Структура бактериальной клетки

Знание структуры бактериальной клетки важно для врача, так как особенности течения и эпидемиологии некоторых болезней связаны со структурой возбудителя. Например, наличие капсулы у чумного микроба и у возбудителя сибирской язвы способствует их быстрому распространению в организме; возбудитель ботулизма благодаря своей способности к спорообразованию не погибает при кипячении и поэтому сохраняется в пищевых продуктах. Кроме того, при идентификации, то есть при определении вида микроорганизма, обязательно исследуется его структура - наличие капсул, спор, жгутиков, включений. В некоторых случаях эти признаки приобретают большое значение для дифференциации сходных по многим свойствам, но разных видов бактерий. Например, отсутствие жгутиков для дифференциации дизентерийных палочек от брюшнотифозных, а также сибиреязвенных от сходных с ними непатогенных антракоидных палочек; наличие капсул для выявления пневмококов в мокроте, сибиреязвенных палочек в материале, взятом от больного; наличие включений (зёрен волютина) для дифтерийных бактерий.

Поэтому врачу любой специальности необходимо знать, какие бактерии имеют те или иные структурные элементы, какова биологическая роль этих элементов и как их можно выявить.

 

Цель самоподготовки

После самостоятельного изучения темы студент должен знать структуру бактериальной клетки.

 

Исходный уровень знаний

Для усвоения материала темы необходимо вспомнить:

- принципы классификации микроорганизмов;

- основные размеры и формы бактерий;

- назначение сложных методов окраски.

Цель занятия

1. Отметить различия в строении и химическом составе прокариотов и эукариотов.

2. Усвоить, что сложные методы окраски служат для дифференциации микробов между собой.

3. Найти различия в структуре и химическом составе грамположительных и грамотрицательных бактерий.

4. Ознакомиться с основными методами сложной окраски, применяемыми для выявления структурных элементов бактерий.

План изучения темы

1. Постоянные структурные элементы бактериальной клетки.

2. Непостоянные структурные элементы бактериальной клетки.

3. Биологическая роль структурных элементов клетки.

4. Методы изучения структуры бактериальной клетки.

 

После изучения темы студент должен уметь

1. Выявлять структурные элементы бактериальной клетки.

2. Дифференцировать микроорганизмы в зависимости от наличия или отсутствия структурных элементов.

 

Контрольные вопросы

Укажите принципы систематики микроорганизмов. Что такое генетическая систематика? Последовательно (от низших к высшим) назовите основные таксономические единицы в систематике микроорганизмов. Дайте определения понятия: вид микроба, чистая культура, штамм, клон. Укажите основные признаки, по которым эукариоты отличаются от прокариотов. Укажите группы микроорганизмов, которые относятся к прокариотам, к эукариотам; назовите неклеточные формы. Как формируется название микроорганизма в соответствии с бинарной номенклатурой: что означает первое слово и как его пишут (с заглавной или строчной буквы); что означает второе слово и как его пишут? Какие термины применяются для обозначения отличий микроорганизмов в пределах одного вида? Какими терминами обозначаются отличия микроорганизмов в пределах одного вида по морфологическим признакам, по биологическим признакам, по антигенной структуре, по биохимической активности, по чувствительности к фагам, по свойствам патогенности, по биологическим свойствам? В каких единицах определяют размеры микроорганизмов и вирусов? Перечислите постоянные и непостоянные структурные элементы бактериальной клетки. Какие из структурных элементов зависят от условий существования бактерий? Клеточная стенка: её строение, биологическая роль. Какая основная химическая структура клеточной стенки характерна для всех бактерий? С помощью каких веществ можно разрушить клеточную стенку? Как называются бактерии, лишённые клеточной стенки полностью и частично? Что такое L-формы бактерий? Где располагается цитоплазматическая мембрана? Основные химические компоненты цитоплазматической мембраны, её строение. Биологическая роль - в каких процессах участвует? Нуклеоид бактерий - биологическая роль, химический состав; назовите отличия генома бактерий от генома эукариотов. Способы выявления нуклеоида бактерий. Внутриплазматические включения - биологическая роль. Какие патогенные бактерии имеют включения (название возбудителя и название вещества включений)? Способ окраски включений. Споры бактерий – биологическая роль. У каких морфологических форм бактерий споры встречаются чаще всего, очень редко, не встречаются? Процесс спорообразования: перечислите основные условия, способствующие образованию спор; время, необходимое для образования спор; может ли образоваться спора в кипящей воде? Какова устойчивость спор во внешней среде? Время, необходимое для превращения споры в вегетативную форму. Как могут располагаться споры в теле бактерий? Назовите виды бактерий с различным расположением спор. Латинские названия палочек, диаметр спор у которых меньше диаметра тела и больше диаметра тела. Перечислите спорообразующие палочки, которые вызывают заболевания у человека. Способы выявления спор. Капсула бактерий – постоянный или непостоянный структурный элемент? Биологическая роль капсулы у патогенных бактерий. Перечислите патогенные бактерии, образующие капсулу в организме. Перечислите капсульные бактерии. Способ выявления капсул в препарате. Жгутики бактерий – биологическая роль, химический состав. Как разделяются бактерии по числу и расположению жгутиков? Как можно увидеть жгутики бактерий? Как можно косвенным образом судить о наличии жгутиков у бактерий? Какими методами для этого пользуются (какие препараты готовят)? Можно ли без помощи микроскопа определить наличие жгутиков у бактерий? Ворсинки (пили, фимбрии) бактерий – где располагаются? Участвуют ли они в локомоторной функции? Название ворсинок первого типа, примерное их число у клетки, биологические функции. Название ворсинок второго типа, примерное число ворсинок у клетки, биологическая роль.

 

Задания для выполнения в процессе самоподготовки

Напишите по-латыни названия видов патогенных микробов:

а) образующих споры;

б) образующих капсулу в организме, капсульных;

в) имеющих цитоплазматические включения.

Заполните таблицу «Структура бактериальной клетки».

Самостоятельная работа студента на практическом занятии

1. Изучение капсулы бактерий. Промикроскопируйте и зарисуйте демонстрационный препарат из культуры Klebsiella pneumoniae, окрашенный по способу Бурри-Гинса; капсулы на рисунке укажите стрелкой.

2. Изучение спор бактерий. Промикроскопируйте и зарисуйте мазки из культуры бацилл (антракоидной палочки) и из культуры клостридий, окрашенные по способу Ожешко; споры на рисунке отметьте стрелкой.

3. Изучение включений бактерий. Промикроскопируйте и зарисуйте демонстрационный мазок из культуры дифтерийной палочки, окрашенный по способу Нейссера; включения на рисунке отметьте стрелкой; объясните в дневнике причину окраски тела бактерий и включений в разные цвета.

4. Обнаружение наличия жгутиков у бактерий. Внимательно проследите за демонстрацией преподавателем техники приготовления и микроскопирования препаратов «раздавленной» и «висячей» капли; приготовьте и промикроскопируйте препараты «раздавленный» и «висячей» капли из культуры подвижных бактерий. Продемонстрируйте преподавателю технику их микроскопии. Посмотрите демонстрационные пробирки с полужидкой питательной средой, засеянные подвижными и неподвижными микробами; результаты зарисуйте и дайте объяснения в дневнике. Промикроскопируйте и зарисуйте демонстрационные мазки из культуры монотрихов и перитрихов, укажите способ окраски и объясните, почему жгутики стали видны в световом микроскопе.

5. Изучение ультрамикроскопической структуры бактерий. Посмотрите таблицы и слайды с электронограммами бактерий.

ЗАНЯТИЕ 4