Вся классификация бактерий и вирусов

Обновлено: 18.04.2024

В настоящее время на Земле описано более 2,5 млн видов живых организмов. Однако реальное число видов на Земле в несколько раз больше, так как многие виды микроорганизмов, насекомых и др. не учтены. Кроме того, считается, что современный видовой состав — это лишь около 5% от видового разнообразия жизни за период ее существования на Земле.
Для упорядочения такого многообразия живых организмов служат систематика, классификация и таксономия.

Систематика — раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам.
Классификация — распределение всего множества живых организмов по определённой системе иерархически соподчинённых групп — таксонов.
Таксономия — раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон — искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства, и в то же время достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определённую таксономическую категорию того или иного ранга.

В современной классификации существует следующая иерархия таксонов:

царство;
отдел (тип в систематике животных);
класс;
порядок (отряд в систематике животных);
семейство;
род;
вид.

Кроме того, выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т. д.

Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:

Неклеточные формы
- Царство Вирусы
- Надцарство Прокариоты (Procariota):
  - царство Бактерии (Bacteria, Bacteriobionta),
  - царство Архебактерии (Archaebacteria, Archaebacteriobionta),
  - царство Прокариотические водоросли
    - отдел Сине-зелёные водоросли, или Цианеи (Cyanobionta);
    - отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты (Prochlororhyta).
    - царство Растения (Vegetabilia, Phitobiota или Plantae):
      - подцарство Багрянки (Rhodobionta);
      - подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta);
      - подцарство Высшие растения (Embryobionta);
      - подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Myxobionta);
      - подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Mycobionta);
      - подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa, Protozoobionta);
      - подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoobionta).
      Ряд учёных выделяет в надцарстве Прокариоты одно царство Дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.
      
      Вирусы, бактерии, грибы, лишайники
      
      Царство вирусы
      
      Вирусы были открыты в 1892 г. русским биологом Д. И. Ивановским, ставшим основоположником вирусологии. Они являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой материей. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых организмов, только попав внутрь клетки.
      
      Отличия вирусов от неживой природы:
      - способность к размножению;
      - наследственность и изменчивость
      Отличия вирусов от клеточных организмов:
      - не имеют клеточного строения;
      - не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
      - могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
      - не увеличиваются в размерах (не растут);
      - имеют особый способ размножения;
      - имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.
      Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида.
      
      Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.), помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты, могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.
      
      В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.
      
      При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки. Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.
      Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.
      Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.
      Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.
      
      Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.
      
      Бактерии
      
      Все прокариоты принадлежат к одному царству Дробянки. В его состав входят бактерии и сине-зелёные водоросли.
      
      Строение и жизнедеятельность бактерий.
      
      Прокариотические клетки не имеют ядра, область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоидом, единственная молекула ДНК замкнута в кольцо и не связана с белками, клетки меньше эукариотических, в состав клеточной стенки входит гликопептид — муреин, поверх клеточной стенки располагается слизистый слой, выполняющий защитную функцию, отсутствуют мембранные органоиды (хлоропласты, митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи), их функции выполняют впячивания плазматической мембраны (мезосомы), рибосомы мелкие, микротрубочки отсутствуют, поэтому цитоплазма неподвижна, нет центриолей и веретена деления, реснички и жгутики имеют особую структуру. Деление клеток осуществляется путём перетяжки (митоза и мейоза нет). Этому предшествует репликация ДНК, затем две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной.
      
      Выделяют три группы бактерий: архебактерии, эубактерии и цианобактерии.
      
      Архебактерии — древнейшие бактерии (метанообразующие и др., всего известно около 40 видов). Имеют общие черты строения прокариот, но значительно отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств от эубактерий. Эубактерии — истинные бактерии, более поздняя форма в эволюционном отношении. Цианобактерии (цианеи, сине-зелёные водоросли) — фототрофные прокариотические организмы, осуществляющие фотосинтез подобно высшим растениям и водорослям с выделением молекулярного кислорода.
      
      По форме клеток различают следующие группы бактерий: шаровидные — кокки, палочковидные — бациллы, дугообразно изогнутые — вибрионы, спиралеобразные — спириллы и спирохеты. Многие бактерии способны к самостоятельному движению за счёт жгутиков или благодаря сокращению клеток. Бактерии — одноклеточные организмы. Некоторые способны образовывать колонии, но клетки в них существуют независимо друг от друга.
      
      В неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать споры за счёт формирования плотной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы. Споры бактерий служат не для размножения, как у растений и грибов, а для защиты организма от воздействия неблагоприятных условий (засухи, нагревания и др.).
      
      По отношению к кислороду бактерии делят на аэробов (обязательно нуждающиеся в кислороде), анаэробов (погибающие в присутствие кислорода) и факультативные формы.
      
      По способу питания бактерии делятся на автотрофные (в качестве источника углерода используют углекислый газ) и гетеротрофные (используют органические вещества). Автотрофные, в свою очередь, делятся на фототрофов (используют энергию солнечного света) и хемотрофов (используют энергию окисления неорганических веществ). К фототрофам относят цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые осуществляют фотосинтез, как и растения, с выделением кислорода, и зелёные и пурпурные бактерии, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода. Хемотрофы окисляют неорганические вещества (нитрифицирующие бактерии, азотфиксирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др.).
      
      Гетеротрофы делятся на сапрофитов (используют органические вещества мёртвой массы) и паразитов (используют органические вещества живых организмов). Гетеротрофы могут окислять органические вещества при участии кислорода (дыхание) или в анаэробных условиях (брожение). Выделяют несколько типов брожения: спиртовое, молочнокислое, уксусное, маслянокислое и др.
      
      Размножение бактерий.
      
      Бактерии размножаются бесполым путём — делением клетки (у прокариот митоза и мейоза нет) при помощи перетяжек или перегородок, реже почкованием. Этим процессам предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.
      
      Роль бактерий в природе и значение для человека
      
      Благодаря очень разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков растений и животных и в их минерализации до СО₂, Н₂О, H₂S, NH₃ и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям. Сами растения такой способностью не обладают.
      
      Человек использует бактерии в микробиологическом синтезе, в очистных сооружениях, для получения ряда лекарств (стрептомицин), в быту и пищевой промышленности (получение кисломолочных продуктов, виноделие).
      
      Однако бактерии приносят не только пользу, но и вред. Бактерии-паразиты разрушают клетки хозяина или выделяют токсические вещества. Они являются возбудителями опасных инфекционных заболеваний, таких как чума, холера, дифтерия, дизентерия, туберкулез и др. Для борьбы с ними проводят вакцинации населения, дезинфекцию предметов, стерилизацию или пастеризацию воды и продуктов питания.
      
      Царство грибы
      
      Общая характеристика грибов. Грибы выделяют в особое царство, насчитывающее около 100 тыс. видов.
      
      Отличия грибов от растений:
      - гетеротрофный способ питания
      - запасное питательное вещество гликоген
      - наличие в клеточных стенках хитина
      Отличия грибов от животных:
      - неограниченный рост
      - поглощение пищи путём всасывания
      - размножение с помощью спор
      - наличие клеточной стенки
      - отсутствие способности активно передвигаться
      - Строение грибов разнообразно — от одноклеточных форм до сложноустроенных шляпочных форм
      Лишайники
      
      Строение лишайников. Лишайники насчитывают более 20 тыс. видов. Это симбиотические организмы, образованные грибом и водорослью. При этом лишайники представляют собой морфологически и физиологически целостный организм. Тело лишайника состоит из переплетённых гиф гриба, между которыми располагаются водоросли (зелёные или сине-зелёные). Водоросли осуществляют синтез органических веществ, а грибы поглощают воду и минеральные соли. В зависимости от строения тела (слоевища) различают три группы лишайников: накипные, или корковые (слоевище имеет вид налётов или корочек, плотно срастающихся с субстратом); листовидные (в форме пластинок, прикреплённых к субстрату пучками гиф); кустистые (в форме стволиков или лент, обычно разветвлённых и срастающихся с субстратом только основанием). Рост лишайников осуществляется крайне медленно — всего по несколько миллиметров в год.
      
      В настоящее время на Земле описано более 2,5 млн видов живых организмов. Однако реальное число видов на Земле в несколько раз больше, так как многие виды микроорганизмов, насекомых и др. не учтены. Кроме того, считается, что современный видовой состав — это лишь около 5% от видового разнообразия жизни за период ее существования на Земле.
      Для упорядочения такого многообразия живых организмов служат систематика, классификация и таксономия.
      
      Систематика — раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам.
      Классификация — распределение всего множества живых организмов по определённой системе иерархически соподчинённых групп — таксонов.
      Таксономия — раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон — искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства, и в то же время достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определённую таксономическую категорию того или иного ранга.
      
      В современной классификации существует следующая иерархия таксонов:
      - царство;
      - отдел (тип в систематике животных);
      - класс;
      - порядок (отряд в систематике животных);
      - семейство;
      - род;
      - вид.
      Кроме того, выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т. д.
      
      Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:
      - Неклеточные формы
        
        Царство Вирусы
        
        Надцарство Прокариоты (Procariota):
        
        царство Бактерии (Bacteria, Bacteriobionta),
        
        царство Архебактерии (Archaebacteria, Archaebacteriobionta),
        
        царство Прокариотические водоросли
        
        отдел Сине-зелёные водоросли, или Цианеи (Cyanobionta);
        
        отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты (Prochlororhyta).
        
        царство Растения (Vegetabilia, Phitobiota или Plantae):
        
        подцарство Багрянки (Rhodobionta);
        
        подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta);
        
        подцарство Высшие растения (Embryobionta);
        
        подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Myxobionta);
        
        подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Mycobionta);
        
        подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa, Protozoobionta);
        
        подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoobionta).
        
        Ряд учёных выделяет в надцарстве Прокариоты одно царство Дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.
        
        Вирусы, бактерии, грибы, лишайники
        
        Царство вирусы
        
        Вирусы были открыты в 1892 г. русским биологом Д. И. Ивановским, ставшим основоположником вирусологии. Они являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой материей. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых организмов, только попав внутрь клетки.
        
        Отличия вирусов от неживой природы:
        
        способность к размножению;
        
        наследственность и изменчивость
        
        Отличия вирусов от клеточных организмов:
        
        не имеют клеточного строения;
        
        не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
        
        могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
        
        не увеличиваются в размерах (не растут);
        
        имеют особый способ размножения;
        
        имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.
        
        Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида.
        
        Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.), помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты, могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.
        
        В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.
        
        При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки. Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.
        Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.
        Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.
        Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.
        
        Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.
        
        Бактерии
        
        Все прокариоты принадлежат к одному царству Дробянки. В его состав входят бактерии и сине-зелёные водоросли.
        
        Строение и жизнедеятельность бактерий.
        
        Прокариотические клетки не имеют ядра, область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоидом, единственная молекула ДНК замкнута в кольцо и не связана с белками, клетки меньше эукариотических, в состав клеточной стенки входит гликопептид — муреин, поверх клеточной стенки располагается слизистый слой, выполняющий защитную функцию, отсутствуют мембранные органоиды (хлоропласты, митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи), их функции выполняют впячивания плазматической мембраны (мезосомы), рибосомы мелкие, микротрубочки отсутствуют, поэтому цитоплазма неподвижна, нет центриолей и веретена деления, реснички и жгутики имеют особую структуру. Деление клеток осуществляется путём перетяжки (митоза и мейоза нет). Этому предшествует репликация ДНК, затем две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной.
        
        Выделяют три группы бактерий: архебактерии, эубактерии и цианобактерии.
        
        Архебактерии — древнейшие бактерии (метанообразующие и др., всего известно около 40 видов). Имеют общие черты строения прокариот, но значительно отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств от эубактерий. Эубактерии — истинные бактерии, более поздняя форма в эволюционном отношении. Цианобактерии (цианеи, сине-зелёные водоросли) — фототрофные прокариотические организмы, осуществляющие фотосинтез подобно высшим растениям и водорослям с выделением молекулярного кислорода.
        
        По форме клеток различают следующие группы бактерий: шаровидные — кокки, палочковидные — бациллы, дугообразно изогнутые — вибрионы, спиралеобразные — спириллы и спирохеты. Многие бактерии способны к самостоятельному движению за счёт жгутиков или благодаря сокращению клеток. Бактерии — одноклеточные организмы. Некоторые способны образовывать колонии, но клетки в них существуют независимо друг от друга.
        
        В неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать споры за счёт формирования плотной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы. Споры бактерий служат не для размножения, как у растений и грибов, а для защиты организма от воздействия неблагоприятных условий (засухи, нагревания и др.).
        
        По отношению к кислороду бактерии делят на аэробов (обязательно нуждающиеся в кислороде), анаэробов (погибающие в присутствие кислорода) и факультативные формы.
        
        По способу питания бактерии делятся на автотрофные (в качестве источника углерода используют углекислый газ) и гетеротрофные (используют органические вещества). Автотрофные, в свою очередь, делятся на фототрофов (используют энергию солнечного света) и хемотрофов (используют энергию окисления неорганических веществ). К фототрофам относят цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые осуществляют фотосинтез, как и растения, с выделением кислорода, и зелёные и пурпурные бактерии, которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода. Хемотрофы окисляют неорганические вещества (нитрифицирующие бактерии, азотфиксирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др.).
        
        Гетеротрофы делятся на сапрофитов (используют органические вещества мёртвой массы) и паразитов (используют органические вещества живых организмов). Гетеротрофы могут окислять органические вещества при участии кислорода (дыхание) или в анаэробных условиях (брожение). Выделяют несколько типов брожения: спиртовое, молочнокислое, уксусное, маслянокислое и др.
        
        Размножение бактерий.
        
        Бактерии размножаются бесполым путём — делением клетки (у прокариот митоза и мейоза нет) при помощи перетяжек или перегородок, реже почкованием. Этим процессам предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.
        
        Роль бактерий в природе и значение для человека
        
        Благодаря очень разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков растений и животных и в их минерализации до СО₂, Н₂О, H₂S, NH₃ и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям. Сами растения такой способностью не обладают.
        
        Человек использует бактерии в микробиологическом синтезе, в очистных сооружениях, для получения ряда лекарств (стрептомицин), в быту и пищевой промышленности (получение кисломолочных продуктов, виноделие).
        
        Однако бактерии приносят не только пользу, но и вред. Бактерии-паразиты разрушают клетки хозяина или выделяют токсические вещества. Они являются возбудителями опасных инфекционных заболеваний, таких как чума, холера, дифтерия, дизентерия, туберкулез и др. Для борьбы с ними проводят вакцинации населения, дезинфекцию предметов, стерилизацию или пастеризацию воды и продуктов питания.
        
        Царство грибы
        
        Общая характеристика грибов. Грибы выделяют в особое царство, насчитывающее около 100 тыс. видов.
        
        Отличия грибов от растений:
        
        гетеротрофный способ питания
        
        запасное питательное вещество гликоген
        
        наличие в клеточных стенках хитина
        
        Отличия грибов от животных:
        
        неограниченный рост
        
        поглощение пищи путём всасывания
        
        размножение с помощью спор
        
        наличие клеточной стенки
        
        отсутствие способности активно передвигаться
        
        Строение грибов разнообразно — от одноклеточных форм до сложноустроенных шляпочных форм
        
        Лишайники
        
        Строение лишайников. Лишайники насчитывают более 20 тыс. видов. Это симбиотические организмы, образованные грибом и водорослью. При этом лишайники представляют собой морфологически и физиологически целостный организм. Тело лишайника состоит из переплетённых гиф гриба, между которыми располагаются водоросли (зелёные или сине-зелёные). Водоросли осуществляют синтез органических веществ, а грибы поглощают воду и минеральные соли. В зависимости от строения тела (слоевища) различают три группы лишайников: накипные, или корковые (слоевище имеет вид налётов или корочек, плотно срастающихся с субстратом); листовидные (в форме пластинок, прикреплённых к субстрату пучками гиф); кустистые (в форме стволиков или лент, обычно разветвлённых и срастающихся с субстратом только основанием). Рост лишайников осуществляется крайне медленно — всего по несколько миллиметров в год.
        
        Предмет и задачи микробиологии. История развития микробиологии.
        
        Микробиология - наука о малых по размерам, невидимых невооруженным глазом м/о (микрос - малый, биос - жизнь, логос - наука)
        
        Предмет и задачи микробиологии состоят в изучении строения, физиологии м/о, распространения их в природе и роли в жизни человека.
        
        Основные свойства м/о:
        
        это организмы, способные существовать в широком диапазоне t 0 - начиная с минусовых и заканчивая t 0 , близких к точке кипения воды, независимо от наличия кислорода и часто органических веществ, способные удваиваться в течение 20 минут. Организмы, которые в неблагоприятных условиях переходят в состояние резко сниженной активности (анабиоз) и в таком состоянии они выносят все неблагоприятные воздействия, такие как действие высокого давления и высокий вакуум, действие низких (t 0 жидкого водорода) и высоких t 0 (таких высоких, при которых свертываются белки крови).
        
        Очевидно, что эти организмы значительно легче выживают при неблагоприятных условиях окружающей среды.
        
        1. Развитие микробиологии
        
        Человек с древних времен начал использовать деятельность м/о, даже не подозревая об их существовании.
        
        Еще в древние времена процессы брожения использовались при приготовлении теста.
        
        В египетских пирамидах, построенных около 6000 лет назад, находили караваи хлеба.
        
        В пирамидах Египта сохранились также рисунки, изображающие технологию приготовления вина. Около двух тысяч лет назад начало развиваться виноделие во Франции и других европейских странах.
        
        Изготавливали вино в Грузии, Армении, на побережье Азовского моря. Бродильные напитки в древности готовили не только из винограда, но и из других ягод ( малина, ежевика, кизил). С первых шагов виноделия человек сталкивался и с процессом скисания вина - с образованием уксуса.
        
        Пиво изготавливали за 7000 лет до н.э. Технология его приготовления была высоко развита в Вавилоне, откуда искусство пивоварения было заимствовано Египтом, Персией, Грецией. В Германии пивоварением начали заниматься одновременно с земледелием. В XI-XII веках пиво готовили в Киевской и Новгородской Руси.
        
        Уже в начале развития животноводства было известно приготовление кисломолочных продуктов.
        
        Значительно позже научились получать этиловый спирт. Вначале его применяли только в медицине под названием "Aquata vitae"- вода жизни.
        
        На заре своего развития человечество столкнулось и с результатами негативного воздействия микроорганизмов на продукты питания, здоровья человека и животных. Разрабатывались методы предотвращения порчи продуктов: сушка, замораживание, соление, квашение.
        
        Во второй половине XV века наметилось зарождение современного естествознания. Большой вклад в изучение химизма брожения внес французский химик Лавуазье. Он почти точно количественно определил весовые пропорции водорода, углерода и кислорода в исходных и конечных продуктах брожения. Именно в этих работах была изложена основная идея закона сохранения энергии.
        
        Мир микробов открыл голландский коммерсант Антон Ван Левенгук (1632-1723 гг), которого считают отцом микрографии, т.е. описательной микробиологии. Весь свой досуг Левенгук посвящал искусству шлифования стекол - и достиг в этом деле совершенства.
        
        Свои линзы он называл микроскопиями и это были примитивные простые микроскопы (состояли из одной линзы, имели короткое фокусное расстояние, давали большое увеличение). В эти линзы он разглядывал насекомых, капельки крови, слюны, воды и т.д. И вот в 1676 году Левенгук впервые увидел микробов, изучая водные настои кореньев. Он назвал их "зверушками".
        
        В 1698 году Петр I посетил Левенгука и привез в Россию микроскоп.
        
        Англичанин Гук в 1665 году создал сложные микроскопы, состоящие из системы линз - объектива и окуляра. Впервые применил микроскоп для изучения различных биологических объектов.
        
        Таким образом, начался и развивался первый этап развития микробиологии - описательная микробиология.
        
        Мюллер, Эренберг предложили классификацию по двойной ботанической номенклатуре - род, вид. Например E. coli, Penecillum chrisogenum.
        
        Второй этап развития микробиологии - физиологический период- конец 19 века. В 1836 г . французский химик Коньяр де Латур, а в1837 г. немецкий ученый Кюнтцинг независимо друг от друга высказали предположение о том, что характерное для спиртового брожения превращение сахара в спирт и СО₂ является физиологической функцией дрожжевых клеток.
        
        Второй этап развития микробиологии как науки - физиологический этап, т.е. изучение функции м/о - неразрывно связан с именем великого французского ученого Луи Пастера (1822-1895 гг). Химик по образованию, Пастер внес огромный вклад в развитие микробиологии и становлении ее как науки.
        
        Каковы же открытия Пастера?
        
        1. доказал микробиологическую природу всех процессов брожения; показал, что каждый химический тип брожения (спиртовое, молочнокислое и др.) сопровождается развитием микроорганизмов различного типа;
        
        2. он обнаружил, что существуют микроорганизмы, которые могут жить только в отсутствие свободного кислорода (анаэробы);
        
        3. изучал порчу пива и вина, вызываемую развитием нежелательных микроорганизмов (так называемые "болезни вина и пива");
        
        4. изучал инфекционные болезни и их возбудителей (сибирская язва, куриная холера и др.). Предложил путь борьбы с этими заболеваниями - предохранительные прививки (введение вакцины);
        
        5. заслуга Пастера - разработка предохранительных прививок от бешенства путем введения в организм ослабленной культуры возбудителя болезни.
        
        Многие рекомендации Пастера, в частности прогрев до температур, уничтожающих микроорганизмы, но не влияющих на качества продукта (впоследствии получившей название пастеризации), широко применяются и сейчас в винодельческой, молочной и других отраслях пищевой промышленности.
        
        Крупной вехой в развитии микробиологии было получение чистых культур микроорганизмов. Значительный вклад в решение этой проблемы внес немецкий ученый Роберт Кох.
        
        Для работы с чистыми культурами м/о необходимо было разработать аппаратуру для стерилизации посуды и питательных сред для культивирования м/о и определения технологии этого процесса. В разработку таких методов большой вклад внесли Л.Пастер, Р. Кох, Тиндаль, Шамберлен. Разработка методов чистых культур позволила создать технологию процесса, основанных на жизнедеятельности м/о и способствовала получению стабильных продуктов.
        
        В познание химизма процессов брожения большое значение имело изучение ферментов осуществляющих этот процесс; в конце 19 в. немецкие ученые братья Бухнеры показали, что брожение может проходить в отсутствие живых клеток дрожжей, под действием экстрактов дрожжевых клеток. Они предполагали, что процесс брожения вызывается одним ферментом. Русский ученый Лебедев усовершенствовал способ получения дрожжевого экстракта и показал, что в процессе брожения участвует не один, а целый ряд ферментов. Так, было установлено, что причиной брожения могут быть как сами живые клетки, так и ферменты, образуемые клеткой.
        
        Большой вклад в развитие мировой микробиологии внес С.Н. Виноградский. Наряду с работами по микробиологии почвы, он изучал также анаэробные бактерии, разлагающие пектиновые вещества. Ученик Виноградского - В.Н. Омелянский исследовал процесс анаэробного разложения целлюлозы и образования микроорганизмами метана.
        
        Во время первой мировой войны военные потребности оказали влияние на появление ряда новых производств: глицерин, получаемый ранее из животных жиров, стали получать путем микробного синтеза из сахара и мелассы (отхода сахарного производства); ацетон, необходимый для производства взрывчатых веществ, стали получать путем микробиологического синтеза на основе кукурузной муки или сахара.
        
        В 1923 г . было организовано первое микробиологическое промышленное производство лимонной кислоты, затем были организованы производства молочной, глюконовой и некоторых других органических кислот.
        
        Перед промышленностью нашей страны стояла задача перехода от кустарных производств к крупным. Омелянский В.Л., Николаев В.А. исследовали пекарские дрожжи и разрабатывали научные основы брожения теста.
        
        Работы Королева С.А., Войткевича А.Ф. по микробиологии молока и молочных продуктов способствовали развитию этой отрасли производства.
        
        На основе исследований В.Н. Шапошникова и его сотрудников было разработано микробиологическое производство молочной и масляной кислот, а также ацетона и бутилового спирта.
        
        В 30-е годы в нашей стране было организовано производство микробиологическим путем некоторых ферментов и витаминов. Приоритетным достижением было открытие советскими учеными Надсоном Г.А. и Филипповым Г.С. ( 1925 г .) мутагенного действия рентгеновского излучения на микроорганизмы, с 40-х годов м/о стали объектом интенсивных генетических исследований.
        
        В то время культивирование м/о осуществлялось в основном поверхностным способом, при котором м/о растут на поверхности среды. Лишь при производстве пекарских дрожжей, а затем - и органических кислот начали осуществлять аэробное глубинное культивирование. Новый этап в развитии микробиологической промышленности связан с началом производства антибиотиков. Вообще, открытие антибиотиков и организация их производства считается одним из важнейших достижений биологии ХХ века.
        
        Опыт промышленного производства антибиотиков привел к резкому повышению значения технических наук в микробиологической промышленности, а также к тому, что м/о начали использоваться в качестве продуцентов ряда веществ, которые ранее получали из растительного и животного сырья, а также для получения некоторых принципиально новых продуктов.
        
        Важным достижением промышленной явилась разработка теории и практическое внедрение непрерывного культивирования м/о. Этому предшествовали: разработка математической основы теории этого процесса, изучение основ регуляции роста м/о, способов воздействия на их обмен веществ, создание аппаратуры для контроля параметров культивирования.
        
        С возникновением генной инженерии появилась возможность направленно создавать для промышленности м/о с заданными свойствами.
        
        Следует отметить, что одной из характерных черт научно технического прогресса нашей эпохи является интеграция наук. Микробиология, обогатившаяся методами смежных наук - химии, физики, математики, биохимии, генетики смогли решить ряд актуальных проблем. В свою очередь, достижения микробиологии оказывают глубокое влияние на развитие смежных наук.
        
        Таким образом, несведущий в микробиологии видит практическое значение м/о в первую очередь во вреде, который они причиняют человеку, животным, растениям. Этими болезнетворными (патогенными) микроорганизмами и их специфическими особенностями занимаются такие науки, как медицинская и ветеринарная микробиология, а также фитопатия. Роль м/о как полезных организмов существенно преобладает.
        
        Строение вирусов. Классификация вирусов
        
        Вирусы классифицируют по типу генетического материала, способам репликации, строению и расположению структурных белков (капсидов), а также наличию или отсутствию оболочки.
        
        Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми и одноните-выми. К. первым относят вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы. Последние два вируса вызывают развитие доброкачественных (бородавки) и злокачественных (рак шейки матки) опухолей. Вирус гепатита В частично дву- и однонитевой. К однонитевым вирусам относят парвовирусы, вызывающие инфекционную эритему.
        
        Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. При этом последняя не всегда встраивается в хромосомную ДНК хозяина.
        
        РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНК-полимеразы.
        
        В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Последняя в свою очередь может быть матрицей для продукции вирусной (минус-однонитевой) РНК.
        
        Строение капсидов вирусов. Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся единиц (капсида) с икосаэдрическим (кубическим) или спиральным типами симметрии. Капсиды вирусов с икосаэдрическим типом симметрии имеют практически сферическую форму. Спиральный тип симметрии свойствен РНК-вирусам, капсиды которых окружают нуклеиновую кислоту, располагающуюся в виде спирали.
        
        Капсид состоит из повторяющихся компонентов (капсомеров), количество генов, кодирующих его, снижено, тем самым облегчён процесс сборки вируса.
        
        Оболочка вирусов. В некоторых случаях нуклеиновая кислота и капсидные белки вируса (нуклеокапсид) окружены липидной оболочкой, состоящей из компонентов клетки хозяина или ядерных мембран. Мембрана клетки хозяина изменяется под действием белков, кодируемых вирусом, или гликопротеинов, выступающих в роли рецепторов для других клеток хозяина. Покрытые оболочкой вирусы чувствительны к действию веществ, растворяющих липидную мембрану (например, эфиров).
        
        Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
        
        Виды бактерий. Классификация
        
        Цель классификации микроорганизмов — определение их патогенности. Например, вероятность развития заболевания при обнаружении в крови Staphylococcus aureus намного выше, чем при наличии Staphylococcus epidermidis. Некоторые бактерии (например, Corynebacterium diphtheriae и Vibrio cholerae) вызывают серьёзные заболевания и обладают способностью к эпидемическому распространению. В основе методов идентификации бактерий лежат их физико-иммунологические или молекулярные свойства.
        
        • Окраска по Граму: чувствительность грамположительных и грамотрицательных бактерий к действию антибиотиков различается. Для идентификации некоторых других микроорганизмов (например, микобактерий) необходимы иные методы окраски.
        
        Классификация бактерий по окраске по Граму
        
        • Форма: кокки, палочки или спирали.
        
        • Эндоспоры, их наличие и расположение в бактериальной клетке (терминальные, субтерминальные или центральные).
        
        • Отношение к кислороду: для существования аэробных микроорганизмов необходим кислород, в то время как анаэробные бактерии способны выживать в среде с малым его содержанием или полным отсутствием. Факультативные анаэробы могут жить как в присутствии кислорода, так и без него. Микроаэрофилы быстро размножаются при низком парциальном давлении кислорода, а капнофилы — в среде с высоким содержанием СО2.
        
        • Требовательность: для роста некоторых бактерий необходимы особые условия культивирования.
        
        Классификация бактерий по отношению к кислороду
        
        • Эссенциальные ферменты (ферментативная активность): например, недостаток лактозы в среде указывает на присутствие сальмонелл, а уреазный тест помогает определить Helicobacter.
        
        • Серологические реакции возникают при взаимодействии антител с поверхностными структурами бактерий (некоторые виды сальмонелл, Haemophilus, менингококки и др.).
        
        Значимвые в медицине виды бактерий
        
        • Грамположительные кокки:
        - стафилококки (каталазоположительные): Staphylococcus aureus и др.;
        - стрептококки (каталазоотрицательные): Streptococcus pyogenes, вызывающий ангину, фарингит и ревматическую лихорадку; Streptococcus agalactiae, вызывающий менингит и пневмонию у новорождённых.
        
        • Грамотрицательные кокки: Neisseria meningitidis (возбудитель менингита и септицемии) и N. Gonorrhoeae [возбудитель уретрита (гонореи)].
        
        • Грамотрицательные коккобациллы: возбудители респираторных заболеваний (род Haemophilus и Bordetella), а также зоонозов (рода Brucella и Pasteurella).
        
        • Грамположительные бациллы разделяют на спорообразующие и неспорообразующие бактерии. Спорообразующие бактерии подразделяют на аэробные (род Bacillus, например, Bacillus anthracis, вызывающая сибирскую язву) и анаэробные (Clostridium spp., с ними связаны такие заболевания, как газовая гангрена, псевдомембранозный колит и ботулизм). Неспорообразующие бактерии включают роды Listeria и Corynebacterium.
        
        • Грамотрицательные палочки: факультативные анаэробы семейства энтеробактерий (условно-патогенные представители нормальной микрофлоры человека и животных, а также микроорганизмы, часто встречающиеся в окружающей среде). Наиболее известные представители группы — бактерии родов Salmonella, Shigella, Escherichia, Proteus и Yersinia. В последнее время в качестве возбудителей внутрибольничных инфекций всё чаще выступают антибиотикорезистентные штаммы рода Pseudomonas (сапрофиты, широко распространённые в окружающей среде). При определённых условиях патогенной для человека может стать Legionella, обитающая в водной среде.
        
        • Спиралевидные бактерии:
        - мелкие микроорганизмы рода Helicobacter, поражающие желудочно-кишечный тракт человека и вызывающие гастрит, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки (в некоторых случаях — рак желудка);
        - возбудители острой диареи;
        - бактерии рода Borrelia, вызывающие эпидемический возвратный тиф (В. duttoni, B. recurrentis); хронические заболевания кожи, суставов и ЦНС; лаймскую болезнь (В. burgdorferi);
        - микроорганизмы рода Leptospira, относящиеся к зоонозам, вызывающие острый менингит, сопровождающийся гепатитом и почечной недостаточностью;
        - род Treponema (возбудитель сифилиса Т. pallidum).
        
        • Rickettsia, Chlamydia и Mycoplasma. Использование искусственных питательных сред возможно только для выращивания бактерий рода Mycoplasma, в то время как для выделения микроорганизмов родов Rickettsia и Chlamydia необходимо использовать культуру клеток или специальные молекулярные и серологические методы.
        
        Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
        
        Читайте также:
        
        
        При гриппе мазь виферон у беременных
        
        Какие прививки от гепатита делают взрослым до какого возраста
        
        Папилломы на ладонях и стопах
        
        Что такое вирус эболы 2014
        
        Тошнота сонливость головокружение после перенесенного гриппа