Контрольная работа по «Микробиологии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Морфологическая  характеристика плесневых грибов  и способы их размножения.

Грибы относятся к царству  Fungi (Mycetes, Mycota). Это многоклеточные или одноклеточные нефотосинтезирующие (бесхлорофилльные) эукариотические микроорганизмы с клеточной стенкой.

Грибы имеют ядро с ядерной  оболочкой, цитоплазму с органеллами, цитоплазматическую мембрану и многослойную, ригидную клеточную стенку, состоящую  из нескольких типов полисахаридов, а также белка, липидов и др. Некоторые грибы образуют капсулу. Цитоплазматическая мембрана содержит гликопротеины, фосфолипиды и эргостеролы. Грибы являются грамположительными микробами, вегетативные клетки — не­кислотоустойчивые.

Грибы состоят из длинных тонких нитей (гиф), сплетающихся в грибницу, или мицелий. Гифы низших грибов — фикомицетов — не имеют перегородок. У высших грибов — эумицетов — гифы разделены перегородками; их мицелий многоклеточный.

Различают гифальные и дрожжевые формы грибов.

Гифальные (плесневые) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу, или мицелий (плесень). Гифы, врастающие в питательный субстрат, называются вегетативными гифами (отвечают за питание гриба), а растущие над поверхностью субстрата — воздушными или репродуктив­ными гифами (отвечают за бесполое размножение).

Гифы низших грибов не имеют перегородок. Они представлены многоядерными клетками и называются ценоцитными.

Гифы высших грибов разделены перегородками, или септами с отверстиями.

Дрожжевые грибы (дрожжи), в  основном, имеют вид от­дельных овальных клеток (одноклеточные грибы). По типу полового размножения они распределены среди высших грибов — аскомицет  и базидиомицет. При бесполом размножении дрожжи образуют почки или делятся, что приводит к одноклеточному росту. Могут образовывать псевдогифы и ложный мицелий (псевдомицелий) в виде цепочек удлиненных клеток — «сарделек». Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Они размножаются только бесполым способом — почкованием или делением.

Грибы размножаются спорами половым и бесполым способами, а также вегетативным путем (почкование или фрагмента­ция гиф). Грибы, размножающиеся половым и бесполым путем, относятся к совершенным. Несовершенными называют грибы, у которых отсутствует или еще не описан половой путь размножения. Бесполое размножение осуществляется у грибов с помощью эндогенных спор, созревающих внутри круглой структуры — спорангия, и экзогенных спор — конидий, формирующихся на кончиках плодоносящих гиф.

Типы грибов. Выделяют 3 типа грибов, имеющих половой способ размножения (так называемые совершенные грибы): зигомицеты (Zygomycota), аскомицеты (Ascomycota) и базидиомицеты (Basidiomycota). Отдельно выделяют условный, формальный тип/группу грибов — дейтеромицеты (Deiteromycota), у которых имеется только бесполый способ размножения (так называемые несовершенные грибы).

        Размножение происходит путем деления, идущего в поперечном направлении. При делении бактерия распадается на две равные или неравные по величине части. Образовавшиеся две клетки рассматриваются как материнская и дочерняя, хотя они и не различаются по форме. Было выяснено, что материнская клетка делится от 10 до 17 раз, а затем растворяется. Некоторые бактерии размножаются почкованием. Типичный половой процесс у бактерий неизвестен.

Для бактерий характерен высокий  темп размножения: деление происходит очень быстро, через каждые 20-30 минут. При такой интенсивности потомство  одной бактерии за 5 суток заполнило  бы бассейны всех морей и океанов. Однако размножение бактерий ограниченно климатическими условиями, действием солнечного света, борьбой между видами, накоплением продуктов обмена веществ и др.

При образовании споры  большая часть внутреннего содержимого  клетки уплотняется и образует на поверхности плотную оболочку, в  которой откладываются воскообразные  вещества. Таким образом, споры бактериальных  клеток служат не для размножения, а  для сохранения организма в неблагоприятных  условиях, так как при спорообразовании не происходит увеличения числа клеток. Споры образуют только представители  бацилл. Спора у бацилл образуется всегда внутри клетки, причем форма  и размеры самой клетки могут  изменяться или оставаться без изменения.

Попадая в благоприятные  условия, т.е. на новую питательную  среду и в подходящие температурные  условия, спора прорастает. Оболочка споры лопается и из нее вырастает  бактериальная клетка.

Споры бацилл устойчивы к  действию низкой и высокой температуры, но степень этой устойчивости неодинакова: споры некоторых бацилл погибают при температуре 100? В течение нескольких минут, споры сенной палочки гибнут лишь после кипячения в течение 3 часов.

Размножение или воспроизведение  себе подобных является одним из основных свойств живого, оно обеспечивает непрерывность жизни. У растительных организмов наблюдается три основные формы размножения: вегетативное, бесполое и половое.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение  — частями мицелия, почкованием (дрожжи). Попав в благоприятные  условия, мицелий гриба распадается  на части и каждая дает начало новому мицелию. Иногда при недостатке питания  мицелий распадается на отдельные  клетки, каждая покрывается толстой  оболочкой и способна переносить неблагоприятные условия. При почковании на клетке появляется небольшой бугорок, затем в него переходит одно из образовавшихся в результате митоза ядер и бугорок превращается в самостоятельную клетку.

Бесполое размножение

Бесполое размножение - при  помощи спор. Споры могут быть подвижными и неподвижными. Образуются они двумя  способами:

1. Внутри одной клетки, называемой спорангием. В одном спорангии могут находиться до 10000 спор.

После созревания спор, спорангий  вскрывается испоры распространяются токами воздуха или воды

(мукор).

2. Споры образуются конечными  клетками гиф и формируют цепочки. Последние в цепочках споры отрываются и, попав в благоприятные условия прорастают (пеницилл, аспергилл).

Половое размножение

Половое размножение очень  разнообразно у грибов. Это единственная группа, обладающая таким разнообразием  половых способов размножения. В  результате полового процесса, в большинстве  случаев, образуются споры полового спороношения.

Грибы размножаются очень  интенсивно. Одна особь способна образовывать десятки тысяч и даже миллионов  спор. Многие грибы в течение вегетационного периода могут дать несколько  поколений. В 1 г огородной почвы  можно найти до 100 тыс. и более  спор и других зачатков грибов.

 

 

 

 

 

 

 

2. Особенности  энергетических процессов в мире  микроорганизмов. Полное и неполное  окисление. Примеры.

 

Микрооганизмами принято называть мельчайшие живые существа,  размеры которых меньше или немногим превышают разрешающую способность человеческого глаза (0,2 мм). Число известных  микроорганизмов  составляет много тысяч,  причем открываются все новые виды.  Большинство микроорганизмов в отличие  от макроорганизмов одноклеточные,  а имеющиеся многоклеточные формы сравнительно мало дифференцированы.  Но в систематическом отношении микроорганизмы не представляют  собой единой группы. На основании особенностей организации клеток,  прежде всего генетического аппарата,  они подразделяются на эукариот и прокариот. К эукариотным микроорганизмам относятся многие водоросли,  грибы и простейшие. Для всех эукариот характерно наличие в клетках ядра, окруженного мембраной и содержащего набор хромосом, в которых находится ДНК, несущая основную генетическую информацию. Кроме того, клетки эукариот имеют развитый эндоплазматический ретикулум,  митохондрии  (синтезирующие формы и  хлоропласты ),  а  также  другие  органеллы общего характера. Участие эукариотных микроорганизмов наряду с вегетативным  и  бесполым размножением установлена способность к половому процессу.

Прокариоты, или бактерии, объединяют только микроформы. Организация  их клеток более простая,  чем у эукариот. Ядро прокариот, называемое нуклеоидом,  не окружено мембраной и представлено одной  кольцевой молекулой ДНК. Эндоплазматический ретикулум, митохондрии и другие обособленные органеллы, свойственные эукариотам, у прокариот отсутствуют, а их функции выполняет клеточная мембрана. Большинство бактерий,  также как водоросли и грибы, имеют жесткую клеточную стенку,  но состав ее иной,  чем у эукариот. Типичным компонентом клеточной стенки большинства прокариот,  относящихся к эубактериям, является пептидогликан муреин,  состоящий из N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты.  Ни у одного из эукариот такой полимер не обнаружен. Имеются также и другие различия. Микроорганизмам принадлежит важная роль в природных процессах,  а также в практической деятельности человека. Благодаря небольшим размерам микроорганизмы легко перемещаются с токами воздуха, по воде и другими способами,  поэтому  они  быстро распространяются и встречаются в самых разных местах,  включая и те,  где другие формы жизни иногда отсутствуют.

Характеризуют микроорганизмы способность  к быстрому размножению и разнообразие физиологических и биохимических  свойств.  В  результате некоторые  из  них могут расти в так называемых экстремальных условиях, которые для большинства других микроорганизмов неблагоприятные или вообще не поддерживают рост. Наряду с мезофилами,  оптимальная температура для  роста  которых составляет 25-30°С,  среди микроорганизмов есть так называемые психрофилы, некоторые из которых могут развиваться при температуре,  близкой к нулю. Такие микроорганизмы распространены в морях и океанах, в пещерах, но обнаруживаются и в других местах,  в том числе  в  холодильных установках. Известны  также термофильные микроорганизмы,  рост которых наблюдается при 60-80°С и даже выше (90-110). Такие экстремальные термофилы обнаружены,  например, среди бактерий, встречающихся в  геотермальных источниках. В зависимости от отношения микроорганизмов к молекулярному кислороду их принято делить на облигатные аэробы,  факультативные анаэробы, аэротолерантные анаэробы и облигатные анаэробы. Большинство микроорганизмов, как и макроорганизмы, являются облигатными аэробами  (для роста им необходим молекулярный кислород).  Наряду с этим есть микроорганизмы, которые хотя и нуждаются в наличии О2, но могут расти или лучше растут при низком его содержании (2-10%). Такие микроорганизмы называют микроаэрофилами, а условия в которых они растут, микроаэробными.

Факультативные анаэробы растут как  в присутствии, так и в отсутствии О2.  Но в зависимости от условий роста происходят изменения в  их метаболизме, прежде всего в энергетических процессах. Как правило, при наличии молекулярного кислорода такие микроорганизмы переключаются  на окисление субстрата с участием О2, т.е. на аэробное дыхание, поскольку оно более выгодно,  чем получение энергии в результате анаэробных процессов. Наглядным  примером могут служить некоторые дрожжи,  способные осуществлять в анаэробных условиях спиртовое брожение,  а  в  аэробных полностью окисляющие в процессе дыхания сахара с образованием углекислоты и воды. Довольно много факультативных анаэробов и среди бактерий. Это Esсheriсhia, некоторые представители рода Baсillus, Рaraсоссus deiсans и ряд других. К аэротолерантным анаэробам принадлежат многие молочнокислые бактерии, способные расти в присутствии молекулярного кислорода,  но  при этом их метаболизм остается таким же,  как и в анаэробных условиях.  И в том и в другом случае они осуществляют брожение. Облигатные анаэробы  не  только  не нуждаются для роста в наличии молекулярного кислорода, но и для многих видов он токсичен даже в ничтожно малой концентрации. К числу строгих анаэробов относятся метанобразующие, сульфатредуцирующие бактерии и ряд других  прокариот.  Среди эукариот облигатными анаэробами являются некоторые простейшие, в частности отдельные представители трихомонад.

По способу питания  организмы подразделяются на три группы. 
         1. Автотрофные организмы (автотрофный тип питания) – способны синтезировать органические вещества из неорганических. 
Автотрофные фотосинтезирующие организмы (фотоавтотрофы), к которым относятся зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии, при создании органических соединений непосредственно используют лучистую энергию Солнца – единственного источника энергии для живой природы Земли. Все остальные живые существа используют энергию, заключенную в химических связях. 
Автотрофные хемосинтезирующие организмы (хемоавтотрофы), к которым относятся некоторые бактерии, для синтеза органических соединений применяют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений (сероводорода, аммиака, железа и др.). 
        2. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, незеленые растения, большинство бактерий) не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, они используют энергию химических связей готовых органических соединений (гетеротрофный тип питания). Гетеротрофные организмы, в свою очередь, подразделяются на сапрофитов и паразитов. Сапрофиты, или сапротрофные организмы, питаются органическими веществами мертвых тел (большинство видов животных, бактерий и грибов). Паразиты, или паразитические организмы (болезнетворные бактерии, паразитические растения, животные, грибы), потребляют органические вещества живых организмов. 
        3. Миксотрофные организмы, например, эвглена зеленая, насекомоядные растения (миксотрофный тип питания) могут питаться и как автотрофы, и как гетеротрофы. По отношению к кислороду организмы также неодинаковы и подразделяются на аэробные, которые дышат кислородом, необходимым для окислительно-восстановительных реакций при тканевом дыхании (энергетический обмен), в результате чего образуются молекулы АТФ – аккумуляторы энергии; и анаэробные, использующие вместо кислорода другие окислители. 
Таким образом, обмен веществ имеет созидательный характер, его сущность в преобразовании поступающих извне веществ, а после их использования – в расщеплении данных веществ до образования продуктов жизнедеятельности (продуктов выделения) и последующего их удаления в окружающую среду. Поток веществ и энергии обеспечивает самообновление и самовоспроизведение организмов.

Разнообразны возможные  типы питания микроорганизмов.(См. табл.). Часть из них, называемые фототрофами, как и зеленые растения, способны использовать для роста энергию света (пурпурные  и  зеленые  бактерии, цианобактерии, прохлорофиты,  некоторые галобактерии и водоросли). Остальные микроорганизмы,  носящие название хемиотрофов,  так же как животные и  человек,  получают  энергию в результате окисления различных химических веществ. Среди фото- и хемотрофов известны виды,  способные все соединения клеток синтезировать их углекислоты. Их называют автотрофами. Особенно много автотрофов среди организмов, использующих в  качестве источника энергии свет (возможность фотосинтеза). Многим микроорганизмам,  как и животным, необходимы для роста органические соединения,  которые  используются  ими в  биосинтетических целях. Они носят название гетеротрофов. В случае хемотрофов окисляемый субстрат, иначе называемый донором электронов, обеспечивает получение организмом энергии и биосинтетические реакции восстановительного характера.  У фототрофов донор электронов выполняет обычно только вторую функцию, поскольку источником энергии служит свет.