Контрольная работа по "Микробиологии"

      1 Длительное время актиномицеты считали грибами, однако изучение морфологии и биологических свойств позволило отнести их к бактериям семейства Actinomycetaceae отдела Firmicutes.

      • В отличие от грибов, актиномицеты не содержат в клеточной стенке хитина или целлюлозы; они не способны к фотосинтезу, а образуемый ими мицелий достаточно примитивен. Также они резистентны к противогрибковым средствам.

      • С бактериями актиномицеты объединяют отсутствие чётко выраженного ядра, сходство строения клеточной стенки, а также чувствительность к бактериофагам и антибиотикам. Для их роста также оптимальны слабощелочные, но не кислые значения рН среды.

      Большинство актиномицетов — обитатели поверхности слизистых оболочек у млекопитающих; некоторые виды — почвенные сапрофиты. Актиномицеты представлены тонкими, прямыми или слегка изогнутыми палочками размером 0,2-1,0x2,5 мкм, но часто образуют нити длиной до 10-50 мкм. Характерная особенность актиномицетов — способность образовывать хорошо развитый мицелий. Палочковидные формы часто имеют утолщённые концы, в мазках располагаются одиночно, парами, V- или Y-образно. Окраску по Граму фиксируют плохо; часто образуют зернистые либо чёткообраз-ные формы. Кислотонеустойчивы. Факультативные анаэробы; для хорошего роста нуждаются в повышенном содержании С02

      Лучистые  грибки обладают очень ценным свойством  — способностью образовывать весьма разнообразные вещества, многие из которых имеют большое практическое значение. В естественных местах обитания между микроорганизмами складываются различные взаимоотношения.

      В природе широко распространено явление  симбиоза и антибиоза.

      Подавление  жизнедеятельности одних микроорганизмов  другими связано с выделением различных продуктов жизнедеятельности, в том числе специфических  химических веществ — антибиотиков, обладающих способностью убивать окружающих микробов или препятствовать их росту.

      Подробнее об антибиотиках, в том числе и  о продуцируемых актиномицетами, будет рассказано в других главах книги.

      Актиномицеты  могут продуцировать также вещества, угнетающие рост и развитие растений и полезной микрофлоры. К этим веществам относятся фитотоксины. Некоторые из них резко подавляют рост растений (смоченные ими семена не прорастают). Другие токсины действуют слабее, они только задерживают прорастание семян и рост проростков.

      Некоторые токсины вызывают внешне слабо выраженное угнетение роста растений, которое, однако, отражается на биохимических  процессах, протекающих в тканях. В таких растениях нарушается химический состав. Актиномицетыингибиторы живут в различных почвах, особенно часто их обнаруживают в подзолистых и красноземах. При большом скоплении токсинов происходит отравление почвы (утомление). На таких почвах развитие растений угнетается, урожай снижается.

      Но  если в такую почву внести препараты, содержащие актиномицеты-антагонисты, специально подобранные к микробам, которые образуют токсические вещества, то под действием таких актиномицетов происходит устранение микробов-токсинообразователей и почва становится менее токсичной для растений. Оздоровляющее действие они оказывают также на организм человека и животных при инфекционных заболеваниях. Между микробами положительного и отрицательного действия возникают сложные взаимоотношения, в результате которых создаются определенные микробные ценозы — сообщества.

      Живое население почвы следует рассматривать  как важный фактор плодородия почвы, от которого зависит урожайность  растений. Представители лучистых грибков  играют в этом процессе одну из ведущих  ролей.

      Лучистые  грибки обладают способностью образовывать биологически активные вещества, которые стимулируют рост и развитие высших и низших организмов. Из культур актиномицетов были выделены такие вещества, как биотин, тиамин, рибофлавин, пантотеновая и никотиновая кислоты, каротиноидные пигменты, аминокислоты, ауксины и другие ростовые вещества. Часть образованных актиномицетами веществ утилизируется самими продуцентами, а избыток выделяется в среду обитания. Обогащение субстрата биологически активными веществами происходит и за счет распадающихся микробных клеток. Продуцирование лучистыми грибками тех или иных веществ зависит от возраста культуры, вида микроорганизмов и условий культивирования. В почве происходят непрерывные процессы синтеза и разрушения биологически активных веществ. Их количество в почве определяется интенсивностью деятельности микробов и скоростью разрушения или длительностью сохранения.

      Биовещества микробного происхождения положительно влияют на растения, усиливая в них  биологические процессы, увеличивая содержание белков, аминокислот, витаминов и ряда других соединений, повышающих качество урожая.

      Активные  вещества актиномицетного происхождения  применяются в животноводстве, а  также для защиты растений от вредоносных  насекомых.

      Для борьбы с непарным шелкопрядом очень  эффективным оказался виоларин, выделенный из культур фиолетовых актиномицетов (Act. violaceus).

      Почти все культуры актиномицетов способны продуцировать витамины группы В. Так, Act. olivaceus образует антианемический  витамин В12. Витамин В12 практически  не встречается в растениях. Его получают из печени крупного рогатого скота и из микробов — пропионовокислых бактерий и актиномицетов. Актиномицеты хорошо растут, развиваются и образуют витамин В12 на питательной среде, в состав которой входит молочная сыворотка, янтарнокислый аммоний и мочевина.

      Бродильной, текстильной, кожевенной и другим отраслям промышленности требуются химически  чистые препараты ферментов.

      Для удовлетворения потребности народного  хозяйства в ферментах весьма перспективно использование актиномицетов. Так, кератиназу, применяемую в кожевенной промышленности для удаления шерсти со шкур, получают из культур Act. fradiae.

      При помощи некоторых культур актиномицетов  были получены стероидные гормоны. В  медицине гормоны широко применяются  для лечения различных заболеваний. Стероидные гормоны до недавнего времени получали из желез внутренней секреции животных. Но для выработки, например, 1 кг кортизона нужно забить несколько тысяч голов крупного рогатого скота.

      Некоторые растения, например паслен птичий, содержат химические вещества, из которых можно получить кортизон. Но выделить эти вещества из растений очень трудно, выход гормона низок.

      В связи с этим большое значение имеет получение стероидных гормонов путем трансформации стероидов  с помощью микроорганизмов. Например, микробиологический метод получения кортизона состоит в том, что к углероду, находящемуся в 12-м положении, присоединяется атом кислорода. Ученые показали, что эту реакцию могут легко и быстро осуществлять актиномицеты.

      Впервые превращение стероидов микроорганизмами наблюдал Т. А. Таусон в 1932 г. При помощи микроорганизмов были получены кортикостероиды: кортизон и гидрокортизон, а из них — преднизон и преднизолон.

      Приведенным перечнем веществ, продуцируемых лучистыми  грибками, не исчерпываются их возможности  как продуцентов биологически активных веществ. Так, актиномицеты способны образовывать из простых углеводородов сложные органические вещества: белки, жиры, углеводы и другие соединения.

      Нет сомнений, что среди лучистых грибков  есть и такие, которые могут продуцировать и более важные вещества, чем упомянутые выше. Выявить такие микроорганизмы и заставить их работать на пользу человека — задача микробиологов.

      Для получения целлюлолитических ферментов  пытались использовать термофильные анаэробные бактерии и актиномицеты. Например, термофильный актиномицет Micromonospora vulgaris штамм РА-П4, образующий комплекс литических ферментов. Эти ферменты разрушают клеточные стенки различных бактерий и дрожжей (мертвых и живых). Литические ферменты могут найти применение в различных областях народного хозяйства: в повышении усвояемости и питательной ценности кормовой микробной биомассы, в борьбе с бактериальными инфекциями человека и животных и в других областях.

1 Зенова Г. М. Почвенные актиномицеты. — М.: Изд-во МГУ, 1992. — 358 с.

2 Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ./Под ред. Дж. Хоула, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. — М.: Мир, 1997. — 368 с.

Красильников  Н. Актиномицеты. Лучистые грибки и родственные им организмы. Actinomycetales. / Н. Красильников - М. - Л., 1938. 

      2

      Клетка  прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации.

      Рисунок 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 тилакоиды ; 14 - фикобилисомы ; 15 - трубчатые тилакоиды; 16 - мезосома ; 17 - аэросомы (газовые вакуоли) ; 18 - ламеллярные структуры ; В - запасные вещества: 19 - полисахаридные гранулы; 20 - гранулы поли-Р-оксимасляной кислоты; 21 - гранулы полифосфата; 22 - цианофициновые гранулы ; 23 - карбоксисомы (полиэдральные тела) ; 24 - включения серы; 25 - жировые капли; 26 - углеводородные гранулы.

      Самая характерная черта прокариот - отсутствие ядра. Генетический материал прокариотных организмов, как и эукариотных, представлен ДНК. У прокариот ДНК представляет собой более или менее компактное образование, занимающее определенную область в цитоплазме и не отделенное от нее мембраной. Клеточная стенка защищает клетку от механических повреждений а также придает ей специфическую форму. Она имеет сложный химический состав. Снаружи клеточная стенка прокариот часто бывает окружена слизистым веществом. Такие образования в зависимости от структурных особенностей получили название капсул, слизистых слоев или чехлов . Все они являются результатом биосинтеза прокариотами органических полимеров и отложения их вокруг клеток.

      На  клеточной поверхности многих прокариот  имеются структуры, определяющие способность  клетки к движению в жидкой среде. Это - жгутики. Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной.У большинства прокариотных клеток ЦПМ - единственная мембрана. Цитопалазма в вклетке также присутствует. в ней находятся различные клеточные включения, такие как рибосомы.В прокариотической клетке отсутствуют: ядро, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, центриоли, лизосомы, пероксисомы, вакуоли и двухмембранные пластиды.

      Химический  состав прокариотических клеток резко  не отличается от химического состава  клеток даже высших эукарио-тов - животных или растений.

      Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.

      Условно все элементы клетки можно разделить  на три группы.

      К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %. Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.