосомы. Есть белки гистоны. Гены имеют экзонно-интронную организацию. Опероны отсутствуют. Деление ядра путем митоза.
Локализация ДНК	В нуклеоиде и плазмидах	В ядре и некоторых органеллах
Цитоплазматические органеллы	Отсутствуют (кроме рибосом)	Имеются
Рибосомы в цитоплазме	70S-типа	80S-типа
Движение цитоплазмы	Отсутствует	Имеется
Жгутики	Состоят из одной фибриллы, построенной из субъединиц белка флагеллина	Состоят из микротрубочек, собранных в группы
Компартментали-зация клеток	Слабо выражена	Клетка разделена мембранами на отдельные отсеки
Клеточная стенка (там, где она имеется)	Содержит пептидогликан муреин (за исключением архебактерий)	Пептидогликан муреин отсутствует

Бактериальные сферопласты и протопласты: методы получения, свойства, применение. L-формы бактерий, их характеристика, стабильные и нестабильные L-формы, интерес для медицинской микробиологии.

Протопласты - клетки округлой формы, полностью лишенные остатков клеточной стенки и окруженные только цитоплазматической мембраной. Их образование характерно чаще для грамположительных бактерий.

Сферопласты в отличие от протопластов сохраняют остатки клеточной стенки, образуются из клеток грамотрицательных бактерий.

Свойства протопластов и сферопластов:

1) Стабильно сохраняются в гипертонических или изотонических условиях: осуществляют обмен веществ, характерный для исходных клеток; В гипотонических условиях лопаются и образуют «тени». 2) В 3–10 раз крупнее исходных клеток бактерий. 3) Можно наблюдать их рост, иногда и их деление. 4) На них не адсорбируются бактериофаги и бактериоцины. 5) У них отсутствуют мезосомы. 6) При снятии действующего на образование муреина фактора протопласты и сферопласты отмирают, либо регенерируют клеточную стенку и возвращаются в исходное состояние, могут превращаться в L-формы.

L-формы - бактерии, частично или полностью лишенные клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию в естественной среде.

Свойства L-форм:

1) Возникают спонтанно или индуцированно – под воздействием агентов, блокирующих синтез клеточной стенки.

2) Плеоморфные. В культурах клетки имеют размер 0,2–50 мкм.

3) Проходят через бактериальные фильтры, легко разрушаются.

4) Клетки L-форм имеют мезосомы и крупные вакуоли.

5) Обладают пониженным уровнем метаболической активности.

6) Нечувствительны к агентам, действующим на клеточную стенку.

7) Культивировать можно только на специальных средах с высоким осмотическим давлением.

8) Не функционируют нормальные механизмы клеточного деления. В основном они делятся с образованием элементарных тел.

9) Различают стабильные и нестабильные L-формы. Нестабильные L -формы обладают элементами клеточной стенки и поэтому способны ревертировать в нормальные бактериальные клетки. Стабильные L-формы полностью лишены ригидной клеточной стенки, крайне редко ревертируют в исходные бактериальные формы.

10) Переход в L-форму можно рассматривать как способ переживания бактериями неблагоприятных условий.

Исследования L-форм представляют существенный интерес для медицинской микробиологии, поскольку в таком состоянии в организме человека и животных могут сохраняться патогенные бактерии. При неправильном использовании антибиотиков, приводящем к образованию L-форм из бактерий, может наступить якобы улучшение состояния больного. Однако после прекращения приема лекарства происходит превращение L-форм в бактерии исходного вида с восстановлением их вирулентности, что приводит к рецидиву болезни.

Понятие о питательных средах в микробиологии. Требования к искусственным питательным средам. Классификация питательных сред: по составу, по назначению, по консистенции. Принцип изготовления питательных сред, их назначение.

В широком смысле слова питательная среда должна соответствовать следующим требованиям: 1) включать доступный для клетки источник энергии; 2) содержать все необходимые компоненты для реализации конструктивных процессов в клетке.

В узком смысле слова любая искусственная питательная среда должна соответствовать следующим требованиям: содержать все необходимые для роста питательные вещества в легко усвояемой форме; иметь оптимальную влажность, оптимальную вязкость, оптимальную рН, быть изотоничной, с высокой буферной емкостью и, по возможности, прозрачной.

Питательной средой в микробиологии называют среды, содержащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения микроорганизмов, их культивирования и сохранения в лабораторных или промышленных условиях.

Классификация питательных сред:

· По составу питательные среды делятся на натуральные, синтетические и полусинтетические. Также они могут классифицироваться как среды определенного и неопределенного состава.

· По назначению среды разделяют на основные, элективные и дифференциально-диагностические. К основным относятся среды, применяемые для выращивания многих бактерий. Такие среды служат основой для приготовления сложных питательных сред. Элективные среды обеспечивают преимущественное развитие одной физиологической группы микроорганизмов. Дифференциально-диагностические среды применяются для быстрой идентификации близкородственных видов микроорганизмов, в медицине и т.д.

· По консистенции среды могут быть жидкими, полужидкими, плотными, сыпучими.

Приготовление плотных питательных сред достигается добавлением к жидким средам уплотнителей, в качестве которых могут выступать агар, желатина, силикагель, каррагенан. Сыпучие среды представляют собой массу в той или иной степени измельченного и увлажненного сырья.

В бактериологической практике чаще всего используются сухие питательные среды, которые получают в промышленных масштабах –гидролизаты дешевых непищевых продуктов (рыбные отходы, мясокостная мука) с добавлением агара. Сухие среды - достаточно дешевое сырье, хранятся длительное время, удобны при транспортировке, имеют стандартный состав, на их основе быстро и легко готовить питательные среды.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Обмен веществ, энергии и информации в растительной клетке. Источники энергии для жизнедеятельности клеток. Пути использования и превращение энергии. АТФ, ее структура, химическая природа и роль в энергетике клетки.

Все живые существа состоят из клеток. Клетка является не только его структурной, но и функциональной еди­ницей. Живая клетка состоит из тех же химических элементов, что и неживая природа. Процессы, происходящие в клетке, подчиня­ются общим законам физики и химии. Согласно первому закону термодинамики энергия для клеточной работы не может созда­ваться из ничего и исчезать бесследно. Согласно второму закону термодинамики в клетке последо­вательно возрастает энтропия и происходит «разупорядочение» структуры. По сравнению с неживыми структурами скорость возрастания энтропии в живых системах минимальная.

Живые организмы представляют собой открытые системы, которые обме­ниваются с окружающей средой энергией, веществом и инфор­мацией.

Фотосинтезирующие клетки растений потребляют солнечную энергию и превращают ее в химическую форму. Универсальной клеточной «валютой» служат молекулы АТФ, обеспечивающие важнейшие процессы жизнедеятельности, прежде всего – биосин­тезы.

АТФ представляет собой универсальное макроэргическое соединение, ре­акция гидролиза которого сопряжена со множеством энергозависимых процессов. Сопряжение осуществляется через образование общего для двух реак­ций промежуточного продукта: отщепляемый от АТФ фосфат временно пере­носится на молекулу одного из реагирующих веществ. В результате такого фосфорилирования энергия молекулы повышается, и это дает возможность прой­ти энергетически невыгодной реакции. Помимо АТФ в клетке есть и другие соединения с макроэргической связью и высокими значениями свободной энер­гии гидролиза, однако, именно АТФ является наиболее общим и прямым источником энергии в клетке.

Часть энергии АТФ затра­чивается на механическую работу (например, движение цито­плазмы), другая часть идет на активный транспорт веществ про­тив физико-химических градиентов. Большую роль играют в клетке механизмы, обеспечивающие сигналы о быстрых измене­ниях окружающей среды. При этом часть энергии АТФ превра­щается в электрическую (биопотенциалы) или световую (биохемилюминесценция), которые вновь высвобождаются в окружающую среду.

Образованные при фотосинтезе органические вещества участ­вуют в другом важнейшем процессе - дыхании. Окислительный распад дыхательных субстратов приводит к освобождению заключенной в них энергии - часть ее вновь локализуется в молекулах АТФ и может затем использоваться по перечисленным направлениям. Более половины энергии окисления превращается в теплоту и в этой форме вы­деляется в окружающую среду. Таким образом осуществляется обмен энергией между клеткой и средой.

Обмен веществом включает процесс поглощения из окружаю­щей среды диоксида углерода, воды, минеральных веществ, уча­ствующих в клетке в многочисленных биохимических реакциях. В результате этих процессов клетка строит и поддерживает свои структуры, а продукты распада и отходы жизнедеятельности вы­ходят в окружающую среду, где они подвергаются превращениям.

Обмен информацией начинается с восприятия клеткой сигна­лов от внешних раздражителей. Возникающее в клетке возбужде­ние приводит к изменению функциональной активности клетки. Сигналы о происшедших переменах клетка посылает в окружаю­щую среду.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: