Общая характеристика бактерий как основа микробиологии

Исследование микроорганизмов подразумевает изучение следующих пунктов: общая характеристика бактерий, какие существуют их виды и классификация, формы, основные группы, роль в биосфере, теле человека и животных. Характеристика вирусов, грибов, водорослей, животных также необходима, чтобы получить полную картину о жизнедеятельности этих организмов.

Из урока биологии и зоологии в школе можно вынести довольно абстрактное понятие о микроорганизмах. Какова же роль вирусов, бактериальных клеток, каково их участие в жизнедеятельности растений и животных? Строение, форма, различие способов размножения в школьных учебниках описаны довольно поверхностно. Выделение грамположительных и грамотрицательных бактерий и вовсе не понятно в школьном возрасте. А вот по итогам урока анатомии человека школьникам могли объяснить только роль и влияние той или иной группы на тело человека. Классификация, формы размножения, жизненный цикл и общая роль в биосфере – эта информация могла раскрываться уже в более специализированных учебных заведениях.

Характеристика вирусов, бактерий, цианобактерий (водорослей), грибов

Слово бактерия произошло от греческого слова, что в переводе означает «палочка» – это царство безъядерных одноклеточных микробов. Открыто более 10 тысяч разновидностей, однако существует множество предположений, что их насчитывается более миллиона, которые находятся на поверхности растений и в почве. Их делят на грамположительных и грамотрицательных. Общая характеристика царства бактерий, строение и их классификация позволяют определить роль данного царства в биосфере и показать ее в течение урока.

О бактериях, их классификациях, видах и формах

Основные виды и формы бактерий представляет таблица, которая может быть использована в течение урока.

Строение бактерий уникально: типичного ядра нет в цитоплазме. Это всего одна палочковидная клетка, которая имеет цитоплазму и тонкую оболочку. Бактериальные клетки покрыты слизью, которая образовывает капсулу. Содержимое клетки – ДНК, рибосомы, гликоген, жир.

Например, характеристика молочнокислых бактерий выглядит так: это грамположительные микроаэрофильные палочки, не образующие спор.

Классификация бактерий по внешнему виду

Кокки

Бактерии, напоминающие по своей форме шар, также они могут быть бобовидными или овальными. Делятся на:

• микрококки – располагаются поодиночно;
• стрептококки – расположение в виде цепей;
• диплококки – расположены по два;
• сарцины – расположены пакетом;
• стафилококки – имеют вид виноградной грозди.

Палочковидные

Подразделяются на:

• одиночные;
• диплобактерии;
• стрептобактерии.

Основные среди них – это грамотрицательные формы: кишечная палочка, возбудитель брюшного тифа, дизентерии, туберкулеза, сальмонеллеза и другие. Обладают способностью к спорообразованию (наращиванию оболочки для защиты от неблагоприятных условий окружающей среды). Строение споры имеет особенную характеристику – такие формы обладают плотной оболочкой и не требуют питательной среды. Они очень устойчивы к разным температурам, что дает им возможность сохранять свою жизнедеятельность до сотен лет, как в живом организме, так и во внешней среде. Таким образом, защитить человека от попадания споры внутрь тела, а тем более на его поверхность, практически невозможно.

Извитые

Здесь различают:

• вибрионы;
• спириллы;
• спирохеты.

К ним относятся возбудители холеры, сифилиса.

Микоплазмы

Вид бактерий без клеточной стенки. Для выращивания таких культур в лаборатории берут дрожжевой экстракт и лошадиную сыворотку.

Грамположительные и грамотрицательные

Также все бактерии по характеристикам окрашивания их клеточной стенки метиловым фиолетовым разделяют на грамположительных и грамотрицательных. То есть на те, которые меняют свой цвет на синий или остаются неокрашенными.

К грамположительным относят Lactobacillus, Streptococcus (молочнокислые бактерии) и другие. Грамотрицательных форм достаточно много, например:

• Escherichia coli (E. coli);
• Bdellovibrio;
• Stenotrophomonas;
• Salmonella, Shigella, и прочие Enterobacteriaceae;
• уксуснокислые бактерии;
• Helicobacter;
• Pseudomonas;
• Moraxella;
• Legionella.

Почти каждая из форм вызывает различные заболевания животных, людей и растений.

Грибы

Это особый вид живых организмов, не синтезирующих органические вещества, а нуждающихся в готовых. В этом их сходство с животными. С растениями же грибы похожи тем, что не могут активно перемещаться. Определенные группы могут вызывать поражение растений, человека, животных. Строение и характеристика клеток грибов специфичны. Они содержат вакуоли и ядра, где образуется мицелий. Некоторые группы грибов могут не иметь данной структуры в своей характеристике.

Классификация грибов:

• сапротрофы;
• паразиты;
• эндофиты.

Группы этих форм микроорганизмов играют немаловажную роль в окружающей среде.

Вирусы

Группы организмов, не имеющих признаков клеточного строения. Размеры тела – от 7 нм до 152 нм. Существует множество специфичных вирусов, вызывающих заболевания человека и животных. Роль противовирусной терапии стоит на первом месте в борьбе с данным видом. В современном мире препаратов для лечения вирусных заболеваний достаточно, главное – не заниматься самолечением, а вовремя обращаться к врачу.

Существуют вирусы, которые поражают определенные бактериальные клетки. Выделяют такие разновидности фагов:

• бактериофаги – вирусы бактерий;
• микофаги – вирусы грибов.

Строение вирусов и фагов уникально. Они не содержат ядра, а имеют только ДНК (РНК) и белковую оболочку. Самостоятельно размножаться они не могут, поэтому встраивают свою наследственную информацию в клетку-мишень, заставляя ее производить новые вирусы.

Роль вирусов и фагов велика и в развитии таких тяжелых заболеваний, как рак, бронхиальная астма, некоторые ревматические заболевания. При помощи некоторых фагов ученые и медики научились бороться с болезнетворными бактериями. Проникновение фагов в бактериальную клетку приводит к ее гибели. Таким образом, посредством использования фагов возможно лечение инфекционных бактериальных заболеваний.

Цианобактерии

Царство цианобактерий (вид синезеленых водорослей) – это группа бактерий, которая получает необходимые вещества с помощью фотосинтеза. Это одна из самых важных специфичных форм клеток в биосфере. Живут они на почве, переносят температурные условия до + 80°С и полярные холода. Некоторые тела водорослей – это компоненты простейших, лишайников, животных и растений. Есть группы, используемые в лечебных грязях. Группы цианобактерий по своим характеристикам очень полезны организму человека.

В зависимости от того, каково строение клетки, цианобактерий делят на 2 группы:

• шаровидные;
• сжатые.

В чем различия форм размножения бактерий, грибов, водорослей, вирусов?

У бактерий размножение происходит делением, у грибов – почкованием или спорами, а у водорослей – делением материнской клетки, у вирусов процесс размножения происходит на поверхности или внутри тела человека, животных и растений, через выделение специфичных молекул нуклеиновых кислот из белка.

В биосфере на самом деле еще достаточно много форм вирусов, грамотрицательных и грамположительных бактерий, выделение характеристик которых только начинается. Еще очень многие группы организмов не изучены. Различные виды, живущие на поверхности растений, в почве, организме человека малоизучены. Выделение форм, классификация и изучение их роли еще только предстоит.

Сравнительная характеристика клеток растений животных, бактерий грибов

Классификация по царствам:

• царство грибов,
• царство животных,
• царство растений,
• царство вирусов,
• царство бактерий.

Углубленная сравнительная характеристика клеток данных форм:

1. Бактериальные клетки. Строение грамположительных и грамотрицательных форм довольно схоже. Клеточная стенка плотная, с однокольцевой молекулой ДНК и рибосомами. Они отличаются от клеток растений, животных и грибов тем, что не имеют многих органоидов.
2. Клетки грибов. Их основные компоненты – белки, хитин, жиры, полисахариды.
3. Растительные клетки. В состав тела данных видов входят хромопласты, вакуоли, хлоропласты и лейкопласты, которые заключены в клеточную оболочку.
4. Строение тела клеток животного происхождения. Нет стенок, однако они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ.

Значимую роль в живой среде играют бактерии грамотрицательных форм. Особенно они опасны для человека. Их среда обитания – это кишечник, полость рта и дыхательные пути, как человека, так и животных. Выделяются эти формы по-разному, как со слюной, кашлем, чихом (так же передаются заболевания, вызванные штаммами вирусов), так и при ранениях, с гнойными жидкостями. Эти формы грамотрицательных культур неустойчивы к антибиотикам широкого спектра действия.

Нужно помнить, что роль каждого микроорганизма в природе столь же велика, сколь и человека, высших растений и животных.