Способы классифицирования бактерий, основанные на изучении их морфологии

Классификация и физиология микроорганизмов

В этом разделе Вы найдете ответы на следующие вопросы:

Какие группы микроорганизмов наиболее важны для пищевой промышленности?

Каково строение бактериальной и дрожжевой клетки и их различие?

На чем основана классификация бактерий?

Каково строение микроскопических грибов?

В чем различие отдельных классов грибов?

Какова роль дрожжей в пищевой промышленности?

Что такое вирусы и фаги и каково их строение?

В чем сущность обмена веществ у микроорганизмов?

Какие типы питания известны у микроорганизмов?

Микроорганизмы очень разнообразны по форме, размерам и физиологическим свойствам. Форма клеток бывает шарообразной, палочковидной и нитевидной. Каждую отдельную клетку микробов, ее форму и строение можно увидеть лишь с помощью микроскопа.

Когда же микроорганизмы обильно разрастаются, на питательной среде или пищевом продукте образуются скопления клеток – колонии, которые можно видеть невооруженным глазом.

По виду и строению колоний можно приблизительно судить о принадлежности микроорганизмов к той или иной основной группе: дрожжам, бактериям или плесневым грибам.

Различны также размеры микроорганизмов: среди них есть карлики и гиганты. Так, нити некоторых низших грибов, состоящие из одной клетки, достигают в длину нескольких сантиметров и хорошо видны.

Имеются крупные клетки и среди нитчатых водных бактерий. Длина клеток некоторых грибов и дрожжей достигает 20-50 мкм при толщине всего 0,1-2 мкм.

Такие клетки хорошо различимы в обычном световом микроскопе, который дает увеличение от 600-800 до 1300 раз.

Почти все микроорганизмы состоят из одной клетки и являются, таким образом, одноклеточными – таковы бактерии, дрожжи и актиномицеты. Но плесневые грибы состоят из большого числа клеток и являются многоклеточными. Клетка является основной структурной единицей всех живых организмов – не только микробов, но и растений и животных.

При изучении микроорганизмов важно выявить форму и строение клетки, способность к движению, характер оболочки и др. Наука, изучающая эти вопросы, называется морфологией.

Особенно большое значение имеет химический состав клетки, способ ее размножения, тип питания, обмен веществ, способность к различным химическим реакциям и синтезу веществ в процессе жизнедеятельности.

Эти свойства микроорганизмов изучает наука физиология.

Микроорганизмы классифицированы, т. е. распределены на группы с учетом их формы, степени родства, происхождения, а также вызываемых ими химических реакций. Основной единицей в классификации микроорганизмов является вид.

Близкие виды объединяются в роды, а роды – в семейства. Каждый вид представлен различными штаммами.

Для того чтобы классифицировать какую-либо группу микробов, необходимо описать свойства отдельных штаммов, сравнить их и разграничить единицы.

Таким образом, классификация – это распределение единиц по группам более крупного порядка, образующего иерархическую систему.

Например, Сарцина флава (желтая), Аспергиллус нигер (черный), Пенициллиум глаукум (зеленый) и т. п.

К морфологическим признакам микроорганизмов относятся строение и форма клетки, взаимное расположение клеток, наличие у микроорганизмов способности к движению, спорообразование и т. д.

Источник: http://www.comodity.ru/microbiology/classification/

Классификация микроорганизмов. Морфология и физиология

МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ИММУНОЛОГИИ

ЛЕКЦИЯ №1

Классификация микроорганизмов. Морфология и физиология.

Первая общая биологическая классификация была создана в 18 веке система К. Линнеем, основана на морфологических признаках и включавшая животный и растительный мир.

Основными ступенями классификации являются – Царство – Отдел – Класс(группа) – Порядок – Семейство – Род – Вид. Микроорганизмы – царство прокариотов. Для микроорганизмов в 1980 году принята единая международная классификация Берги(Берджи).

Для того чтобы определить к какому виду относится микроорганизм, необходимо с помощью различных методов изучить его особенности( форму клетки, спорообразование, ферментативные свойства) и по определителю найти его систематическое положение – идентифицировать.

Бинарная номенклатура К. Линнея.

Staphyloccoccus aurus

Род вид

В честь ученых названия –Шигеллы, Эшерихии, Бруцеллы – Брюс.

Систематика, классификация и номеклатура.

Классификация.

Раздел систематики, разделяющий микробов по таксономическим категориям – таксонам (taxis – греческое слово – расположение, порядок) базируется на основе сходства однородных признаков. В основу таксономии микроорганизмов положены их морфологические, физиологические, биохимические, и молекулярно-биологические свойства.

Основные таксономические категории –

Царство

Отдел

Класс

Порядок

Семейство

Род

Вид

Номенклатура – это система названий таксономических категорий в соответствии с международными правилами.

Выделяют отдельные царства –

Прокариоты – бактерии

Vira – вирусы

Грибы и простейшие –эукариоты

Подцарство – Protozoa – простейшие

Одной из основных таксономических единиц является вид – Вид (лат.

species) — таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды. Вид — реально существующая генетически неделимая единица живого мира, основная структурная единица в системе организмов.

Для обозначения вида бактерий принята двойная (бинарная) номенклатура.

Каждый микроб имеет родовое и видовое название.

Например. Родовое видовое

Возбудитель брюшного тифа Salmonella typhi

Гноеродный стафилокк Staphylococcus aureus

Чистая культура микроорганизмов, выделенных из определенного источника и отличающихся от других представителей вида называется – штаммом.

Клон – совокупность особей, выращенных на одной микробной клетке.

Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающимися по тем или иным свойствам, употребляют суффикс var – разновидность. Поэтому микроорганизмы в зависимости от характера обозначают как

По классификации Берджи, бактерии составляющие царство прокариот делят на 4 отдела –

Грациликуты – извилистая форма- Гр(-) – тонкая стенка – кокки и палочки – спирохеты, риккетсии, хламидии.

Фирмикуты – палочки, шаровидная форма бактерий – толстая клеточная стенка – Гр(+) – актиномицеты, коринебактерии, микобактерии.

Тенерикуты – без регидной клеточной стенки – микоплазмы.

Мендозикуты – клеточная стенка, особенности в строении рибосом, мембран и р – РНК – архебактерии.

Для токсономии бактерий важным значением является не только отношение к окраске, но и особенности с троения и химический состав клеточной стенки.

Строение бактериальной клетки

См.стр.29, нарисовать на листе бумаги без подписей с обозначениями.

1. клеточная стенка
2. цитоплазматическая мембрана
3. цитоплазма
4. ядерное вещество нуклеотид
5. органеллы (лизосомы, рибосомы)
6. включения (гранулы)
7. жгутики, споры, капсулы
8. пили

У многих бактерий есть капсула (наружная стенка – слизистый слой, определяется методом окраски по Бурри-Гинсу). Капсула образуется у бактерий при попадании их в человека или животного (пневмония). Капсульные бактерии – const. клебсиеллы. Роль капсулы – защитная от антител и фагоцитов.

Химический состав различен, но в основном вода 98% и полисахариды.

Средний слой.

Клеточная стенка – оболочка, отделяющая микробную клетку от окружающей среды. Она определяет и сохраняет ее форму, прочная, эластичная, гибкая, толщиной 10-20 нм. Клеточная стенка бактерий имеет сложную структуру.

Прочность стенки придает муреин – вещество полисахаридной природы. Клеточную стенку может разрушать лизоцим. Существуют бактерии без клеточной стенки – протопласты! Их можно сохранить только в гипертоническом растворе.

Бактерии с частично разрушенной клеточной стенкой – сферопласты.

Цитоплазматическая мембрана. Плотно прилегает к клеточной стенке с внутренней стороны, толщиной 8-10 нм, состоит из белков и фосфолипидов. Через цитоплазматическую мембрану клетка питается. Ферменты цитоплазматической мембраны осуществляют активный перенос веществ. В мембране имеются ферменты дыхания.

Цитоплазматическая мембрана образует лизосомы, принимающие участие в делении клетки и в окислительных реакциях.

Если клетки поместить в гипертонический раствор, мембрана может отделиться от клеточной стенки – плазмолиз.

По строению клеточной стенки бактерии делятся на Грамм + и Грамм – (стенки тоньше, но строение сложнее), окрашиваются по методу Грамма (сложный способ окраски). Грамм + бактерии – в фиолетовый цвет, Грамм – – в красный цвет.

Молекулы муреина (пептидогликан) придают прочность клеточной стенке. Это правильная сеть из параллельно расположенных полисахаридных цепей «сшитых» друг с другом короткими цепями пептидов.

Грам “-” бактерии – муреиновый слой снаружи покрыт мягким и гладким слоем липидов. Это защищает их от лизоцима. Липидный слой придает устойчивость к пенициллину.

Грам “+” – полисахариды и белки, у них большое количество магниевой соли, РНК и белка.

Цитоплазма – внутреннее содержимое бактериальной клетки. Сложная коллоидная система, состоящая из воды, белков, углеводов, липидов и различных минеральных солей. В цитоплазму включены: ядерное вещество нуклеотид, рибосомы, различные включения.

Нуклеотид – представлен двойной цепью ДНК, свернутой в кольцо. В молекулу ДНК закодирована вся генетическая информация клетки. Ядерное вещество- генофор (геном) – по генетической терминологии.

Рибосомы – основная функция – синтез белка. В количестве до 10 000 в виде полисом, состоят: 60% РНК и 40% белка.

Клетки бактерий в процессе жизнедеятельности образуют не только капсулу, но и споры.

Споры – только у палочковидных бактерий.

Образуются споры при попадании микроорганизма в неблагоприятные условия внешней среды. Устойчивы к действию температуры и дезинфицирующих растворов.

Споры находятся внутри бактериальной клетки и представляют собой уплотненный участок цитоплазмы с нуклеотидом, одетой собственной плотной оболочкой. Воды мало, липидов и солей кальция больше, чем у вегетативных клеток. Это способствует высокой устойчивости спор.

Споры образуются за 18-20 часов. При попадании в благоприятные условия в течении 4-5 часов прорастает в вегетативную форму.

Бактерии.

Древние обитатели земли, одноклеточные организмы, лишенные хлорофилла. Средние размеры 2-6 мкм, варьируют размеры 0,1 – 10 мкм (10мкм – палочка сибирской язвы).

Прокариоты размножаются поперечным делением, половой путь – коньюгация. Форма, размеры могу изменяться под влиянием различных факторов (возраст культуры, среда обитания).

Это явление называется полиморфизм (холерный вибрион может приобретать шаровидную форму). Форма: 1. шаровидная (кокки- стафилококки, стрептококки, пневмококки, гонококки, менингококки); 2.

палочковидная (кишечная палочка, дифтерии, коклюша); 3. извилистая – спириллы (бледная спирохета).

Кокки – шаровидные клетки, по форме могут быть: сферические, ланцетовидные (пневмококк), бобовидные (менингококк), диаметром 0,5-1 мкм. По взаимному расположению клеток после деления среди кокков выделяют:

Микрококки- клетки делятся в разных плоскостях и располагаются по одиночке.

Диплококки (пневмо-, гоно-, менинго-). Клетки делятся в одной плоскости и затем располагаются попарно.

Стрептококки делятся в одной плоскости и, не расходясь, образуют цепочку.

Тетракокки – клетки делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и располагаются по 4 (стр. 27).

Сарцины – клетки делятся в 3 взаимно перпендикулярных плоскостях и располагаются в виде тюков или пакетов по 8 или 16 клеток в каждом.

Кокки широко распространены во внешней среде, а так же в организме человека или животных.

Все группы кокков, исключая микро-, тетракокки и сарцины, являются возбудителями инфекционных заболеваний.

Бактерии – палочковидной формы, длиной 1-10 мкм, шириной 0,5-2 мкм, распределяются без определенной системы, одиночно, но могут быть и попарно и в виде цепочек (стрептобактерии).

По форме – прямые (цилидрические) или слегка изогнутые, эллипсоидные. Длинные и короткие (коккобактерии). Если длина больше ширины – диагностический признак.

Края – заостренные, обрубленные, овоидные (гуля), закругленные (кишечная палочка).

Среди данных бактерий много возбудителей инфекционных болезней: чумы,сибирской язвы, бруцеллеза, столбняка,

газовой гангрены, дифтерии, кишечных инфекций.

Извитые формы – у них спиралевидное строение.

Спириллы – безвредные микроорганизмы живущие в сточных водах или загрязненных водах, гниющих отбросах. Spirillium minus – вызывают у человека болезнь Криен-Содоке.

Спирохеты – тонкие, длинные, извилистые (спиралевидной формы бактерии), отличаютсяот спирилл подвижностью, обусловленнойсгибательными изменениями клеток. Число витков 10 -15. спирохеты состоят из наружной мембраны (клеточной стенки), окружающей цитоплазматический цилиндр с цитоплазматической мембраной и оксиальной(осевой) нитью (аксистиль).

Расположение жгутиков — характерный признак, имеющий таксономическое значение.У некоторых бактерий жгутики расположены по всей поверхности клеточной стенки (например, у бактерий рода Proteus), такие бактерии известны как перитрихи [от греч. peri-, вокруг, + trichos, волос].

Некоторые бактерии снабжены только одним толстым жгутиком (например, представители рода Vibrio), они известны как монотрихи. Политрихи — бактерии, имеющие одиночный по виду жгутик, образованный пучком из 2-50 жгутиков. Полярные жгутики прикреплены к одному или обоим концам бактерии.

Монополярно-политрихиальное расположение жгутиков имеют лофотрихи [от греч. lophos, пучок, + trichos, волос], к ним, например, относят представителей рода Pseudomonas. Биполярно-политрихиальное жгутикование имеют амфитрихи [от греч.

amphi-, двусторонний, + trichos, волос] (например, бактерии рода Spirillum).

Жгутики по химическому составу состоит из белка – флагеллина.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s3276t6.html

Классификация и морфология бактерий

На данный момент в классификации клеточных микроорганизмов выделяют несколько таксономических единиц. Они включают группы от наибольшей к наименьшей в следующем порядке: домен, царство, тип, класс, порядок, семейство, род, вид. Далее в зависимости от конкретного вида могут выделяться штаммы и разнообразные варианты.

Систематика бактерий

Домен Bacteria включает 23 типа, среди них значение в медицинской микробиологии имеют всего пять.

Важное значение в медицинской микробиологии имеет подразделение бактерий в зависимости от строения клеточной стенки и, соответственно, от способности краситься йодосодержащими красителями по методике Грама.

Большая часть грамотрицательных бактерий были объединены в тип Proteobacteria, который делится на 5 классов.
Также грамотрицательные бактерии входят в типы Chlamydiae, Spirochaetes и Bacteroides.

Грамположительные бактерии объединены в два типа:

Морфология бактерий

Определение 1

Под морфологией бактерий в первую очередь понимают форму клетки. Еще А. ван Ливенгук сделал первые зарисовки и назвал основные формы бактерий, данные описания используются по сей день.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Основные формы бактериальных клеток:

• Кокковидные (диплококки, стрептококки, стафиллококки)
• Палочковидные (бациллы)
• Извитые (вибрионы, спириллы и спирохеты)
• Ветвящиеся

Бактерии со сферической формой клетки или кокки – шаровидные размером 0,5-1 мкм, в зависимости от взаимного расположения с другими клетками делятся на микрококки – располагающиеся поодиночке, диплококки – парные, стрептококки – образующие цепочки, тетракокки – четверки, сарцины – пакеты и стафилококки – располагаются гроздями винограда.

Пример 1

К диплококкам относятся пневмококк, гонококк, менингококк, к стафилококкам – золотистый стафилококк, к стрептококкам – эпидермальный стрептококк, к палочкам сибиреязвенная палочка.

Строение клеточной стенки бактерий

Снаружи бактерии, как и все другие клеточные организмы, покрыты цитоплазматической мембраной, имеющей в своей основе липидный бислой и белки. Липидная мембрана – обязательный элемент клеточной оболочки для всех клеток.

Однако снаружи от нее могут располагаться и другие структуры.

В большинстве случаев снаружи от мембраны присутствует клеточная стенка, которая чаще всего состоит из муреина, тейхоевых кислот и липопротеинов.

По строению такие оболочки делятся на грамотрицательную и грамположительную.

Грамотрицательная клеточная стенка

Первая характеризуется наличием небольшого количества пептидогликана муреина – 5-10% массы и образует два тонких слоя. Кнаружи от пептидогликана расположен слой липопротеина, соединенный с муреином. За ним следует наружная мембрана клеточной стенки.

Замечание 1

При окраске по Граму после воздействия йодосодержащего красителя, они обесцвечиваются спиртом, и при обработке фуксином или сафранином приобретают красный цвет.

Наружная мембрана при этом состоит из трех основных компонентов и является ассиметричной:

• Ближе к пептидогликану располагается липид А – консервативная структур, одинаковая у грамотрицательных бактерий.Он состоит из фосфорилированных гликозоаминовых единиц, с прикрепленными к ним цепочками жирных кислот.
• Средний слой – ядро – относительно консервативная олигосахаридная структура.
• Наружний слой – высоко вариабельный липополисахарид, который образует так называемый О-антиген.

Грамположительная клеточная стенка

Грамположительные клеточные стенки содержат малое количество полисахаридов, липидов и белков, но большое количество пептидогликана муреина, который образует толстую многослойную структуру и составляет от 40 до 90 % массы клеточной стенки.

Замечание 2

Клеточная стенка грамположительных бактерий при окраске по Граму удерживает генцианфиолет в комплексе с йодом и придает ей сине-фиолетовую окраску. Она при промывании спиртом не исчезает вследствие сужения наружних пор стенки под воздействием этанола.

Источник: https://spravochnick.ru/medicina/klassifikaciya_i_morfologiya_bakteriy/

2. Классификация (систематика) микроорганизмов

Главная / Лекции 3 курс / Медицинская микробиология / Вопрос 1. Основы микробиологии. Классификация микроорганизмов / 2. Классификация (систематика) микроорганизмов

Микроорганизмы — это организмы, невидимые невооруженным глазом из-за их незначительных размеров. Этот критерий — единственный, который их объединяет. В остальном мир микроорганизмов еще более разнообразен, чем мир макроорганизмов.

Согласно современной систематике, микроорганизмы относятся к трем царствам:

1. Vira — к ним относятся вирусы;
2. Eucariotae — к ним относятся простейшие и грибы;

3. Procariotae — к ним относятся истинные бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, актиномицеты.

Основные отличия прокариот от эукариот состоят в том, что прокариоты не имеют:

1. морфологически оформленного ядра (нет ядерной мембраны и отсутствует ядрышко), его эквивалентом является нуклеоид, или генофор, представляющий собой замкнутую кольцевую двунитевую молекулу ДНК, прикрепленную в одной точке к цитоплазматической мембране; по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией;
2. сетчатого аппарата Гольджи;

3. митохондрий.

Имеется также ряд признаков или органелл, характерных для многих, но не для всех прокариот, которые позволяют отличать их от эукариотов:

1. многочисленные инвагинации цитоплазматической мембраны, которые называются мезосомы, они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении клетки, спорообразовании, и дыхании бактериальной клетки;
2. специфический компонент клеточной стенки — муреин, по химической структуре — это пептидогликан (диаминопиеминовая кислота);
3. плазмиды — автономно реплицирующиеся кольцевидные молекулы двунитевой ДНК с меньшей, чем хромосома бактерий молекулярной массой. Они находятся наряду с нуклеоидом в цитоплазме, хотя могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде. Наиболее известны плазмиды:
   1. (F-плазмиды), обеспечивающие конъюгационный перенос между бактериями;

   2. (R-плазмиды) — плазмиды лекарственной устойчивости, обеспечивающие циркуляцию среди бактерий генов, детерминирующих устойчивость к используемым для лечения различных заболеваний химиотерапевтическим средствам.

Также как для растений и животных, для названия микроорганизмов применяется бинарная номенклатура, — то есть родовое и видовое название, но если видовую принадлежность исследователям определить не удается и определена только принадлежность к роду, то употребляется термин “species”. Чаще всего это имеет место при идентификации микроорганизмов имеющих нетрадиционные пищевые потребности или условия существования.

Название рода обычно или основано на морфологическом признаке соответствующего микроорганизма (например, Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) либо являются производными от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (например, Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Видовое название часто связано с наименованием основного вызываемого этим микроорганизмом заболевания (например, Vibrio cholerae — холеры, Shigella dysenteriae — дизентерии, Mycobacterium tuberculosis — туберкулеза) или с основным местом обитания (например, Escherihia coli — кишечная палочка).

Кроме того, в русскоязычной медицинской литературе возможно использование соответствующего русифицированного названия бактерий (например, вместо Staphylococcus epidermidis — эпидермальный стафилококк; Staphylococcus aureus — золотистый стафилококк и т. д.).

Царство прокариот включает в себя отдел цианобактерий и отдел эубактерий, который, в свою очередь, подразделяется на порядки:

1. собственно бактерии (отделы Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);

2. хламидий.

Бактерии — это прокариотические, преимущественно одноклеточные микроорганизмы, которые могут также образовывать ассоциации (группы) сходных клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.

Порядки подразделяются на группы. Основными таксономическими критериями, позволяющими отнести штаммы бактерий к той или иной группе, являются:

1. морфология микробных клеток (кокки, палочки, извитые);
2. отношение к окраске по Граму — тинкториальные свойства (грамположительные и грамотрицательные);
3. тип биологического окисления — аэробы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы;

4. способность к спорообразованию.

Дальнейшая дифференциация групп на семейства, рода и виды, которые являются основной таксономической категорией, проводится на основании изучения биохимических свойств. Этот принцип положен в основу классификации бактерий, приведенной в специальных руководствах — определителях бактерий.

Вид является эволюционно сложившейся совокупностью особей, имеющих единый генотип, который в стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками. Для патогенных бактерий определение “вид” дополняется способностью вызывать определенные нозологические формы заболеваний.

Существует внутривидовая дифференцировка бактерий на варианты:

1. по биологическим свойствам (биовары или биотипы);
2. по биохимической активности (ферментовары);
3. по антигенному строению (серовары или серотипы);
4. по чувствительности к бактериофагам (фаговары или фаготипы);

5. по устойчивости к антибиотикам (резистентовары).

В микробиологии широко применяют специальные термины — культура, штамм, клон.

Культура — это видимая глазом совокупность бактерий на питательных средах. Культуры могут быть чистыми (совокупность бактерий одного вида) и смешанными (совокупность бактерий двух или более видов).

Штамм — это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников или из одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида.

Клон — это совокупность бактерий, являющихся потомством одной клетки.

Далее по теме:

Источник: https://www.medkurs.ru/lecture3k/microbiology/mb1/5109.html