Скафандр для клетки, или для чего нужна капсула бактериям

ПОИСК

    Из микроорганизмов (бактерий, простейших, плесневых грибов, дрожжей) выделено большое количество полисахаридов самого различного строения — от простейших гомополисахаридов до сложных биополимеров, содержащих помимо углеводов остатки аминокислот и липидов.

Количество полисахаридов в клетках микроорганизмов достигает 20—30% сухого веса клеток.

По локализации в клетках полисахариды можно разделить на три группы резервные внутриклеточные полисахариды, полисахариды клеточной стенки и внеклеточные полисахариды, содержащиеся в капсуле или слизистом слое, окружающем клетки микроорганизмов. [c.

545]
    Лекарственные средства (таблетки, капсулы, гранулы, растворы, экстракты, сиропы, мази, суппозитории, аэрозоли и др.), не стерилизуемые в процессе производства, могут быть контаминированы микроорганизмами и поэтому должны быть испытаны на микробиологическую чистоту.

Испытание на микробиологическую чистоту включает количественное определение жизнеспособных бактерий и грибов, а также выявление определенных видов микроорганизмов, наличие которых недопустимо в нестерильных лекарственньтх средствах. Испытание проводят в асептических условиях, применяя приведенные в ГФ XI, вып.

2, методы и питательные средьт для контроля всех видов нестерильных ле-карственттых средств, а также сырья, используемого в их производстве. [c.524]

    Обнаружение капсул бактерий имеет значение как для их дифференциации, таки для определения их вирулентности. Капсулы, как и споры, плохо воспринимают анилиновые красители, поэтому чаще применяют негативные методы окраски. [c.22]

    Некоторые виды бактерий образуют слизистые капсулы. При обычных методах окраски они остаются бесцветными. Для выявления их применяют специальные негативные методы окраски (стр. 27). [c.46]

Однако при иммунном ответе образуются антитела к веществам капсулы бактерий антитела покрывают поверхность бактерий, и они фагоцитируются лейкоцитами, имеющими рецепторы для антител. Затем эндоцитозный (фагоцитозный) пузырек сливается с первичной лизосомой, и бактерии разрушаются. [c.

221]

    Пока еще нет достаточных оснований утверждать, что дезинфицирующее действие катионных детергентов обусловлено именно тем, что они связывают бактериальные белки.

Известно, что катионные детергенты соединяются также и с нейтральными полисахаридами и, следовательно, связывание ими полисахаридов, входящих в состав капсул бактерий, тоже может играть существенную роль в механизме дезинфицирующего действия. [c.225]

    Возможны следующие случаи расположения микроорганизмов и частиц загрязнений у поверхностей материалов конструкций [23] (рис.

21) раздельное расположение микроорганизмов и частиц загрязнений (а) образование мостиков между частицами через бактерии и, наоборот, между бактериями через частицы (б) адсорбция микроорганизмов на поверхности больших по размеру частиц и проникновение в частицу (в) адсорбция меньших по размеру частиц на поверхности микроорганизмов (г) образование конгломератов из микроорганизмов и частиц загрязнений (д). Последнее имеет большое значение для диффузии питательных веществ, продуктов обмена, развития процесса биоповреждения. К частицам загрязнений и поверхностям материалов бактерии могут прикрепляться боковой стороной, капсулой, полюсом, жгутиками (е). Микроорганизмы могут покрыть частицы в один или несколько слоев. Их строение позволяет достаточно прочно прикрепляться к твердым поверхностям. Например, актиномицеты имеют мицелий, предназначенный для размножения, прикрепления к субстрату и извлечения питательных веществ. Мицелий, служащий для прикрепления, состоит из тончайших гиф, отличающихся кожистым строением и значительной плотностью [42]. [c.50]

    Бактерии в средах с г(сфты0 и парафином приоорешюг отличительные особенности морфологии, тонкой структуры и структуры микробной популяции [216].

Микробы в зонах контакта с нефтью, парафином образуют агрегаты из 3-30 и более клеток, окруженные общей капсулой, через которую, возможно, они взаимодействуют с субстратом.

Обнаружено также, что присутствие нефтепродуктов в среде [c.99]

Они содержат неразветвленные или слаборазветвленные полисахаридные цепи с большим количеством кислотных групп.

Примером таких соединений могут служить пектиновые кислоты, V -антиген грамотрицательных бактерий, многие полисахариды капсулы пневмококков. Эти вещества обычно внеклеточной природы. [c.609]

    В отличие от капсул чехлы имеют тонкую структуру. Нередко в них обнаруживают несколько слоев с разным строением (см. рис. 4, 4).

Между этими структурами у прокариот обнаружено много переходных форм, так что иногда нельзя четко отграничивать капсулу от слизистых клеточных выделений или капсулу от чехла. [c.38]

    Накопление окислов железа и марганца на поверхности бактериальных клеток — результат двух взаимосвязанных процессов аккумуляции (поглощения) клетками этих металлов из раствора и окисления, сопровождающегося обильным отложением нерастворимых окислов на поверхности бактерий.

Процесс аккумуляции тяжелых металлов из растворов в основе имеет физико-химическую природу и в значительной мере обусловлен химическим составом и свойствами поверхностных структур клетки. Он включает связывание металлов внеклеточными структурами (капсулы, чехлы, слизистые выделения), клеточной стенкой и ЦПМ.

Коэффициент накопления для железа и марганца может достигать значений 10 —10 . [c.376]

    В этом случае бактерии окрашиваются в красный цвет, а неокрашенные капсулы контрастно выделяются на тушевом фоне препарата (см. цв. вклейку, рис. 5). Иногда вокруг окрашенных бактерий, не образующих капсул, видны небольшие бесцветные зоны— ложные капсулы, которые появляются в результате неправильного высушивания или фиксации мазка. [c.22]

    По мнению Мак-Киннея, вещества, входящие в состав слизи и капсулы бактерий, принимают участие в образовании хлопьев, так как от них зависит электрический заряд клеток. [c.171]

    Механизм высвобождения полимера из комплекса с липидным переносчиком до сих пор подробно не изучен. Видимо, какую-то роль здесь играет лигазная реакция, в ходе которой полимер освобождается и связывается с клеточной поверхностью.

Обычно после экскреции полисахариды остаются связанными с клеточной стенкой местом присоединения может служить какой-либо наружный мембранный белок. Очевидно, существует определенное число мест связывания, после насыщения которых избыток полисахарида выделяется уже в виде слизи.

Возможно также, что места связывания приспособлены к полимеру определенного размера. По-видимому, слизистые мутанты образующих капсулы бактерий либо не имеют [c.231]

    Sphaerotilus natans-это одноклеточная грам-отрицательная бактерия с полярным пучком жгутиков, которую можно отнести к псевдомонадам. Характерна форма ее роста она растет в виде длинных нитей, которые состоят из цепочки клеток, удерживаемых вместе тонким трубчатым чехлом (рис. 3,8). Этот чехол состоит из гетерополисахарида, и его следует рассматривать как капсулу.

 [c.106]

    В процессе жизнедеятельности оболочка некоторых бактерий может разбухать и ослизнятьея, особенно у культур на средах, богатых углеводами и бедных белками. Наружные слои ее при этом превращаются в студенистую, клейкую массу и образуют так называемую капсулу.

Часто капсула бывает больших размеров, чем сама бактерия, и уродливой формы. Иногда ослизнение происходит одновременно у нескольких клеток, заключенных в одну боль-П1ую капсулу. Такие слизистые колонии бактерий называются зо-оглея ми (рнс. 72, б). [c.

248]

    В 1928 г. на клетках Diplo o us pneumoniae были выполнены важные эксперименты, результаты которых показали, что генетическая информация, контролирующая свойства капсульных полисахаридов (гл. 5, разд. Г), может передаваться от одного штамма бактерий к другому.

Согласно этим экспериментам, какое-то вещество, присутствующее в убитых клетках и бесклеточных экстрактах, стабильно изменяет свойства капсул, подвергнутых воздействию этого вещества. Данное явление, получившее название трансформация бактерий, много лет оставалось загадкой.

В то время когда были выполнены эти эксперименты, не было даже и намека на генетическую роль нуклеиновых кислот, которые воспринимались всеми как довольно странный материал. Более того, к тому времени еще не была доказана ковалентная природа связей в нуклеиновых кислотах.

Широко было принято представление о тетрануклеотиде как о повторяющейся единице какого-то регулярного полимера. Обычно считалось, что гены имеют белковую природу. [c.183]

    Капсулы, слизистые образования и чехлы могут содержать компоненты, одинаковые с клеточной стенкой, однако их химические составы не идентичны. Как правило, химический состав капсул, образуемых бактериями, родо- или видоспецифичен.

Для ряда бактерий показана способность синтезировать и вьщелять в окружающую среду волокна целлюлозы. [c.38]

    Т.к. открыты в 1958 в клеточных стенках грамположит. бактерий. Позже аналоги>шые полимеры были найдены в капсулах грамотрицат. бактерий и в бактериальных мембранах. [c.510]

    Живые организмы производят грандиозные количества полисахаридов, десятки миллиардов тонн в год. Значительная часть этих полисахаридов весьма устойчива к химическим воздействиям. Тем не менее в природных условиях полисахариды практически не накапливаются и быстро вовлекаются в обычный кругооборот органических соединений.

510]

    Взаимодействие поверхностных антигенов бактерий с лейкоцитами играет существенную роль в процессах бактериальной инфекции. Vi-kn-тиген и антигены капсулы (см. ниже) являются агрессинами , т. е. веществами, которые подавляют фагоцитоз бактерий и тем самым создают усло  [c.604]

    У микроорганизмов защитные функции выполняют соединения, входящие в состав капсулы или так называемого слизистого слоя . Эти вещества часто являются полисахаридами их структура высокоспецифична (см. стр. 545).

Вещества капсулы подавляют фагоцитоз бактерий и тем самым создают условия для их размножения в организме.

    Другой хемотип — сложные высокоразветвленные соединения. Центральная цепь этих соединений не обязательно полисахаридной природы. Она может быть полипептидной, рибитфосфатной или состоять из смешанных полимеров.

Определяющее значение для биологической функции имеют концевые олигосахаридные цепи, в состав которых обычно не входят уроновые кислоты или сульфоэфиры. Носителем отрицательных зарядов являются лишь остатки сиаловых кислот.

Примерами таких соединений могут служить групповые вещества крови, муцин подчелюстной железы, 0-антиген грамотрицательных бактерий, полисахарид капсулы пневмококков типа XIV, декстраны. [c.609]

    Негативный метод Бурри. Каплю туши помещают на хорошо обезжиренное смесью спирта с эфиром предметное стекло и смешивают с каплей жидкости, содержащей бактерии.

При помощи покровного стекла распределяют мазок тонким слоем по поверхности предметного стекла. После того как препарат высохнет (на воздухе), его рассматривают с иммерсионной системой микроскопа.

На темно-дымчатом фоне ясно видны неокрашенные капсулы и клетки бактерий. [c.46]

    Метод Гииса.

Приготовляют негативно окрашенный по способу Бурри препарат и фиксируют его 7%-ным водным раствором сулемы в течение 2—3 мин, или метиловым спиртом — 5 мин, или смесью спирта и эфира (жидкость Никифорова) на протяжении 10—15 мин, промывают водой и окрашивают в течение 3—5 мин карболовым фуксином Циля, разведенным водой в соотношении 1 3. Препарат промывают водой, высушивают и микроскопируют с иммерсией. При микроскопировании на темном фоне препарата контрастно выделяются неокрашенные капсулы, внутри которых заключены бактерии ярко-малинового цвета. [c.46]

    В девятом издании Определителя бактерий Берги все обнаруженные организмы, отнесенные в царство Prokaryotae, разделены на 33 группы.

Признаки, по которым осуществляется разделение на группы, как правило, относятся к категории легко определяемых и вынесены в названия групп, например грамотрицательные аэробные палочки и кокки (группа 4), анаэробные грамотрицательные кокки (группа 8), грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры (группа 13), скользящие бактерии, образующие плодовые тела (группа 24). Основная идея классификации по Берги — легкость идентификации бактерий. Для осуществления этого используют совокупность признаков морфологических (форма тела наличие или отсутствие жгутиков капсулы способность к спорообразованию особенности внутриклеточного строения окрашивание по Граму), культуральных (признаки, выявляемые при культивировании в лаборатории чистой культуры), физиолого-биохимических (способы получения энергии потребности в питательных веществах отношение к факторам внешней среды нуклеотидный состав и последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК наличие и характер минорных оснований в ДНК нуклеотидный состав рибосомальной РНК последовательность аминокислот в ферментных белках с аналогичными функциями). [c.158]

    В первую подфуппу включены грамотрицательные бактерии, объединенные в семейство Nitroba tera eae, источником энергии для которых являются процессы окисления аммонийного азота или нитритов.

Во второй подгруппе объединены бактерии, способные окислять неорганические восстановленные соединения серы. У большинства из них доказана способность использовать этот процесс для получения клеточной энергии.

Облигатно хемолитотрофные водородные бактерии, представленные одним родом Hydrogenoba ter, вьщелены в третью подгруппу. В четвертую подгруппу отнесены бактерии, способные окислять и/или откладывать вне клетки окислы железа и марганца.

Последние накапливаются в капсулах или во внеклеточном материале, редко — внутри клетки. Поскольку большинство бактерий этой подфуппы не получено до сих пор в чистой культуре, многие стороны их метаболизма остаются неясными. [c.175]

    Описанные выще процессы протекают в капсулах, чехлах, слизистых выделениях, на поверхности клеточной стенки, в которых концентрируются все компоненты реакции восстановленные формы железа и марганца, перекись водорода, каталаза. Физиологический смысл процессов окисления Ре ” и с участием Н2О2 — детоксикация вредного продукта метаболизма. Ни в одном случае окисление железа и марганца не приводит к получению бактериями энергии. [c.377]

Источник: https://www.chem21.info/info/590773/

Одежда для вакуума: Как устроены космические скафандры

Современный космический скафандр представляет собой маленький автономный космический аппарат, в котором космонавт может проводить до 10 часов в сутки в открытом космосе. Редакции «Популярной механики» приятно, что самые лучшие в мире скафандры делают в России, в подмосковном Томилине

Гагаринский скафандр СК-1

Испытание скафандра «Орлан»

Скафандры «Орлан» (слева) и «Кречет»

Развертывание антенны в скафандрах «Орлан-М»

«Орлан-ДМА» с установкой для маневрирования в открытом космосе

Мало кто знает, что для советской экспедиции на Луну была полностью готова и испытана только одна компонента — космический лунный скафандр «Кречет». Еще меньше людей знают, как он устроен.

Николай Дергунов, начальник отдела конструирования авиационных и космических систем жизнеобеспечения НПП «Звезда», где создавались все космические скафандры, знает про скафандры все.

С развитием реактивной авиации всерьез встали проблемы защиты и спасения экипажа при высотных полетах.

С падением давления человеческому организму становится все труднее усваивать кислород, обычный человек без особых проблем может находиться на высоте не более 4−5 км.

На больших высотах необходимо добавление кислорода во вдыхаемый воздух, а с 7−8 км человек вообще должен дышать чистым кислородом. Выше 12 км легкие и вовсе теряют возможность усваивать кислород — для поднятия на большую высоту требуется компенсация давления.

В случае разгерметизации кабины такой костюм создает давление, сдавливая тело механическим путем. В основе такого костюма лежит довольно остроумная идея. Тело пилота опутывают ленточки, напоминающие восьмерку. В меньшее отверстие пропущена резиновая камера.

В случае разгерметизации в камеру подается сжатый воздух, она увеличивается в диаметре, сокращая, соответственно, диаметр кольца, опутывающего пилота. Однако такой метод компенсации давления является экстремальным: тренированный летчик в компенсирующем костюме может провести в разгерметизированной кабине на высоте не более 20 минут.

Да и создать равномерное давление на все тело таким костюмом невозможно: некоторые участки тела оказываются перетянутыми, некоторые — вообще несдавленными.

Что такое рукав скафандра? Практически это аэробалка, в которой создано избыточное давление (в скафандрах обычно поддерживается давление в 0,4 атмосферы, что соответствует высоте 7 км). Попробуйте согнуть накачанную автомобильную камеру.

Трудновато? Поэтому один из самых охраняемых секретов производства скафандров — технология производства специальных «мягких» шарниров. Но обо всем по порядку.

Первые скафандры, до войны изготавливаемые в ЛИИ им. Громова, создавались в исследовательских целях и использовались в основном для экспериментальных полетов на стратосферных воздушных шарах.

После войны интерес к скафандрам возобновился, и в 1952 году в подмосковном Томилине было открыто специальное предприятие по изготовлению и разработке таких систем — Завод № 918, ныне НПП «Звезда».

В течение 50х годов предприятие разработало целую линейку экспериментальных скафандров, но только один из них, «Воркута», созданный под перехватчик «Су-9», был выпущен малой серией.

Практически одновременно с выпуском «Воркуты» предприятию было выдано задание на разработку скафандра и системы спасения для первого космонавта. Первоначально КБ Королева выдало «Звезде» техзадание на разработку скафандра, целиком замкнутого на систему жизнеобеспечения корабля.

Однако за год до полета Гагарина было получено новое задание — на обычный защитный костюм, рассчитанный на спасение космонавта только при его катапультировании и приводнении. Противники скафандров вероятность разгерметизации корабля считали чрезвычайно малой. Еще через полгода Королев опять поменял решение — на этот раз в пользу скафандров.

Задача ставилась предельно жестко: скафандр должен был спасти космонавта обязательно! Никто не знал, как поведет себя человек во время первого полета, поэтому система жизнеобеспечения строилась так, чтобы спасти космонавта, даже если он потеряет сознание, — многие функции были автоматизированы.

Например, в шлеме был установлен специальный механизм, управляемый датчиком давления. И если в корабле оно резко падало, специальный механизм мгновенно захлопывал прозрачное забрало, полностью герметизируя скафандр.

Послойно

Скафандры состоят из двух основных оболочек: внутренней герметичной и внешней силовой. В первых советских скафандрах внутренняя оболочка изготавливалась из листовой резины методом элементарного склеивания.

Резина, правда, была специальной, для ее производства применялся высококачественный натуральный каучук.

Начиная со спасательных скафандров «Сокол» герметичная оболочка стала резинотканевой, однако в скафандрах, предназначенных для выхода в открытый космос, альтернативы листовой резине пока не предвидится.

Внешняя оболочка — тканевая. Американцы для нее используют нейлон, мы — отечественный аналог, капрон. Она защищает резиновую оболочку от повреждений и держит форму. Лучшей аналогии, чем футбольный мяч, придумать сложно: кожаный внешний чехол защищает внутреннюю резиновую камеру от бутс футболистов и обеспечивает неизменные геометрические размеры мяча.

Провести продолжительное время в резиновом мешке никакой человек не сможет (кто имеет армейский опыт марш-бросков в прорезиненном общевойсковом защитном комплекте, поймет это особенно хорошо).

Поэтому в каждом скафандре в обязательном порядке присутствует система вентиляции: по одним каналам подводится ко всему телу кондиционированный воздух, по другим — отсасывается.

По методу работы системы жизнеобеспечения скафандры делятся на два вида — вентиляционные и регенерационные. В первых, более простых по конструкции, использованный воздух выбрасывается наружу, аналогично современным аквалангам. По такому принципу были устроены первые скафандры СК-1, скафандр Леонова для выхода в открытый космос «Беркут» и легкие спасательные скафандры «Сокол».

Термос

Для длительного пребывания в космосе и на поверхности Луны потребовались регенерационные скафандры длительного пребывания — «Орлан» и «Кречет». В них выдыхаемый газ регенерируется, из него отбирается влага, воздух донасыщается кислородом и охлаждается.

По сути, такой скафандр в миниатюре копирует систему жизнеобеспечения целого космического корабля. Под скафандр космонавт одевает специальный сетчатый костюм водяного охлаждения, весь пронизанный пластиковыми трубками с охлаждающей жидкостью.

Проблемы обогрева в выходных скафандрах (предназначенных для выхода в открытый космос) не возникала никогда, даже если космонавт работал в тени, где температура стремительно падает до -1000С. Дело в том, что наружный комбинезон идеально выполняет функции теплозащитной одежды.

В вакууме между слоями пленки теплообмен возможен только за счет излучения, которое переотражается обратно зеркальной алюминиевой поверхностью. Внешний теплообмен в вакууме в таком скафандре настолько мал, что считается равным нулю, и при расчете учитывается только внутренний теплообмен.

Впервые экранно-вакуумная теплозащита была применена на «Беркуте», в котором Леонов вышел в открытый космос. Однако под первые спасательные скафандры, которые работали не в вакууме, одевался ТВК (теплозащитный вентилируемый костюм), сделанный из теплого простеганного материала, в котором и были проложены вентиляционные магистрали. В современных спасательных скафандрах «Сокол» этого нет.

Помимо всего этого на космонавтов надевается хлопчатобумажное белье со специальной антибактериальной пропиткой, под которым расположен последний элемент — специальный нагрудник с закрепленными на нем телеметрическими датчиками, передающими информацию о состоянии организма космонавта.

Соколята

Скафандры были на кораблях не всегда. После успешных шести полетов «Востоков» они были признаны бесполезным грузом, и все дальнейшие корабли («Восходы» и «Союзы») проектировались на полет без штатных скафандров. Целесообразным было принято использование только внешних скафандров для выхода в открытый космос.

Однако гибель в 1971 году Добровольского, Волкова и Пацаева в результате разгерметизации кабины «Союза-11» заставила снова вернуться к проверенному решению. Однако старые скафандры в новый корабль не влезали.

В срочном порядке под космические нужды стали адаптировать легкий скафандр «Сокол», изначально разрабатываемый для сверхзвукового стратегического бомбардировщика Т-4.

Мягкая она была только относительно — удар при приземлении был ощутимый. Амортизировало удар энергопоглощающее кресло «Казбек» разработки все той же «Звезды». Формовался «Казбек» индивидуально под каждого космонавта, который лежал в нем без единого зазора.

Поэтому кольцо, к которому крепится шлем скафандра, при ударе обязательно бы сломало шейный позвонок космонавта. В «Соколе» было найдено оригинальное решение — секторный шлем, не закрывающий затылочную часть скафандра, которая делается мягкой.

В итоге «Сокол» стал бестселлером: начиная с 1973 года их было изготовлено более 280 штук. В начале 90-х два «Сокола» были проданы в Китай, и первый китайский космонавт полетел покорять космос в точной копии русского скафандра. Правда, нелицензионной. А вот скафандры для открытого космоса китайцам никто не продал, поэтому выхода в открытый космос они пока даже не планируют.

Кирасиры

В целях облегчения конструкции и увеличения подвижности внешних скафандров существовало целое направление (прежде всего в США), изучавшее возможность создания цельнометаллических жестких скафандров, напоминающих глубоководные водолазные. Однако частичное воплощение идея нашла только в СССР.

Советские скафандры «Кречет» и «Орлан» получили комбинированную оболочку — жесткий корпус и мягкие ноги и руки. Сам корпус, который конструкторы называют кирасой, сваривается из отдельных элементов из алюминиевого сплава типа АМГ. Такая комбинированная схема оказалась на редкость удачной и сейчас копируется американцами.

А возникла она по необходимости.

Американский лунный скафандр был сделан по классической схеме. Вся система жизнеобеспечения располагалась в негерметичном ранце на спине астронавта. Советские конструкторы, возможно, также пошли бы по этой схеме, если бы не одно «но».

Мощность советской лунной ракеты Н-1 позволяла доставить на Луну только одного космонавта, в отличие от двух американских, а облачиться в одиночку в классический скафандр не представлялось возможным. Поэтому и была выдвинута идея жесткой кирасы с дверцей на спине для входа внутрь.

Специальная система тросиков и боковой рычаг позволяли надежно закрыть за собой крышку. Вся система жизнеобеспечения располагалась в откидной дверце и работала не в вакууме, как у американцев, а в нормальной атмосфере, что упрощало конструкцию.

Правда, шлем пришлось делать не поворотным, как в ранних моделях, а монолитным с корпусом. Обзор же компенсировался гораздо большей площадью остекления. Сами шлемы в скафандрах настолько интересны, что заслуживают отдельной главы.

Шлем всему голова

Шлем — важнейшая часть скафандра. Еще в «авиационном» периоде скафандры делились на два типа — масочные и безмасочные. В первом — летчик использовал кислородную маску, по которой подавалась воздушная смесь для дыхания.

Во втором — шлем отделялся от остального объема скафандра своеобразным воротничком, шейной герметичной шторкой. Такой шлем играл роль большой кислородной маски с непрерывной подачей дыхательной смеси.

В итоге победила безмасочная концепция, которая обеспечивала лучшую эргономику, хотя и требовала большего расхода кислорода для дыхания. Такие шлемы и перекочевали в космос.

Причем присоединялись они специальным герморазъемом с гермоподшипником, что давало возможность космонавту вертеть головой. Механизм поворота был довольно интересен. На кадрах кинохроники хорошо видны шлемофоны космонавтов, которые изготавливаются из ткани и тонкой кожи.

На них смонтированы системы связи — наушники и микрофоны. Так вот, выпуклые наушники шлемофона входили в специальные пазы жесткого шлема, и при повороте головы шлем начинал вращение вместе с головой, как башня танка.

Конструкция была довольно громоздкой, и от нее в дальнейшем отказались. На современных скафандрах шлемы несъемные.

Обязательный элемент шлема для выхода в космос — светофильтр. У Леонова был маленький внутренний светофильтр самолетного типа, покрытый тонким слоем серебра.

При выходе в космос Леонов ощутил очень интенсивное нагревание нижней части лица, а при взгляде в сторону Солнца защитные свойства серебряного светофильтра оказались недостаточными — свет был ослепительно ярким.

Исходя из этого опыта, все последующие скафандры стали оборудоваться полными наружными светофильтрами с напыленным довольно толстым слоем чистого золота, обеспечивающего пропускание всего 34% света. Самая большая площадь остекления — у «Орлана». Причем на последних моделях есть даже специальное окошко сверху — для улучшения обзора.

Разбить «стекло» шлема практически невозможно: делается оно из сверхпрочного поликарбоната лексана, который также используется, например, при остеклении бронекабин боевых вертолетов. Однако и стоит «Орлан» как два боевых вертолета. Точную цену на «Звезде» не называют, но предлагают ориентироваться на стоимость американского аналога — $12 млн.

Источник: https://www.PopMech.ru/science/8370-odezhda-dlya-vakuuma-kak-ustroeny-kosmicheskie-skafandry/

Вопрос 3. Капсула бактерий,окраска капсул

На клет.стенки многих бактерий наслаиваются снаружи более или менее толстые слои сильно обводненного материала с высоким содержа­нием воды-капсулы и слизь. Такие покровы не имеют для бактерий жизненно важное значения, но обладание капсулой придает некоторым патогенным бактериям резистентность к фагоцитозу и тем самым по­вышает их вирулентность.

Различают:а)микрокапсулу-короткие полисахарид.нити(в электр.микроскоп).б)собственно капсула-слизистый слой связанный с кл.ст.Толщина 0.2мкм.в формировании капсулы участвует ЦПМ.КАПСУЛА МОЖЕТ БЫТЬ-1.из полисахаридов без азота.2.из аминосахаров.3.

из полипептидов(Bacilus antracis,Yersinia pestis)Ф-ии капсулы:1)защита.2)источник воды,т.к.она гидратирована.3)источник питания при голодании.4)фактор патогенности у pneumococcus.5)мимикрия от макрофагов,т.к.капсула легко может отделиться,а макрофаг будет е1 фагоцитировать.

в)слизистые слои-непрочная связь с ЦПМ.это вещества,выделенные из клетки.

Окраска капсул. Капсулы можно увидеть в световой микроско­п, если добавить к препарату такие красители, как нигрозин, конго красный или китайскую тушь,а затем генциан феолетовым или фуксином(окраска Бури-Гимза ) которые в капсулу не проникают.

Полу­чается негативное контрастирование; светлая капсула выделяется на темном фоне. Более тонкие капсулы пневмококков ста­новятся видимыми при добавлении гомологичной антисыворотки; при этом происходит отложение белка антител. Наблюдаемая картина на­поминает набухание («реакция набухания» Нейфельда).

В большинстве случаев капсула состоит из полисахаридов (у Streptococcus mutans, S.salivarius, коринебактерий). Капсульные полисахариды по­мимо глюкозы содержат аминосахара, рамнозу, 2-кето-З-дезоксигалактоновую кислоту, уроновые кислоты и такие органические кислоты, как ПВК и уксусная к-та. Капсулы некоторых видов Bacillus (В.

anthracis, В.subtilis) состоят из полипептидов, в первую очередь полиглутаминовой кислоты.

Капсулообразование считается приспособительной функцией микробов.

У некоторых видов бактерий с веществом капсулы связана их типовая специфичность, определяемая наличием комплекса полисахаридов.

Pneumoniae), и микробы, образующие капсулы как в организме, так и вне его (клебсиеллы пневмонии, озены и риносклеромы).

Некоторые бактерии (стафилококки, стрептококки и др) образуют микрокапсулу, обнаруживаемую в электронный микроскоп в виде прочно связанных с клеточной стенкой микрофибрилл, состоящих из мукополисахаридов.

Потенциальную способность к капсолообразованию отмечают у большинства микробов, особенно при культивировании в питательных средах с большим количеством углеводов. У сапрофитных бактерий (Leuconostoc) наблюдают образование общей капсулы для многих особей-зооглея.

Билет №23

Вопрос 3. Хранение культур бактерий.понятие «музейная культура»

Необходимым условием успешной работы с МО-правильное поддержание их с целью сохранения жизнеспособности клеток,таксономических, а также любых других, важных для исследователя свойств.

Общего ме­тода, одинаково пригодного для хранения многочисленных и разнообразных групп МО, пока не существует. Поэ­тому в крупных коллекциях разные группы МОсо­храняются различными методами.

Кроме того,чтобы исключить возможность потери мо,каждый штамм сохраняется несколькими способами.

Способы хранения МО:1)периодические пересевы на свежие пита­тельные среды,2) сохранение культур на питательной среде под ва­зелиновым маслом,3) хранение клеток в лиофилизированном со­стоянии.

4)реже при низ­ких или сверхнизких температурах, в дистиллированной воде или 1%-ном растворе хлористого натрия, на адсорбентах в высушен­ном состоянии.

Выбор метода хранения зависит от це­лей, для которых используются мо, а также от имеющегося в распоряжении исследователя оборудования.

1)Периодические пересевы на питательные среды.-это один из первых приемов длительного сохранения МО в лабор-ии,и сейчас ши­роко используется.

Совет

Аэроб­ов пересевают чаще всего на поверхность ско­шенной агаризованной среды, микроаэрофилов-в полужидкую среду(0,2—0,3% агара),анаэробов-в толщу плот­ной среды или в жидкую среду. Культуры пересевают на свежие среды в 2 пробирки.

Одну пробирку используют для работы,а вторую-для сохранения и пересева.

Частота пересева различных мо неодинакова и определяется их свойства­ми. Многие пересеваются один раз в 1—2 месяца,а молочнокислые бак­терии,нуждаются в более частых пересевах. Хранение культур в холодильнике при 4—6° позво­ляет увеличить время между пересевами.

ОДНАКО регулярные пересе­вымогут привести к утрате некоторых морфологических и физиологических признаков,снижению б/х активности культур, повышают опасность инфици­рования ее посторонними мо.Велика вероятность возникнове­ния спонтанных мутантов и их селекция.

2)Хранение под минеральным маслом.-широко используется для бактерий и микроскопичес­ких грибов.Метод обеспечивает довольно длительное сохра­нение жизнеспособности и стабильности таксономических и дру­гих признаков МО. Масло предотвращает высыхание среды, замедляет про­цессы метаболизма и позволяет увеличить время между пересе­вами,

МО выращивают на агаризованной питательной среде;аэробы-на поверх­ности скошенной(под углом 45°)среды, микроаэрофилы и фак.анаэробы-в полужидкой среде, анаэробы-в толще среды. После того как культуры хорошо разовьются, их заливают маслом. Как правило медицинское вазелиновое масло с плотностью 0,8—0,9.

Масло стерилизуют 1 ч в автоклаве при 121° (1 атм), а затем для удаления влаги прогревают в течение 1 ч в сушильном шкафу при температуре не выше 150° или ос­тавляют на двое—трое суток при комнатной температуре.

Куль­туры заливают маслом так, чтобы слой его не превышал 1 см над средой или верхним краем скошенной среды, и сохраняют при комнатной температуре либо в холодильнике при 4—6°.

Для пересева клетки из-под масла отбирают петлей и, удалив излишек масла проведением петли по стенке пробирки, перено­сят на свежую питательную среду.

3)Хранение в лиофилизированном состоянии.Лиофилизация-процесс высушивания под вакуумом замороженных клеток. Лиофильно-высушенные клетки сохраняют в ампулах, запаянных под вакуумом.

Применение этого метода позволяет в течение 10—20 и более лет сохранить без заметных изменений жизнеспособность, морфологические, культуральные, физиологические свойства, а также биохимическую активность клеток.

Для реактивации к лиофилизированным клеткам добавляют по каплям стерильную дистиллированную или водопроводную воду в количестве 0,5—1,0 мл. После регидратации клетки высевают на богатые питательные среды.

Лиофилизацию широко применяют для длительного хранения различных микроорганизмов. Тем не менее этот метод нельзя считать универсальным.К лиофилизации более устойчивы Гр+. 4)Хранение при низких и сверхнизких температурах.

Хранение микроорганизмов в замороженном состоянии при низких и сверх­низких температурах по сравнению с другими методами характе­ризуется наибольшей универсальностью.

Однако этот метод тре­бует специального оборудования и большой осторожности в рабо­те с жидким азотом, поэтому используется лишь для сохранения микроорганизмов, не выдерживающих лиофилизацию.

Клетки замораживают при разных температурах (от-10 до -196°) и различных скоростях замораживания. Для защиты от повреждающего действия низких температур используют криопротекторов.(10—20%-ный раствор глицерина)

5)Хранение в dist. или 1%-ном NaCl.МО предварительно выращивают в оптимальных условиях, после чего клетки суспендируют в дистиллированной воде или 1%-ном растворе хлорида натрия.

6)Хранение в высушенном состоянии на адсорбентах.применяют главным образом для актиномицетов,анаэробных спорообраз.бактерий.

В качест­ве адсорбентов используют почву, кварцевый песок, силикагель, вату, фильтровальную бумагу.

Билет №24

Вопрос 1. Круговорот серы

В живых клетках S представлена главным образом сульфгидрильными группами в серусодержащих а/к (Cys, Met, гомоCys). В сухом веществе орга­низмов доля серы составляет 1%.

При анаэробном разложении органи­ческих веществ сульфгидрильные группы отщепляются десульфуразами; образование H2S при минерализации в анаэробных условиях называют также десульфурированием.

Наибольшие количества встре­чающегося в природе H2S образуются, однако, при диссимиляционном восстановлении сульфатов, осуществляемом сульфатредуцирующими бактериями. Этот сероводород, образующийся в отсутствие молекулярного кис­лорода в осадках водоемов, может быть окислен анаэробными фототрофными бактериями до серы и суль­фата.

Когда сероводород проникает в зоны, содержащие 02, он окисляется либо абиотическим образом, либо аэробными серобактерия­ми до сульфата. Серу, необходимую для синтеза серусодер­жащих а/к, растения и часть мо получают пу­тем ассимиляционной сульфатредукции; животные же получают восста­новленные соединения серы с пищей.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s36580t6.html

Биология и медицина

Снаружи клеточная стенка прокариот часто бывает окружена слизистым
веществом. Такие образования в зависимости от структурных особенностей
получили название капсул, слизистых слоев или чехлов . Все они являются результатом биосинтеза прокариотами органических
полимеров и отложения их вокруг клеток.

Между этими структурами у прокариот обнаружено много переходных форм, так
что иногда нельзя четко отграничивать капсулу от слизистых клеточных
выделений или капсулу от чехла.

Под капсулой понимают слизистое образование, обволакивающее клетку,
сохраняющее связь с клеточной стенкой и имеющее аморфное строение ( рис. 3 , 19; рис. 4 , 2).

Если толщина образования меньше 0,2 мкм и, следовательно, оно может
быть обнаружено только с помощью электронного микроскопа, говорят о
микрокапсуле. Если больше 0,2 мкм, говорят о макрокапсуле. Последнюю можно
видеть в обычный световой микроскоп. Для этого препарат просматривают в
капле туши, которая не в состоянии проникнуть в капсулу.

На темном фоне
выделяются клетки, окруженные светлыми зонами.

Наличие капсулы зависит от штамма микроорганизма и условий его
культивирования.

Бактерии, образующие капсулу, могут легко в результате
мутации превращаться в бескапсульные формы, что не приводит к какому- либо
нарушению клеточной активности, поэтому капсулы нельзя рассматривать как
обязательный структурный компонент прокариотной клетки.

Капсулы, слизистые образования и чехлы могут содержать компоненты,
одинаковые с клеточной стенкой, однако их химические составы не идентичны.
Как правило, химический состав капсул, образуемых бактериями, родо- или
видоспецифичен. Основные химические компоненты большинства капсул прокариот
– полисахариды гомо- или гетерополимерной природы.

Исключение составляет капсула
некоторых видов Bacillus , построенная из полипептида, являющегося полимером D-глутаминовой кислоты . Для ряда бактерий показана способность синтезировать и выделять в
окружающую среду волокна целлюлозы.

Они защищают клетку
от механических повреждений, высыхания, создают дополнительный осмотический
барьер, служат препятствием для проникновения фагов. Иногда слизистые
образования могут служить источником запасных питательных веществ. С
помощью слизи осуществляется связь между соседними клетками в колонии, а
также прикрепление клеток к различным поверхностям. Способность
определенных бактерий синтезировать эти своеобразные внеклеточные полимеры
находит практическое применение: их используют в качестве заменителя плазмы
крови, а также для получения синтетических пленок.

Ссылки:

Источник: http://medbiol.ru/medbiol/microbiol/00067f3f.htm

Капсулы у бактерий. Методы их обнаружения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Капсула бактерии — слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая чётко очерченные внешние границы. Она выявляется при специальных методах окраски по Бурри-Гинсу создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь создаёт тёмный фон вокруг капсулы.

Капсула состоит из полисахаридов или полипептидов, содержит много воды.

Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии.

Функции – защитная, антигенная, запас веществ, адгезия. Окраска по Романовскому-Гимзе.

Жгутики и включения у бактерий. Методы их обнаружения.

Бактерия с одним жгутиком называется монотрихом; бактерия с пучком жгутиков на одном конце клетки — лофотрихом; на обоих концах — амфитрихом; бактерия со жгутиками, расположенными по всей поверхности клетки, называется перитрихом (рис. 7).

Толщина жгутиков колеблется от 10 до 20 нм, длина — от 3 до 15 .мкм, причем у одной и той же бактериальной клетки длина может изменяться в зависимости от состояния культуры и факторов внешней среды. В химическом отношении жгутики представляют собой белок флагеллин.

Белковые молекулы, из которых состоят жгутики, собраны в спиральные цепи, закругленные вокруг полой сердцевины.

Жгутики хорошо видны в электронном микроскопе, для наблюдения через оптический микроскоп требуется их специальная обработка. Жгутики не относятся к жизненно важным структурам бактериальной клетки.

Жгутики можно разрушить, а клетка останется жизнеспособной.

Жгутики прикрепляются к особой структуре — базальному тельцу, расположенному под цитоплазматической мембраной. Движение жгутику сообщает через его основание жгутиковый «мотор» — базальное тельце, состоящее из центрального стержня, вставленного в систему колец, которые вращаются относительно друг друга.

Включения являются продуктами метаболизма микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, полифосфата (волютина) и др.

Питание бактерий. Источники основных элементов. Классификация бактерий по типам питания. Основные различия между ауто – и гетеротрофами, сапрофитами и паразитами. Факторы роста. Механизмы транспорта питательных веществ в бактериальную клетку

Под питанием понимают процессы поступления и выведения питательных веществ в клетку и из клетки. Питание в первую очередь обеспечивает размножение и метаболизм клетки.

Среди необходимых питательных веществ выделяют органогены – это восемь химических элементов, концентрация которых в бактериальной клетке превосходит 10—4 моль. К ним относят углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, магний, кальций.

Кроме органогенов, необходимы микроэлементы. Они обеспечивают активность ферментов. Это цинк, марганец, молибден, кобальт, медь, никель, вольфрам, натрий, хлор.

Для бактерий характерно многообразие источников получения питательных веществ.

В зависимости от источника получения углерода бактерии делят на:

1) аутотрофы (используют неорганические вещества – СО2);

2) гетеротрофы;

-Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами

-Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или живот­ных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди пато­генных микроорганизмов встречаются облигатные и фа­культативные паразиты (от греч.parasitos— нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

3) метатрофы (используют органические вещества неживой природы);

4) паратрофы (используют органические вещества живой природы).

Процессы питания должны обеспечивать энергетические потребности бактериальной клетки.

По источникам энергии микроорганизмы делят на:

1) фототрофы (способны использовать солнечную энергию);

2) хемотрофы (получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций);

3) хемолитотрофы (используют неорганические соединения);

4) хемоорганотрофы (используют органические вещества).

Факторами роста бактерий являются витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, присутствие которых ускоряет рост.

Среди бактерий выделяют:

2) ауксотрофы (являются мутантами прототрофов, потерявшими гены; ответственны за синтез некоторых веществ – витаминов, аминокислот, поэтому нуждаются в этих веществах в готовом виде).

Микроорганизмы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и другие биополимеры могут служить источниками питания только после расщепления их экзоферментами до более простых соединений.

Метаболиты и ионы поступают в микробную клетку различными путями.

Пути поступления метаболитов и ионов в микробную клетку.

1. Пассивный транспорт (без энергетических затрат):

1) простая диффузия;

2) облегченная диффузия (по градиенту концентрации, с помощью белков-переносчиков).

2. Активный транспорт (с затратой энергии, против градиента концентрации; при этом происходит взаимодействие субстрата с белком-переносчиком на поверхности цитоплазматической мембраны).

Встречаются модифицированные варианты активного транспорта – перенос химических групп. В роли белков-переносчиков выступают фосфорилированные ферменты, поэтому субстрат переносится в фосфорилированной форме. Такой перенос химической группы называется транслокацией.

Классификация бактерий по источнику получения энергии. Основные различия между фото – и хемотрофами, аэробами и анаэробами. Биохимические механизмы аэробного и анаэробного дыхания. Методы культивирования анаэробных бактерий.

Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые во­доросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуж­дающиеся в химических источниках энергии.

Дыхание, или биологическое окисление, основано на окисли­тельно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности.

При дыхании происходят процессы окисления и восстановления:окисление— отдача донорами (молекулами или атомами) во­дорода или электронов;восстановление— присоединение водо­рода или электронов к акцептору.

Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным — нитратным, сульфатным, фумаратным).

Анаэробиоз(от греч. аег — воздух +bios— жизнь) — жизнедеятельность, протекающая при отсутствии сво­бодного кислорода.

Если донорами и акцепторами водорода яв­ляются органические соединения, то такой процесс называетсяброжением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях.

По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязатель­ные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/1x22ec.html