ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МИКРОБИОЛОГИЯ

Мурманск

2010

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра микробиологии

ЦИТОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Микробиология», раздел «Цитология микроорганизмов» для студентов, обучающихся по специальности 020209.65 «Микробиология» и направления 020200.62 «Биология»

Мурманск, 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ПРИГОТОВЛДЕНИЕ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ СВЕТОВОЙ МИКРОСКОПИИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МИКРООРГАНИЗМОВ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ БАКТЕРИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. ИЗУЧЕНИЕ КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ ПРОКАРИОТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПОДВИЖНОСТИ БАКТЕРИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7. ВЫЯВЛЕНИЕ КИСЛОТОУСТОЙЧИВОСТИ БАКТЕРИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. ИЗУЧЕНИЕ КАПСУЛ И СЛИЗИСТЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9. ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ ПРОКАРИОТ. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СПОР И СПОРООБРАЗОВАНИЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10. ИЗУЧЕНИЕ ЯДЕРНОГО АППАРАТА БАКТЕРИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11. ЗАПАСНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

Элементарной физической единицей живого является клетка; это наименьшая жизнеспособная единица. По своему химическому составу все живые существа очень сходны. Основные компоненты всякой клетки – это дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), рибонуклеиновые кислоты (РНК), белки, липиды, фосфолипиды. Изучение тонкого строения различных типов клеток позволило выявить заметные различия между бактериями и цианобактериями, с одной стороны, и животными и растениями (включая также их микроскопически малых представителей) - с другой. Различия между теми и другими настолько глубоки, что эти две группы организмов противопоставляются друг другу как прокариоты и эукариоты.

Большинство микроорганизмов — одно­клеточные существа. Микроорганизмов, имеющих истинное ядро, называют эукариотами (эу — от греч. истинный, карио — ядро). Микроорганизмы с примитивным ядерным аппаратом от­носятся к прокариотам (доядерным). К эукариотам принадлежат грибы, водоросли и простейшие. По строению они сходны с растительными и животными клетками. Бактерии и сине-зеленые водоросли (цианобактерии) относят к прокариотам. В эукариотической клетке имеется ядро, отделенное от окру­жающей его цитоплазмы двухслойной ядерной мембраной с пора­ми. В ядре находятся 1—2 ядрышка — центры синтеза рибосомальной РНК и хромосомы — основные носители наследственной информации, состоящие из ДНК и белка. При делении хромосомы распределяются между дочерними клетками в результате слож­ных процессов — митоза и мейоза. Цитоплазма эукариот содержит митохондрии, а у фотосинтезирующих организмов — и хлоропласты. Цитоплазматическая мемб­рана, окружающая клетку, пере­ходит внутри цитоплазмы в эндоплазматическую сеть; имеется также мембранная органелла — аппарат Гольджи.

Прокариотические клетки уст­роены проще. В них нет четкой границы между ядром и цито­плазмой, отсутствует ядерная мембрана. ДНК в этих клетках не образует структур, похожих на хромосомы эукариот. Поэтому у прокариот не происходят про­цессы митоза и мейоза. Большин­ство прокариот не образует внут­риклеточных органелл, ограни­ченных мембранами. Кроме того, в прокариотических клетках нет митохондрий и хлоропластов (Табл. 1). Ниже рассматривается строение только прокариотической (бак­териальной) клетки, так как строение эукариотической клетки освещено в соответствующих курсах ботаники и зоологии.

Таблица 1. Отличия эукариотческих и прокариотических организмов

Характеристика	Прокариоты	Эукариоты
Цитологические признаки: Наименьший размер клетки 0,05 мкм Наличие оформленного ядра Наличие автономных органелл (митохондрии, хлоропласты)	+ - -	- + +
Локализация рибосом Расположены в цитоплазме Прикреплены к эндоплазматическому ретикулуму	- -	- +
Жгутики (если присутствуют): Диаметр 0,01 – 0,02 мкм Диаметр около 0,2 мкм	+ -	- +
Молекулярно-биологические особенности: Число хромосом Кольцевая хромосома Линейные хромосомы Константы седиментации рибосом: 70 S 80 S Константы седиментации рибосомной РНК: 5S, 16 S, 23 S 5S, 5,85 S, 18 S, 28 S	1- 2 + -(+) + - + -	>1 - + - + - +
Признаки, основанные на химических анализах: Присутствие пептидокликана	+(-)	-
Особенности размножения: Клеточное деление происходит в результате митоза Возможность мейоза	- -	+ +
Перенос генов и рекомбинация включают: Гаметогенез и образование зиготы Латеральный (горизонтальный) перенос генов	- .(-)	+ -
Питание: Диффузия или транспорт через мембрану эндоцитоз	+ -	+ +
Метаболические особенности: Дыхательный и фотосинтезирующий аппарат Ассоциирован с плазматической мембраной или ее выростами Возможность хемолитотрофного метаболизма Способность к фиксации молекулярного азота Способность к метаногенезу Способность к аноксигенному фотосинтезу	+ + + + +	- - - - -

Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенно­стей, касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации (рис. 1). Структуры, расположенные снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсин­ки), называют обычно поверхностными структурами. Термином «клеточная оболочка» часто обозначают все слои, располагающиеся с внешней стороны от ЦПМ (клеточная стен­ка, капсула, слизистый чехол). ЦПМ вместе с цитоплазмой назы­вается протопластом.

Рис. 1. Комбинированное изображение прокариотной клетки:

А — поверхностные клеточные структуры и внеклеточные образования: 1 — кле­точная стенка; 2 — капсула; 3 — слизистые выделения; 4 — чехол; 5 — жгутики; 6 — ворсинки; Б — цитоплазматические клеточные структуры: 7 — ЦПМ; 8 — нуклеоид; 9 — рибосомы; 10 — цитоплазма; 11 — хроматофоры; 12 — хлоросомы; 13 — пластинчатые тилакоилы; 14 — фикобилисомы; 15 — трубчатые тилакоиды; 16 — мезосома; 17 — аэросомы (газовые вакуоли); 18 — ламеллярные структуры; В — запасные вещества: 19 — полисахаридные гранулы; 20 — гранулы поли-β-оксимасляной кислоты; 21 — гранулы полифосфата; 22 — цианофициновые гранулы; 23— карбоксисомы (полиэдральные тела); 24— включения серы; 25 — жировые капли; 26 — углеводородные гранулы.