Фазовоконтрастная микроскопия

При прохождении пучка света через неокрашенный объект изменяется лишь фаза колебания световой волны, что не воспринимается человеческим глазом. Чтобы изображение стало контрастным необходимо превратить фазовые изменения световой волны в видимые амплитудные. Это достигается с помощью фазовоконтрастного конденсора и фазового объектива

Фазовоконтрастный конденсор представляет собой обычный объектив с револьвером и набором кольцевых диафрагм для каждого объектива. Фазовый объектив снабжен фазовой пластинкой, которую получают нанесением солей редкоземельных элементов на объектив. Изображение кольцевой диафрагмы совпадает с кольцом фазовой пластинки соответствующего объектива.

Фазовоконтрастная микроскопия значительно повышает контрастность объекта и используется для изучения нативных препаратов.

Люминесцентная микроскопия

Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых веществ под влиянием падающего на них света испускать лучи с другой (обычно большей) длиной волны (флюоресцировать). Такие вещества называют флюорохромами (акридиновый желтый, ФИТЦ, родамин и др.). Объект, обработанный флюорохромом, при освещении ультрафиолетовыми лучами приобретает яркий цвет в темном поле зрения.

Основной частью люминесцентного микроскопа является осветитель, имеющий лампу ультрафиолетового цвета и систему фильтров к нему (рис. 17). Очень важно использование нефлюоресцентного иммерсионного масла.

Люминесцентная микроскопия в практической микробиологии используется для индикации и идентификации возбудителей инфекционных заболеваний с помощью реакции иммунофлюоресценции.

Электронная микроскопия

Возможности оптических микроскопов ограничены слишком большойдлиной волны видимого света (6000 А). Объекты, размеры которых меньше этой величины, находятся за пределами разрешающей способности светового микроскопа. В электронном микроскопе вместо световых волн используются электронные лучи, обладающие чрезвычайно малой длиной волны и высокой разрешающей способностью (рис. 18).

В качестве источника электронных лучей применяют электронную пушку, основой которой служит вольфрамовая нить, нагретая электрическим током. Между вольфрамовой нитью и анодом на пути электронов находится электрическое поле высокого напряжения. Электронный поток вызывает свечение фосфоресцирующего экрана. Проходя через объект, части которого имеют различную толщину, электроны будут соответственно задерживаться, что проявится на экране участками затемнения. Объект приобретает контрастность.

Препараты для электронной микроскопии готовят на тончайших коллоидных пленках, исследую объекты после их высушивания («нативные препараты»), напыления при помощи тяжелых металлов, ультратонких срезов метода реплик и др.

С помощью электронной микроскопии можно обнаружить самые мелкие структуры, получит увеличение до 200 000 и увидеть объекты размером 0,002 мкм.

№8 Классификация прокариотов. Основные таксономические единицы. Понятие о виде, варианте, штамме, клоне, квазивиде

Классификация. Классификация осуществляется по иерархической схеме. Основной единицей является чистая культура выделенной бактерии – «штамм». Штаммы объединяются в виды, виды в роды, а роды в семейства. Основой для классификации служит адекватное описание штаммов, в соответствии с которым и проводят сравнение и разграничение рассматриваемых единиц.

Следует различать два вида классификаций: филогенетические, или «естественные», с одной стороны, и искусственные-с другой. Построение естественной классификации – конечная цель таксономии бактерий, которая состоит в том, чтобы объединить родственные формы, связанные общностью происхождения, и на этой основе создать филогенетическое древо бактерий. Несомненно, когда-нибудь это удастся сделать, исходя из химических признаков – таких, как последовательность аминокислот в функционально сходных ферментных белках или последовательность нуклеотидов в консервативных нуклеиновых кислотах, например в рибосомных РНК.

Искусственная классификация ставит перед собой более скромные цели, чем филогенетическая. Она довольствуется объединением организмов в отдельные группы на основе их сходства и используется для идентификации и распознавания (определения) организмов. Искусственная система, прежде всего, рассчитана на использование ее в качестве ключа для определения.

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.

Штамм (от нем. Stammen, буквально – происходить) – чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и определенном месте. Поскольку многие микроорганизмы размножаются митозом (делением), без участия полового процесса, по существу, виды у таких микроорганизмов состоят изклональных линий, генетически и морфологически идентичных исходной клетке. Штамм не является таксономической категорией, наинизшим таксоном у всех организмов является вид, один и тот же штамм не может быть выделен второй раз из того же источника в другое время.

Штамм – популяция одного вида выделенная из какого-либо одного источника.

Клонирование, в биологии – метод получения нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения.

Клон – потомство одной клетки.

№9. Основные отличия эукариотических и прокариотических клеток.

1) В клетках эукариот хроматин защищен мембраной, в то время как у прокариот он растворен в цитоплазме. 2) В клетках эукариот рибосомы имеют бОльший размер, чем в клетках прокариот. 3) Эукариоты имеют линейную ДНК. Прокариоты, в большинстве своём, кольцевую (замкнутую). 4) ДНК эукариот во время делений клетки накручивается на гистоны. У прокариот гистоны отсутствуют. 5) Эукариоты делятся митозом, мейозом (кроме, например, простейших).Прокариоты, в основном, делятся простым делением пополам. 6) Клетки эукариот богаты многими органеллами (одних митохондрий может быть до 50000), в том время как прокариоты многих органелл не имеют (митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть и пр.) 7) Для эукариотических клеток характерны процессы эндоцитоза, фагоцитоза и пиноцитоза. 8) У эукариотических организмов имеются самые разнообразные клеточные стенки (например, у животных её вообще нет). У большинства прокариот клеточная мембрана состоит преимущественно из муреина. 9) По типу питания эукариоты могут быть самые разные. Прокариоты только хемотрофы, фототрофы и паразиты. 10) Эукариотические клетки имеют бОльшие размеры, чем прокариотические.

№10 Морфология и анатомия бактерий. Постоянные и непостоянные компоненты бактериальной клетки.

По форме клеток бактерии разделяются: на шаровидные - кокки, палочковидные или цилиндрические - собственно бактерии и извитые - вибрионы спириллы и спирохеты. Между этими группами имеются переходные формы, например, кокко-бактерии.

Кроме этих основных групп в природе встречаются и другие формы бактерий: нитевидные, микобактерии (палочковидная ветвящаяся форма).

Я дро у прокариот, которое часто называют нуклеоидом, имеет фибриальную структуру и не отграниченно от цитоплазмы ядерной мембраной. В клетках прокариот отсутствуют митохондрии, хлоропласты, пластинчатый комплекс Гольджи. Окислительно-восстановительные ферменты локализованы в производных образованиях цитоплазматической мембраны — мезосомах.

У прокариот отсутствует митоз. Они размножаются путем бинарного деления и существуют в гаплоидном состоянии, вследствии чего диплоидность эукариот, имеющая огромное значение в их эволюции, не играет никакой роли в эволюции прокариот. У прокариот отсутствует также клеточный центр. Для них нетипичны внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебовидное движение.

По форме клеток собственно бактерии подразделяются на шаровидные, палочковидные и извитые.

Шаровидные бактерии — кокки имеют правильную сферическую или эллипсовидную форму. Одни из них располагаются беспорядочно (микроккоки), другие парами (диплококкки), третьи — цепочками из трех и более кокков (стрептококки) или восьми (сарцины) кокков. Это связано с особенностями их деления. В том случае,  если они делятся в разных плоскостях, то образуются скопления, напоминающие виноградную гроздь (стафилококки). Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях приводит к образованию тетракокков, в трех — сарцины. При делении в одной плоскости дочерние клетки могут не отходить друг от друга, образуя диплококки и цепочки кокков — стрептококки. Патогенные бактерии чаще всего представлены стафилококками, стрептококками, реже микрококками.

Палочковидные бактерии, имеющие цилиндрическую форму, различаются по размерам, форме клеток и их концов, а также по расположению. Большинство из них имеет длину, превышающую поперечник. Другие представляют собой крупные палочки с утолщениями на концах либо с обрубленными или заостренными концами. Они могут беспорядочно располагаться в виде одиночных клеток, парами — диплобактерии, в виде цепочек — стрептобактерии. Патогенные виды относятся ко всем перечисленным формам палочковидных бактерий.

Извитые формы бактерий представлены изогнутыми палочками, изгибы которых имеют один (холерный вибрион) или несколько оборотов (кампилобактерии) спирали. Извитые формы — вибрионы и спириллы, а также спирохеты. Вибрионы имеют вид слегка изогнутых палочек, спириллы — извитую форму с несколькими спиральными завитками.

Ультраструктура бактериальной клетки отражает уникальность ее организации. С помощью электронно-микроскопического исследования ультратонких срезов бактерий, цитохим-их и других методов исследования можно установить структуру определенных органелл, определить их хим-ий состав и функциональную роль, которую они играют в процессе жизнедеят-ти клетки.

Структура бактериальной клетки. Структурные элементы бактери­альной клетки можно условно разделить на: а) постоянные структурные элементы - имеются у каждого вида бактерий, в течение всей жизни бакте­рии; это клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид; б) непостоянные структурные элементы, которые способны обра­зовывать не все виды бактерий, а те бактерии, которые образуют их, могут терять их и вновь приобретать в зависимости от условий существования. Это капсула, включения, пили, споры, жгутики.