Морфология и физиология микробов

Бактерии — наиболее широко распространенная и разнообразная в видовом отношении группа микроорганизмов. Величина бактерии измеряется микронами и колеблется от 0,1 до 2−3×15−20 мкм.

Форма бактерий не является абсолютно постоянной, она способна изменяться под влиянием среды обитания. Эти изменения ненаследственные и называются модификациями. Однако при определенных условиях микробы обладают способностью сохранять присущие данному виду морфологические свойства, приобретенные ими в процессе эволюции.

По внешнему виду бактерии подразделяются на 3 основные формы: кокки, палочковидные бактерии, извитые бактерии.

Кокками (от греч. «coccus» — ягода) называют сферические или шаровидные бактерии. Различные виды бактерий этой группы различаются между собой:

• -диаметром; диаметр шаровидных бактерий не превышает 1−2 мкм;
• -взаимным расположением клеток

Все кокки неподвижны и не образуют спор.

Палочковидные бактерии имеют форму вытянутого цилиндра и различаются:

• *размерами (длиной и толщиной); средняя длина палочковидных бактерий составляет 2−7 мкм при диаметре 0,5−1 мкм. Однако есть как значительно более крупные формы, так и очень мелкие, величина которых находится на грани видимости в обычные световые микроскопы (0,1−0,2 мкм);
• *взаимным расположением клеток; палочковидные бактерии могут располагаться поодиночке, попарно (диплобактерии) и цепочками (стрептобактерии);
• *палочки бывают спорообразующие и неспорообразующие; спорообразующие палочки делятся на бациллы и клостридии;
• *палочковидные бактерии бывают подвижные и неподвижные; клетки подвижных форм палочковидных бактерий снабжены специальными приспособлениями для движения — жгутиками

Извитые формы бактерий в зависимости от степени изогнутости подразделяются на вибрионы, спириллы и спирохеты.

Вибрионы имеют вид запятой, самые мелкие из извитых форм. Длина клетки вибрионов не превышает 1−3 мкм.

Клетки спирилл длиной от 5 до 30 мкм имеют один или несколько завитков.

Характерная особенность спирохет — крайне малый диаметр клетки (0,1−0,6 мкм) при относительно большой (5−500 мкм) длине клетки. Клетки спирохет имеют вид штопора, покрыты эластичной оболочкой, позволяющей им винтообразно изгибать тело.

Все извитые формы подвижны. Движение осуществляется с помощью жгутиков (у вибрионов и спирилл) или за счет сокращения всей клетки (у спирохет).

Спора — это обезвоженная клетка, покрытая многослойной оболочкой.

Некоторые виды палочковидных бактерий способны образовывать споры. Спорообразование происходит, когда клетка попадает в неблагоприятные условия среды (изменением температуры, недостатком питательных веществ, накоплением токсичных продуктов обмена, изменением рН, понижением содержания влаги и т. д.). Таким образом, спорообразование не является обязательной стадией развития спорообразующих бактерий.

В клетке всегда образуется только одна спора Попадая в благоприятные условия, спора прорастает. Процесс превращения споры в растущую (вегетативную) клетку начинается с поглощения воды и набухания. При этом происходят глубокие физиологические изменения: усиливается дыхание и активизируются ферменты. В этот же период спора теряет термоустойчивость. Затем внешняя оболочка ее разрывается, и из образовавшейся структуры формируется вегетативная клетка.

Вирусы — это внутриклеточные паразиты. Они не размножаются на обычных питательных средах, а репродуцируются только в живых клетках млекопитающих и развивающихся куриных эмбрионах. Отдельная частица вируса называется вирионом, который имеет чрезвычайно малые размеры. Вирионы можно увидеть только с помощью электронного микроскопа при увеличении в 20—60 тыс. раз. Размер вируса 15— 350 нм. (нм — нанометр; 1 нм=10'⁶ м). Форма вирионов различных вирусов может быть овальной, палочковидной, многоугольной и нитевидной.

В отличие от бактерий вирионы того или иного вируса содержат только один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК. Первые вирусы называют ДНК-содержащими, вторые — РНК-содержащими.

ДНК или РНК вириона упакована в белковый субстрат и образует нуклеоид, выполняющий функцию ядра. Нуклеоид обладает способностью вызывать патологические изменения в клетках млекопитающих. Он окружен белковой оболочкой, состоящей из многочисленных субъединиц. Белковая оболочка вириона называется капсидой, а составляющие ее субьединицы — капсомерами.

Бактериофаги. Они встречаются повсюду, где есть микроорганизмы: в почве, водоемах, выделениях животных, пищевых продуктах и состоят из головки и удлиненного отростка. В головке бактериофага заключена нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), окруженная белковой оболочкой. Отросток бактериофага представляет собой полый белковый стержень, на конце которого могут быть нитеобразные шипы. С помощью шипов или концевого участка отростка бактериофаг прикрепляется к поверхности бактериальной клетки и впрыскивает внутрь ее нуклеиновую кислоту. Развитие бактериофага в клетке бактерий аналогично развитию вируса. Наиболее чувствительны к бактериофагам бактерии, находящиеся в стадии деления.

Грибы широко распространены в природе. Они обитают в различных климатических зонах. Особенно много их в почве, встречаются они в пресных и соленых водоемах, в местах с повышенной влажностью.

Вегетативное тело грибов называется мицелием. Состоит мицелий из множества тесно переплетенных нитей — трубочек, которые называются гифами.

Грибы в отличие от бактерий имеют более крупные размеры и вегетативные тела — гифы, образующие мицелий, клетки их содержат дифференцированные ядра, т. е. нуклеоид окружен оболочкой. Под микроскопом гифы видны в виде трубчатых волокон толщиной 1—15 мкм и длиной 10 см и более.

Мицелиальные формы грибов размножаются с помощью спор как бесполым (вегетативным), так и половым путем. Бесполое размножение может осуществляться простым делением мицелия и спорами. Во время деления клетка гриба, попав в благоприятные условия, увеличивается в размере, растет, ветвится, формируя мицелий.

Большинство грибов — сапрофиты, т. е., микроорганизмы, которые перерабатывают органические соединения из отмерших клеток и тканей. Некоторые грибы являются паразитами, т. е. обитают в живых организмах.

Дрожжи — высшие грибы, утратившие способность образовывать мицелий и превратившиеся в результате этого в одноклеточные организмы.

Клетки дрожжей имеют овальную, яйцевидную и эллиптическую форму. Несколько реже встречаются цилиндрические (палочковидные), грушевидные и лимоновидные дрожжи.

Размеры клеток дрожжей колеблются от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4 до 20 мкм в длину. В среднем масса дрожжевой клетки составляет около 510-¹¹ г. Формы, размеры и масса дрожжевых клеток изменяются в зависимости от условий среды, в которой они развиваются, и от возраста клеток.

Размножение дрожжей зависит от условий жизнедеятельности дрожжевой клетки и от вида дрожжей. Бывает половое и вегетативное размножение.