1. Предмет изучения- строение, физиология, генетика, эволюция и экология микроорганизмов. Объект изучения-живые организмы размером 1-300 мкм, бактерии, микроскопические грибы, простейшие. Медицинская микробиология. Объект изучения – патогенные для человека микроорганизмы. Предмет изучения – строение, физиология, распространение патогенных для человека микроорганизмов

Промышленная микробиология. Объект изучения – полезные и вредные для деятельности человека микроорганизмы. Предмет изучения – строение, физиология, селекция полезных для деятельности человека микроорганизмов, строение, физиология и распространение вредных для хозяйственной деятельности человека микроорганизмов

Экологическая и почвенная микробиология. Объект изучения – почвенные микроорганизмы, взаимосвязь микроорганизмов между собой с макроорганизмами и абиотическими факторами среды. Предмет изучения – распространение и роль микроорганизмов в природе.

Сельскохозяйственная и ветеринарная микробиология. Объект изучения – микроскопические возбудители болезней растений и животных. Предмет изучения – строение, распространение, борьба с возбудителями и профилактика заболеваний.

Методы: Микроскопирование и наблюдение, Культивирование :выращивание на питательных средах, получение накопительных культур, выращивание чистых культур, приготовление сред. Методы фиксации и окрашивания: Анилиновыми красителями, по Граму.

2. Краткий исторический очерк возникновения и развития микробиологии

Антони ван Левенгук 1632-1723 конструктор микроскопа, Одни из первых увиденных простейших – вольвокс, амеба, эвглена, инфузория.

Рождение бактериологии: Причины возникновения заразных болезней?

Природа процессов брожения и гниения?

Самозарождение жизни?

Великий спор о самозарождении. Луи Пастер (1822-1895) , микробиологическая сущность брожения и многих болезней человека, опытным путем доказал невозможность самозарождения, пастеризация. Роберт Кох (1843-1910) ,открыл бациллу сибирской язвы, холерный вибрион и туберкулѐзную палочку. Мартин Бейеринк Первооткрыватель симбиотических азотфиксаторов, сульфатредуцирующих бактерий, разработал метод накопительных культур, один из основателей (наряду с С. Н. Виноградским) экологической микробиологии.

Является основателем вирусологии, в 1898 году обнаружил вирусы путѐм ультрафильтрации заражѐнных вирусом табачной мозаики тканей. Дмитрий Ивановский (1864-1920) , основоположник вирусологии, Обнаружил в клетках больных растений кристаллические включения («кристаллы Ивановского»), названных впоследствии вирусами.

Над царство	Прокариоты	Эукариоты
Размеры клеток	0,5-5 мкм	40-50 мкм
Формы жизни	Одноклеточные, нитчатые (трихом)	Одноклеточные, колониальные, многоклеточные
Органоиды	Производные ЦПМ	Ядро, мембранные органоиды
Клеточная стенка	Жесткие, пептидгликановые, белковые	Кутикулярная, гетерополисахаридная, хитиноподобная
Органы движения	Нить жгутика – из одной нити флагеллина	Жгутик – из микротрубочек, из тубулина
Генетический материал	Кольцевая молекула ДНК, плазмиды, эписомы	Нитевые молекулы ДНК, хроматин, ядрышки
Синтез белка	Мелкие 70S рибосомы, транскрипция и трансляция одновременны	80S рибосомы, транскрипция и трансляция разобщены
Дыхание	На видоизменениях ЦПМ, дыхательные петли. Акцептор – кислород, нитраты, нитриты, сульфаты, карбонаты, фумараты	На внутренней мембране митохондрий. Акцептор – только кислород
Фотосинтез	Видоизменения ЦПМ – фотомембраны. Циклический, нециклический	В хлоропластах. Нециклический с выделением кислорода
Движение цитоплазмы	отсутствует	присутствует

3.

4. Treponema pallidium, 250 мкм, Escherichia coli, 5 мкм, Bacillus subtilis Gram, 3 мкм, Staphylococcus aureus Gram, 1 мкм, Формы и скопления прокариотов: 1. Шаровидные кокки. Характерные скопления: а. монококки, делятся и сразу расходятся; б. диплококки, делятся в одной плоскости и не расходятся, объединены слизистым чехлом; в. тетракокки, делятся в двух плоскостях и не расходятся; г. Цепочки, делятся в одной плоскости и не расходятся; д. Делятся в трех плоскостях с одинаковой скоростью – кубышки 8-ми клеточные; е. Делятся в трех плоскостях с разной скоростью – скопления неправильной формы, гроздевидные скопления. Палочковидные. Бактерии – эндоспор не образуют; бациллы – образуют эндоспоры; Палочки могут быть правильной формы, неправильной формы. Концы овальные, округлые, заостренные, с булавовидными утолщениями. Извитые. Один завиток – вибрионы, два-четыре – спириллы, много – спирохеты. , Разветвленные. Образующие и не образующие мицелий. Бифидобактерии. Коринебактерии. Актиномицеты. ,Нитевидные. Образуют трихом. Цианобактерии, лептотрихии

1-бацилярный, 2,3,5-плектридиальный, 4-клостридиальный, 6-латеральный

5. Морфологические формы: вегетативные клетки и покоящиеся формы Вегетативные клетки: (1) для размножения – гормогонии и баеоциты цианобактерий, споры актиномицетов; (2) для специального функционального процесса – гетероцисты цианобактерий, бактероиды клубеньковых бактерий (фиксация молекулярного азота). Покоящиеся формы: Цисты – миксобактерии, цианобактерии.

Циста миксобактерий: 1-наружная оболочка, 2-клеточная стенка,3- цитомембрана, 4-нуклеотид. Эндоспоры: Особый тип покоящихся клеток грамположительных бактерий. Специфические структуры: многослойные наружные белковые покровы. Наружная и внутренняя мембраны, кортекс. Формируются эндогенно. Роды Bacillus и Clostridium. (наружная оболочка, внутренняя оболочка, кортекс, Гранулы дипикалиновой кислоты). Экзоспор: Экзоспоры образуются за счет отпочковывания от одного из полюсов клетки. Образование сопровождается уплотнением и утолщением клеточной стенки.Не содержат кортекс и экзоспориум. Могут служить для размножения (актиномицеты) Наибольшая устойчивость к факторам окружающей среды характерна для эндоспор. Условия, способствующие образованию покоящихся форм: отсутствие определенных питательных веществ в среде; снижение или повышение температуры и кислотности, высушивание, изменение условий аэрирования. Клеточная организация прокариот: Большинство одноклеточные, присуща тенденция к образованию клеточных агрегатов, колоний. Клетки удерживаются вместе слизью. Нитевидные: цианобактерии

6. Клеточная стенка. Важный систематический признак – окраска по методу Грама. Главный структурный и химический компонент – пептидогликан.(муреин) Дополнительный компонент – тейхоевые кислоты. Функции клеточной стенки : Механическая защита клетки, Поддержание определенной формы клетки или еѐ изменение (эластичность), Предохранение от изменений осмотического давления, Контактная (наличие антигенных структур), Избирательная проницаемость и внутриклеточное расщепление полимеров у грам(-) бактерий.Клеточная стенка грам+ бактерий: Количество муреина – 40-90%, Губчатая структура с порами диаметром 1-6 нм., Антигенные структуры – тейхоевые кислоты, Плотно прилегает к цитоплазматической мембране. К.с. грам- бактерий: Количество муреина – 1-10%, Два периплазматических пространства, Наружная мембрана, антигенные структуры – липополисахарид. Формы без клеточной стенки и необычные клеточные стенки: Микоплазмы – самые мелкие (0,1-0,15 мкм) сапрофиты и паразиты растений и животных, Формы, полученные искусственно: L-формы (мутация), Архебактерии – клеточные стенки из псевдомуреина или белка.

7. Поверхностные структуры: Капсулы – бесструктурное, аморфное образование, сохраняющее связь с клеточной стенкой, химический состав видо- или родоспецифичен. Основной компонент – гомо- или гетерополисахариды. Исключение: Bacillus – капсула из D-полиглутаминовой кислоты. Слизистый слой – аморфное, бесструктурное образование, легко отделяется от клеточной стенки. Чехлы – имеют тонкую структурную организацию, обычно состоят из нескольких слоев, имеющих разную структуру. Сложный химический состав : углеводы, гексозамины, белки, липиды, фосфаты. Ворсинки (пили) – поверхностные структуры, не имеют отношения к движению. Состоят из белка пилина. Ворсинки общего типа. Функции: а) обеспечивают гидрофобность поверхности; б) обеспечивают прикрепление к субстратам; в) участвуют в транспорте метаболитов. Ворсинки полового типа (фимбрии)- обеспечивают контакт клеток при конъюгации, формируют канал для передачи ДНК от донора к реципиенту. Органы движения: Жгутики. Число, размеры и расположение видоспецифично. Может зависеть от условий культивирования. Количество – от 1 до 1000 на клетку. Расположение: полярный монотрих, биполярный политрих, перитрих. Строение.Толщина жгутика: 10-20 нм; длина от 3 до 15 мкм .Состоят из 3-х частей: (1) длинная спиральная нить, состоит из белка флагеллина, (2) крюк толщиной 20-45 нм, белок, отличный от флагеллина, (3) базальное тело – 9-12 различных белков, образующих систему колец, нанизанных на стержень – продолжение крюка. Внутренние кольца M и S характерны для всех бактерий, Наружные кольца P и L – у грамотрицательных бактерий. Грам+ : кольцоS,M, крюк, пептидгликановый слой, цитоплазматическая мембрана. Грам- : кольцо S,M,L,P, крюк, наружная мембрана, пептидгликановый слой, цитоплазматическая мембрана, периплазматическое пространство. Движение жгутиков: Обеспечивается энергией ΔμН+, Вращается М кольцо против часовой стрелки, Скорость вращения 40-60 об/сек, Множество жгутиков собираются в пучок, вращаются в одном направлении, Клетка вращается в другом направлении, Эффективное движение в жидкой среде. Движение виды: Аксиальные нити – расположены в 2-м периплазматическом пространстве, Характерны для спирохет, Типы движения: вращение, ввинчивание, изгибание, Миксобактерии, нитчатые серобактерии, цианобактерии – скольжение, скорость 2-11 мкм/сек.. Типы движений прокариотов: Направленные движения прокариотов называются таксисами. Чувствительность определяется белковыми рецепторами., Хемотаксис – движение в направлении действия химических соединений или наоборот. Инертные вещества и эффекторы (аттрактанты и репелленты), Фототаксис – движение по направлению к свету и от него, Магнитотаксис – движение по линиям магнитного поля (водные бактерии), имеют магнитосомы (Fe3O4), Вискозитаксис – перемещение в зависимости от вязкости раствора.

8. Мембрана-липидно-белковый комплекс. Липиды - фосфолипиды (набор родо-специфичен), встречаются гликолипиды, стерины отсутствуют у большинства. Функции липидов: поддержание свойств мембран, гидрофобность, избирательная проницаемость. Белки: большинство – ферменты, а также рецепторы, переносчики электронов и транспортные белки, структурные белки.

Углеводы. В составе гликолипидов и гликопротеидов. Структура мембран. Бислой или монослой у архебактерий. Белки располагаются мозаично, асимметрично, делятся на трансмембранные и периферические, удерживаются гидрофобными и электростатическими взаимодействиями. Функции ЦПМ. Транспортная. Типы транспорта: (1) Простая диффузия. Движутся через поры: вода, кислород, азот, углекислый газ, водород, моносахариды при их большой концентрации в окружающей среде.(2) Облегченная диффузия с помощью белков-переносчиков (транслоказ). Движутся: гидрофильные соединения.(3) Активный транспорт с использованием энергии ΔμH+ или АТФ: ионы

(4) Перенос с химической модификацией субстрата: фосфорилирование, аденилирование, ацетилирование. Также требует затрат энергии.

Особые функции ЦПМ:Дыхание. В ЦПМ располагаются переносчики электронов и системы синтеза АТФ.Фотосинтез. Видоизменения ЦПМ – фотомембраны. Участие в процессах репликации ДНК и разделения хромосомы при делении клеток бактерий.

Видоизменения ЦПМ у бактерий: Фотосинтетические мембраны. Могут иметь вид: везикул (пузырьков); трубочек (хроматофоры); уплощенных дисков (тилакоиды). Связь с мембраной либо сохраняется, либо утрачивается. Мезосомы. Тип впячиваний ЦПМ. Различаются размерами, формой и локализацией. По форме: ламеллярные (пластинчатые); тубулярные (трубчатые); везикулярные (пузырчатые). По расположению: в зоне клеточного деления; в области нуклеоида; на периферии. Функции: усиление процессов метаболизма; участие в репликации и делении, формирование перегородки, секреция. Внутрицитоплазматические включения: Структуры специального назначения: хлоросомы зеленых бактерий и фикобилисомы цианобактерий; карбоксисомы; магнитосомы, газовые вакуоли, аэросомы.

Продукты метаболизма: молекулярная сера у зеленых и пурпурных бактерий. Запасные питательные соединения: полисахаридные (гликогено- и крахмалоподобные), липидные (гранулы поли-β-оксимасляной кислоты), полифосфатные (волютин).