Citit:
|
Pentru a determina motilitatea bacteriilor, se folosesc metodele de „picătură suspendată” și „picătură zdrobită”.
Metoda de suspendare. O picătură de cultură în bulion de 18-20 de ore sau o picătură de condensat de cultură de agar se aplică pe o lamela. O lamă specială cu o adâncitură (găuri), ale cărei margini sunt ușor unse cu vaselină, este acoperită cu o picătură de cultură, astfel încât lama de acoperire să se lipească de lamă. Preparatul este răsturnat cu o lamă de acoperire, iar picătura „atârnă” peste orificiu (Fig. 14).
Preparatul este microscopat într-un sistem uscat de lentile cu un câmp vizual ușor întunecat (folosind o diafragmă și un condensator coborât). La o mărire scăzută, se găsește marginea picăturii, apoi, după ce a ridicat tubul, lentila de mărire medie (40 ... 60) este pusă în stare de funcționare, cu grijă,
sub controlul ochiului (văzut din lateral), tubul este coborât până când lentila frontală a obiectivului intră în contact cu capacul
sticlă. Apoi, privind prin ocular, ridicați cu atenție
tub șurub macrometric și găsiți în câmpul vizual
cădere brusca. Apoi, reglați microscopul cu un șurub micrometric până când microbii sunt vizibili optim. Orez. 14. Drogul „picătură agățată.
Metoda picăturii zdrobite. O picătură dintr-o cultură bacteriană zilnică este aplicată pe o lamă de sticlă obișnuită, acoperită cu grijă cu o lametă, astfel încât să nu se formeze bule de aer între pahare și o picătură de cultură să nu se răspândească pe marginile lamei. Coborâți cu atenție lentila de mărire medie și microscop.
În ambele cazuri, mișcarea celulelor microbiene este clar vizibilă pe fundalul cenușiu al câmpului vizual.
Prepararea coloranților și preparatele pentru frotiu de colorare. Metode de reînsămânțare a microorganismelor.
Examinarea microscopică microscopică a microbilor vii și nevii. Pentru a studia proprietățile morfologice și tinctoriale ale microorganismelor, se prepară un preparat special colorat folosind diverși coloranți de anilină.
VopseleȘi solutii de colorare. Cel mai adesea în practica microbiologică se folosesc următorii coloranți anilină: magenta (de bază), roșu de metil, roșu neutru - în soluție sunt roșii; violet cristal carbolic, violet de metil, violet de gențiană, vopsea lichidă gata preparată Giemsa (azur-eozină) violet; albastru de metilen, strălucitor și verde malachit.
Din coloranți uscati cristalini sau pudră, se prepară soluții de apă sau alcool de vopsele. Acestea din urmă sunt de obicei pregătite pentru viitor, deoarece sunt bine conservate în întuneric (sticlărie întunecată, cameră întunecată). Pentru a spori efectul soluțiilor de colorare asupra celulei microbiene, se folosesc diverși agenți de pansament, care sunt adăugați la soluția de colorant (fenol, potasiu caustic) sau medicamentul este tratat cu aceștia înainte de colorare (soluții slabe de acizi clorhidric, sulfuric sau cromic). De asemenea, în scopul gravării, preparatul cu vopseaua turnată pe acesta se încălzește sau se toarnă cu o soluție de vopsea preîncălzită. Vopselele care sunt instabile în soluție, care nu se păstrează mult timp, sunt preparate numai imediat înainte de utilizare sub formă de soluție de 1 ... 2%.
Soluții alcoolice. Carbol fuchsin (Tsilia fuchsin). Cristalele bazice de fucsină sunt pre-dizolvate în etanol 96%. În primul rând, se prepară o soluție saturată de alcool (pentru 5 ... 10 g de vopsea, 100 ml de alcool). Pentru o dizolvare mai bună și mai rapidă, cristalele de vopsea sunt mai întâi măcinate într-un mortar de porțelan într-o cantitate mică de alcool cu adăugarea de câteva picături de glicerină. O soluție de alcool pur nu este potrivită pentru vopsire, prin urmare, se prepară o soluție de alcool-apă: 100 ml de apă distilată cu 5% fenol (mordant) se adaugă la 10 ... 20 ml de soluție saturată de alcool de fuchsin. Soluția de fuchsină rezultată este filtrată prin hârtie de filtru. În unele cazuri, fuchsinul lui Ziel este diluat din nou cu apă distilată (1:10) înainte de utilizare și se obține soluția sa de lucru (fucsina lui Pfeiffer).
Violet cristal Carbol, violet de metip, violet de gențiană. Primii doi coloranți în soluție precipită foarte repede și, atunci când sunt colorați, pot distorsiona imaginea microscopică. Mai des se folosește violetul de gențiană, care se obține prin amestecarea metilului și cristalului violet cu adaos de dextrină; dă o culoare mai uniformă. Pentru a prepara o soluție alcool-apă se dizolvă 1 g violet de gențiană uscată în 10 ml alcool, frecând într-un mojar cu cristale de glicerină și fenol (2%), apoi se adaugă apă distilată. Pentru a evita formarea unui precipitat în timpul depozitării soluției, foile de hârtie de filtru sunt impregnate cu o soluție saturată de alcool de vopsea, uscate în aer, tăiate în fâșii mici sau pătrate și depozitate într-un borcan întunecat cu un dop măcinat.
La colorarea preparatului i se aplica o banda uscata cu violeta de gentiana, deasupra se toarna cateva picaturi de apa, tinandu-se 2-3 minute.
soluție de albastru de metilen(Leffler albastru alcalin). Pentru a prepara o soluție, 3 g de vopsea se infuzează timp îndelungat (3 ... 4 luni) în 100 ml de alcool 96%, apoi 30 ml de soluție saturată se diluează în 100 ml de apă distilată care conține 1 ml!% soluție de potasiu caustic (mordant). Filtru.
solutii apoase. 2% Safranină: Se toarnă 2 g de colorant uscat în 100 ml apă distilată fierbinte, se filtrează printr-un filtru de hârtie și se folosește imediat o soluție proaspătă de colorare.
Soluție 1% de verde malachit: 1 g de vopsea cristal se dizolvă în 100 ml apă distilată fierbinte, se filtrează, se răcește și se folosește pentru colorare.
Vopsea lichidă gata azur-eozină (vopsea Giemsa) folosit în metode speciale de colorare a preparatelor bacteriene. Înainte de utilizare, trebuie diluat cu apă distilată (1:10), dar aceasta formează imediat un precipitat. Pentru ca acesta din urmă să nu afecteze prepararea, colorarea se efectuează, conform recomandării lui Romanovsky, după cum urmează: pe fundul vasului Petri se pun baghete de sticlă sau chibrituri cu capete sparte, preparatul este așezat pe ele cu un frotiu, soluția de vopsea este turnată sub preparat (metoda Romanovsky-Giemsa).
Aproximativ 100% dintre bacterii au capacitatea de a se mișca. Acestea sunt în principal multe bacterii în formă de tijă și toate formele întortocheate. Aproape toate bacteriile sferice (coci), mai mult de 50% dintre bacteriile în formă de baston și o serie de altele sunt nemotile.
Cel mai adesea, mișcarea se realizează cu ajutorul flageli(vezi Fig. 5) -filamente subțiri de 10-20 nm grosime, constând dintr-o proteină specială flagelină. Lungimea flagelilor poate fi de multe ori mai mare decât lungimea celulei. Flagelii (Fig. 5.) sunt atașați de membrană folosind două perechi discuri de bază iar prin porii din ea și peretele celular ies afară. Viteza de mișcare a bacteriilor Cu cu ajutorul flagelilor este mare (20-60 microni/s).
Orez. 5. Schema de atașare a flagelului: 1 - perete celular; 2 - membrana citoplasmatica; 3 - membrana flagelului; 4 - discuri de baza; 5 - flageli
Natura locației flagelilor pe suprafața celulei este unul dintre semnele clasificării bacteriilor.
Numărul lor poate fi de la 1 la 100. Bacteriile care au un flagel la capătul celulei se numesc monotrici; cu un mănunchi de flageli la unul sau ambele capete ale celulei - lofotrichami; un flagel pe ambele funduri - amphitriches. Se numesc bacteriile ale căror flageli acoperă întreaga suprafață a celulei peritric. Flagelii asigură mișcarea activă a celulelor numai într-un mediu lichid, iar atunci când flagelii se pierd în timpul îmbătrânirii sau acțiunii mecanice, celulele își pierd capacitatea de mișcare, dar își păstrează viabilitatea.
Formele mobile includ, de asemenea, spirochete, unele bacterii filamentoase (multicelulare) și alte bacterii care nu au flageli. Spirochetele se pot deplasa atât într-un mediu lichid, cât și pe un substrat solid, ca urmare a contracțiilor ondulate ale celulei. Bacteriile filamentoase, cianobacteriile și altele au o mișcare de alunecare pe un substrat solid și semisolid.
Capacitatea de mișcare permite bacteriilor să se deplaseze în acea regiune a mediului în care condițiile de creștere și reproducere a acestora (concentrația de nutrienți și oxigen în mediu, iluminare etc.) sunt optime.
Scopul lecției. Învață metodele de colorare a bacteriilor care formează spori și capsule, precum și de a determina mobilitatea bacteriilor.
Materiale și echipamente. Suspensii de bacterii cu tulpină de vaccin cu antrax, clostridii, preparate gata preparate cu bacterii care formează capsulare, culturi mobile de bulion de Escherichia 18 ore de creștere, lame și lame de acoperire, postere, soluție de safranină 2%, o soluție apoasă de verde malachit, fuchsin carbolic Tsilia.
Instrucțiuni. Fiecare elev pregătește frotiuri din suspensii de microorganisme și le colorează după metoda Trujillo, Olta, microscoape și schițe; pregătește un preparat pentru studierea mobilității microorganismelor prin metoda picăturii „zdrobite” și „atârnate”.
Colorarea sporilor. În condiții nefavorabile pentru microbi (lipsa unui mediu nutritiv, uscare, temperatură nefavorabilă etc.), în citoplasma unor microorganisme se formează spori. Se formează în interiorul celulei vegetative, fiind endospori. Microorganismele gram-pozitive în formă de baston care formează spori rotunjiți, al căror diametru nu depășește lățimea celulei microbiene, aparțin genului Bacillus și se numesc bacili. Microorganismele din genul Clostridium au spori al căror diametru depășește lățimea celulei microbiene și se numesc clostridium. Au formă ovală și rotundă (Fig. 5).
Sporii sunt rezistenți la temperaturi ridicate, substanțe chimice, la uscare și rămân în sol pentru o perioadă lungă de timp, ceea ce se explică prin structura lor specială și compoziția chimică, în special coaja acestuia. Prin urmare, sporii sunt rezistenți la acțiunea coloranților.
Toate metodele de colorare a sporilor se bazează pe asigurarea pătrunderii vopselei prin stratul de spori, care este greu de colorat. Prin urmare, se folosește mordant. După răcire, coaja devine din nou densă și nu permite trecerea vopselei suplimentare.
Tehnica de colorare a sporilor Trujillo. O bucată mică de hârtie de filtru este plasată pe un frotiu fix și se aplică o soluție apoasă de verde de malachit.
Orez. 5. Spori de microorganisme de diferite tipuri
Preparatul se încălzește pe flacără de arzător până când apar vapori și se incubează timp de 3 minute, se spală cu apă și se termină cu o soluție apoasă 0,25% de fuchsin bazic timp de 1 minut. Se spală cu apă și se usucă. Micropicture: sporii sunt verzi, iar celulele vegetative sunt roșii.
Colorare capsule. Corpul unei celule microbiene este acoperit cu un strat mucos liber. La unele tipuri de microorganisme, acest strat se dezvoltă foarte puternic și apoi se numește capsulă. Capsula este o substanță asemănătoare mucinei, o polizaharidă cu greutate moleculară mare, care este un derivat al stratului exterior al învelișului. Prezența unei capsule este o caracteristică diagnostică importantă în identificarea și diferențierea agenților patogeni ai unor infecții (antrax, pneumonie pneumococică etc.) (Fig. 6). Microorganismele patogene formează o capsulă într-un organism infectat. Este un factor de virulență și protejează celula bacteriană de fagocitoză și de acțiunea bactericidă a serului sanguin. Substanța capsulei este slab colorată. Prin urmare, atunci când pregătiți un preparat pentru detectarea unei capsule, sunt respectate următoarele reguli:
a) frotiul este preparat din material proaspăt, deoarece capsula este rapid lizată;
b) frotiul se fixează chimic, pentru colorare se folosesc vopsele metocromotice, adică atunci când sunt folosite, citoplasma este colorată într-o culoare, iar capsula în alta;
c) spălați frotiul cu apă trebuie să fie slab și scurt.
Tehnica de colorare a capsulei dupa metoda Olt. Soluția proaspătă fierbinte 2% de safranină se aplică pe un frotiu fix, colorat timp de 5-7 minute. Clătiți rapid cu apă și uscați. Corpul celular este colorat cu roșu-cărămidă, capsula este galben-portocalie. Determinarea motilității bacteriene.
Motilitatea bacteriilor este o trăsătură importantă a speciei și este realizată în studii de diagnostic: rezultatul este luat în considerare la identificarea microorganismelor. La speciile mobile, capacitatea de mișcare independentă de translație (și rotație) se datorează prezenței flageli- formațiuni filamentoase subțiri speciale.
Fig. 6. Capsula în bacterii
a - bacilul antraxului; b - diplococ
Flagelii sunt de diferite lungimi.
Diametrul lor este atât de mic încât sunt invizibili la microscopul luminos (mai puțin de 0,2 µm). În diferite grupuri de bacterii, numărul și locația flagelilor nu este aceeași. Flagelii nu percep bine coloranții. Metodele de colorare complexă distorsionează adevăratul aspect al flagelilor, prin urmare, flagelii nu sunt colorați în laboratoare, dar bacteriile sunt examinate în stare de viață. În funcție de locația și numărul de flageli, microbii sunt împărțiți (Fig. 7):
A) monotric- microorganisme care au cate un flagel la unul din poli, miscari active, progresive (pseudomonas);
Orez. 7. Tipuri de localizare a flagelilor în bacterii
b) lofotric- microbi care au o grămadă de flageli la unul dintre poli (listeria);
V) amfitric- microbi care au flageli la ambii poli ai celulei microbiene;
G) peritric- microbi la care flagelii sunt localizați pe întreaga suprafață a celulei (E. coli).
Există tipuri de microorganisme care au mobilitate, dar nu au flageli (spirochete, leptospira). Mișcarea lor se datorează contracțiilor impulsive ale aparatului motor fibrilar al celulei microbiene.
Pentru a determina motilitatea bacteriilor, este necesar să se folosească o cultură mai veche de o zi, deoarece culturile vechi își pierd capacitatea de mișcare.
Determinarea motilității bacteriene prin metoda picăturii suspendate. O picătură dintr-o cultură de bulion tânăr (18-20 de ore) de bacterii se aplică cu o ansă bacteriologică pe o lamela. O picătură de cultură este acoperită cu o lamă specială cu o adâncitură (găuri), astfel încât lama cu picătură să fie în centrul găurii și să se lipească de lamă (marginile găurii sunt ușor unse cu vaselină în prealabil). Medicamentul este răsturnat cu susul în jos, iar picătura „atârnă” peste gaură (Fig. 8). Preparatul este microscopat cu un câmp vizual întunecat, mai întâi la mărire scăzută, apoi la mărire medie sau mare. Microbii sunt gri închis pe un fundal deschis. metoda lui Şukevici. Pentru a face acest lucru, o picătură de suspensie microbiană este aplicată pe condensatul unui mediu nutritiv dens teșit într-o eprubetă. Microorganismele mobile, care se deplasează din condensat, cresc pe suprafața mediului; speciile imobile se reproduc numai în condensatul mediului („fără să intre” pe suprafața agarului).
Metoda picăturii zdrobite. O picătură de suspensie bacteriană este aplicată pe o lamă de sticlă obișnuită, acoperită cu grijă cu o lamă și apăsată ușor cu un deget. Microscopia se efectuează în același mod ca și în metoda „picături suspendate”.
Metoda de inoculare prin injectare în agar semi-lichid. Pentru a face acest lucru, se folosește o ansă bacteriologică pentru a inocula cultura studiată prin înțepare pe fundul unei eprubete cu un mediu nutritiv semi-lichid. Cultura mobilă crește în întregul mediu nutritiv, formând o turbiditate uniformă, iar cultura imobilă crește numai după o injecție în formă de tijă, menținând transparența zonei neinoculate a mediului.
LECTIA 5. Sticla de laborator si prepararea acesteia. medii nutritive. Metode de preparare și sterilizare a mediilor nutritive. Metode de sterilizare pentru sticla de laborator.
Scopul lecției. Pregătiți feluri de mâncare. Pregătiți medii nutritive. Determinați pH-ul mediului. Familiarizați-vă cu metodele de sterilizare a mediilor de cultură și sticlărie de laborator.
Echipamente și materiale. Rafturi, eprubete, bucle microbiologice, pipete, vase Petri , hârtie. Autoclav, dulap de uscare. Set de medii și reactivi chimici. contor de pH.
Bacteriile sunt cel mai vechi grup de organisme care există în prezent pe Pământ. Primele bacterii au apărut probabil cu mai bine de 3,5 miliarde de ani în urmă și timp de aproape un miliard de ani au fost singurele creaturi vii de pe planeta noastră. Deoarece aceștia au fost primii reprezentanți ai vieții sălbatice, corpul lor avea o structură primitivă.
Cu timpul, structura lor a devenit mai complexă, dar și astăzi bacteriile sunt considerate cele mai primitive organisme unicelulare. Interesant este că unele bacterii păstrează încă trăsăturile primitive ale strămoșilor lor antici. Acest lucru se observă la bacteriile care trăiesc în izvoarele fierbinți cu sulf și în nămolurile anoxice de la fundul rezervoarelor.
Majoritatea bacteriilor sunt incolore. Doar câteva sunt colorate în violet sau verde. Dar coloniile multor bacterii au o culoare strălucitoare, care se datorează eliberării unei substanțe colorate în mediu sau pigmentării celulelor.
Descoperitorul lumii bacteriilor a fost Anthony Leeuwenhoek, un naturalist olandez al secolului al XVII-lea, care a creat pentru prima dată un microscop perfect cu lupă care mărește obiectele de 160-270 de ori.
Bacteriile sunt clasificate ca procariote și sunt separate într-un regn separat - Bacteriile.
forma corpului
Bacteriile sunt organisme numeroase și diverse. Ele diferă ca formă.
| denumirea bacteriei | Forma bacteriilor | Imaginea bacteriilor |
| coci | sferic | |
| Bacil |  | în formă de tijă |
| Vibrio | virgulă curbată | |
| Spirillum |  | Spirală |
| streptococi |  | Lanț de coci |
| stafilococi |  | Ciorchini de coci |
| diplococi | Două bacterii rotunde, închise într-o capsulă lipicioasă |
Modalitati de transport
Printre bacterii există forme mobile și imobile. Cele mobile se deplasează prin contracții în formă de undă sau cu ajutorul flagelilor (fire elicoidale răsucite), care constau dintr-o proteină specială flagelină. Pot exista unul sau mai mulți flageli. Ele sunt localizate în unele bacterii la un capăt al celulei, în altele - pe două sau pe toată suprafața.
Dar mișcarea este, de asemenea, inerentă multor alte bacterii care nu au flageli. Deci, bacteriile acoperite cu mucus la exterior sunt capabile să alunece.
Unele bacterii din apă și sol fără flageli au vacuole de gaz în citoplasmă. Într-o celulă pot exista 40-60 de vacuole. Fiecare dintre ele este umplut cu gaz (probabil azot). Reglând cantitatea de gaz din vacuole, bacteriile acvatice se pot scufunda în coloana de apă sau se pot ridica la suprafața acesteia, în timp ce bacteriile din sol se pot deplasa în capilarele solului.
Habitat
Datorită simplității organizării și lipsei de pretenții, bacteriile sunt larg distribuite în natură. Bacteriile se găsesc peste tot: într-o picătură chiar și din cea mai pură apă de izvor, în grăunte de sol, în aer, pe stânci, în zăpadă polară, nisipuri deșertice, pe fundul oceanului, în ulei extras din adâncimi mari și chiar în apă caldă de izvor cu o temperatură de aproximativ 80ºС. Ei trăiesc pe plante, fructe, la diferite animale și la oameni în intestine, gură, membre și pe suprafața corpului.
Bacteriile sunt cele mai mici și mai numeroase viețuitoare. Datorită dimensiunilor mici, pătrund cu ușurință în orice fisuri, crăpături, pori. Foarte rezistent și adaptat la diverse condiții de existență. Tolerează uscarea, frigul extrem, încălzirea până la 90ºС, fără a-și pierde viabilitatea.
Practic nu există niciun loc pe Pământ unde bacteriile să nu fie găsite, ci în cantități diferite. Condițiile de viață ale bacteriilor sunt variate. Unii dintre ei au nevoie de oxigen din aer, alții nu au nevoie de el și sunt capabili să trăiască într-un mediu fără oxigen.
În aer: bacteriile se ridică în atmosfera superioară până la 30 km. și altele.
Mai ales multe dintre ele în sol. Un gram de sol poate conține sute de milioane de bacterii.
În apă: în straturile de apă de suprafață ale rezervoarelor deschise. Bacteriile acvatice benefice mineralizează reziduurile organice.
În organismele vii: bacteriile patogene pătrund în organism din mediul extern, dar numai în condiții favorabile provoacă boli. Simbiotice trăiesc în organele digestive, ajutând la descompunerea și asimilarea alimentelor, sintetizarea vitaminelor.
Structura externă
Celula bacteriană este îmbrăcată într-o înveliș special dens - peretele celular, care îndeplinește funcții de protecție și de susținere și, de asemenea, conferă bacteriei o formă permanentă, caracteristică. Peretele celular al unei bacterii seamănă cu învelișul unei celule vegetale. Este permeabil: prin ea, nutrienții trec liber în celulă, iar produsele metabolice ies în mediu. Bacteriile dezvoltă adesea un strat protector suplimentar de mucus, o capsulă, peste peretele celular. Grosimea capsulei poate fi de multe ori mai mare decât diametrul celulei în sine, dar poate fi foarte mică. Capsula nu este o parte obligatorie a celulei, se formează în funcție de condițiile în care intră bacteriile. Împiedică bacteriile să nu se usuce.
Pe suprafața unor bacterii există flageli lungi (unul, doi sau mai mulți) sau vilozități scurte și subțiri. Lungimea flagelului poate fi de multe ori mai mare decât dimensiunea corpului bacteriei. Bacteriile se mișcă cu ajutorul flagelilor și vilozităților.
Structura interna
În interiorul celulei bacteriene se află o citoplasmă densă imobilă. Are o structură stratificată, nu există vacuole, astfel încât diferite proteine (enzime) și nutrienți de rezervă se află în însăși substanța citoplasmei. Celulele bacteriene nu au nucleu. În partea centrală a celulelor lor, este concentrată o substanță care transportă informații ereditare. Bacterii, - acid nucleic - ADN. Dar această substanță nu este încadrată în nucleu.
Organizarea internă a unei celule bacteriene este complexă și are propriile sale caracteristici specifice. Citoplasma este separată de peretele celular prin membrana citoplasmatică. În citoplasmă, se disting substanța principală sau matricea, ribozomii și un număr mic de structuri membranare care îndeplinesc o varietate de funcții (analogi ai mitocondriilor, reticulului endoplasmatic, aparatului Golgi). Citoplasma celulelor bacteriene conține adesea granule de diferite forme și dimensiuni. Granulele pot fi compuse din compuși care servesc ca sursă de energie și carbon. Picături de grăsime se găsesc și în celula bacteriană.
În partea centrală a celulei, substanța nucleară, ADN-ul, este localizată, neseparată de citoplasmă printr-o membrană. Acesta este un analog al nucleului - nucleoidul. Nucleoidul nu are membrană, nucleol și un set de cromozomi.
Metode de nutriție
Bacteriile au moduri diferite de hrănire. Printre aceștia se numără autotrofe și heterotrofe. Autotrofele sunt organisme care pot forma independent substanțe organice pentru nutriția lor.
Plantele au nevoie de azot, dar ele însele nu pot absorbi azotul din aer. Unele bacterii combină moleculele de azot din aer cu alte molecule, rezultând substanțe disponibile plantelor.
Aceste bacterii se instalează în celulele rădăcinilor tinere, ceea ce duce la formarea unor îngroșări pe rădăcini, numite noduli. Astfel de noduli se formează pe rădăcinile plantelor din familia leguminoaselor și a altor plante.
Rădăcinile furnizează bacteriilor carbohidrați, iar bacteriile dau rădăcinilor substanțe care conțin azot care pot fi absorbite de plantă. Relația lor este reciproc avantajoasă.
Rădăcinile plantelor secretă multe substanțe organice (zaharuri, aminoacizi și altele) cu care bacteriile se hrănesc. Prin urmare, în special multe bacterii se instalează în stratul de sol din jurul rădăcinilor. Aceste bacterii transformă reziduurile de plante moarte în substanțe disponibile plantei. Acest strat de sol se numește rizosferă.
Există mai multe ipoteze despre pătrunderea bacteriilor nodulare în țesuturile radiculare:
- prin afectarea țesutului epidermic și cortical;
- prin firele de păr din rădăcină;
- numai prin membrana celulară tânără;
- datorită bacteriilor însoțitoare care produc enzime pectinolitice;
- datorită stimulării sintezei acidului B-indoleacetic din triptofan, care este întotdeauna prezent în secrețiile rădăcinilor plantelor.
Procesul de introducere a bacteriilor nodulare în țesutul radicular constă în două faze:
- infecția firelor de păr din rădăcină;
- procesul de formare a nodulilor.
În cele mai multe cazuri, celula invadatoare se înmulțește activ, formează așa-numitele fire infecțioase și deja sub forma unor astfel de fire se deplasează în țesuturile plantei. Bacteriile nodulare care au apărut din firul de infecție continuă să se înmulțească în țesutul gazdă.
Umplute cu celule care se înmulțesc rapid de bacterii nodulare, celulele plantelor încep să se dividă intens. Conectarea unui nodul tânăr cu rădăcina unei plante leguminoase se realizează datorită fasciculelor vascular-fibroase. În timpul perioadei de funcționare, nodulii sunt de obicei denși. Până în momentul manifestării activității optime, nodulii capătă o culoare roz (datorită pigmentului de legoglobină). Numai acele bacterii care conțin legoglobină sunt capabile să fixeze azotul.
Bacteriile nodulare creează zeci și sute de kilograme de îngrășăminte cu azot pe hectar de sol.
Metabolism
Bacteriile diferă unele de altele în metabolism. Pentru unii, merge cu participarea oxigenului, pentru alții - fără participarea acestuia.
Majoritatea bacteriilor se hrănesc cu substanțe organice gata preparate. Doar câteva dintre ele (albastru-verde, sau cianobacteriile) sunt capabile să creeze substanțe organice din cele anorganice. Ele au jucat un rol important în acumularea de oxigen în atmosfera Pământului.
Bacteriile absorb substanțele din exterior, le rup moleculele, își adună învelișul din aceste părți și își reumple conținutul (așa cresc) și aruncă moleculele inutile. Învelișul și membrana bacteriei îi permit să absoarbă numai substanțele potrivite.
Dacă învelișul și membrana bacteriei ar fi complet impermeabile, nicio substanță nu ar intra în celulă. Dacă ar fi permeabile la toate substanțele, conținutul celulei s-ar amesteca cu mediul - soluția în care trăiește bacteria. Pentru supraviețuirea bacteriilor este nevoie de o înveliș care să permită trecerea substanțelor necesare, dar nu și a celor care nu sunt necesare.
Bacteria absoarbe nutrienții care se află în apropierea ei. Ce se întâmplă mai departe? Dacă se poate mișca independent (prin mișcarea flagelului sau împingând mucusul înapoi), atunci se mișcă până găsește substanțele necesare.
Dacă nu se poate mișca, atunci așteaptă până când difuzia (capacitatea moleculelor unei substanțe de a pătrunde în grosimea moleculelor unei alte substanțe) aduce moleculele necesare la ea.
Bacteriile, împreună cu alte grupuri de microorganisme, efectuează o muncă chimică uriașă. Prin transformarea diverșilor compuși, aceștia primesc energia și nutrienții necesari activității lor vitale. Procesele metabolice, modalitățile de obținere a energiei și nevoia de materiale pentru a construi substanțele organismului lor în bacterii sunt diverse.
Alte bacterii satisfac toate nevoile de carbon necesare sintezei substantelor organice ale organismului in detrimentul compusilor anorganici. Se numesc autotrofi. Bacteriile autotrofe sunt capabile să sintetizeze substanțe organice din cele anorganice. Printre acestea se disting:
Chemosinteza
Utilizarea energiei radiante este cea mai importantă, dar nu singura modalitate de a crea materie organică din dioxid de carbon și apă. Sunt cunoscute bacterii care folosesc nu lumina soarelui ca sursă de energie pentru o astfel de sinteză, ci energia legăturilor chimice care apar în celulele organismelor în timpul oxidării anumitor compuși anorganici - hidrogen sulfurat, sulf, amoniac, hidrogen, acid azotic, compuși feroși ai fierului și manganului. Ei folosesc materia organică formată folosind această energie chimică pentru a construi celulele corpului lor. Prin urmare, acest proces se numește chimiosinteză.
Cel mai important grup de microorganisme chemosintetice sunt bacteriile nitrificatoare. Aceste bacterii trăiesc în sol și efectuează oxidarea amoniacului, format în timpul degradarii reziduurilor organice, la acid azotic. Acesta din urmă, reacționează cu compușii minerali ai solului, se transformă în săruri de acid azotic. Acest proces are loc în două etape.
Bacteriile de fier transformă fierul feros în oxid. Hidroxidul de fier format se depune și formează așa-numitul minereu de fier de mlaștină.
Unele microorganisme există datorită oxidării hidrogenului molecular, oferind astfel un mod autotrof de nutriție.
O trăsătură caracteristică a bacteriilor cu hidrogen este capacitatea de a trece la un stil de viață heterotrof atunci când sunt furnizate cu compuși organici și în absența hidrogenului.
Astfel, chimioautotrofele sunt autotrofe tipice, deoarece sintetizează în mod independent compușii organici necesari din substanțe anorganice și nu îi iau gata preparati din alte organisme, cum ar fi heterotrofele. Bacteriile chimioautotrofe diferă de plantele fototrofe prin independența lor completă față de lumină ca sursă de energie.
fotosinteza bacteriană
Unele bacterii cu sulf care conțin pigment (violet, verde), care conțin pigmenți specifici - bacterioclorofilele, sunt capabile să absoarbă energia solară, cu ajutorul căreia hidrogenul sulfurat este împărțit în organismele lor și dă atomi de hidrogen pentru a restabili compușii corespunzători. Acest proces are multe în comun cu fotosinteza și diferă doar prin aceea că, la bacteriile violet și verzi, hidrogenul sulfurat (ocazional acizi carboxilici) este donatorul de hidrogen, iar la plantele verzi este apa. În acestea și altele, scindarea și transferul hidrogenului se realizează datorită energiei razelor solare absorbite.
O astfel de fotosinteză bacteriană, care are loc fără eliberarea de oxigen, se numește fotoreducere. Fotoreducerea dioxidului de carbon este asociată cu transferul de hidrogen nu din apă, ci din hidrogen sulfurat:
6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O
Semnificația biologică a chimiosintezei și fotosintezei bacteriene la scară planetară este relativ mică. Doar bacteriile chemosintetice joacă un rol semnificativ în ciclul sulfului din natură. Absorbit de plantele verzi sub formă de săruri ale acidului sulfuric, sulful este restabilit și devine parte a moleculelor proteice. Mai mult, în timpul distrugerii reziduurilor de plante și animale moarte de către bacteriile putrefactive, sulful este eliberat sub formă de hidrogen sulfurat, care este oxidat de bacteriile sulfuroase la sulf liber (sau acid sulfuric), care formează sulfiți disponibili pentru plante în sol. Bacteriile chimio- și fotoautotrofe sunt esențiale în ciclul azotului și sulfului.
sporulare
Sporii se formează în interiorul celulei bacteriene. În procesul de formare a sporilor, o celulă bacteriană suferă o serie de procese biochimice. Cantitatea de apă liberă din el scade, activitatea enzimatică scade. Aceasta asigură rezistența sporilor la condițiile de mediu nefavorabile (temperatură ridicată, concentrație mare de sare, uscare etc.). Formarea sporilor este caracteristică doar unui grup mic de bacterii.
Sporii nu sunt o etapă esențială în ciclul de viață al bacteriilor. Sporularea începe doar cu lipsa nutrienților sau acumularea de produse metabolice. Bacteriile sub formă de spori pot rămâne latente mult timp. Sporii bacterieni rezistă la fierbere prelungită și la înghețare foarte lungă. Când apar condiții favorabile, disputa germinează și devine viabilă. Sporii bacterieni sunt adaptări pentru supraviețuirea în condiții nefavorabile.
reproducere
Bacteriile se reproduc prin împărțirea unei celule în două. După ce a atins o anumită dimensiune, bacteria se împarte în două bacterii identice. Apoi fiecare dintre ei începe să se hrănească, crește, se împarte și așa mai departe.
După alungirea celulei, se formează treptat un sept transversal, iar apoi celulele fiice diverg; în multe bacterii, în anumite condiții, celulele după diviziune rămân conectate în grupuri caracteristice. În acest caz, în funcție de direcția planului de diviziune și de numărul de diviziuni, apar diferite forme. Reproducerea prin înmugurire are loc în bacterii ca o excepție.
În condiții favorabile, diviziunea celulară în multe bacterii are loc la fiecare 20-30 de minute. Cu o reproducere atât de rapidă, descendenții unei bacterii în 5 zile sunt capabili să formeze o masă care poate umple toate mările și oceanele. Un calcul simplu arată că se pot forma 72 de generații (720.000.000.000.000.000.000 de celule) pe zi. Dacă se traduce în greutate - 4720 de tone. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă în natură, deoarece majoritatea bacteriilor mor rapid sub influența razelor solare, uscării, lipsei de hrană, încălzirii până la 65-100ºС, ca urmare a luptei dintre specii etc.
Bacteria (1), după ce a absorbit suficientă hrană, crește în dimensiune (2) și începe să se pregătească pentru reproducere (diviziunea celulară). ADN-ul său (într-o bacterie, molecula de ADN este închisă într-un inel) se dublează (bacteria produce o copie a acestei molecule). Ambele molecule de ADN (3.4) par a fi atașate de peretele bacterian și, atunci când sunt alungite, bacteriile diverg în părțile laterale (5.6). Mai întâi, nucleotida se divide, apoi citoplasma.
După divergența a două molecule de ADN asupra bacteriilor, apare o constricție, care împarte treptat corpul bacteriei în două părți, fiecare conținând o moleculă de ADN (7).
Se întâmplă (în bacilul de fân), două bacterii se lipesc împreună și se formează o punte între ele (1,2).
ADN-ul este transportat de la o bacterie la alta prin jumper (3). Odată ajunse într-o singură bacterie, moleculele de ADN se întrepătrund, se lipesc în unele locuri (4), după care schimbă secțiuni (5).
Rolul bacteriilor în natură
Circulaţie
Bacteriile sunt cea mai importantă verigă în circulația generală a substanțelor din natură. Plantele creează substanțe organice complexe din dioxid de carbon, apă și săruri minerale din sol. Aceste substanțe revin în sol cu ciuperci moarte, plante și cadavre de animale. Bacteriile descompun substanțele complexe în unele simple, care sunt reutilizate de plante.
Bacteriile distrug materia organică complexă a plantelor moarte și cadavrele animalelor, excrețiile organismelor vii și diverse deșeuri. Hranindu-se cu aceste substante organice, bacteriile saprofite le transforma in humus. Acestea sunt genul de ordonatori ai planetei noastre. Astfel, bacteriile sunt implicate activ în ciclul substanțelor din natură.
formarea solului
Deoarece bacteriile sunt distribuite aproape peste tot și se găsesc în număr mare, ele determină în mare măsură diferitele procese care au loc în natură. Toamna, frunzele copacilor și arbuștilor cad, lăstarii de iarbă de deasupra solului mor, ramurile bătrâne cad și din când în când trunchiurile copacilor bătrâni cad. Toate acestea se transformă treptat în humus. În 1 cm 3. Stratul de suprafață al solului forestier conține sute de milioane de bacterii saprofite ale solului din mai multe specii. Aceste bacterii transformă humusul în diferite minerale care pot fi absorbite din sol de rădăcinile plantelor.
Unele bacterii din sol sunt capabile să absoarbă azotul din aer, folosindu-l în procesele vieții. Aceste bacterii fixatoare de azot trăiesc pe cont propriu sau își au reședința în rădăcinile plantelor leguminoase. După ce au pătruns în rădăcinile leguminoaselor, aceste bacterii provoacă creșterea celulelor radiculare și formarea de noduli pe ele.
Aceste bacterii eliberează compuși de azot pe care îi folosesc plantele. Bacteriile obțin carbohidrați și săruri minerale din plante. Astfel, există o relație strânsă între planta leguminoasă și bacteriile nodulare, care este utilă atât pentru unul cât și pentru celălalt organism. Acest fenomen se numește simbioză.
Datorită simbiozei lor cu bacteriile nodulare, leguminoasele îmbogățesc solul cu azot, ajutând la creșterea recoltelor.
Distribuția în natură
Microorganismele sunt omniprezente. Singurele excepții sunt craterele vulcanilor activi și zonele mici din epicentrele bombelor atomice detonate. Nici temperaturile scăzute ale Antarcticii, nici jeturile de fierbere ale gheizerelor, nici soluțiile saturate de sare din bazinele de sare, nici insolația puternică a vârfurilor muntilor, nici radiațiile dure ale reactoarelor nucleare nu interferează cu existența și dezvoltarea microflorei. Toate ființele vii interacționează constant cu microorganismele, fiind adesea nu doar depozitele acestora, ci și distribuitori. Microorganismele sunt nativele planetei noastre, dezvoltând activ cele mai incredibile substraturi naturale.
Microflora solului
Numărul de bacterii din sol este extrem de mare - sute de milioane și miliarde de indivizi într-un gram. Sunt mult mai abundente în sol decât în apă și aer. Numărul total de bacterii din sol variază. Numărul de bacterii depinde de tipul de sol, de starea acestora, de adâncimea straturilor.
Pe suprafața particulelor de sol, microorganismele sunt localizate în microcolonii mici (20-100 de celule fiecare). Adesea se dezvoltă în grosimea cheagurilor de materie organică, pe rădăcinile plantelor vii și pe moarte, în capilare subțiri și în interiorul bulgări.
Microflora solului este foarte diversă. Aici se găsesc diferite grupe fiziologice de bacterii: bacterii putrefactive, nitrificante, fixatoare de azot, sulfuroase etc. printre ele se numără aerobe și anaerobe, forme de spori și non-spori. Microflora este unul dintre factorii de formare a solului.
Zona de dezvoltare a microorganismelor în sol este zona adiacentă rădăcinilor plantelor vii. Se numește rizosferă, iar totalitatea microorganismelor conținute în ea se numește microfloră rizosferă.
Microflora rezervoarelor
Apa este un mediu natural în care microorganismele cresc în număr mare. Majoritatea intră în apa din sol. Un factor care determină numărul de bacterii din apă, prezența nutrienților în aceasta. Cele mai curate sunt apele fântânilor și izvoarelor arteziene. Rezervoarele deschise și râurile sunt foarte bogate în bacterii. Cel mai mare număr de bacterii se găsește în straturile de suprafață ale apei, mai aproape de țărm. Odată cu creșterea distanței față de coastă și creșterea adâncimii, numărul bacteriilor scade.
Apa pură conține 100-200 de bacterii la 1 ml, în timp ce apa contaminată conține 100-300 de mii sau mai mult. Există multe bacterii în nămolul inferior, în special în stratul de suprafață, unde bacteriile formează o peliculă. Există o mulțime de bacterii cu sulf și fier în acest film, care oxidează hidrogenul sulfurat în acid sulfuric și, prin urmare, împiedică moartea peștilor. Există mai multe forme purtătoare de spori în nămol, în timp ce formele care nu poartă spori predomină în apă.
Din punct de vedere al compoziției speciilor, microflora apei este similară cu microflora solului, dar se găsesc și forme specifice. Distrugând diferite deșeuri care au căzut în apă, microorganismele realizează treptat așa-numita purificare biologică a apei.
Microflora aerului
Microflora aerului este mai puțin numeroasă decât microflora solului și a apei. Bacteriile se ridică în aer cu praf, pot rămâne acolo o vreme, apoi se așează la suprafața pământului și mor din lipsă de nutriție sau sub influența razelor ultraviolete. Numărul de microorganisme din aer depinde de zona geografică, teren, anotimp, poluarea cu praf etc. Fiecare fir de praf este un purtător de microorganisme. Cele mai multe bacterii în aer peste întreprinderile industriale. Aerul din mediul rural este mai curat. Cel mai curat aer este peste păduri, munți, spații înzăpezite. Straturile superioare ale aerului conțin mai puțini germeni. În microflora aerului există multe bacterii pigmentate și purtătoare de spori, care sunt mai rezistente decât altele la razele ultraviolete.
Microflora corpului uman
Corpul unei persoane, chiar și unul complet sănătos, este întotdeauna un purtător de microfloră. Când corpul uman intră în contact cu aerul și solul, o varietate de microorganisme, inclusiv agenți patogeni (bacili tetanici, gangrena gazoasă etc.), se instalează pe îmbrăcăminte și pe piele. Părțile expuse ale corpului uman sunt cel mai frecvent contaminate. E. coli, stafilococii se găsesc pe mâini. Există peste 100 de tipuri de microbi în cavitatea bucală. Gura, cu temperatura, umiditatea, reziduurile sale nutritive, este un mediu excelent pentru dezvoltarea microorganismelor.
Stomacul are o reacție acidă, astfel încât cea mai mare parte a microorganismelor din el mor. Pornind de la intestinul subțire, reacția devine alcalină, adică. favorabil microbilor. Microflora din intestinul gros este foarte diversă. Fiecare adult excretă zilnic aproximativ 18 miliarde de bacterii cu excremente, adică. mai mulți indivizi decât oameni de pe glob.
Organele interne care nu sunt conectate la mediul extern (creier, inimă, ficat, vezică urinară etc.) sunt de obicei lipsite de microbi. Microbii intră în aceste organe numai în timpul bolii.
Bacteriile în ciclism
Microorganismele în general și bacteriile în special joacă un rol important în ciclurile importante din punct de vedere biologic ale substanțelor de pe Pământ, efectuând transformări chimice care sunt complet inaccesibile fie plantelor, fie animalelor. Diverse etape ale ciclului elementelor sunt efectuate de organisme de diferite tipuri. Existența fiecărui grup separat de organisme depinde de transformarea chimică a elementelor efectuată de alte grupuri.
ciclul azotului
Transformarea ciclică a compușilor azotați joacă un rol primordial în furnizarea formelor necesare de azot diverselor organisme din biosfere în ceea ce privește nevoile nutriționale. Peste 90% din fixarea totală a azotului se datorează activității metabolice a anumitor bacterii.
Ciclul carbonului
Conversia biologică a carbonului organic în dioxid de carbon, însoțită de reducerea oxigenului molecular, necesită activitatea metabolică comună a diferitelor microorganisme. Multe bacterii aerobe efectuează oxidarea completă a substanțelor organice. În condiții aerobe, compușii organici sunt descompuși inițial prin fermentație, iar produsele finale ale fermentației organice sunt oxidate în continuare prin respirație anaerobă dacă sunt prezenți acceptori anorganici de hidrogen (nitrat, sulfat sau CO2).
Ciclul sulfului
Pentru organismele vii, sulful este disponibil în principal sub formă de sulfați solubili sau compuși organici cu sulf redus.
Ciclul fierului
Unele rezervoare de apă dulce conțin concentrații mari de săruri reduse de fier. În astfel de locuri, se dezvoltă o microfloră bacteriană specifică - bacterii de fier, care oxidează fierul redus. Ei participă la formarea minereurilor de fier din mlaștină și a surselor de apă bogate în săruri de fier.
Bacteriile sunt cele mai vechi organisme, apărând în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani în Arhee. Timp de aproximativ 2,5 miliarde de ani, ei au dominat Pământul, formând biosfera și au participat la formarea unei atmosfere de oxigen.
Bacteriile sunt una dintre cele mai simplu organisme vii aranjate (cu excepția virușilor). Se crede că acestea sunt primele organisme care au apărut pe Pământ.
Mobilitatea microbilor Mobilitatea microbilor
mișcarea activă a corpului în spațiu. Este caracteristic multor tipuri de bacterii, protozoare, ciuperci. În viruși, formele mobile nu au fost descrise. P. este o trăsătură genetică, relativ constantă a speciei și, prin urmare, este utilizat pe scară largă pentru clasificarea și identificarea microbilor. Bacteriile, zoosporii ciupercilor, protozoarele din clasa Mastigophora se mișcă cu ajutorul flagelilor, amebei și a unor sporozoare-pseudopodii, ciliați-ciliați. Mișcarea spirochetelor se efectuează datorită contracției active a fibrilelor filamentului periaxilar și protoplasmei, gregrinele și unele tipuri de sporozoare alunecă lent ca urmare a contracției peliculei, diatomeele se mișcă datorită contracției citoplasmei, mixobacterii - producerea secreției mucinoide. P.m. determinată prin observarea directă la microscop (de preferință în contrast de fază sau câmp întunecat) a unei picături apăsate sau suspendate. K-ra trebuie să fie neapărat tânăr și cald. Este necesar să ne amintim că microorganismele au mișcare browniană și mișcare pasivă a celulelor împreună cu fluxul de fluid. Despre P.m. poate fi judecat și prin turbiditatea difuză a unui mediu nutritiv semi-lichid transparent, în care a fost semănat prin injecție. Cm. Taxiuri în bacterii, Flagella.
(Sursa: Glosarul termenilor de microbiologie)
Vedeți ce este „Mobilitatea microbiană” în alte dicționare:
Colorarea microorganismelor (vopsirea microbilor) este un complex de metode și tehnici de studiere a structurii externe și interne a microorganismelor, o metodă de tehnologie microbiologică care face posibilă distingerea între tipurile de microorganisme. Metoda este utilizată pe scară largă în ...... Wikipedia
Fiz. chimic. procesul de interacțiune a colorantului (vezi. Coloranți) cu o substanță chimică. grupuri de obiecte, care urmărește să dea artificial o anumită culoare. Folosit pe scară largă în microbiologie. practică pentru a determina forma, dimensiunea, structura, localizarea, ... ... Dicţionar de microbiologie
IDENTIFICAREA MICROBURILOR (- de tarziu tarziu. identifico I identific), determinarea speciei sau tipului de microorganism pe baza studiului cultural morfologic, biochimic, serologic. și proprietăți patogene. Proprietățile culturale ale microorganismelor determină ... ...
identificarea microbiană- (din latină târzie identifico identific), determinarea speciei sau tipului de microorganism pe baza studiului proprietăților culturale morfologice, biochimice, serologice și patogene.Proprietăți culturale ... ... Dicţionar enciclopedic veterinar
1) se prepară o picătură presată pe un pahar subțire (obiect nu mai mult de 1,1 mm, lamelă 0,17 mm); 2) într-un microscop cu lumină, condensatorul este schimbat într-unul cu câmp întunecat, iar în obiectiv este introdusă o diafragmă specială (40x, OI 90x), care blochează razele de margine; 3)... Dicţionar de microbiologie
NAȘTERE- NAȘTERE. Cuprins: I. Definirea conceptului. Modificări ale organismului în timpul R. Cauzele declanșării R ............................ 109 II. Curent clinic al R. fiziologice . 132 Sh. Mecanica R. ................. 152 IV. P conducător .............. 169 V ...
MIIK ROORGANISM- banii unei persoane. Rhizopoda Culoare principală Localizare Pi r | mento j imagine I Call culture | nie | Patogenitate PENTRU | spranceana | pleoape i Wet hold | Intestinul gros, nu Heidenhain, atunci! ficat, creier, mordant ușor cu fier și amoniu ...... Marea Enciclopedie Medicală
INTESTINE- INTESTINE. Date anatomice comparative. Intestinul (enteronul) este b. sau m. un tub lung care începe cu o deschidere a gurii la capătul anterior al corpului (de obicei pe partea ventrală) și se termină la majoritatea animalelor cu un special, anal ... ... Marea Enciclopedie Medicală
UTER- (uterul), organul care este sursa sângelui menstrual (vezi Menstruația) și locul dezvoltării ovulului fetal (vezi Sarcina, Nașterea), ocupă o poziție centrală în aparatul genital feminin și în cavitatea pelviană; se află în centrul geometric ...... Marea Enciclopedie Medicală
