|
VI.3. Группы прокариотических микроорганизмов
Идентификацию бактерий проводят обычно с помощью «Определителя бактерий Берджи», составленного под руководством американского бактериолога Д.Берджи (D.H. Bergey, 1860–1937). Определитель Берджи систематизирует все известные бактерии по известным распространенным принципам идентификации, основанным на различиях в строении клеточной стенки и отношении к окраске по Грамму.
В определители выделены четыре основные категории бактерий:
1. Грамотрицательные эубактерии, имеющие клеточную стенку.
2. Грамположительные эубактерии, имеющие клеточную стенку.
3. Эубактерии, лишенные клеточной стенки: микоплазмы или молликулы.
4. Архебактерии.
Все бактерии разделены на 35 групп по легко определяемым фенотипическим признакам (табл. 5). Таксономическое положение бактерий внутри групп определяется с помощью таблиц и ключей, находящихся в определителе.
Таблица 5
Группы бактерий
| Группа
| Название
| Существенные признаки
| Представители
| | Грамотрицательные эубактерии, имеющие клеточную стенку
| |
| Спирохеты
| Клетки спиралевидной формы, гибкие, подвижные. Хемоорганотрофы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы или аэробы. Свободножвущие или находящиеся в ассоциациях с животными или человеком. Некоторые патогенны
| Borrelia anserine – возбудитель возвратного тифа,
Treponema pallidum – возбудитель сифилиса
| |
| Аэробные/ микроарофильные, подвижные/виброидные, грамотрицательные бактерии
| Клетки спиралевиной или виброидной формы, подвижны.Аэробы или микроарофилы. Некоторые способны к анаэробному дыханию (акцепторы – нитрат или фумарат). Хемоорганоторофы, некоторые – автотрофы (донор электронов – Н2). Встречаются в почве, пресной или морской воде, корнях растений, репродуктивны орнаах, пищеварительном тракте животных и человека. Некоторые патогенны или являются хищниками по отношению к другим микроорганизмам
| Bdellovibrio, Micavibrio, Vampirovibrio – хищники по отношению к другим микроорганизмам.
Azospirillum – азотофиксирующие микроорганизмы
| |
| Неподвижные или, редко, подвижные, грамотрицательные изогнутые бактерии
| Изогнутые, виброиды, или прямые палочки, дугообразные, S – образные. Хемооргнаотрофные гетеротрофы. Сапрофиты
| Flectobacillus major – обитатель пресных и морских вод, Ancylobacter aquatilcus – встречается в почве и пресных водах
| |
| Грамотрицательные, аэробные/ микроарофильные палочки и кокки
| Хемоорганотрофные гетеротрофы, некоторые автотрофы (донор электронов – Н2). Метаболизм дыхательного типа (О2 – акцептор элеткронов), некоторые способны к анаэробному дыханию с использованием нитрата, фумарата и др. конечных акцепторов электронов. Включает восемь семейств
| Agrobacterium tumefaciens – индуцирует образование корончатого галла у растений,
Azotobacter chroococcum – азотофиксаторы,
Pseudomonas aeroginosa – возбудитель гнойно-воспалительных процессов
| |
| Факультативно анаэробные, грамотрицательные палочки
| Хемоорганогетеротрофы, некоторые автотрофы. Не образуют простеки чехлы, газовые вакуоли. Метаболизм дыхательного типа, или брожение. Свободноживущие формы или в ассоциациях с животными, человеком, растениями. Включает три семейства
| Escherichia coli – условно патогенные бактерии, обитатели кишечника человека и животных, Salmonella typhi – возбудитель брюшного типа
| |
| Грамотрицательные, анаэробные, прямые, изогнутые и спиралевидные палочки.
| Хемоорганогетеротрофы. Энергию получают за счет анаэробного дыхания или брожения. Основное место обитания – ротовая полость или кишечник животных и человека. Некоторые патогенны
| Selenomonas sputigena – встречаются в ротовой полости человека, в рубце жвачных др., Bacteroides fragilis – обитатели пищеварительного тракта, сточных вод, обнаружены в очагах инфекции и нагноения у человека и животных
|
| Группа
| Название
| Существенные признаки
| Представители
| |
| Бактерии, осуществляющие диссимиляционное восстановление сульфата или серы
| Анаэробы. Хемоорганотрофные гетеротрофы. Осуществляют анаэробное дыхание, используя в качестве конечного акцепторов электронов сульфат или другие эндоспоры
| Desulfovibrio desulfuricans – обитают в пластовых водах нефтяных месторождений, кишечник е животных, Thermodesulfobacterium commune – выделены из горячих источниках и пластовых водах нефтяных месторождений
| |
| Анаэробные грамотрицательные кокки
| Хемоорганотрофные гетеротрофы. Метаболизм чисто бродильного типа. Главным образом паразиты гомойотермных животных, таких как жвачные, грызуны и свиньи, а также человека
| Veillonella parvula – паразиты, встречаются в ротовой полости, кишечнике и дыхательных путях человека и животных
| |
| Риккетсии и хламидии
| Облигатные внутриклеточные паразиты эукариотических хозяев (позвоночных и членистоногих). Клетки палочковидные, кокковидные или плеоморфные. Многие виды патогенны
| Chlamydia trachomatic – возбудитель трахомы, урогенитального хламидиоза, Rickettsia prowazekii – возбудитель сыпного тифа
| |
| Аноксигенные фототрофные бактерии
| Бактерии, содержащие бактериохлорофилл и способные использовать свет в качестве источника энергии. Растут на свету в анаэробных условиях и не выделяют О2 при фотосинтезе. Некоторые способны расти в темноте за счет кислородного дыхания. Не содержат фикобилипротеины
| Heliobacillus mobilis – встречаются на рисовых полях и во временно затопляемых почвах, Chlorobium limicola – обитают в сульфатсодержащем иле, пресной воде, азотофиксаторы
| |
| Оксигенные фототрофные бактерии
| Бактерии, содержащие хлорофилл а, используют свет как источник энергии и выделяют О2 подобно зеленым растениям. Подразделены на два отдела:
1. Цианобактерии. Содержат хлорофилл а и фикобилипротеины. Разнообразная группа, содержит 5 подгрупп.
2. Прохлорофиты. Содержат хлорофилл а и хлорофилл b, но не фикобилипротеины
| Synechococcus sp. – пикопланктонная форма, обнаружена в горячих источниках, Prochloron didemni – внеклеточные симбионты в ассоциациях с колониальными асцидиями в субтропических и тропических морских прибрежных водах
| |
| Анаэробные хемолитотрофные бактерии и близкие организмы
| Нефотосинтезирующие бактерии, подразделяются на три подгруппы: 1 – бесцветные сероокисляющие бактерии, 2- железо- и мрганец-окисляющие и/или осаждающие бактерии, 3 – нитрифицирующие бактерии
| Thiodendron latens – серобактерии, Gallionella ferruginea – одни из важных железобактерий, образующие в большом кол-ве ферригидрита в водоемах и системах водоснабжения, – Nitrobacter winogradskyi – окисляют нитрит, Nitrosolobus multiformis – окисляют аммиак
| |
| Почкующиеся и/или обазующие выросты бактерии
| Разнообразная и разнородная группа, объединяющая бактерии с необычными формами клеток, выростами и сложными жизненными циклами. Группа подразделена на три подгруппы: 1- бактерии, образующие простеки, 2 – бактерии, не образующие простеки, 3- другие бактерии
| Stella humosa – клетки в виде плоских шестилучевых звезд, Planctomyces bekefii – луковицеобразные бактерии, без стебельков, Seliberia stellata – спирально закрученная форма клеток
|
| Группа
| Название
| Существенные признаки
| Представители
| |
| Бактерии, имеющие чехлы
| Не фототрофы, анаэробы. Не способные к скользящему движению. Характерен рост в виде нитей, клетки которых окружены чехлом (трубка или внеклеточное вещество)
| Leptothrix ochraceae – палочки, окруженные чехлом, которые пропитаны или покрыты оксидами железа и марганца
| |
| Нефотосинтезирующие скользящие бактерии, не образующие плодовых тел
| Морфологически разнообразная группа, не имеют жгутиков, но способны к скользящему движению по поверхности твердого субстрата
| Thiospiirillopsis floridana – бесцветные серные бактерии, имеющие форму спирально извитых нитей, передвигаются за счет вращения нитей
| |
| Скользящие бактерии, образующие плодовые тела
| Бактерии, способные к скользящему движению и образующие плодовые тела и устойчивые к высушиванию микроспоры
| Chondromyces crocatus – имеют плодовые тела, состоящие из скоплений ярко-оранжевых спорангиолей, возникающих на длинных, белых, слизистых стебельках
| | Грамположительные эубактерии, имеющие клеточную стенку
| |
| Грамположительные кокки
| К группе отнесены существенно различающиеся роды, собранные для удобства в одну группу на основании двух общих признаков – сферическая форма и грамположительная реакция при окрашивании по Грамму
| Streptococcus pyogenes –паразиты позвоночных, Staphylococcus aureus – ассоциированы с кожными покровами и слизистыми оболочками теплокровных животных
| |
| Образующие эндоспоры грамположительные палочки и кокки
| Образуют устойчивые к нагреванию, сильно преломляющие свет эндоспоры
| Bacillus subtilis – обнаруживаются в различных местообитаниях, некоторые патогенны, Closridium botulinum – возбудитель ботулизма
| |
| Не образующие спор грамположительные палочки правильной формы
| Мезофиллы, хемоорганотрофы, растущие на средах сложного состава. Некоторые патогенны для животных
| Lactobacillus delbrueckii – обитатель нормальной микрофлоры пищеварительного тракта у птиц и млекопитающих
| |
| Не образующие спор грамположительные палочки неправильной формы
| Облигатно аэробные, факультативно анаэробные и строгие анаэробные. Каталазоположительные и каталазоотрицательные. Некоторые патогенны для животных или растений
| Corynebacterium diphtheriae – облигатные паразиты на слизистых оболочках или кожных покровах млекопитающих
| |
| Микобактерии
| Аэробные, неподвижные, не образующие спор, медленно растущие палочковидные бактерии, характеризующиеся кислотоустойчивостью. Свободноживущие или паразиты позвоночных
| Mycobacterium tuberculosis – возбудитель туберкулеза
|
| Группа
| Название
| Существенные признаки
| Представители
| | 22-29
| Актиномицеты
| Образуют разветвленные нити или гифы в виде мицелия, стабильного или распадающегося на палочковидные или кокковидные элементы
| Nocardia asteroides – возбудители актиномицетной мицетомы и нокрдиоза
| | Эубактерии, лишенные клеточной стенки: микоплазмы или молликулы
| |
| Микоплазмы
| Плеоморфные клетки, на агаре образуют колонии характерного вида «яичницы – глазуньи». Устойчивы к пенициллину, чувствительны к спиртам, детергенам и др. Паразиты, комменсалы или сапрофиты, многие патогенны для животных, растений, человека
| Mycoplasma hominis и Ureaplasma urealyticum – возбудители урогенитальных инфекций
| | Архебактерии
| |
| Метаногены
| Строгие анаэробы. Хемоавтотрофы или хемогетеротрофы, всегда образующие метан как продук катаболизма
| Methanoculleus bourgense – встречаются в метантенках анаэробных иловых отложениях в озерах
| |
| Сульфатредуцирующие археи
| Анаэробы, способны образовывать H2S из сульфата в процессе диссимиляционной сульфатредукции. Экстремальные термофилы
| Archaeoglobus fulgidus – признаки как для группы, образуют в небольшом кол-ве метан
| |
| Экстремально галофильные архебактерии (галобактерии)
| Нуждаются в высоких концентрациях NaCl (1,5 M и выше). Некоторые алкалофилы (растут при рН > 8,5). Некоторые содержат бактериородопсин и способны использовать свет для синтеза АТФ
| Haloarcula vallismortis – встречаются в засоленных местообитаниях с нейтральным рН
| |
| Архебактерии, лишенные клеточной стенки
| Плеоморфные клетки. Облигатные термофилы (температура для роста 33–670С), облигатные ацидофилы (растут при рН 0,5–4,0)
| Thermoplasma acidophilum – обитатели саморазогревающихся угольных отвалов и кислых сольфатарных полей
| |
| Экстремальные термофилы и гипертермофилы, метаболизирующие S0
| Ацидофилы и нейтрофилы. Автотрофы и гетеротрофы. Температура для рота 45–1100С. Большинство видов метаболизирует серу
| Sulfolobus acidocaldarius – распространены по всему земному шару, обитатели континентальных сольфатарных полей
|
Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите об особенностях систематики микроорганизмов.
2. Какие специальные термины используются в микробиологии?
3. Какие признаки используют при идентификации и классификации микроорганизмов?
4. Назовите основные категории и группы прокариотических микроорганизмов.
5. Назовите представителей грамположительных, грамотрицательных бактерий, микоплазм, архебактерий.
Список рекомендуемой литературы
1. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для студ. биол. спец. вузов /М.В. Гусев, Л.А.Минеева. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 464 с.
2. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология: Учебник для вузов. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.
3. Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология: Учебник для вузов. – СПб.: СпецЛит, 2002. – 591 с.
4. Определитель бактерий Берджи: В 2 т.– Т. 1.– Пер. с англ. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уильямса. – М.: Мир, 1997. – 432 с.
5. Определитель бактерий Берджи: В 2 т.– Т. 2.– Пер. с англ. / Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уильямса. – М.: Мир, 1997. – 368 с.
6. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / Под ред. акад. РАМН В.И. Покровского. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 768 с.
7. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. высших учебных заведений/ А.И. Нетрусов, М.А. Егорова и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М: Изд. центр «Академия», 2005. – 608 с.
8. Практикум по сельскохозяйственной фитопатологии / В.А. Шкаликов, Ю.А. Стройков, Ф.С.-У. Джалилов и др.; Под ред. В.А.Шкаликова. – М.: Колос, 2002.– 208 с.
9. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 556 с.
Глава VII.
МЕТАБОЛИЗМ БАКТЕРИЙ
Метаболизм (от греч. metabole – изменение, перемена) – совокупность всех химических превращений, происходящих в клетке. Метаболизм складывается из двух потоков реакций: катаболизма (энергетического обмена) и анаболизма (конструктивного обмена). Катаболизм (диссимиляция, энергетический метаболизм) – это поток реакций, сопровождающийся мобилизацией энергии и преобразованием ее в электрохимическую (∆µН +) или химическую (АТФ) форму, которая затем может использоваться во всех энергозависимых процессах. Анаболизм (ассимиляция, конструктивный метаболизм) – это поток реакций, в результате которых за счет поступающих извне веществ строится вещество клеток, процесс связан с потреблением свободной энергии.
Конструктивные и энергетические процессы протекают в клетке одновременно. У большинства прокариот они тесно взаимосвязаны между собой.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
