Микра_Практ
.pdf
23
его каплей вниз и помещают на специальное предметное стекло с углуб
лением (лункой) в центре. Капля должна свободно висеть, не касаясь
краев и дна лунки. Если предстоят многодневные наблюдения, то края лунки смазывают вазелином и капля оказывается герметически заклю
ченкой во алажиой амере. Препарат «висячая капля» ксполъзуют для выявления подвижности у микроорганизмов,- изучения способов раз множения, наблюдения за прорастанием спор.
Задание
1.Ознакомиться с устройством микроскопа «Laboval-2►►• Установить
свет по Келеру.
2.Пр~вить фиксированный препарат дрожжей Saccharqmyces
cerevisiae позиrивио окрашенный, промикроскопировать с объек
тивом IООх, зарисовать.
З. Приготовить фиксированный препарат позитивно окрашенный бактериальных клеток. Промикроскопировать с объективом IООх,
зарисовать.
4. Приготовить фиксированный негативно окрашенный препарат бак терий р. Azotobacter.Промикроскопировать с объективом I00x, за
рисовать.
5. Приготовит), препарат «висячая капля» культуры бактерий. Про
микроскопировать.
6.Приготовить препараты «раздавленная каrшя» дрожжей и бакте рий. Промикроскопировать соответственно с объективом 40х и IOOx,зарисовать. Приготовить препарат «висячая капля». Промик
роскопироватъ с обьернвом 40х, зарисовать.
Познакомиться с фазово-контрастной микроскопией.
Тема 2. Морфология микроорганизмов
Мир микроорганизмов включает огромное разнообразие форм,
общим свойством которых является их малый размер - от десятых до
лей микрометра (мкм) до десятков, иногда сотен микрометров. Боль
шинство микроорrа!:Jизмов - одноклеточные, встречаются ценоцитные,
многоклеточные, однако дифференциация клеток на органы и ткани у
них отсутствует.
На основании современных представлений о микромолекулярной
организации клеток высшие таксоны живой природы относят к трем
надцарствам и шести,царствам (табл. 1).
24
В сисrеме ·живых организмов микроорганизмы занимают особое
. положение. В отличие от растений и живоntых, которые оntосятся к
одному надцарству эукарио1Ъ1, микроорганизмы относятся к трем над
царствам.
При этом к ~царстам акариотов и прокариотов относятся только
М:икроорrаRИWЬI.
К царству растений относятся микроорганизмы - микроскопиче
ские водоросли, к царству животных - простейшие.
Таблица 1. Система высших таксонов живой природы
., . Jlaдqapeтaa |
•.царства |
Аiсаржпы (безъядерные) |
Вирусы |
Прокариоты (доядерные) |
Архебактерии |
|
Цианобактерии |
|
Эубактерии |
Эукариоты (ядерные) |
Растения |
• |
Животные |
Грибы |
Естественными средами обитания микроорганизмов является поч ва, вода, организм. человека, животных, растений. Воздух не является
благоприятной средой дш1 развития микроорганизмов, так как не со
держит капельно-жидкой воды, однако многие микроорганизмы могут
временно сохранять жизнеспособность в воздухе.
Почва является местом обитания разнообразных видов бактерий, во
дорослей, rрибов, простейших. Численность и видовой состав микроорга
низмов, населя19щих почву, определяется налич~ ~аги, mпательных
веществ, реЗКШJей средЫ, температурой, степенью аэрации. Числеююсть и видовое разнообр!QИе Ю11qЮОрганизмов водных объектов определяется
прежде всеrо сrепеныо загрязненности ВОДЫ, наличие111 В ~ QP~
соединений и биогенных элеме1ПОв, азота, фосфора и др. В ~АIО
доемах МQiуr.развИВ81Ю1 водоросли,. бmсrерии, простейшие и rрибьl.
Работа 3. Морфоnоrии бак,-ерий:
БактерIЦ« представлены в оснQвном 9дноклетQЧными· формамй'·с.
прокарщ,твческим типом строения клетки. Размноженkе баmjiий осу
ществляется луrем поnеречноrо деления клетки на две рваные часtи.
Клетки после·деления могут разъединяться, однако у нек6tорых видбв
25
остаются вместе, образуя различные сочетания. Эти скопления не экви
валентны многоклеточным формам, так ках каждая входящая в них
клетка является самостоятельным организмом, сохраняющим жизнесnо
собность и после отделения от других клеток. По форме клеток бакте
рии подразделяют на четыре основные группы: палочковидные, кокко
видные, извитые и нитевидНые (рис. 9).
Рис. 9. Бактерии:
1 - палочковидные, 2 - кокковидные, 3 - извwпь,е, 4 - нитевидные
Палочковидные бактерии имеют форму палочек. Различаются разнообразием величины, форм и расположением клеток. Размеры
варьируют от 2-5 мкм до 10-12 мкм. Палочки различаются отношением
длины клетки к ширине, формой окончания (полюса) клетки. Концы их
моrут быть ровными, как бы обрезанными, закругленными, утолщен
ными или заостренными.
Взаимное расположение различно: беспорядочное, характерное для
большинства бактерий, клетки которых после деления расходятся; па
рами - диплоформы, сохраняют после деления две клетки; в виде длин
ных цепочек. Среди палочковидных форм есть подвижные и неподвиж
ные. Движение бактермй зависит как от видовой принадлежности, так и
от возраста культуры и условий выращивания. Для выявления подвиж ности препцраты готовят из односуточных культур. Подвижные палоч
ковидньtе бактерии перемещаются при помощи жгутиков, которые осу
ществляют вращаnwьное движение и по-разному располагаются на
микроQной клетке (рис. 10),
[!о способности.о.бразовывать споры палочковидные бактерии под _разделЯЮт на три боJlьщие группы - бак;rерии (лат, Bacterium),необра :sующие спор, бацllЗ!JЩ.(лат. Вacillius), образующие эндоспоры без изме иения формы клетки, и клостридии (лат. Clostridium),у которых в про
цессе спорообразова.ния на!5л~даетс• изменение формы клетки и из па-
26
лочхови,дной она превращаетс,J в веретеновидную или уrолщенную с одного конца, напоминающую барабанную палочку. В каждой клетке образуется только одн~ спора; когда спора сформируется, оболочка н _ содержимое клетки лизируются. Споры бактерий хорошо переносят вы
сушивание, нагревание, воздействие ряда химических веществ. Попадая
в благоприятные условия, спора прорщ:тает в веrщатшщую клетку. Па
лочкоаидные ба~сrерии мoryr располагаться по одной без определенной
системы, быть попарно связанными по длине иди образовывать цепочки.
4
Рис. 1О. Схематическое изображение типа жrутикования убактерий~
1 - монотрих, 2 - амфитрих, 3 - лофотрих, 4 - nepumpux
Кокковидные формы (лат. coccus - шарик) характеризуются от сутствием подвижности и способности к спорообразованию.
Могут быть шаровидной формы, слегка вытянутой или несколько
вогнутой с одной из сторон, диаметром 0,5-1 мкм.
В зависимости от расположения клеток и характера их деления
кокки подразделяют на несколько морфологических групп. Микрококки
характеризуются одиночным беспорядочным расположением клеток,
диплококки (лат. diplos - двойной)· характеризуются расположениеltf
клеток попарно, стрептококки (греч. streptos - цепь) имеют вид цепочки,
состоящей из отдельных шарообразных клеток. Такие расположения клеток возможны при делении их в одной плоскости. У тетракокков (греч. tetra - четыре) деление клетки возможно в двух взаимно перпевs
дикулярных плоскостях, в результате чеrо клетки располагаются по ~
. тыре. У сарцин (лат. sarcio - связывать) образуются скопления ПО 8, 16-:и_
более клеток в результате деления кл~ки в трех взаимно перriеffДИtfу лярных плоскостях. Стафилококки (греч. staphyios- гроздья) - скопле
ния неправиnьной формы, напоминаюinие. виноrрадin;~е гроздья; обра
зуются в резульtате деленм клетки в различных rmоскоетях.
Многие бактерии образуют капсулу· снаружи ЮJеточной стенки,
представляющую скопление сiiизмстоrо вещества (полисахариды, поли-
28
нии. Это миоЮЮJеtоЧиые холоuиальиые организмы, не имеющие функ
ционального разделения между к.яетками. Нитевидные бактерии - вод- , ные организмы, где они мoryr свободно плавать иди прикрепляться к
твердым субстратам, в последнем случае на конце нити ооразуеп:я сли
зистая подушечка. Размножаются нитевидные бактерии путем фрагмен тациJ\.С образованием .отдельных короткнх цепочек, путем отщепления
отдельных ·схоJlьзящих: клеток от апИРЛЬноrо KQНWI нити, а также го
нидиями, представляющими собой клетки овалыюА формы, образую
щиеся внутри материнской клетки. Гонидии некоторых нитевидных
'6актерий имеют жrутихи, при помощи которых riередвиrаются. Ните
видные бактерии встречаются среди представитеnей р8ЭЛlfЧНЫХ физио
логич:есхих групп - еС'ПI нитевидные формы среди серобактерий, желе-
зобактерий, цианобахтерий. ·
Микроскопические исследования бактерий nроводят на фиксиро
ванных препаратах с иммерсионной системой. Спириллы и спирохеты rшохо воспринимают красители, позтому после фиксации мазка в пла
мени горелки проводЯТ его обработку в течение 3-5 мин 0,5% раство
ром соляной кислоты. Протравливание клеток кислотой повышает их
восприимчивость к красителю. Мазок окрашивают в течение 1-2 мин фуксином Циля.
Нитевидные бактерии - достаточно крупные формы; мя их микро
скощ1рования можно приготовить препарат «висячая капля» и исполь
зовать сухую систему.
Задание
Познакомиться с формой клеток конкретных штаммов кокковид иых бактерий, приготовив фиксированные прещраты, промикроско~щ-,
ровать ( 1ООх, МИ), зарисовать. Познакомиться с формой клеток шiлоч
ковидных бактерий (фиксированные препараты, 1ООх, МИ), зарисовать. Познакомиться с формой клеток извитых бактерий на примере культу ры Rhodospirillum rubrum и спирохет, выявляемых в фиксированнщ,1
окрашенном препарате из зубного налета (1-ООх, МИ). Познакомитьс11 с
формой клеток нитевидных цианобактерий (препарат «висячая капля»,
40х), зарисовать. ·
Конкретные К)'ЛЬ'!)'рЬl для приготовления препаратов предлагаются
на занятии.
Морфологии цианобактерий
Цианобактерии (прежнее название сине-зеленые водоросли)- про кариотические организмы - относятся к бактериям. но, подобно расте-
29
НИJIМ и водорослям, осуществляют фотосинтез с выделением кислорода,
·т. е. они относятся к аэробным оксиrенным фотолитоавтотрофам. Циа
нобактерии распространены в водо.емах, в почве, на рисовых полях. В эвтрофных озерах часто наблюдается массовое размножение цианобак терий - «цветение» воды. Благодаря способности фиксировать молеку
лярlfЬlй азот и выдерживать экстремальные условИII (температура, рН)
цианобактерий первыми заселяют места, бедные питательНЬ1ми. вещест
вами (пустыни, скалы и т. п.) и участвуют в первичном почвооб~ова
тельном процессе.
Цианобактерии - морфолоmчески разнооб~иая группа и вЮ1ЮЧает
как одноклеточные, так и многоклеточные формы. Однокnеточные фор
МЬ! - это папочки, К()l(КИ, которые часто существуют в виде обьединен
ных капсулами и слизью клеток в аrреrаты (колонии).
Размножаются бесполым путем в результате бинарного, множест
венного деления или почкования (рис." 11).
GlocoЬocter
/ероцисты
Nostoc
Gfoeotheca |
SpirulilJa |
|
Рис. 11. Схематическое изображение цианобактерий
Многоклеточные формы - это нитчатые б~рии, представлены
цепочками клеток, называемых трихомами, часто погруженных в слизи
стые чехлы. Размножаются путем деления клеток внутри трихома. В
некоторых нитчатых циаиобапериях, рас'I)'ЩИХ в отсутствии связанно
го азота и фиксирующих МQПекулярный азот, наблюдается дифферен
циация клеток (рис. 11). Образую'\'СЯ гетероцисты - клетки с толстой
клеточной стенкой, слабо пигментированные. Они явлiпотся местом
30
фиксации молекулярного азота. Образуются также покоящиеся клетки с
утолщенной С1'еН)(ОЙ - акииеты. '
Задание
Ознакомиться с морфологией цианобактерий. Приготовить препа
рат «раздавленная капля» из культуры |
Spirulina, Nostoc. Зарисовать, |
объектив 4Ох. |
· |
Актином1щеты (греч. actis - луч, mycos - гриб)- лучистые грибки
.., rpyпna микроорrаннзмов, оmосящам:я к прокариотам, но имеющая
некоторое с~одство с.грибами. Как и бактерц все актиномицеты со
держаt,в составе кпеrочной стенки пептидоrлн:,кан,_не им.еютдифферс:н
цированноrо ядра, ширма клеток (0,5-1,5 мкм} сходна с; ба~qериальЩ,1-
ми. Сходство с грибами дроявляется ,ii способности l(Jleтoк ветвиться в
виде мицелия и образовывать на концах rиф споры, являющиеся для ря-
да родов актitномицетов основным способом размножения. |
· |
Низшие формы актиномицетов - проактнномицеты .и корине
формные б~tктерин - включают такие роды как Mycobacterium, Nocardia, Arthrobacter, Corynebacteruim и др. Это одноклеточные формы, у
которых наблюдается тенденция к образованию мицелJ;!Я или клеток с изменчивой неправильной формой в молодых культурах. С возрастом
клетки большинства видов распадаются на кокковидные или овальные формы. Плеоморфизм (морфологическое многообразие)характерен для
всех видов, размножение происходит путем деления клеток, фрагмента ции мицелия или образования спор. Так, у некоторых видов микобакте рий споры формируются из отдельных фрагментов цитоплазмы, покры ваются собственной оболочкой; по мере их созревания оболочка мате ринской клетки разрушается, и споры освобождаются. В клетках таких
микобактерий всегда ~бразуются несколько спор, поэтому для предста
вителей этого рода спорообразование можно рассматривать как способ
размножения. Практическое применение из этой rруппьl микроорганиз мов нашли многие виды рода Corynebacteruim, являющиеся продуцен тами аминокислот. Кроме плеоморфизма, для коринобактерий хара1е
терно «защелкивание» клеток при их делеmrи. Оно происходит- из-за
того, что соединяющая дбчёрние клетки перегородка расслаиваетс;t'на
разных сторонах с разной скоростью, так что клетки оказываются под
углом друг к другу. Наряду с этим наблюдается и множественное деле-_
ние клеток, при котором из одной минной палочки получается не сколько коротких (рис. 12).
