Микроорганизмдер. Микроорганизмдерге жалпы сипаттама
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1. Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
2.2. Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
2.3. Микроорганизмдердің химиялық құрамы
2.4. Микроағзалардың көбеюі.
2.5. Микроағзаларды бөліп алу.
2.6. Микроағзалардың өсуі.
2.7. Микроорганизмдердің систематикасы.
2.8. Микроағзалардың тыныс алуы.
2.9. Микроорганизмдер экологиясы
2.10. Микроорганизмдерге әсер ететін факторлар.
3. Қорытынды
4. Пайдаланған әдебиеттер
2. Негізгі бөлім
2.1. Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
2.2. Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
2.3. Микроорганизмдердің химиялық құрамы
2.4. Микроағзалардың көбеюі.
2.5. Микроағзаларды бөліп алу.
2.6. Микроағзалардың өсуі.
2.7. Микроорганизмдердің систематикасы.
2.8. Микроағзалардың тыныс алуы.
2.9. Микроорганизмдер экологиясы
2.10. Микроорганизмдерге әсер ететін факторлар.
3. Қорытынды
4. Пайдаланған әдебиеттер
Микробиология ( грек тілінен аударғанда micros – кішкентай, bios – тіршілік, logos - ілім) – жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі ағзаларды, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым. Микробиологияның мақсаты – микроорганизмдердің физиологиясын, генетикасын, экологиясын және биохимиясын зерттеу. Микроорганизмдерге әртүрлі бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар және қарапайымдылар жатады. Микроб әлемінің ауқымдылығы соншалықты, онда көптеген және әртүрлі пайдылы және жарамсыз микроскопиялық организмдер кездеседі. Олар табиғатта, өндірістің әртүрлі саласында, ауыл шаруашылығында, адам өмірінде, жануарлар ағзасында және т.б. жағдайларда үлкен роль атқарады. Микроорганизмдердің бір түрлері табиғаттағы зат және энергия айналымының негізі болып саналады. Микроорганизмдердің көптеген түрлері эволюция барысында тірі организмдерге бейімделіп, паразиттік қасиетке ие болған. Паразиттер – жануарлардағы, өсімдіктердегі және адамдардағы әр түрлі инфекциялық аурулардың қоздырғыштары болып саналады.
Микробиология бөлімдері. Халық шаруашылығының түрлі қажеттері мен мақсаттарына сәйкес бұл ғылым: жалпы микробиология, техникалық немесе өндірістік микробиология, тағамдық микробиология, ауылшаруашылық микробиология, геологиялық микробиология, санитариялық микробиология, медициналық микробиология, эпидеминология, мал дәрігерлік миробиология және вирусология сияқты түрлі ғылым салаларына бөлінеді.
Микробиологиялық зерттеу әдістері:
Микроскопиялық – микроағзалардан түрлі препараттар дайындап, бактерия жасушасының өлшемін, жасуша пішінін, олардың қозғалғыштығын жарық және электрондық микроскоптар көмегімен зерттеу.
Бактериологиялық – жаснды және табиғи қоректік орталарда микроағзаларды өсіру, олардың таза культураларын бөліп алу, микроағзалардың өсуін, олардың биохимиялық, физиологиялық және т.б. дақылдық қасиеттерін зерттеу.
Биологиялық – белгілі ауру қоздырғыштарын бөліп алу үшін жануарларды індетті нысандармен залалдау, індетті нысандардың вируленттілігін және уытты заттардың болуын зерттеу.
Серологиялық – иммундық антиденелер реакциялары көмегімен диагноз қою.
Аллергиялық – ағзаға енгізілген аллерген көмегімен ағзаның жоғарғы сезімталдылығының жағдайын анықтау.
Микробиология ғылымы дамуының негізгі кезеңдері:
1. Эмпирикалық білімдердің қалыптасу кезеңі ( микроскопты ойлап тапқанға дейінгі кезең).
Микробиология бөлімдері. Халық шаруашылығының түрлі қажеттері мен мақсаттарына сәйкес бұл ғылым: жалпы микробиология, техникалық немесе өндірістік микробиология, тағамдық микробиология, ауылшаруашылық микробиология, геологиялық микробиология, санитариялық микробиология, медициналық микробиология, эпидеминология, мал дәрігерлік миробиология және вирусология сияқты түрлі ғылым салаларына бөлінеді.
Микробиологиялық зерттеу әдістері:
Микроскопиялық – микроағзалардан түрлі препараттар дайындап, бактерия жасушасының өлшемін, жасуша пішінін, олардың қозғалғыштығын жарық және электрондық микроскоптар көмегімен зерттеу.
Бактериологиялық – жаснды және табиғи қоректік орталарда микроағзаларды өсіру, олардың таза культураларын бөліп алу, микроағзалардың өсуін, олардың биохимиялық, физиологиялық және т.б. дақылдық қасиеттерін зерттеу.
Биологиялық – белгілі ауру қоздырғыштарын бөліп алу үшін жануарларды індетті нысандармен залалдау, індетті нысандардың вируленттілігін және уытты заттардың болуын зерттеу.
Серологиялық – иммундық антиденелер реакциялары көмегімен диагноз қою.
Аллергиялық – ағзаға енгізілген аллерген көмегімен ағзаның жоғарғы сезімталдылығының жағдайын анықтау.
Микробиология ғылымы дамуының негізгі кезеңдері:
1. Эмпирикалық білімдердің қалыптасу кезеңі ( микроскопты ойлап тапқанға дейінгі кезең).
1. Шоқанов Н. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997ж.
2. Шлегель Г. Общая микробиология. М., Мир, 1987г.
3. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.К Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, «Мектеп», 1982ж.
4. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.
2. Шлегель Г. Общая микробиология. М., Мир, 1987г.
3. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.К Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, «Мектеп», 1982ж.
4. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.-М.:МГУ,1992.-448с.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ТЕХНОЛГИЯ ЖӘНЕ БИЗНЕС УНИВЕРСИТЕТІ
Техника және технология факультеті
Технология және стандарттау кафедрасы
РЕФЕРАТ
Тақырыбы: Микроорганизмдер. Микроорганизмдерге жалпы сипаттама
Орындаған: Кемелхан Ж.Д.
Биотехнология-1, 3-курс
Тексерген: Қаз Е.К., в. ғ. к.,
аға оқытушы
Астана,2014 жыл
Жоспар:
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1. Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
2.2. Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
2.3. Микроорганизмдердің химиялық құрамы
2.4. Микроағзалардың көбеюі.
2.5. Микроағзаларды бөліп алу.
2.6. Микроағзалардың өсуі.
2.7. Микроорганизмдердің систематикасы.
2.8. Микроағзалардың тыныс алуы.
2.9. Микроорганизмдер экологиясы
2.10. Микроорганизмдерге әсер ететін факторлар.
3. Қорытынды
4. Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Микробиология ( грек тілінен аударғанда micros - кішкентай, bios - тіршілік, logos - ілім) - жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі ағзаларды, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым. Микробиологияның мақсаты - микроорганизмдердің физиологиясын, генетикасын, экологиясын және биохимиясын зерттеу. Микроорганизмдерге әртүрлі бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар және қарапайымдылар жатады. Микроб әлемінің ауқымдылығы соншалықты, онда көптеген және әртүрлі пайдылы және жарамсыз микроскопиялық организмдер кездеседі. Олар табиғатта, өндірістің әртүрлі саласында, ауыл шаруашылығында, адам өмірінде, жануарлар ағзасында және т.б. жағдайларда үлкен роль атқарады. Микроорганизмдердің бір түрлері табиғаттағы зат және энергия айналымының негізі болып саналады. Микроорганизмдердің көптеген түрлері эволюция барысында тірі организмдерге бейімделіп, паразиттік қасиетке ие болған. Паразиттер - жануарлардағы, өсімдіктердегі және адамдардағы әр түрлі инфекциялық аурулардың қоздырғыштары болып саналады.
Микробиология бөлімдері. Халық шаруашылығының түрлі қажеттері мен мақсаттарына сәйкес бұл ғылым: жалпы микробиология, техникалық немесе өндірістік микробиология, тағамдық микробиология, ауылшаруашылық микробиология, геологиялық микробиология, санитариялық микробиология, медициналық микробиология, эпидеминология, мал дәрігерлік миробиология және вирусология сияқты түрлі ғылым салаларына бөлінеді.
Микробиологиялық зерттеу әдістері:
Микроскопиялық - микроағзалардан түрлі препараттар дайындап, бактерия жасушасының өлшемін, жасуша пішінін, олардың қозғалғыштығын жарық және электрондық микроскоптар көмегімен зерттеу.
Бактериологиялық - жаснды және табиғи қоректік орталарда микроағзаларды өсіру, олардың таза культураларын бөліп алу, микроағзалардың өсуін, олардың биохимиялық, физиологиялық және т.б. дақылдық қасиеттерін зерттеу.
Биологиялық - белгілі ауру қоздырғыштарын бөліп алу үшін жануарларды індетті нысандармен залалдау, індетті нысандардың вируленттілігін және уытты заттардың болуын зерттеу.
Серологиялық - иммундық антиденелер реакциялары көмегімен диагноз қою.
Аллергиялық - ағзаға енгізілген аллерген көмегімен ағзаның жоғарғы сезімталдылығының жағдайын анықтау.
Микробиология ғылымы дамуының негізгі кезеңдері:
1. Эмпирикалық білімдердің қалыптасу кезеңі ( микроскопты ойлап тапқанға дейінгі кезең).
2. Морфологиялық кезең. М и к р о о р г а н и з м д е р д і ң а ш ы л у ы.
3. Физиологиялық кезең ( 1875ж. басталады)- Л.Пастера мен Р.Кох дәуірі.
4. Иммунологиялық кезең - иммунология ілімі қалыптасты. Соңынан, туа
5. Микробиология ғылымының негізігі кезеңдерінің бірі - антибиотиктердің ашылуы.
6. Қазіргі таңдағы микробиология, яғни микробиология ғылымы дамуының молекулалы-генетикалық кезеңі.
Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
1.Ағзалар туралы жинақталған мағлұматтардан жүйелеу туралы бірінші қадам жасаған Аристотельден бастап (б. э. д. 384-322), биологтар тірі әлемді өсімдіктер мен жануарлар деп екі дүниеге бөлді. Микроскоптық тірі жәндіктер әлемін ашқан А. Ван Левенгук. Олардың осы уақыттан бастап ХІХғ. дейін барлық ашылған микроорганиздерді жануар табиғатының ұсақ жәндіктері ретінде қарастырды.
ХІХ ғ. екінші жартысында неміс биологы Э. Геккель (1834-1919) микроорганиздердің жануарлар және өсімдіктер дүниесінен ерекшеленетінін, соншалықты оларды осының біреуіне де жатқызуға болатынын тұжырымдады. Э. Геккель ағзалар мен ұлпаларды дифференциалдау болмайтын барлық микроорганиздерді (қарапайымдылар, балдырлар, саңырауқұлақтар, бактериялар) көп жағынан өсімдіктер мен жануарлар арасындағы аралық орынды иемденетін организмдерді қосып жеке дүниеге Protista бөлуді ұсынды. Protista термині қазірде микробиологтар зерттейтін объектілерді белгілеу үшін қолданылады.
Қазіргі уақытта тірі әлемнің ортақ жүйесіне деген көзқарастарда бір тұтастық жоқ. Қөзқарастардың біреуіне сәйкес барлық алуан түрлі организмдерді қатаң сызбаға кіргізу тиімсіз, өйткені кез келген жасанды шектеулік организмдер арасындағы табиғи байланыстарды бұзады. Мұның салдары - органикалық әлемнің ең кіші ұсақ тенденциясы; тек екі дүниеге бөліну тиімділігін мойындау:Plantae (өсімдіктер)және Animalia (жануарлар). Бұл көзқарас организмдердің әртүрлі типтерін байланыстыратын ұқсастық белгілермен эволюция процесінде ораниздердің бір тобының екіншісіне өтуіне басты назар аударды. Қарама-қарсы ұғымдарға сәйкес барлық тірі формаларды ірі таксондарға (дүниеге) бөлу тірі әлемнің осы жағын көрсете отырып бар тіршілік типтерінің көп түрлілігін барынша толық көрсетті. Бірінші көзқарасқа сәйкес барлық микроорганиздер жабайы өсімдіктер немесе жануарлар ретінде қарастырады және соған сәйкес Plantae немесе Animalia дүниесі құрамына енеді. Екіншісіне сәйкес микроорганизмдер Э. Геккель алғаш рет түйіндегендей тірі формалар белгілі орынға иелене алады. Одан ары Геккельдің Алғаш жәндіктерді зеррттеу осы топтың біртекті емес екендігін анықтады. Сонда барып микроорганизмдер ұғымы таксономиялық мағанаға ие еместігі ашылды.
2. Protista тобына енетін микроорганизмдер клеткасының құрылысындағы ерекшіліктер туралы мәліметтер ХІХ ғ. соңында жинақтала бастады. Бұл топтардың жоғары және төмен сатыларға бөлінуіне апарып соқты. Жоғарғы сатыларға микроскопиялық жануарларды (қарапайымдарды), мироскопиялық балдырларды (көк -жасылдан басқасын), және микроскопиялық саңырауқұлақтарды (зеңдер, ашытқылар), төменгі сатысына барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырларды (соңғысын қазір көпнесе цианобактериялар деп атайды) жатқызады. Жоғарғы және төменгі сатыларды бөлу екі айқындалған клетканың ұйымдасу типтеріне - эукариотты және прокариоттылар сәйкес жүреді. Жоғары сатыдағы клеткалар құрылысы эукариотты, яғни эукариоттар болып табылады, төменгісі - прокариоттылар.
Жасуша - бұл мембранамен шектелген цитоплазма бөлігі. Соңғысы электрондық микроскоппен қарағанда ультроқұрылымға ие: электронды тұнық аралықпен бөлінген, әрқайсысының қалыңдығы 2,5-3,0нм. Мұндай мембраналар элементарлы деген атауға ие. Әр бір клетканың міндетті химиялық компонеттері нуклейн қышқылдарының екі түрі (ДНК және РНК) ақуыздар, липиттер, көмірсулар болып табылады. Цитоплазма мен оны қоршаған мембрана клетканың міндетті құрылымдық элементі. Нәзік құрылымды зерттеу прокариотты (бактериялар мен цианобактериялар) және эукариотты (қалған миро және макро организмдер) клеткалар құрылысындағы елеулі айырмашылықтарды айқындайды.
Прокариотты және эукариотты ағзалар жасушаларының ұйымдасуының кейбір белгілерін салыстыру 1 кестеде келтірілген.
Кесте 1 - Прокариотты және эукариотты клеткалардың кейбір ұйымдасу ерекшеліктерін салыстыру
Белгілері мен қасиеттері
Прокариоттар
Эукариоттар
Морфологиялық қалыптасқан ядро
Жоқ
Бар
Нуклеоид
Бар
Жоқ
ДНК молекуласының пішіні
Сақиналы
Тізбекті
ДНК ұзындығы
1 (жобамен)
1000 (прокариоттармен салыстырғанда)
ДНК - мен байланысқан белоктар
Жоқ
Бар
Геномның плоидтылығы
Гаплоидты
Диплоидты
Митоздық бөліну
Тән емес
Тән
Жасуша қабықшасы
Плазмалемма + жасуша қабырғасы
Плазмалемма
Қоректену түрлері
Голофитті (еріген заттарды сіңіру)
Голозоидты (қатты заттарды қармап алу)
Жасуша ішілік мембраналар жүйесі
Жоқ
Бар
Рибосомалар
Бар, аз мөлшерде
Бар
Митохондриялар мен протопластар
Жоқ
Бар
Биоэнергетикалық механизмдердің шоғырлануы
Жасуша қабықшасы
Митохондриялар
Цитоқаңқа
Жоқ
Бар
Жасушалардың жалпы морфологиялық белгілері
прокариоттарда - min 0,2 мкм (туляремия қоздырғышы) - max 10мкм (сібір жарасының қоздырғышы)
эукариоттарда - min 5-7 мкм (эритроциттер) - max бірнеше жүз мкм-ге дейін (жұмыртқа жасушасы)
Пішіні
прокариоттарда - шар тәрізді (стафилококк); таяқша тәрізді (ішек таяқшасы); иілген таяқша (сүзек вибрионы); шиыршықталған (сифилис қоздырғышы).
эукариоттарда - шар тәрізді (жұмыртқа жасушасы); диск тәрізді (эритроциттер); өскінді (нейрондар); ұршық тәрізді ( бірыңғай салалы миоциттер); призма тәрізді (ішек эпителиінің жасушалары); тегіс (эндотелий жасушалары); куб тәрізді (бүйрек каналдарының жасушалары).
Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
Сыртқы пішініне қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар тәрізділер - коккалар, таяқша тәрізділер - бактериялар, бацилдар және спираль тәрізділер - вибриондар, спириллалар . Шар тәрізді бактериялардың жеке - жеке түрлері коккалар делінсе, екі - екіден қосақталған түрлері - диплококкалар, өзара тіркескен, моншақ тәрізделгендері - стрептококкалар (сурет 1б), төрт - төрттен тіркескендері - тетракоккалар, сегіз - сегізден текшеленгендері - сарциналар делінеді. Ал олардың стафилакоккалар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне ұқсайды.
Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының пішініне, споралар түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора түзуші топтарын - бациллалар, ал түзбейтіндерін бактериялар деп атайды. Таяқша тәрізді бактерияларды клеткаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше топтарға бөледі: диплобациллалар немесе диплобактериялар - екі - екіден қосақтала орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Стрептобактериялар - моншақ тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас таяқша тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін клеткалары тізбектеле орналасқандарын стрептобациллалар деп атайды.
Бактериялардың мөлшері. Көптеген шар тәрізді бактериялар клеткаларының диаметрі - 1 - 2 микронға тең (микрон - миллиметрдің мыңнан бір бөлігі). Жұмыр клеткалы бактериялардың ұзындығы - 1 - 4 микронға ені 0,5 - 1 микронға дейін барады. Сондықтан да судың бір тамшысында бірнеше жүздеген миллион микробтаркездеседі. Кейбір бактериялар мөлшері едәуір болады дедік. Мәселен, күкірт бактериясы клеткасының көлденең кесіндісінің диаметрі 50 микронға тең. Бактериялардың үш тобының ішінен мөлшері тұрақтысы коккалар, ал таяқша тәрізді бактериялар өзгергіш келеді. Кейбір бактериялардың мөлшерін төмендегі кестеден байқауға болады (2 - кесте).
Кесте 2 - Бактериялар жасушаларының шамасы (микрон)
Бактериялардың аттары
Ұзындығы
Ені
Пішен таяқшасы
Картоп таяқшасы
Сүт қышқылы бактериялары
Ациндофиль таяқшасы
Туберкулез таяқшасы
3,0
5,0
0,8 - 1,2
1,6 - 6,0
1,5 - 3,5
1,2
1,5
0,5 - 0,8
0,6 - 0,9
0,3 - 0,5
Табиғатта микроорганизмдердің өте ұсақ тобы - ультрамикробтар да кездеседі. Микроорганизмдердің бұл тобының ішінен бактериофагтар, сүзілуші вирустардың адам өмірінде зор маңызы бар. Вирустардың шамасы миллиметрдің миллиондаған бөлігіне тең, яғни оларды миллимикрондармен (миллимикрон микронның мыңнан бір бөлігіне тең) немесе микромикрондармен (микромикрон микронның жүз мыңнан бір бөлігіне тең) өлшейді.
Бактериялардың сіңіру беті зор. Сондықтан да олар өздеріне қажетті қоректік заттарды тез арада өндіріп ала алады. Органикалық қалдықтарды тез ыдыратудың арқасында, бактериялар олардан өздеріне қажетті энергияны аз уақыт ішінде босатып алады.
Бактерия жасушасының құрылысы. Құрылысы жағынан алғанда бактериялар жасушалары өте қарапайым. Ол сыртқы қабықшадан әр түрлі заттары бар цитоплазмадан, вакуолядан және ядродан құралады. Жасуша қабықшасы шырышты затқа толы болады. Қабықша жасушаның негізгі бөлігіне жатпайды, белгілі орта жағдайында байланысты ғана пайда болады. Мәселен, жасушаның шырыш қабықшасы кейде оған өте төменгі немесе жоғары температура әсер еткенде пайда болады да, клетканы құрғаудан және басқада зиянды заттардың әсеріненқорғайды. Қанты мол ортада шырыш қабықшасы қалыңдап, клетканың сыртына капсула түзеді. Шырыш қабықшаның молдығынан кейде ол бактериялар тіршілік етіп отырған ортаға да бөлінеді. Мұны зооглея деп атайды. Сүттен түрлі тағамдар даярлайтын заводтарда зооглеялар байқалатын болса, онда тағам бұзылып, шырыштанып, тұтқыр күйге көшеді. Дәл осындай капсула кейбір азот бактерияларында да бар. Жасуша қабықшасын түрлі ферменттер (лизоцим), ультрадыбыспен, өте жіңішке ине немесе басқа да сол сияқты заттармен бұзуға болады. Сонда цитоплазмалық мембранамен қоршалған цитоплазманың пішіні шар тәрізді болып көрінеді. Сөйтіп, жасуша қабықшасы оның белгілі бір пішінін көрсетеді.
Жасуша қабықшасы. Бактерия жасушасы сыртқы жағынан қалың қабатпен қапталған. Ол цитоплазмалық мембрананың сыртынан қаптап жататын жасуша қабықшасы. Жасуша қабықшасы қорғаныштық, тірек қызметін атқарады, сонымен қатар жасушаға белгілі бір пішін беруге қабілетті (мысалы, шар тәрізді, таяқша және т.б) және жасушаның сыртқы қаңқасын құрайды.
Қалың жасуша қабатының болуы, оны өсімдік жасушасымен байланыстыруға болады. Жасуша қабықшасының қалыңдығы 0,01 - ден 0,04 мкмге тең және бактерия жасушасының құрғақ салмағының 20 пайызын құрайды. Жасуша қабықшасының негізгі құрылымдық элементтерінің бірі және қабықшаға қаттылық қасиет беретін - муреин (гликопептид, мукопептид). Муреин - күрделі органикалық қосылыстардың бірі, құрамына азотты тасымалдайтын қанттар, - аминоқанттар және 4-5 аминқышқылдары кіреді. Жасуша қабықшасының құрамыа кіретін аминқышқылдарының пішіні табиғатта сирек кездесетін D-стереоизомерлер түрінде болады.
Бактерияларды бояу әдісі арқылы оларды екі үлкен топқа топтастыруға болады: грамоң (Гр (+) және грамтеріс (Гр (-) . Бұл әдісті 1884ж. дат ғалымы Кристиан Грам ұсынды. Грамоң бактериялары анилинді бояғыш заттарды байланыстыруға қабілетті, атап айтқанда генцианвиалет бояуы, Люголь ерітіндісімен немесе йодпен өңдеп, сонан соң спирт немесе ацетонмен өңдегеннен кейін, бастапқы боялған жүйені сақтап қалып, күлгін түске боялады. Оларды грамоң бактериялары, ал этил спиртінің әсерінен боялған жүйе түссізденеді, ондай бактерияларды грамтеріс бактериялары деп атаймыз.
Электронды микроскоппен қарағанда грамоң бактерияларының жасуша қабықшасы 20-80 нм-ге жететін біркелкі тығыз қабықшадан, ал грамтеріс бактерияларының кабықшасы бірнеше қабаттардан тұратындығы анықталды Ішкі қабат, біркелкі тығыз болып келетін пептидогликан қабаты (2-3 нм), 8-10 нм болып келетін, екі сыртқы қабаттан тұрады, яғни сыртқы толқынды қабат және периплазмалық қуыстар бөлінген екінші тығыз қабат.
Цитоплазмалық мембрана бактерия клеткасында заттардың сырттан өтуін бақылайды. Кейде мембрана клетка ішіне қарай ойысып, онда ерекше дене - мезасома түзіледі. Цитоплазмалық мембрана мен лизосомада клеткадағы құрғақ зат көзі - түрлі ферменттер шоғырланады.
Цитоплазма. Цитоплазма - тірі материя. Ол өзгеріп, жаңарып отырады. Онда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп жатады. Цитоплазма сыртқы орта әсеріне өте сезімтал ұйиды. Қышқылдар мен сілтілер және түрлі улы заттар оған өте зиянды әсер етеді. Фотосинтездеуші бактериялар цитоплазмасында тиллакоидтар кездеседі. Қошқыл бактерияларда олар клетка массасының 40 - 50 процентін қамтиды. Тиллакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден тұрады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтер сияқты фотосинтездік пигменттері де кездеседі.
Бактериялар клеткасының цитоплазмасында гранулеза, гликоген, волютен, күкірт тағы басқа заттар бар. Гранулеза мен гликоген азотсыз заттар, олар ыдыраған кезде түрлі қанттарға айналады. Ал волютин болса, ол азотты зат. Егер қоректік ортада органикалық азот көзі (аспарагин, пептон) және фосфор қышқылы тұздары мол болса, онда бактерия клеткасында волютен біраз мөлшерде жиналады. Бактериялар клеткасында май да едәуір мөлшерде кездеседі, ол клеткадағы бүкіл құрғақ заттың 35 - 50 процентіне тең. Сол сияқты бактерия клеткасында күкіртті де кездестіруге болады. Тамшы түрінде кездесетін күкірт клетканың қор заттарының бірі. Бактерия цитоплазмасында жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларында кездесетін амин қышқылдарының барлығы дерлік бар және рибонуклеин (РНК), деозксирибонуклеин (ДНК) қышқылы да болады. РНК негізінен митохондрийде орналасады. Сонымен бірге ол тотығу - тотықсыздану ферменттеріне де бай келеді. Цитоплазма ішінде белок синтезі - негізінен белок пен рибонуклеин қышқылдарына бай рибосомаларда болып, мезосомаларда органикалық заттардың тотығуы үшін қажетті энергияға бай аденозинүшфосфор қышқылының (АҮФ) синтезі жүреді.
Нуклеоид (толық жетілмеген ядро құрылымы). Бактерия клеткаларында ядроның болуы жөнінде толып жатқан пікірлер бар. Бактериялардың кейбір түрлерінде ядро заттары (хроматин) цитоплазмада ұсақ дәндер күйінде шашырап жатады (диффузиялық ядро). Басқа бір бактерия клеткаларында хроматин дәндері белгілі бір жерге шоғырланып, кәдімгі ядро түзеді (жекеленген ядро). Кейбір ірі бактерияларда (миксобактерияларда) осындай жекеленген ядроларды кездестіруге болады.
Ядроның химиялық құрамы өте күрделі. Оның басты бөлігі - дезоксинуклеопротеидтер. Нуклеопротеидтер екі бөліктен тұрады. Олардың бірі - ерекше белок, екіншісі - тимонуклеин қышқылы. Соңғы жылдардағы зерттеулер ядро бір немесе бірнеше шар тәрізді, сопақша заттар - дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНҚ) тұрады. Әдетте, ол клетканың ортасынан орын алады. Кейде бұл заттар бактериялар клеткасында дән түрінде орналасса, басқа бір жағдайда клетканың белгілі бір бөлімінде шоғырланады. Бактериялардың құрғақ салмағына шаққанда ДНК - ның мөлшері 20 - 40co - ке дейін барады. Ядролық аппарат, соның ішінде дезоксирибонуклейн қышқылы клетканың тұқым қуалаушылық қасиетін анықтаушы аппарат деген пікірлерге тоқталды.
Нуклейн қышқылдардың химиялық құрамы да біршама жақсы зерттелді. Суда ыдырағанда ол фосфор қышқылына, пентоза қантына және құрамында азоты бар органикалық қалдыққа ажырайды. Кейін нуклеотидтерден тимонуклеин қышқылы түзіледі.
Бактерия ядросындағы тимонуклеин қышқылының құрамында төрт нуклеотид бар (аденин, гуанин, цитозин және тимин). Бұлар өзара фосфор қышқылының молекулалары арқылы байланысқан.
Талшықтар.Бактерия жасушаларында қосымша құрылымдар болады, олар бактериялардың қозғалысын қамтамасыз ететін - талшықтар. Талшықтар ЦПМ астына екі жұп дискі арқылы бекінеді. Талшықтар бір, екі, бірнеше немесе жасушаны бойлай орналасады. Бактериялар талшықтарының диаметрі 0,01-0,03 мкм, ал ұзындығы бірнеше есе ұзын болуы мүмкін. Талшықтар - флагеллин ақуызынан тұрады және ширатылған ұршық тәрізді жіпшелер түрінде кездеседі. Кейбір бактериялар жасушаларының беткейінде ұсақ жіпшелер - фимбриялар болады.
Негізінде барлық организм клеткаларының химиялық құрамы бірдей. Прокариот клеткалардың құрамында 70 тен 90 процетке дейін су болады. Үлесіне қалған 10-30 проценті тиетін құрғақ заттардың негізгі бөлігіне ақуыздар, нуклейн қышқылдары, липидтер мен полисахаридтер құрайды. Клеткалардың құрғақ заттарының бірнеше процентін төмен молекуларлы органикалық заттар мен тұздар құрайды (кесте 4).
Кесте 3- Е. coli* клеткаларының химиялық құрамы ( Neidhardt бойынша, 1987)
Компонент
Клеткадағы құрғақ заттардың жалпы% мөлшері
Молекулярлық масса, Да
Клеткадағы молекулалардың мөлшері
Клеткадағы молекулалар санының түрлері
Ақуыз
55,0
4,7x104
2 350 000
1850
РНК
20,5
23S рРНК
1,0x106
18 700
1
16S рРНК
5,0x105
18 700
1
5S рРНК
3,9x104
18 700
1
тРНК
2,5x104
198 000
60
иРНК
1,0x106
1 380
600
ДНК
3,1
2,5x109
2
1
Липидтер
9,1
705
22 000 000
Липополисахаридтер
3,4
4070
1 430 000
1
Пептидогликан
2,5
(904)n
1
1
Гликоген
2,5
1,0x106
4 300
1
Полиаминдер
0,4
Путресцин
88
5 600 000
1
Спермидин
145
1 100 000
1
Метаболиттер, кофакторлар, иондар
3,5
800
Кейбір прокариоттар қандайда бір себептермен өздері қолданылатын көміртек көзінен синтездей алмайтын витаминдер, амин қышқылдары немесе азотты негіздер тобынан органикалық қосылыстарға мұқтаждығы байқалады. Мұндай органикалық қосылыстар аз ғана мөлшерде қажет және өсу факторлары атауын алды. Көміртектің негізгі көзіне қосымша бір немесе бірнеше өсу факторлары қажет организмдер ауксотрофтар деп аталады.
Микроорганизмдердің химиялық құрамы
Жалпы алғанда, бактерия клеткасының химиялық құрамы өсімдіктер мен жануарлар клеткасына ұқсас. Бактериялардың құрамына да көптеген химиялық элементтер кіреді. Клеткадағы мөлшеріне қарай олар үш топқа бөлінеді олар: негізгі элементтер органогендер (азот,сутегі,оттегі,көмертегі) микроэлементтер (Ca,N,Mg,Na,S,P,Cl) және ультрамикроэлементтер (B,Va,Fe,Co,Si,Mn,Cu,Mo,Zn). Осы аталған элементтердің ішіндегі оны әмбебап химиялық элементтер деп атайды.
Энзимдердің құрамына кіретін ультрамикроэлементтер өте аз мөлшерде ферменттердің құрамына кіреді. Мысалы, қалайы алкогольдегидрогеназада, сілтілі фосфотаза, РНҚ және ДНҚ полимеразада; маргенец супероксидисмутазада; молибден нитратредуктаза мен метилмалонил КоА мутазада; ал мыс цитохромкиназа мен оксигеназада.
Кесте-4. Әмбебап химиялық элементтердің физиологиялық қызметі
Химиялық элементтер
Метаболизмдегі атқаратын қызметі
N
O
C
Судың, органикалық заттардың құрамына кіреді, оттегі акцептор ретінде пайдаланады.
Органикалық заттардың құрамына кіреді.
N
Белоктардың, нуклеин қышқылдардың, коферменттердің құрамына кіреді.
S
Цистейннің, метиониннің, тиаминпирофосфаттың, А коэнзимнің, биотиннің құрамына кіреді.
P
Нуклеин қышқылдарының, фосфолипидтердің, нуклеотидтердің құрамына кіреді.
K
Na
Кейбір ферменттердің кофакторлары, маңызды бейорганикалық катион
Mg
Көптеген ферменттердің кофакторлары. Клетка қабығының құрамына кіреді.
Ca
Ферменттердің кофакторлары. Са диппиколинат түрінде эндоспоралар құрамына кіреді.
Fe
Цитохромдар, ферродоксиндер және басқа Fe S белоктар құрамынан табылған, энзимдеркофакторлары.
Микроағзалардың көбеюі.
Бактериялардың өсуі - жасуша ішіндегі химиялық компоненттердің ұлғаюымен байланысты болады. Өсу кезінде жасушаның барлық биосинтетикалық процестері қатаң бақыланып, жасуша салмағының және көлемінің ұлғаюына алып келеді. Өсу шексіз жүрмейді, өсу барысында жасуша белгілі бір пішінге және көлемге жеткенде жасуша бөліне бастайды. Прокариот ағзалардың басым көпшілігі үшін қосжақты тура бинарлы бөліну тән.
Бөлінудің келесі түрі - бүршіктену, оны бөлінудің біркелкі емес немесе бұрыс бөлінуінежатқызуға болады. Бүршіктену кезінде жасушаның бір полюсінде кішкентай өскін, бүршік пайда болады. Бүршік өсу процесі кезінде ұлғая бастайды және аналық жасуша көлеміне жеткеннен кейін, жасушадан бөлінеді
Бактериялардың тіршілік циклы. Бактерия жасушасы морфологиясының өзгеруі, олардың тіршілік циклы туралы сөз қозғауға болады. Аэробты және анаэробты микроағзалардың бірқатары спора түзуге қабілетті. Спора түзуге қабілетті таяқша тәрізді бактерияларды бациллалар деп атайды. Егер спора ірі және жасушаның орталығында орналасса, онда жасуша ұршық тәрізді пішінге ие болады,споралардың жасушаның ұшында орналасып, түйреуіш немесе барабан таяқшасы түрінде кездеседі
Көптеген спора түзуге қабілетті бактериялардың споралары үлкен болмайды, сондықтан да, спора түзу барысында жасуша таяқша пішінін сақтап қалады
Спора пісіп жетілгеннен кейін вегетативті жасуша өзінің тіршілігін жояды, ал спора бос күйінде қалады. Әр жасушадан тек бір ғана спора түзіледі, сол себепті спора түзу процесін көбеюдің бір түрі ретінде қарастыруға болмайды. Бактериялар споралары жоғары температураға және уытты заттарға төзімді келеді. Споралар қолайлы ортада өсіп, жаңа вегетативті жасушаның қалыптасуына мүмкіндік туады.
Микроағзаларды бөліп алу.
Бактериалды жасушаның биополимерлерін немесе органоидтарын құрауға қажетті компоненттерді қоршаған ортадан бойына сіңіру құбылысын қоректену деп атаймыз. Прокариот жасушасының негізігі химиялық компоненттері - оттегі, сутегі, көміртегі, азот, фосфор. Биополимер химиялық құрамы және сипаты жағынан - ақуыздарға, полисахаридтерге, нуклеин қышқылдарына және майларға жіктелінеді. Бактериялар - голофитті ағзаларға жатады. Қоректік заттар микроағзаларға:
:: осмос және диффузді жолмен;
:: пассивті тасымалдану жолымен;
:: активті тасымалдану;
Көміртегі негізіне қарай және биополимерлердің түзілуіне қарай микроағзаларды бірнеше топқа топтастырады:
:: автотрофтар -- тірішілк ету барысында көміртегі көзі ретінде тек СО2 пайдаланатын микроағзаларды айтамыз;
:: гетеротрофтар -- тірішілк ету барысында көміртегі көзі ретінде түрлі табиғаты жағынан биологиялық және биологиялық емес заттарды, органикалық қосылыстарды (көмірсулар, аминқышқылдары, органикалық қосылыстар) пайдаланатын микроағзаларды айтамыз.
Энергияны алу көзіне байланысты:
:: фототрофтар, күн сәулесі энергиясын алады;
:: хемотрофтар, тотығу-тотықсыздану реакциясы нәтижесінде алынатын энергия;
Донорлы электрондардың табиғатына байланысты:
:: фототрофты литотрофтар;
:: хемотрофтылитотрофтар -- электрондардың донорлары ретінде неорганикалық қосылыстар пайдаланылады.
:: фото- және хемоорганотрофтар -- тек органикалық қосылыстарды пайдаланады.
Микроорганизмдерді өсіру үшін міндетті түрде қоректік орталар субстраттар қажет.
Қандай да болмасын қоректік ортаның құрамына Менделеев таблицасындағы 10 химиялық элемент кіреді С; Н; О; S; P; Ni; K; Mn; Fe; Ca. Олар барлық микроорганизмдердің дамуы үшін өте қажет. Снымен қатар, микроорганизмдер басқа химиялық элементтерді, микроэлементтерді қажет етеді Zn; Co; Cu және т.б..
Микроорганизмдер үшін қоректік орта ретінде жиі табиғи субстраттарды - азық тағамдарын пайдаланады жеміс-жидек, сүт, ет және балық сорпалары, т.б.. Олардың құрамында микроорганизмдердің өсуі үшін қажетті органикалық және минералды заттар болады. Сонымен қатар, табиғи субстраттардан басқа жасанды қоректік орталар пайдаланылады. Оларды, азықтық тағамдарын өңдеу және оларға қосымша қажетті заттарды қосу арқылы дайындайды. Микроорганизмдерді өсіруде тағы синтетикалық орталар пайдаланылады. Оларды, белгілі бір концентрацияда химиялық қосындыларды суда еріту арқылы дайындайды.
Микроорганизмдердің белгілі бір түрін немесе арнаулы топтарын өсіруде элективті орталар пайдаланылады. Микроорганизмдердің зат алмасу ерекшеліктерін анықтауда - дифференциалды-диагностикалық орталар пайдаланылады.
Қоректік орталар физикалық құрамы жағынан ерекшеленеді. Олар сұйық және қатты болып бөлінеді. Қатты орталарды - сұйық орталарға желатин немесе агар-агарды қосу арқылы дайындайды.
Микроағзалар әлемі алуан түрлі. Микроағзалардың бірқатары ертеректен белгілі, себебі олар колония, колониялар жиынтығын немесе қоршаған ортада белгілі бір өзгерістерді тудырады. Осындай микроағзалардың басым көпшілігін белгілі ортадан тікелей бөліп алуға болады. Жоғарыда аталған микроағзалардың өсуі үшін орта жағдайын таңдау қиынға түспейді. Бірақ, әр түрлі физиологиялық топқа жататын микроағзаларды зерттеу Виноградский мен Бейеринктердің зерттеулері нәтижелерінде өңделген жинақтаушы культура (дақылдау) техникалары негіз болды.
Жинақтаушы дақылдар (культура). Жинақтаушы дақылдау әдісі теория және практика жүзінде қарапайым әдістердің бірі болып саналады. Жинақтаушы дақылдау үшін белгілі бір ағзаның басқа ағзаларға бесекелестік қабілетін қалыптастыратын қолайлы жағдайлар жасалады. Бірқатар факторларды сараптай келе, яғни, энергия, көміртек, азот, электрондар акцепторлары көздері, атмосфералық газ, жарық, температура, рН көрсеткіштері қолайлы жағдайды тудырады және ортаны аралас ағзалар популяцияларымен өңдеуді (инокуляция), мысалы, топырақ немесе ил (тұнба). Осындай ортаға төзімді ағза ортада қарқынды өсе бастайды да, басқа ағзаларды ығыстыра бастайды. Белгіленген сұйық және қатты орталарға ағзаларды бірнеше рет ауыстырып дақылдауының нәтижесінде басым болып келетін немесе жинақталған дақылдарды немесе микроағзалардың штамдарын бөліп алуға болады. Жинақтаушы дақылдау әдісін пайдалана отырып табиғатта кездесетін түрлерін қоректік орта қажеттілігіне байланысты микроағзаларды бөліп алуға болады.
Маманданған микроағзалар үшін элективті жағдайды оңай жасауға болады. Мысалы, құрамында азот қосылыстары болмайтын минералды ортада, бірақ жарықтың мол болуы цианобактериялар және N2 байланыстыратын микроағзалар үшін өте қолайлы жағдай. Егер осы ортаны энергия көзі ретінде органикалық заттар мен көміртегімен қамтамасыз етілсе, аэробты жағдайда қараңғыда онда Azotobacter, ал анаэробты жағдайда Clostridium туыстарына жататын микроағзалар дами бастайды.
Таза дақылдар (культура). Таза дақыл - бір ғана жасушаның немесе клонның ұрпағы деп сипаттама беруге болады. Таза дақылдарды алк, олардың тазалығын дәлелдеу және ластаушы компоненттерден сақтап қалу - микробиологтың негізгі міндеті. Микроағзалардың таза дақылдарын қатты қоректік ортаның бетінде немесе өте сирек жағдайда орта ішінде бөліп алады. Таза дақылдарды бөліп алу - бір ғана жасушаны жасушалар популяциясынан бөліп алудан басталады. Аэробты бактерияларды Кох әдісі бойынша бөліп алады. Кох әдісінің негізі - дайындалған суспензияны Петри табақшасындағы орта бетінде жайуынан немесе бір тамшыны орта бетінде тозақ көмегімен жаға бастайды.
Анаэробты бактерияларды дақылдауда 45°С - қа дейін балқытылған агарлы ортаға микроағзаларды орналастырады және оны оттексіз жағдайда өсіреді.
Аралас дақылдар (культура). Табиғи популяция - микроағзалардың аралас түрлерімен сипатталады. Осы ағзалар арасында әрекеттесудің бірнеше түрлері орын алады, яғни бәсекелестік, комменсализм немесе мутуализм. Микроағзалардың бәсекелестік, комменсализм немесе мутуализм және басқа да әрекеттесу формаларын зерттеу барысында аралас дақылдар әдісін пайдаланады.
Микроағзалардың өсуі.
Бактериаларды қоректік ортаға енгізгеннен кейін микроағзалар қарқынды өсе бастайды. Өсу кезінде қоректік ортада қажетті компоненттердің мөлшері минимумға жеткенде өсу тоқтатылады. Егер осы аралықта қоректік заттармен орта қамтамасыз етілмесе және зат алмасу нәтижесінде түзілген соңғы өнімдер алынып тасталмаса, онда периодты дақыл алынады (тіршілік ету қабілеті шектелген жасушалар популяциясы алынады). Жабық жүйеде өсу белгілі бір заңдылыққа байланысты болады. Оны өсу қисығы деп атайды. Өсу қисығы S- пішінді және бірнеше фазалардан тұрады.
Сурет 1 - Микроағзалар популяциясының өсу қисығы
Бастапқы немесе лаг-фаза. Бұл фаза клеткалардың қарқынды бөлінуге дайындық аралығын қамтиды. Фазаның ұзақтығы дақылдаудың жағдайына және инокуляттың немесе микроағзалардың жасына байланысты, сонымен қатар, қоректік орта құрамының жарамдылығымен сипатталады. Егре инокулят немесе микроағза ескі дақылдан (өсудің стационар фазасынан алынса), онда алынған клеткалар бірінші кезекте осы ортаға бейімделе бастайды (РНК синтезі жолы, рибосомалардың түзілуі және ферменттердің синтезделуі). Өсудің бастапқы фазасында бактерия жасушаларында сандық өзгерістерді байқауға болады, бұл фазада клеткадағы РНК-ға қатты әсер етеді, РНК-ның құрамы 8-12 есе артады, оны РНК мен рибосомалардың ферментті белоктарды синтездеуге қатысымен сипаттайды.
Экспоненциалды фаза. Өсудің экспоненциалды немесе логарифмалық фазасы клеткалардың қарқынды бөліну жылдамдығымен сипатталады. Бұл фазадағы бөлінудің жылдамдығы бактерия түріне және қоректік ортаға байланысты. Энтеробактериялар әр 15-30 мин сайые бөлінеді, Escherichia coli 37°С-да шамамен әр 20 мин сайын бөлінеді. Ал басқа микроағзаларда бөліну жылдамдығы алуан түрлі, мысалы, топырақ микрофлорасы үшін бөліну жылдамдығы 60-150 мин-қа , ал Nitrosomonas және Nitrobacter бактериялары үшін - 5-10 сағ. қамтиды. Бұл фазада микроағзалардың басым көпшілігінде клетка өлшемі және белоктың құрамы тұрақты күйінде сақталынып қалады. Бірақ периодты дақылдау барысында өсудің экспоненциалды фазасында ортаның әрдайым өзгеруіне байланысты клеткалар біршама мөзгеріске ұшырайды: субстраттың концентрациясы төмендейді, клеткалық сусупензияның тығызыдығ артады және метаболизм нәтижесінде түзілген заттар шоғырлана бастайды. Соның салдарынан экспоненциалды фазада клеткалардың бөліну жылдамдығы тұрақтанады, осы фазада клеткалардың өсуі мен бөлну жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ортаға әртүрлі факторлардың әсерін зерттеуге мүмкіндік береді.
Стационар фаза. Стационар фаза ортадағы клеткалардың ұлғаю санының толық тоқтағанымен сипатталады. Өсу жылдамдығы субстрат концентрациясымен байланыста болады, егер субстрат концентрациясы төмендесе, соған сай өсу жылдамдығы төмендйді. Сондықтан экспоненциалды фазадан стационар фаза өту біртіндеп жүреді. Өсу жылдамдығы тек субстрат концентрациясының азаюынан ғана емес, сонымен қатар бактериялар популяциясының жоғары тығыздылығымен, ортада уытты заттардың (токсиндердің) шоғырлануымен сипатталады. Осы факторлардың барлығы клеткаларды өсудің стационар фазасына өтуіне ықпал етеді. Ста - ционар фазасында қор заттарын пайдалану, рибосома бөліктерінің ыдырауы және ферменттердің синтезделу процестері байқалады. Стационар фазасындағы қалыптасқан биомасса санын өнім деп атайды. Өнім пайдаланған қоректік орта саны мен табиғатына, дақылдау жағдайына байланысты.
Өлу немесе қырылу фазасы. Ортада қышқылдар көп мөлшерде шоғырлануына байланысты тірі клеткалардың саны экспоненциалды қырыла бастайды немесе автолиз процесі байқалады, яғни, клетканың өзінің ферменттері клетканың тіршілік әрекетін жояды.
Микроорганизмдердің систематикасы.
Систематика - микроағзалардың шығу тегі жағынан және биологиялық ұқсастығы жағынан топторға бірігуін айтамыз. Систематика ағзалар түрлерін жан-жақты сипаттап, олардың бір - бірімен туыстық қарым-қатынасын зерттеп, туыстық деңгейіне байланысты таксондарға біріктіреді. Систематика ілімінің негізі - ағзаларды жүйелеу, түрлерге жіктеу және номенклатура.
Жүйелеу дегеніміз - ағзаларды гентиптік және фенотиптік белгілері бойынша түрлі таксондарға жіктеу немесе біріктіру. Таксономия - ағзаларды шығу тегі жағынан топтастыру немесе біріктіру әдістері мен қағидаларын зерттейтін ғылым. Микробиологияда кеңінен пайдалынатын таксономиялық бірліктер - штамм, түр, туыс, тұқымдас, қатар, класс.
Қазіргі кезде микробиология саласында түр дегеніміз - шығу тегі жалпы болатын, генотиптік және фенотиптік сипаттамалары ұқсас келетін микроағзалардың жиыетығын айтамыз. Микроағзалады жіктеу және жүйелеу барысында микроағзаладың төмендегідей генотиптік және фенотиптік белгілері зерттелінеді:
1.Морфологиялық - пішіні, көлемі, кеңістікте орналасуы, құрылымы.
2.Тинкториалды - түрлі бояуларға қатысы, соның ішінде Грам әдісін қолдану. Бұл белгілері бойынша микроағзаларды грамоң және грамтеріс топтары жатқызуға болады. Морфологиялық және тинкториалды белгілері бойынша микроағзаларды үлкен таксондарға - тұқымдастар мен туыстарға топтастырады.
3. Дақылдық (културалды) - микроағзаладың қоректік орталарда өсу қабілеті.
4. Биохимиялық - түрлі субстраттарды ферменттеу қасиеті, микроағзалардың тіршілік ету барысында түрлі ферменттік жүйелердің белсенділігі және зат алмасу процесі ерекшеліктері нәтижесінде әр түрлі биохимиялық заттардың түзілуі.
5. Антигенді - жасуша қабықшасының құрылысы мен химиялық табиғатына, талшықтардың және капсулалардың болуына, макроағзалардың (иелерінің) антиденелер өңдеуімен байланысты болады.
6. Физиологиялық - көміртекті (аутотрофтар, гетеротрофтар), азотты (аминоавтотрофтар, аминогетеротрофтар) және басқа да қоректену түрлері бойынша, тыныс алу бойынша (аэробтар, микроаэрофилдер, факультативті анаэробтар, нағыз анаэробтар).
7. Қозғалғыштық және қозғалу түрлері.
8. Споратүзуге қабілеті және споралардың сипаты бойынша.
9. Бактериофагтарға төзіміділігі.
10. Жасуша қабықшасының химиялық құрамы - негізгі сахарозалар мен аминқышқылдар, липидті және майқышқылдық құрамы.
11. Ақуыздық спектр (полипептидті профиль).
12. Антибиотиктерге және басқа да дәрілерге сезімталдығы.
13. Генотиптік (геножүйелеу әдісін қолдану).
Н. А. Красильниковтың Бактериялар мен актиномицеттер анықтаушысы (1949ж.) еңбегінде эубактериялар мен оларға туыс ағзаларды 4 класқа топтастырды:
Eubacteriae (нағыз бактериялар).
Actinomycetes (актиномицеттер).
Myxobacteriae (миксобактериялар).
Spirochaetae (спирохеттер).
Eubacteriae (нағыз бактериялар) класына клеткалары бұтақтанбайтын, клетка қабықшасы қатты, клетка пішіндері ұсақ жіңішке таяқша, сирек жағдайда коккалар, сонымен қатар клетка пішіндері жіп тәрізді және спираль тәрізді болып келетін бактериялар жатады. Нағыз бактериялардың бірқатары қозғалғыш, ал бірқатары қозғалмайтын болып келеді. Қозғалу талшықтары арқылы жүзеге асады. Бұл класқа жататын бактериялар жоғары температураға төзімді эндоспоралар түзуге қабілетті, бірақ басым көпшілігі гр (-) спора түзбейтін формалар сипатталады. Көбеюі бөліну арқылы жүзеге асады, ал жіп тәрізді бактерияларда арнаулы жыныс клеткалары - гонидиялар түзіледі. Eubacteriae класы бірнеше қатардан тұрады: Eubacteriales (эубактериялар), Chlamydobacteriales (хламидобактериялар), Ferribacteriales (темірбактериялар), Thiobacteriales (күкірттібактериялар). Осы клас төңірегінде қатар деңгейінде бүршіктенетін бактерияларды Hyphomicrobiales қарастыруға болады.
Actinomycetes (актиномицеттер) класы клеткалары гр (+) болып келетін кокка тәрізді, таяқша тәрізді, жіп тәрізді және мицелиалды болып келеді. Басқа класқа жататын бактериялардан айырмашылығы, актиномицеттер өкілдерінде (жоғары формалары) бөліктерге (септаларға) бөлінген және бөлінбеген бұтақтанатын мицелийден тұрады. Сонымен қатар, ауыспалы формалары да, яғни төменгі формалары - микобактериялар, микококкалар және микрококкалар кездеседі, оларда дамуының алғашқы сатысындабүйірлік өсінділер - бұтақтардың рудименттері қалыптасады. Актиномицеттер класы: Actinomycetales (қозғалғыш клеткаларды түзбейтін актиномицеттер), Actinoplanales (қозғалғыш клеткалары бар актиномицеттер), Мусоbacteriales (микобактериялар) және Coccales (коккалар).
Myxobacteriae (миксобактериялар) класы. Бұл класқа жататын микроағзалардың клетка қабықшасы жұқа эластинді болып келетін таяқша және шар тәрізді ағзалардан тұрады. Соның салдарынан бактериялардың қозғалысы кезінде олар клетка пішінін өзгерте алады. Талшықтары болмайды. Қозғалуы сырғанай түрінде жүзеге асады. Миксобактериялар микроцисталар және әртүрлі пішінді болып келетін ерекше жемісті денелер түзуге қабілетті. Миксобактериялар класына бір ғана қатар Myxobacteriales жатады.
Spirochaetae (спирохеталылар) класы. Спирохеталылардың клетка пішіндері ерекше келеді. Клеткалары өте жіңішке (0,1 -- 0,6 мкм), бірақ ұзындығы 500 мкм. Спирохеталылардың клетка пішіні негізгі 3 құрылымнан тұрады: протоплазматикалық цилиндр (клетканың негізгі денесі), аксиальды жіп (тірек) және үш қабаттан құралған сыртқы қабықшадан тұрады. Клеткалары ширатылған, иілгіш келеді. Басым көпшілігі паразитті тіршілік етеді. Spirochaetae (спирохеталылар) класы 4 қатардан тұрады: SPIROCHAETALES (спирохеталылар), MYCOPLASMATALES (микоплазмалар), Rickettsiales (рикетсиялар), CHLAMYDIALES (хламидиялар).
Бергидің Микроағзалардың анықтаушысы еңбегінде (9 басылымында, 1984ж.) микроағзаларды үлкен таксондарға, яғни бөлімдер мен кластарға жасуша қабықшасы құрылысы бойынша біріктірген :
1. Жұқа қабықшалы - Gracilicutes;
2. Қалың қабықшалы - Firmicutes;
3. Клетка қабықшасы болмайтын - Tenericutes;
4. Клетка қабықшалпрында ақаулары бар - Mendosicutes.
Осыған орай Берги микроағзаларды 3 класқа ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҚАЗАҚ ТЕХНОЛГИЯ ЖӘНЕ БИЗНЕС УНИВЕРСИТЕТІ
Техника және технология факультеті
Технология және стандарттау кафедрасы
РЕФЕРАТ
Тақырыбы: Микроорганизмдер. Микроорганизмдерге жалпы сипаттама
Орындаған: Кемелхан Ж.Д.
Биотехнология-1, 3-курс
Тексерген: Қаз Е.К., в. ғ. к.,
аға оқытушы
Астана,2014 жыл
Жоспар:
1. Кіріспе
2. Негізгі бөлім
2.1. Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
2.2. Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
2.3. Микроорганизмдердің химиялық құрамы
2.4. Микроағзалардың көбеюі.
2.5. Микроағзаларды бөліп алу.
2.6. Микроағзалардың өсуі.
2.7. Микроорганизмдердің систематикасы.
2.8. Микроағзалардың тыныс алуы.
2.9. Микроорганизмдер экологиясы
2.10. Микроорганизмдерге әсер ететін факторлар.
3. Қорытынды
4. Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
Микробиология ( грек тілінен аударғанда micros - кішкентай, bios - тіршілік, logos - ілім) - жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі ағзаларды, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым. Микробиологияның мақсаты - микроорганизмдердің физиологиясын, генетикасын, экологиясын және биохимиясын зерттеу. Микроорганизмдерге әртүрлі бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар және қарапайымдылар жатады. Микроб әлемінің ауқымдылығы соншалықты, онда көптеген және әртүрлі пайдылы және жарамсыз микроскопиялық организмдер кездеседі. Олар табиғатта, өндірістің әртүрлі саласында, ауыл шаруашылығында, адам өмірінде, жануарлар ағзасында және т.б. жағдайларда үлкен роль атқарады. Микроорганизмдердің бір түрлері табиғаттағы зат және энергия айналымының негізі болып саналады. Микроорганизмдердің көптеген түрлері эволюция барысында тірі организмдерге бейімделіп, паразиттік қасиетке ие болған. Паразиттер - жануарлардағы, өсімдіктердегі және адамдардағы әр түрлі инфекциялық аурулардың қоздырғыштары болып саналады.
Микробиология бөлімдері. Халық шаруашылығының түрлі қажеттері мен мақсаттарына сәйкес бұл ғылым: жалпы микробиология, техникалық немесе өндірістік микробиология, тағамдық микробиология, ауылшаруашылық микробиология, геологиялық микробиология, санитариялық микробиология, медициналық микробиология, эпидеминология, мал дәрігерлік миробиология және вирусология сияқты түрлі ғылым салаларына бөлінеді.
Микробиологиялық зерттеу әдістері:
Микроскопиялық - микроағзалардан түрлі препараттар дайындап, бактерия жасушасының өлшемін, жасуша пішінін, олардың қозғалғыштығын жарық және электрондық микроскоптар көмегімен зерттеу.
Бактериологиялық - жаснды және табиғи қоректік орталарда микроағзаларды өсіру, олардың таза культураларын бөліп алу, микроағзалардың өсуін, олардың биохимиялық, физиологиялық және т.б. дақылдық қасиеттерін зерттеу.
Биологиялық - белгілі ауру қоздырғыштарын бөліп алу үшін жануарларды індетті нысандармен залалдау, індетті нысандардың вируленттілігін және уытты заттардың болуын зерттеу.
Серологиялық - иммундық антиденелер реакциялары көмегімен диагноз қою.
Аллергиялық - ағзаға енгізілген аллерген көмегімен ағзаның жоғарғы сезімталдылығының жағдайын анықтау.
Микробиология ғылымы дамуының негізгі кезеңдері:
1. Эмпирикалық білімдердің қалыптасу кезеңі ( микроскопты ойлап тапқанға дейінгі кезең).
2. Морфологиялық кезең. М и к р о о р г а н и з м д е р д і ң а ш ы л у ы.
3. Физиологиялық кезең ( 1875ж. басталады)- Л.Пастера мен Р.Кох дәуірі.
4. Иммунологиялық кезең - иммунология ілімі қалыптасты. Соңынан, туа
5. Микробиология ғылымының негізігі кезеңдерінің бірі - антибиотиктердің ашылуы.
6. Қазіргі таңдағы микробиология, яғни микробиология ғылымы дамуының молекулалы-генетикалық кезеңі.
Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.
1.Ағзалар туралы жинақталған мағлұматтардан жүйелеу туралы бірінші қадам жасаған Аристотельден бастап (б. э. д. 384-322), биологтар тірі әлемді өсімдіктер мен жануарлар деп екі дүниеге бөлді. Микроскоптық тірі жәндіктер әлемін ашқан А. Ван Левенгук. Олардың осы уақыттан бастап ХІХғ. дейін барлық ашылған микроорганиздерді жануар табиғатының ұсақ жәндіктері ретінде қарастырды.
ХІХ ғ. екінші жартысында неміс биологы Э. Геккель (1834-1919) микроорганиздердің жануарлар және өсімдіктер дүниесінен ерекшеленетінін, соншалықты оларды осының біреуіне де жатқызуға болатынын тұжырымдады. Э. Геккель ағзалар мен ұлпаларды дифференциалдау болмайтын барлық микроорганиздерді (қарапайымдылар, балдырлар, саңырауқұлақтар, бактериялар) көп жағынан өсімдіктер мен жануарлар арасындағы аралық орынды иемденетін организмдерді қосып жеке дүниеге Protista бөлуді ұсынды. Protista термині қазірде микробиологтар зерттейтін объектілерді белгілеу үшін қолданылады.
Қазіргі уақытта тірі әлемнің ортақ жүйесіне деген көзқарастарда бір тұтастық жоқ. Қөзқарастардың біреуіне сәйкес барлық алуан түрлі организмдерді қатаң сызбаға кіргізу тиімсіз, өйткені кез келген жасанды шектеулік организмдер арасындағы табиғи байланыстарды бұзады. Мұның салдары - органикалық әлемнің ең кіші ұсақ тенденциясы; тек екі дүниеге бөліну тиімділігін мойындау:Plantae (өсімдіктер)және Animalia (жануарлар). Бұл көзқарас организмдердің әртүрлі типтерін байланыстыратын ұқсастық белгілермен эволюция процесінде ораниздердің бір тобының екіншісіне өтуіне басты назар аударды. Қарама-қарсы ұғымдарға сәйкес барлық тірі формаларды ірі таксондарға (дүниеге) бөлу тірі әлемнің осы жағын көрсете отырып бар тіршілік типтерінің көп түрлілігін барынша толық көрсетті. Бірінші көзқарасқа сәйкес барлық микроорганиздер жабайы өсімдіктер немесе жануарлар ретінде қарастырады және соған сәйкес Plantae немесе Animalia дүниесі құрамына енеді. Екіншісіне сәйкес микроорганизмдер Э. Геккель алғаш рет түйіндегендей тірі формалар белгілі орынға иелене алады. Одан ары Геккельдің Алғаш жәндіктерді зеррттеу осы топтың біртекті емес екендігін анықтады. Сонда барып микроорганизмдер ұғымы таксономиялық мағанаға ие еместігі ашылды.
2. Protista тобына енетін микроорганизмдер клеткасының құрылысындағы ерекшіліктер туралы мәліметтер ХІХ ғ. соңында жинақтала бастады. Бұл топтардың жоғары және төмен сатыларға бөлінуіне апарып соқты. Жоғарғы сатыларға микроскопиялық жануарларды (қарапайымдарды), мироскопиялық балдырларды (көк -жасылдан басқасын), және микроскопиялық саңырауқұлақтарды (зеңдер, ашытқылар), төменгі сатысына барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырларды (соңғысын қазір көпнесе цианобактериялар деп атайды) жатқызады. Жоғарғы және төменгі сатыларды бөлу екі айқындалған клетканың ұйымдасу типтеріне - эукариотты және прокариоттылар сәйкес жүреді. Жоғары сатыдағы клеткалар құрылысы эукариотты, яғни эукариоттар болып табылады, төменгісі - прокариоттылар.
Жасуша - бұл мембранамен шектелген цитоплазма бөлігі. Соңғысы электрондық микроскоппен қарағанда ультроқұрылымға ие: электронды тұнық аралықпен бөлінген, әрқайсысының қалыңдығы 2,5-3,0нм. Мұндай мембраналар элементарлы деген атауға ие. Әр бір клетканың міндетті химиялық компонеттері нуклейн қышқылдарының екі түрі (ДНК және РНК) ақуыздар, липиттер, көмірсулар болып табылады. Цитоплазма мен оны қоршаған мембрана клетканың міндетті құрылымдық элементі. Нәзік құрылымды зерттеу прокариотты (бактериялар мен цианобактериялар) және эукариотты (қалған миро және макро организмдер) клеткалар құрылысындағы елеулі айырмашылықтарды айқындайды.
Прокариотты және эукариотты ағзалар жасушаларының ұйымдасуының кейбір белгілерін салыстыру 1 кестеде келтірілген.
Кесте 1 - Прокариотты және эукариотты клеткалардың кейбір ұйымдасу ерекшеліктерін салыстыру
Белгілері мен қасиеттері
Прокариоттар
Эукариоттар
Морфологиялық қалыптасқан ядро
Жоқ
Бар
Нуклеоид
Бар
Жоқ
ДНК молекуласының пішіні
Сақиналы
Тізбекті
ДНК ұзындығы
1 (жобамен)
1000 (прокариоттармен салыстырғанда)
ДНК - мен байланысқан белоктар
Жоқ
Бар
Геномның плоидтылығы
Гаплоидты
Диплоидты
Митоздық бөліну
Тән емес
Тән
Жасуша қабықшасы
Плазмалемма + жасуша қабырғасы
Плазмалемма
Қоректену түрлері
Голофитті (еріген заттарды сіңіру)
Голозоидты (қатты заттарды қармап алу)
Жасуша ішілік мембраналар жүйесі
Жоқ
Бар
Рибосомалар
Бар, аз мөлшерде
Бар
Митохондриялар мен протопластар
Жоқ
Бар
Биоэнергетикалық механизмдердің шоғырлануы
Жасуша қабықшасы
Митохондриялар
Цитоқаңқа
Жоқ
Бар
Жасушалардың жалпы морфологиялық белгілері
прокариоттарда - min 0,2 мкм (туляремия қоздырғышы) - max 10мкм (сібір жарасының қоздырғышы)
эукариоттарда - min 5-7 мкм (эритроциттер) - max бірнеше жүз мкм-ге дейін (жұмыртқа жасушасы)
Пішіні
прокариоттарда - шар тәрізді (стафилококк); таяқша тәрізді (ішек таяқшасы); иілген таяқша (сүзек вибрионы); шиыршықталған (сифилис қоздырғышы).
эукариоттарда - шар тәрізді (жұмыртқа жасушасы); диск тәрізді (эритроциттер); өскінді (нейрондар); ұршық тәрізді ( бірыңғай салалы миоциттер); призма тәрізді (ішек эпителиінің жасушалары); тегіс (эндотелий жасушалары); куб тәрізді (бүйрек каналдарының жасушалары).
Прокариоттар морфологиясы, құрылысы мен көбеюі.
Сыртқы пішініне қарай бактериялар негізінен үш топқа бөлінеді: шар тәрізділер - коккалар, таяқша тәрізділер - бактериялар, бацилдар және спираль тәрізділер - вибриондар, спириллалар . Шар тәрізді бактериялардың жеке - жеке түрлері коккалар делінсе, екі - екіден қосақталған түрлері - диплококкалар, өзара тіркескен, моншақ тәрізделгендері - стрептококкалар (сурет 1б), төрт - төрттен тіркескендері - тетракоккалар, сегіз - сегізден текшеленгендері - сарциналар делінеді. Ал олардың стафилакоккалар деп аталатын бір тобындағы шар тәрізді бактериялардың орналасуы жүзімнің шоқ жемісіне ұқсайды.
Таяқша тәрізді бактериялар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының пішініне, споралар түзілуіне қарай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора түзуші топтарын - бациллалар, ал түзбейтіндерін бактериялар деп атайды. Таяқша тәрізді бактерияларды клеткаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше топтарға бөледі: диплобациллалар немесе диплобактериялар - екі - екіден қосақтала орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Стрептобактериялар - моншақ тәрізді тізіле орналасқан таяқша тәрізді бактериялар. Кейде пішіні шар тәрізді бактерияларға тым ұқсас таяқша тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Спора түзетін клеткалары тізбектеле орналасқандарын стрептобациллалар деп атайды.
Бактериялардың мөлшері. Көптеген шар тәрізді бактериялар клеткаларының диаметрі - 1 - 2 микронға тең (микрон - миллиметрдің мыңнан бір бөлігі). Жұмыр клеткалы бактериялардың ұзындығы - 1 - 4 микронға ені 0,5 - 1 микронға дейін барады. Сондықтан да судың бір тамшысында бірнеше жүздеген миллион микробтаркездеседі. Кейбір бактериялар мөлшері едәуір болады дедік. Мәселен, күкірт бактериясы клеткасының көлденең кесіндісінің диаметрі 50 микронға тең. Бактериялардың үш тобының ішінен мөлшері тұрақтысы коккалар, ал таяқша тәрізді бактериялар өзгергіш келеді. Кейбір бактериялардың мөлшерін төмендегі кестеден байқауға болады (2 - кесте).
Кесте 2 - Бактериялар жасушаларының шамасы (микрон)
Бактериялардың аттары
Ұзындығы
Ені
Пішен таяқшасы
Картоп таяқшасы
Сүт қышқылы бактериялары
Ациндофиль таяқшасы
Туберкулез таяқшасы
3,0
5,0
0,8 - 1,2
1,6 - 6,0
1,5 - 3,5
1,2
1,5
0,5 - 0,8
0,6 - 0,9
0,3 - 0,5
Табиғатта микроорганизмдердің өте ұсақ тобы - ультрамикробтар да кездеседі. Микроорганизмдердің бұл тобының ішінен бактериофагтар, сүзілуші вирустардың адам өмірінде зор маңызы бар. Вирустардың шамасы миллиметрдің миллиондаған бөлігіне тең, яғни оларды миллимикрондармен (миллимикрон микронның мыңнан бір бөлігіне тең) немесе микромикрондармен (микромикрон микронның жүз мыңнан бір бөлігіне тең) өлшейді.
Бактериялардың сіңіру беті зор. Сондықтан да олар өздеріне қажетті қоректік заттарды тез арада өндіріп ала алады. Органикалық қалдықтарды тез ыдыратудың арқасында, бактериялар олардан өздеріне қажетті энергияны аз уақыт ішінде босатып алады.
Бактерия жасушасының құрылысы. Құрылысы жағынан алғанда бактериялар жасушалары өте қарапайым. Ол сыртқы қабықшадан әр түрлі заттары бар цитоплазмадан, вакуолядан және ядродан құралады. Жасуша қабықшасы шырышты затқа толы болады. Қабықша жасушаның негізгі бөлігіне жатпайды, белгілі орта жағдайында байланысты ғана пайда болады. Мәселен, жасушаның шырыш қабықшасы кейде оған өте төменгі немесе жоғары температура әсер еткенде пайда болады да, клетканы құрғаудан және басқада зиянды заттардың әсеріненқорғайды. Қанты мол ортада шырыш қабықшасы қалыңдап, клетканың сыртына капсула түзеді. Шырыш қабықшаның молдығынан кейде ол бактериялар тіршілік етіп отырған ортаға да бөлінеді. Мұны зооглея деп атайды. Сүттен түрлі тағамдар даярлайтын заводтарда зооглеялар байқалатын болса, онда тағам бұзылып, шырыштанып, тұтқыр күйге көшеді. Дәл осындай капсула кейбір азот бактерияларында да бар. Жасуша қабықшасын түрлі ферменттер (лизоцим), ультрадыбыспен, өте жіңішке ине немесе басқа да сол сияқты заттармен бұзуға болады. Сонда цитоплазмалық мембранамен қоршалған цитоплазманың пішіні шар тәрізді болып көрінеді. Сөйтіп, жасуша қабықшасы оның белгілі бір пішінін көрсетеді.
Жасуша қабықшасы. Бактерия жасушасы сыртқы жағынан қалың қабатпен қапталған. Ол цитоплазмалық мембрананың сыртынан қаптап жататын жасуша қабықшасы. Жасуша қабықшасы қорғаныштық, тірек қызметін атқарады, сонымен қатар жасушаға белгілі бір пішін беруге қабілетті (мысалы, шар тәрізді, таяқша және т.б) және жасушаның сыртқы қаңқасын құрайды.
Қалың жасуша қабатының болуы, оны өсімдік жасушасымен байланыстыруға болады. Жасуша қабықшасының қалыңдығы 0,01 - ден 0,04 мкмге тең және бактерия жасушасының құрғақ салмағының 20 пайызын құрайды. Жасуша қабықшасының негізгі құрылымдық элементтерінің бірі және қабықшаға қаттылық қасиет беретін - муреин (гликопептид, мукопептид). Муреин - күрделі органикалық қосылыстардың бірі, құрамына азотты тасымалдайтын қанттар, - аминоқанттар және 4-5 аминқышқылдары кіреді. Жасуша қабықшасының құрамыа кіретін аминқышқылдарының пішіні табиғатта сирек кездесетін D-стереоизомерлер түрінде болады.
Бактерияларды бояу әдісі арқылы оларды екі үлкен топқа топтастыруға болады: грамоң (Гр (+) және грамтеріс (Гр (-) . Бұл әдісті 1884ж. дат ғалымы Кристиан Грам ұсынды. Грамоң бактериялары анилинді бояғыш заттарды байланыстыруға қабілетті, атап айтқанда генцианвиалет бояуы, Люголь ерітіндісімен немесе йодпен өңдеп, сонан соң спирт немесе ацетонмен өңдегеннен кейін, бастапқы боялған жүйені сақтап қалып, күлгін түске боялады. Оларды грамоң бактериялары, ал этил спиртінің әсерінен боялған жүйе түссізденеді, ондай бактерияларды грамтеріс бактериялары деп атаймыз.
Электронды микроскоппен қарағанда грамоң бактерияларының жасуша қабықшасы 20-80 нм-ге жететін біркелкі тығыз қабықшадан, ал грамтеріс бактерияларының кабықшасы бірнеше қабаттардан тұратындығы анықталды Ішкі қабат, біркелкі тығыз болып келетін пептидогликан қабаты (2-3 нм), 8-10 нм болып келетін, екі сыртқы қабаттан тұрады, яғни сыртқы толқынды қабат және периплазмалық қуыстар бөлінген екінші тығыз қабат.
Цитоплазмалық мембрана бактерия клеткасында заттардың сырттан өтуін бақылайды. Кейде мембрана клетка ішіне қарай ойысып, онда ерекше дене - мезасома түзіледі. Цитоплазмалық мембрана мен лизосомада клеткадағы құрғақ зат көзі - түрлі ферменттер шоғырланады.
Цитоплазма. Цитоплазма - тірі материя. Ол өзгеріп, жаңарып отырады. Онда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп жатады. Цитоплазма сыртқы орта әсеріне өте сезімтал ұйиды. Қышқылдар мен сілтілер және түрлі улы заттар оған өте зиянды әсер етеді. Фотосинтездеуші бактериялар цитоплазмасында тиллакоидтар кездеседі. Қошқыл бактерияларда олар клетка массасының 40 - 50 процентін қамтиды. Тиллакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден тұрады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтер сияқты фотосинтездік пигменттері де кездеседі.
Бактериялар клеткасының цитоплазмасында гранулеза, гликоген, волютен, күкірт тағы басқа заттар бар. Гранулеза мен гликоген азотсыз заттар, олар ыдыраған кезде түрлі қанттарға айналады. Ал волютин болса, ол азотты зат. Егер қоректік ортада органикалық азот көзі (аспарагин, пептон) және фосфор қышқылы тұздары мол болса, онда бактерия клеткасында волютен біраз мөлшерде жиналады. Бактериялар клеткасында май да едәуір мөлшерде кездеседі, ол клеткадағы бүкіл құрғақ заттың 35 - 50 процентіне тең. Сол сияқты бактерия клеткасында күкіртті де кездестіруге болады. Тамшы түрінде кездесетін күкірт клетканың қор заттарының бірі. Бактерия цитоплазмасында жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларында кездесетін амин қышқылдарының барлығы дерлік бар және рибонуклеин (РНК), деозксирибонуклеин (ДНК) қышқылы да болады. РНК негізінен митохондрийде орналасады. Сонымен бірге ол тотығу - тотықсыздану ферменттеріне де бай келеді. Цитоплазма ішінде белок синтезі - негізінен белок пен рибонуклеин қышқылдарына бай рибосомаларда болып, мезосомаларда органикалық заттардың тотығуы үшін қажетті энергияға бай аденозинүшфосфор қышқылының (АҮФ) синтезі жүреді.
Нуклеоид (толық жетілмеген ядро құрылымы). Бактерия клеткаларында ядроның болуы жөнінде толып жатқан пікірлер бар. Бактериялардың кейбір түрлерінде ядро заттары (хроматин) цитоплазмада ұсақ дәндер күйінде шашырап жатады (диффузиялық ядро). Басқа бір бактерия клеткаларында хроматин дәндері белгілі бір жерге шоғырланып, кәдімгі ядро түзеді (жекеленген ядро). Кейбір ірі бактерияларда (миксобактерияларда) осындай жекеленген ядроларды кездестіруге болады.
Ядроның химиялық құрамы өте күрделі. Оның басты бөлігі - дезоксинуклеопротеидтер. Нуклеопротеидтер екі бөліктен тұрады. Олардың бірі - ерекше белок, екіншісі - тимонуклеин қышқылы. Соңғы жылдардағы зерттеулер ядро бір немесе бірнеше шар тәрізді, сопақша заттар - дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНҚ) тұрады. Әдетте, ол клетканың ортасынан орын алады. Кейде бұл заттар бактериялар клеткасында дән түрінде орналасса, басқа бір жағдайда клетканың белгілі бір бөлімінде шоғырланады. Бактериялардың құрғақ салмағына шаққанда ДНК - ның мөлшері 20 - 40co - ке дейін барады. Ядролық аппарат, соның ішінде дезоксирибонуклейн қышқылы клетканың тұқым қуалаушылық қасиетін анықтаушы аппарат деген пікірлерге тоқталды.
Нуклейн қышқылдардың химиялық құрамы да біршама жақсы зерттелді. Суда ыдырағанда ол фосфор қышқылына, пентоза қантына және құрамында азоты бар органикалық қалдыққа ажырайды. Кейін нуклеотидтерден тимонуклеин қышқылы түзіледі.
Бактерия ядросындағы тимонуклеин қышқылының құрамында төрт нуклеотид бар (аденин, гуанин, цитозин және тимин). Бұлар өзара фосфор қышқылының молекулалары арқылы байланысқан.
Талшықтар.Бактерия жасушаларында қосымша құрылымдар болады, олар бактериялардың қозғалысын қамтамасыз ететін - талшықтар. Талшықтар ЦПМ астына екі жұп дискі арқылы бекінеді. Талшықтар бір, екі, бірнеше немесе жасушаны бойлай орналасады. Бактериялар талшықтарының диаметрі 0,01-0,03 мкм, ал ұзындығы бірнеше есе ұзын болуы мүмкін. Талшықтар - флагеллин ақуызынан тұрады және ширатылған ұршық тәрізді жіпшелер түрінде кездеседі. Кейбір бактериялар жасушаларының беткейінде ұсақ жіпшелер - фимбриялар болады.
Негізінде барлық организм клеткаларының химиялық құрамы бірдей. Прокариот клеткалардың құрамында 70 тен 90 процетке дейін су болады. Үлесіне қалған 10-30 проценті тиетін құрғақ заттардың негізгі бөлігіне ақуыздар, нуклейн қышқылдары, липидтер мен полисахаридтер құрайды. Клеткалардың құрғақ заттарының бірнеше процентін төмен молекуларлы органикалық заттар мен тұздар құрайды (кесте 4).
Кесте 3- Е. coli* клеткаларының химиялық құрамы ( Neidhardt бойынша, 1987)
Компонент
Клеткадағы құрғақ заттардың жалпы% мөлшері
Молекулярлық масса, Да
Клеткадағы молекулалардың мөлшері
Клеткадағы молекулалар санының түрлері
Ақуыз
55,0
4,7x104
2 350 000
1850
РНК
20,5
23S рРНК
1,0x106
18 700
1
16S рРНК
5,0x105
18 700
1
5S рРНК
3,9x104
18 700
1
тРНК
2,5x104
198 000
60
иРНК
1,0x106
1 380
600
ДНК
3,1
2,5x109
2
1
Липидтер
9,1
705
22 000 000
Липополисахаридтер
3,4
4070
1 430 000
1
Пептидогликан
2,5
(904)n
1
1
Гликоген
2,5
1,0x106
4 300
1
Полиаминдер
0,4
Путресцин
88
5 600 000
1
Спермидин
145
1 100 000
1
Метаболиттер, кофакторлар, иондар
3,5
800
Кейбір прокариоттар қандайда бір себептермен өздері қолданылатын көміртек көзінен синтездей алмайтын витаминдер, амин қышқылдары немесе азотты негіздер тобынан органикалық қосылыстарға мұқтаждығы байқалады. Мұндай органикалық қосылыстар аз ғана мөлшерде қажет және өсу факторлары атауын алды. Көміртектің негізгі көзіне қосымша бір немесе бірнеше өсу факторлары қажет организмдер ауксотрофтар деп аталады.
Микроорганизмдердің химиялық құрамы
Жалпы алғанда, бактерия клеткасының химиялық құрамы өсімдіктер мен жануарлар клеткасына ұқсас. Бактериялардың құрамына да көптеген химиялық элементтер кіреді. Клеткадағы мөлшеріне қарай олар үш топқа бөлінеді олар: негізгі элементтер органогендер (азот,сутегі,оттегі,көмертегі) микроэлементтер (Ca,N,Mg,Na,S,P,Cl) және ультрамикроэлементтер (B,Va,Fe,Co,Si,Mn,Cu,Mo,Zn). Осы аталған элементтердің ішіндегі оны әмбебап химиялық элементтер деп атайды.
Энзимдердің құрамына кіретін ультрамикроэлементтер өте аз мөлшерде ферменттердің құрамына кіреді. Мысалы, қалайы алкогольдегидрогеназада, сілтілі фосфотаза, РНҚ және ДНҚ полимеразада; маргенец супероксидисмутазада; молибден нитратредуктаза мен метилмалонил КоА мутазада; ал мыс цитохромкиназа мен оксигеназада.
Кесте-4. Әмбебап химиялық элементтердің физиологиялық қызметі
Химиялық элементтер
Метаболизмдегі атқаратын қызметі
N
O
C
Судың, органикалық заттардың құрамына кіреді, оттегі акцептор ретінде пайдаланады.
Органикалық заттардың құрамына кіреді.
N
Белоктардың, нуклеин қышқылдардың, коферменттердің құрамына кіреді.
S
Цистейннің, метиониннің, тиаминпирофосфаттың, А коэнзимнің, биотиннің құрамына кіреді.
P
Нуклеин қышқылдарының, фосфолипидтердің, нуклеотидтердің құрамына кіреді.
K
Na
Кейбір ферменттердің кофакторлары, маңызды бейорганикалық катион
Mg
Көптеген ферменттердің кофакторлары. Клетка қабығының құрамына кіреді.
Ca
Ферменттердің кофакторлары. Са диппиколинат түрінде эндоспоралар құрамына кіреді.
Fe
Цитохромдар, ферродоксиндер және басқа Fe S белоктар құрамынан табылған, энзимдеркофакторлары.
Микроағзалардың көбеюі.
Бактериялардың өсуі - жасуша ішіндегі химиялық компоненттердің ұлғаюымен байланысты болады. Өсу кезінде жасушаның барлық биосинтетикалық процестері қатаң бақыланып, жасуша салмағының және көлемінің ұлғаюына алып келеді. Өсу шексіз жүрмейді, өсу барысында жасуша белгілі бір пішінге және көлемге жеткенде жасуша бөліне бастайды. Прокариот ағзалардың басым көпшілігі үшін қосжақты тура бинарлы бөліну тән.
Бөлінудің келесі түрі - бүршіктену, оны бөлінудің біркелкі емес немесе бұрыс бөлінуінежатқызуға болады. Бүршіктену кезінде жасушаның бір полюсінде кішкентай өскін, бүршік пайда болады. Бүршік өсу процесі кезінде ұлғая бастайды және аналық жасуша көлеміне жеткеннен кейін, жасушадан бөлінеді
Бактериялардың тіршілік циклы. Бактерия жасушасы морфологиясының өзгеруі, олардың тіршілік циклы туралы сөз қозғауға болады. Аэробты және анаэробты микроағзалардың бірқатары спора түзуге қабілетті. Спора түзуге қабілетті таяқша тәрізді бактерияларды бациллалар деп атайды. Егер спора ірі және жасушаның орталығында орналасса, онда жасуша ұршық тәрізді пішінге ие болады,споралардың жасушаның ұшында орналасып, түйреуіш немесе барабан таяқшасы түрінде кездеседі
Көптеген спора түзуге қабілетті бактериялардың споралары үлкен болмайды, сондықтан да, спора түзу барысында жасуша таяқша пішінін сақтап қалады
Спора пісіп жетілгеннен кейін вегетативті жасуша өзінің тіршілігін жояды, ал спора бос күйінде қалады. Әр жасушадан тек бір ғана спора түзіледі, сол себепті спора түзу процесін көбеюдің бір түрі ретінде қарастыруға болмайды. Бактериялар споралары жоғары температураға және уытты заттарға төзімді келеді. Споралар қолайлы ортада өсіп, жаңа вегетативті жасушаның қалыптасуына мүмкіндік туады.
Микроағзаларды бөліп алу.
Бактериалды жасушаның биополимерлерін немесе органоидтарын құрауға қажетті компоненттерді қоршаған ортадан бойына сіңіру құбылысын қоректену деп атаймыз. Прокариот жасушасының негізігі химиялық компоненттері - оттегі, сутегі, көміртегі, азот, фосфор. Биополимер химиялық құрамы және сипаты жағынан - ақуыздарға, полисахаридтерге, нуклеин қышқылдарына және майларға жіктелінеді. Бактериялар - голофитті ағзаларға жатады. Қоректік заттар микроағзаларға:
:: осмос және диффузді жолмен;
:: пассивті тасымалдану жолымен;
:: активті тасымалдану;
Көміртегі негізіне қарай және биополимерлердің түзілуіне қарай микроағзаларды бірнеше топқа топтастырады:
:: автотрофтар -- тірішілк ету барысында көміртегі көзі ретінде тек СО2 пайдаланатын микроағзаларды айтамыз;
:: гетеротрофтар -- тірішілк ету барысында көміртегі көзі ретінде түрлі табиғаты жағынан биологиялық және биологиялық емес заттарды, органикалық қосылыстарды (көмірсулар, аминқышқылдары, органикалық қосылыстар) пайдаланатын микроағзаларды айтамыз.
Энергияны алу көзіне байланысты:
:: фототрофтар, күн сәулесі энергиясын алады;
:: хемотрофтар, тотығу-тотықсыздану реакциясы нәтижесінде алынатын энергия;
Донорлы электрондардың табиғатына байланысты:
:: фототрофты литотрофтар;
:: хемотрофтылитотрофтар -- электрондардың донорлары ретінде неорганикалық қосылыстар пайдаланылады.
:: фото- және хемоорганотрофтар -- тек органикалық қосылыстарды пайдаланады.
Микроорганизмдерді өсіру үшін міндетті түрде қоректік орталар субстраттар қажет.
Қандай да болмасын қоректік ортаның құрамына Менделеев таблицасындағы 10 химиялық элемент кіреді С; Н; О; S; P; Ni; K; Mn; Fe; Ca. Олар барлық микроорганизмдердің дамуы үшін өте қажет. Снымен қатар, микроорганизмдер басқа химиялық элементтерді, микроэлементтерді қажет етеді Zn; Co; Cu және т.б..
Микроорганизмдер үшін қоректік орта ретінде жиі табиғи субстраттарды - азық тағамдарын пайдаланады жеміс-жидек, сүт, ет және балық сорпалары, т.б.. Олардың құрамында микроорганизмдердің өсуі үшін қажетті органикалық және минералды заттар болады. Сонымен қатар, табиғи субстраттардан басқа жасанды қоректік орталар пайдаланылады. Оларды, азықтық тағамдарын өңдеу және оларға қосымша қажетті заттарды қосу арқылы дайындайды. Микроорганизмдерді өсіруде тағы синтетикалық орталар пайдаланылады. Оларды, белгілі бір концентрацияда химиялық қосындыларды суда еріту арқылы дайындайды.
Микроорганизмдердің белгілі бір түрін немесе арнаулы топтарын өсіруде элективті орталар пайдаланылады. Микроорганизмдердің зат алмасу ерекшеліктерін анықтауда - дифференциалды-диагностикалық орталар пайдаланылады.
Қоректік орталар физикалық құрамы жағынан ерекшеленеді. Олар сұйық және қатты болып бөлінеді. Қатты орталарды - сұйық орталарға желатин немесе агар-агарды қосу арқылы дайындайды.
Микроағзалар әлемі алуан түрлі. Микроағзалардың бірқатары ертеректен белгілі, себебі олар колония, колониялар жиынтығын немесе қоршаған ортада белгілі бір өзгерістерді тудырады. Осындай микроағзалардың басым көпшілігін белгілі ортадан тікелей бөліп алуға болады. Жоғарыда аталған микроағзалардың өсуі үшін орта жағдайын таңдау қиынға түспейді. Бірақ, әр түрлі физиологиялық топқа жататын микроағзаларды зерттеу Виноградский мен Бейеринктердің зерттеулері нәтижелерінде өңделген жинақтаушы культура (дақылдау) техникалары негіз болды.
Жинақтаушы дақылдар (культура). Жинақтаушы дақылдау әдісі теория және практика жүзінде қарапайым әдістердің бірі болып саналады. Жинақтаушы дақылдау үшін белгілі бір ағзаның басқа ағзаларға бесекелестік қабілетін қалыптастыратын қолайлы жағдайлар жасалады. Бірқатар факторларды сараптай келе, яғни, энергия, көміртек, азот, электрондар акцепторлары көздері, атмосфералық газ, жарық, температура, рН көрсеткіштері қолайлы жағдайды тудырады және ортаны аралас ағзалар популяцияларымен өңдеуді (инокуляция), мысалы, топырақ немесе ил (тұнба). Осындай ортаға төзімді ағза ортада қарқынды өсе бастайды да, басқа ағзаларды ығыстыра бастайды. Белгіленген сұйық және қатты орталарға ағзаларды бірнеше рет ауыстырып дақылдауының нәтижесінде басым болып келетін немесе жинақталған дақылдарды немесе микроағзалардың штамдарын бөліп алуға болады. Жинақтаушы дақылдау әдісін пайдалана отырып табиғатта кездесетін түрлерін қоректік орта қажеттілігіне байланысты микроағзаларды бөліп алуға болады.
Маманданған микроағзалар үшін элективті жағдайды оңай жасауға болады. Мысалы, құрамында азот қосылыстары болмайтын минералды ортада, бірақ жарықтың мол болуы цианобактериялар және N2 байланыстыратын микроағзалар үшін өте қолайлы жағдай. Егер осы ортаны энергия көзі ретінде органикалық заттар мен көміртегімен қамтамасыз етілсе, аэробты жағдайда қараңғыда онда Azotobacter, ал анаэробты жағдайда Clostridium туыстарына жататын микроағзалар дами бастайды.
Таза дақылдар (культура). Таза дақыл - бір ғана жасушаның немесе клонның ұрпағы деп сипаттама беруге болады. Таза дақылдарды алк, олардың тазалығын дәлелдеу және ластаушы компоненттерден сақтап қалу - микробиологтың негізгі міндеті. Микроағзалардың таза дақылдарын қатты қоректік ортаның бетінде немесе өте сирек жағдайда орта ішінде бөліп алады. Таза дақылдарды бөліп алу - бір ғана жасушаны жасушалар популяциясынан бөліп алудан басталады. Аэробты бактерияларды Кох әдісі бойынша бөліп алады. Кох әдісінің негізі - дайындалған суспензияны Петри табақшасындағы орта бетінде жайуынан немесе бір тамшыны орта бетінде тозақ көмегімен жаға бастайды.
Анаэробты бактерияларды дақылдауда 45°С - қа дейін балқытылған агарлы ортаға микроағзаларды орналастырады және оны оттексіз жағдайда өсіреді.
Аралас дақылдар (культура). Табиғи популяция - микроағзалардың аралас түрлерімен сипатталады. Осы ағзалар арасында әрекеттесудің бірнеше түрлері орын алады, яғни бәсекелестік, комменсализм немесе мутуализм. Микроағзалардың бәсекелестік, комменсализм немесе мутуализм және басқа да әрекеттесу формаларын зерттеу барысында аралас дақылдар әдісін пайдаланады.
Микроағзалардың өсуі.
Бактериаларды қоректік ортаға енгізгеннен кейін микроағзалар қарқынды өсе бастайды. Өсу кезінде қоректік ортада қажетті компоненттердің мөлшері минимумға жеткенде өсу тоқтатылады. Егер осы аралықта қоректік заттармен орта қамтамасыз етілмесе және зат алмасу нәтижесінде түзілген соңғы өнімдер алынып тасталмаса, онда периодты дақыл алынады (тіршілік ету қабілеті шектелген жасушалар популяциясы алынады). Жабық жүйеде өсу белгілі бір заңдылыққа байланысты болады. Оны өсу қисығы деп атайды. Өсу қисығы S- пішінді және бірнеше фазалардан тұрады.
Сурет 1 - Микроағзалар популяциясының өсу қисығы
Бастапқы немесе лаг-фаза. Бұл фаза клеткалардың қарқынды бөлінуге дайындық аралығын қамтиды. Фазаның ұзақтығы дақылдаудың жағдайына және инокуляттың немесе микроағзалардың жасына байланысты, сонымен қатар, қоректік орта құрамының жарамдылығымен сипатталады. Егре инокулят немесе микроағза ескі дақылдан (өсудің стационар фазасынан алынса), онда алынған клеткалар бірінші кезекте осы ортаға бейімделе бастайды (РНК синтезі жолы, рибосомалардың түзілуі және ферменттердің синтезделуі). Өсудің бастапқы фазасында бактерия жасушаларында сандық өзгерістерді байқауға болады, бұл фазада клеткадағы РНК-ға қатты әсер етеді, РНК-ның құрамы 8-12 есе артады, оны РНК мен рибосомалардың ферментті белоктарды синтездеуге қатысымен сипаттайды.
Экспоненциалды фаза. Өсудің экспоненциалды немесе логарифмалық фазасы клеткалардың қарқынды бөліну жылдамдығымен сипатталады. Бұл фазадағы бөлінудің жылдамдығы бактерия түріне және қоректік ортаға байланысты. Энтеробактериялар әр 15-30 мин сайые бөлінеді, Escherichia coli 37°С-да шамамен әр 20 мин сайын бөлінеді. Ал басқа микроағзаларда бөліну жылдамдығы алуан түрлі, мысалы, топырақ микрофлорасы үшін бөліну жылдамдығы 60-150 мин-қа , ал Nitrosomonas және Nitrobacter бактериялары үшін - 5-10 сағ. қамтиды. Бұл фазада микроағзалардың басым көпшілігінде клетка өлшемі және белоктың құрамы тұрақты күйінде сақталынып қалады. Бірақ периодты дақылдау барысында өсудің экспоненциалды фазасында ортаның әрдайым өзгеруіне байланысты клеткалар біршама мөзгеріске ұшырайды: субстраттың концентрациясы төмендейді, клеткалық сусупензияның тығызыдығ артады және метаболизм нәтижесінде түзілген заттар шоғырлана бастайды. Соның салдарынан экспоненциалды фазада клеткалардың бөліну жылдамдығы тұрақтанады, осы фазада клеткалардың өсуі мен бөлну жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ортаға әртүрлі факторлардың әсерін зерттеуге мүмкіндік береді.
Стационар фаза. Стационар фаза ортадағы клеткалардың ұлғаю санының толық тоқтағанымен сипатталады. Өсу жылдамдығы субстрат концентрациясымен байланыста болады, егер субстрат концентрациясы төмендесе, соған сай өсу жылдамдығы төмендйді. Сондықтан экспоненциалды фазадан стационар фаза өту біртіндеп жүреді. Өсу жылдамдығы тек субстрат концентрациясының азаюынан ғана емес, сонымен қатар бактериялар популяциясының жоғары тығыздылығымен, ортада уытты заттардың (токсиндердің) шоғырлануымен сипатталады. Осы факторлардың барлығы клеткаларды өсудің стационар фазасына өтуіне ықпал етеді. Ста - ционар фазасында қор заттарын пайдалану, рибосома бөліктерінің ыдырауы және ферменттердің синтезделу процестері байқалады. Стационар фазасындағы қалыптасқан биомасса санын өнім деп атайды. Өнім пайдаланған қоректік орта саны мен табиғатына, дақылдау жағдайына байланысты.
Өлу немесе қырылу фазасы. Ортада қышқылдар көп мөлшерде шоғырлануына байланысты тірі клеткалардың саны экспоненциалды қырыла бастайды немесе автолиз процесі байқалады, яғни, клетканың өзінің ферменттері клетканың тіршілік әрекетін жояды.
Микроорганизмдердің систематикасы.
Систематика - микроағзалардың шығу тегі жағынан және биологиялық ұқсастығы жағынан топторға бірігуін айтамыз. Систематика ағзалар түрлерін жан-жақты сипаттап, олардың бір - бірімен туыстық қарым-қатынасын зерттеп, туыстық деңгейіне байланысты таксондарға біріктіреді. Систематика ілімінің негізі - ағзаларды жүйелеу, түрлерге жіктеу және номенклатура.
Жүйелеу дегеніміз - ағзаларды гентиптік және фенотиптік белгілері бойынша түрлі таксондарға жіктеу немесе біріктіру. Таксономия - ағзаларды шығу тегі жағынан топтастыру немесе біріктіру әдістері мен қағидаларын зерттейтін ғылым. Микробиологияда кеңінен пайдалынатын таксономиялық бірліктер - штамм, түр, туыс, тұқымдас, қатар, класс.
Қазіргі кезде микробиология саласында түр дегеніміз - шығу тегі жалпы болатын, генотиптік және фенотиптік сипаттамалары ұқсас келетін микроағзалардың жиыетығын айтамыз. Микроағзалады жіктеу және жүйелеу барысында микроағзаладың төмендегідей генотиптік және фенотиптік белгілері зерттелінеді:
1.Морфологиялық - пішіні, көлемі, кеңістікте орналасуы, құрылымы.
2.Тинкториалды - түрлі бояуларға қатысы, соның ішінде Грам әдісін қолдану. Бұл белгілері бойынша микроағзаларды грамоң және грамтеріс топтары жатқызуға болады. Морфологиялық және тинкториалды белгілері бойынша микроағзаларды үлкен таксондарға - тұқымдастар мен туыстарға топтастырады.
3. Дақылдық (културалды) - микроағзаладың қоректік орталарда өсу қабілеті.
4. Биохимиялық - түрлі субстраттарды ферменттеу қасиеті, микроағзалардың тіршілік ету барысында түрлі ферменттік жүйелердің белсенділігі және зат алмасу процесі ерекшеліктері нәтижесінде әр түрлі биохимиялық заттардың түзілуі.
5. Антигенді - жасуша қабықшасының құрылысы мен химиялық табиғатына, талшықтардың және капсулалардың болуына, макроағзалардың (иелерінің) антиденелер өңдеуімен байланысты болады.
6. Физиологиялық - көміртекті (аутотрофтар, гетеротрофтар), азотты (аминоавтотрофтар, аминогетеротрофтар) және басқа да қоректену түрлері бойынша, тыныс алу бойынша (аэробтар, микроаэрофилдер, факультативті анаэробтар, нағыз анаэробтар).
7. Қозғалғыштық және қозғалу түрлері.
8. Споратүзуге қабілеті және споралардың сипаты бойынша.
9. Бактериофагтарға төзіміділігі.
10. Жасуша қабықшасының химиялық құрамы - негізгі сахарозалар мен аминқышқылдар, липидті және майқышқылдық құрамы.
11. Ақуыздық спектр (полипептидті профиль).
12. Антибиотиктерге және басқа да дәрілерге сезімталдығы.
13. Генотиптік (геножүйелеу әдісін қолдану).
Н. А. Красильниковтың Бактериялар мен актиномицеттер анықтаушысы (1949ж.) еңбегінде эубактериялар мен оларға туыс ағзаларды 4 класқа топтастырды:
Eubacteriae (нағыз бактериялар).
Actinomycetes (актиномицеттер).
Myxobacteriae (миксобактериялар).
Spirochaetae (спирохеттер).
Eubacteriae (нағыз бактериялар) класына клеткалары бұтақтанбайтын, клетка қабықшасы қатты, клетка пішіндері ұсақ жіңішке таяқша, сирек жағдайда коккалар, сонымен қатар клетка пішіндері жіп тәрізді және спираль тәрізді болып келетін бактериялар жатады. Нағыз бактериялардың бірқатары қозғалғыш, ал бірқатары қозғалмайтын болып келеді. Қозғалу талшықтары арқылы жүзеге асады. Бұл класқа жататын бактериялар жоғары температураға төзімді эндоспоралар түзуге қабілетті, бірақ басым көпшілігі гр (-) спора түзбейтін формалар сипатталады. Көбеюі бөліну арқылы жүзеге асады, ал жіп тәрізді бактерияларда арнаулы жыныс клеткалары - гонидиялар түзіледі. Eubacteriae класы бірнеше қатардан тұрады: Eubacteriales (эубактериялар), Chlamydobacteriales (хламидобактериялар), Ferribacteriales (темірбактериялар), Thiobacteriales (күкірттібактериялар). Осы клас төңірегінде қатар деңгейінде бүршіктенетін бактерияларды Hyphomicrobiales қарастыруға болады.
Actinomycetes (актиномицеттер) класы клеткалары гр (+) болып келетін кокка тәрізді, таяқша тәрізді, жіп тәрізді және мицелиалды болып келеді. Басқа класқа жататын бактериялардан айырмашылығы, актиномицеттер өкілдерінде (жоғары формалары) бөліктерге (септаларға) бөлінген және бөлінбеген бұтақтанатын мицелийден тұрады. Сонымен қатар, ауыспалы формалары да, яғни төменгі формалары - микобактериялар, микококкалар және микрококкалар кездеседі, оларда дамуының алғашқы сатысындабүйірлік өсінділер - бұтақтардың рудименттері қалыптасады. Актиномицеттер класы: Actinomycetales (қозғалғыш клеткаларды түзбейтін актиномицеттер), Actinoplanales (қозғалғыш клеткалары бар актиномицеттер), Мусоbacteriales (микобактериялар) және Coccales (коккалар).
Myxobacteriae (миксобактериялар) класы. Бұл класқа жататын микроағзалардың клетка қабықшасы жұқа эластинді болып келетін таяқша және шар тәрізді ағзалардан тұрады. Соның салдарынан бактериялардың қозғалысы кезінде олар клетка пішінін өзгерте алады. Талшықтары болмайды. Қозғалуы сырғанай түрінде жүзеге асады. Миксобактериялар микроцисталар және әртүрлі пішінді болып келетін ерекше жемісті денелер түзуге қабілетті. Миксобактериялар класына бір ғана қатар Myxobacteriales жатады.
Spirochaetae (спирохеталылар) класы. Спирохеталылардың клетка пішіндері ерекше келеді. Клеткалары өте жіңішке (0,1 -- 0,6 мкм), бірақ ұзындығы 500 мкм. Спирохеталылардың клетка пішіні негізгі 3 құрылымнан тұрады: протоплазматикалық цилиндр (клетканың негізгі денесі), аксиальды жіп (тірек) және үш қабаттан құралған сыртқы қабықшадан тұрады. Клеткалары ширатылған, иілгіш келеді. Басым көпшілігі паразитті тіршілік етеді. Spirochaetae (спирохеталылар) класы 4 қатардан тұрады: SPIROCHAETALES (спирохеталылар), MYCOPLASMATALES (микоплазмалар), Rickettsiales (рикетсиялар), CHLAMYDIALES (хламидиялар).
Бергидің Микроағзалардың анықтаушысы еңбегінде (9 басылымында, 1984ж.) микроағзаларды үлкен таксондарға, яғни бөлімдер мен кластарға жасуша қабықшасы құрылысы бойынша біріктірген :
1. Жұқа қабықшалы - Gracilicutes;
2. Қалың қабықшалы - Firmicutes;
3. Клетка қабықшасы болмайтын - Tenericutes;
4. Клетка қабықшалпрында ақаулары бар - Mendosicutes.
Осыған орай Берги микроағзаларды 3 класқа ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz