Окраска микроорганизмов по Граму. Микроскопические грибы

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Отношение микроорганизмов к окраске по Граму

Методика:

1) окрасить мазок генцианвиолетом (2 мин, через фильтровальную бумагу);

2) бумагу удалить, оставшуюся краску слить;

3) окрасить мазок раствором Люголя (1 мин); 4) раствор Люголя слить и нанести несколько капель чистого 96% спирта (30-40 с осторожно покачивать стекло);

5) тщательно смыть спирт водой;

6) окрасить водным фуксином (2 мин);

7) промыть водой и высушить.

Все бактерии по отношению к окраске по Граму делятся на грамположительные - темно-фиолетового цвета и грамотрицательные - красного. Способность окрашиваться в тот или другой цвет зависит от их химического состава. У грамположительных бактерий в клеточной стенке отсутствуют ароматические и серосодержащие аминокислоты, отмечается низкое содержание липидов, у грамотрицательных, напротив, эти вещества содержатся в большом количестве. Кроме того, у грамположительных бактерий имеется магниевая соль рибонуклеиновой кислоты, отсутствующая у грамотрицательных. Она и образует прочный химический комплекс с белком, генцианвиолетом и йодом, который не разрушается при кратковременном действии спирта. У грамотрицательных такой комплекс не образуется. Они легко обесцвечиваются под действием спирта. Успех окраски зависит от ряда причин и, прежде всего, от правильности обработки спиртом. При длительном его воздействии краска может быть вымыта и из грамположительных бактерий. В таком случае в ходе дополнительной окраски фуксином они примут красный цвет. Слишком кратковременное действие спирта не позволит выявить грамотрицательные бактерии.

Окраска кислотоустойчивых бактерий

Кислотоустойчивые микроорганизмы обладают выраженной устойчивостью к неорганическим кислотам, спиртам и щелочам. Это связано с наличием в клеточной стенке и цитоплазме сравнительно большого количества липидов (воскоподобных веществ). Бактерии этой группы очень плохо окрашиваются обычными красками, поэтому применяют концентрированные растворы красок с подогревом. При последующей кратковременной обработке кислотой тела микробных клеток, воспринявшие краску, не обесцвечиваются. Это позволяет отличить кислотоустойчивые бактерии от бактерий, не обладающих этим свойством. Их окрашивают по методу Циля - Нельсена, разработанному с учетом всех указанных особенностей.

2. Микроскопические грибы и их характеристика

Грибы - бесхлорофилльные низшие организмы, объединяющие около 100 000 видов, от мелких микроскопических организмов до таких великанов, как трутовики, гигантский дождевик и некоторые другие. В них сочетаются черты растений и животных, а также признаки, свойственные только грибам. Признаки растений: неподвижность, постоянный рост, питание растворенными веществами, наличие клеточных оболочек. Признаки животных: отсутствие пластид и способности к фотосинтезу, наличие хитина в клеточных оболочках. Грибы - древние гетеротрофные организмы, занимающие особое место в общей системе живой природы. Они могут быть как микроскопически малы, так и достигать нескольких метров. Поселяются на растениях, животных, человеке или на мёртвых органических остатках, на корнях деревьев и трав. Их роль в биоценозах велика и разнообразна. В цепи питания они являются редуцентами - организмами, питающимися мёртвыми органическими остатками, подвергающими эти остатки минерализации до простых органических соединений. В природе грибы играют положительную роль: они пища и лекарства для животных; образуя грибокорень, помогают растениям всасывать воду; являясь компонентом лишайников, грибы создают среду обитания для водорослей. В системе органического мира грибы занимают особое положение, представляя отдельное царство, наряду с царствами животных и растений. Они лишены хлорофилла и поэтому требуют для питания готовое органическое вещество (принадлежат к гетеротрофным организмам). По наличию в обмене мочевины, в оболочке клеток - хитина, запасного продукта - гликогена, а не крахмала - они приближаются к животным. С другой стороны, способом питания (путём всасывания, а не заглатывания пищи), неограниченным ростом они напоминают растения. Вегетативное тело гриба представляет собой мицелий (грибницу), состоящий из нитей - гифов. Это признак, свойственный только грибам.

Шляпочные грибы

Помимо грибницы они образуют плодовые тела, которые в быту и называют грибами. Плодовое тело также состоит из гиф и делится на шляпку и ножку. С нижней стороны шляпки видны пластинки или отверстия очень тонких трубочек.

Различают трубчатые и пластинчатые грибы. Трубчатые грибы: белый, подберезовик, масленок и др. Пластинчатые грибы: сыроежка, опенок, лисичка и др.

В трубочках и на пластинках образуются мельчайшие споры. Даже в небольших плодовых телах их миллионы. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в гифу. Гифы растут, ветвятся, число клеток увеличивается. Образуется мицелий - белая плесень на земле, опавших листьях. В этом виде гриб может пребывать длительное время.

Шляпочные грибы всасывают из почвы воду, минеральные соли, органические вещества. Многие из них (но не все) могут получать органические вещества только из корней деревьев. При этом гифы тесно оплетают корень и даже проникают внутрь его клеток. Корни дерева, в свою очередь, получают от гриба воду и минеральные соли. Подобные связи называются симбиозом, а симбиоз мицелия гриба с корнями - микориза. Одни грибы связаны лишь с определенными древесными породами (подосиновик - осина, подберезовик - береза), другие - с несколькими (белый гриб - сосна, ель, дуб, береза). Не образуют микоризу, например, шампиньоны. Поэтому их легче разводить искусственно.

Большинство шляпочных грибов съедобны. Однако среди них есть и малосъедобные и очень ядовитые грибы. Самые ядовитые грибы - бледные поганки, ядовиты также мухоморы, ложные опята, ложные лисички, горький боровик и др.

Плесневые грибы

Очень многие грибы не образуют крупных плодовых тел, но размножаются также спорами. Плесневые грибы образуют мицелий на хлебе, варенье и других продуктах. Гриб мукор представляет собой белую пушистую плесень. Споры же образуются внутри шарообразных спорангиев. Мицелий мукора не разделен на клетки, но ядер много.

Гриб пеницилл образует зеленую плесень. Мицелий разделен на клетки. Некоторые гифы образуют на концах кистевидные разветвления, заканчивающиеся цепочками спор. Из пеницилла изготавливают одно из известнейших лекарств - пенициллин. Применяется он при гнойно-воспалительных заболеваниях, легочных заболеваниях и др. Пенициллин относится к антибиотикам - веществам, подавляющим развитие многих бактерий и вирусов.

Дрожжевые грибы

Дрожжи - одноклеточные неподвижные организмы овальной или удлинённой формы, размером 8-10 мкм. Настоящего мицелия не образуют. В клетке имеется ядро, митохондрии, в вакуолях накапливается много веществ (органических и неорганических), в них происходят окислительно-восстановительные процессы. Дрожжи накапливают в клетках волютин. Вегетативное размножение почкованием или делением. Спорообразование наступает после многократного размножения почкованием или делением. Оно совершается легче при резком переходе от обильного питания к незначительному, при поступлении кислорода. В клетке число спор парное (чаще 4-8). У дрожжей известен и половой процесс. Дрожжевые грибы, или дрожжи, встречаются на поверхности плодов, на содержащих углеводы растительных остатках. От других грибов дрожжи отличаются тем, что не имеют грибницы и представляют одиночные, в большинстве случаев овальные клетки. В сахаристой среде дрожжи вызывают спиртовое брожение, в результате которого выделяются этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс ферментативный, протекает при участии комплекса ферментов. Освобождающаяся энергия используется дрожжевыми клетками на жизненные процессы. Размножаются дрожжи почкованием (некоторые виды - путём деления). При почковании на клетке образуется выпуклость, напоминающая почку. Ядро материнской клетки делится, и одно из дочерних ядер переходит в выпуклость. Выпуклость быстро растёт, превращается в самостоятельную клетку и отделяется от материнской. При очень быстром почковании клетки не успевают разъединяться и в результате получаются короткие непрочные цепочки.

Грибы-паразиты

Вероятно, не менее 30% всех грибов - паразиты растений, а некоторые вызывают опасные болезни животных и человека - микозы. Назовем важнейшие паразитические грибы, вызывающие болезни сельскохозяйственных культур. Паразитные грибы очень приспособлены к растению-хозяину. На первых этапах жизни они даже стимулируют его развитие, клеток не убивают, и не пронизываю мицелием, а питаются с помощью выростов - гаусторий. Имеются экзопаразиты, которые живут на поверхности растений (мучнистая роса), и эндопаразиты, живущие на теле хозяина. Среди них есть межклеточные (ржавчинные грибы) и внутриклеточные (синхитрия) паразиты. Эти грибы паразитируют на растениях, реже на животных. Не менее ѕ всех грибов - сапрофиты. Сапрофитный способ питания связан преимущественно с продуктами растительного происхождения (кислая реакция среды и состав органических веществ растительного происхождения более благоприятны для их жизни). Грибы-симбионты связаны преимущественно с высшими растениями, мохообразными, водорослями, реже - с животными. Примером могут быть лишайники, микориза. Микориза - это сожительство гриба с корнями высшего растения. Гриб помогает растению усваивать труднодоступные вещества гумуса, способствует поглощению элементов минерального питания, помогает своими ферментами в углеводном обмене, активизирует ферменты высшего растения, связывает свободный азот. От высшего растения гриб, очевидно, получает безазотные соединения, кислород и корневые выделения, способствующие прорастанию спор. Микориза очень распространена среди высших растений, она не обнаружена лишь у осоковых, крестоцветных и водных растений.

Головневые грибы. Паразитируют на пшенице, ржи, кукурузе и других сельскохозяйственных злаках. Признак поражения - черные, как бы обугленные колоски, наполненные спорами гриба.

Хлебная ржавчина. Поражает главным образом пшеницу. За лето образуется несколько поколений спор ржаво-красного цвета, покрывающих листья и стебли. Цикл развития гриба очень сложный. Весной и в начале лета он развивается на барбарисе.

Мучнистая роса картофеля - фитофтора. Признак поражения - белый пушок на листьях и клубнях. В середине прошлого века порча картофеля мучнистой росой вызывала настоящий голод среди населения, питающегося главным образом картофелем.

Большое распространение имеют также мучнистая роса крыжовника и роз, парша плодовых деревьев, спорынья ржи (вызывает отравление) и многие другие.

Трутовики. Так называют грибы, образующие многолетние копытообразные плодовые тела на деревьях. Они могут питаться живыми клетками деревьев, но также и мертвой древесиной.

Роль грибов в природе

Многие грибы срастаются с корнями деревьев и трав. Их сотрудничество взаимовыгодно. Растения дают грибам сахар и белки, а грибы разрушают находящиеся в почве мёртвые остатки растений и всасывают всей поверхностью гиф воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Корни, сросшиеся с грибами, называют микоризой. Большинство деревьев и трав образуют микоризу. Грибы играют в экосистемах роль разрушителей. Они уничтожают мёртвую древесину и листья, корни растений и трупы животных. Все мёртвые остатки они превращают в углекислый газ, воду и минеральные соли - в то, что могут усвоить растения. Питаясь, грибы набирают вес и становятся пищей животных и других грибов.

микроорганизм окраска грамм вирус

3. Репродукция вирусов

Для вирусов характерен дизъюнктивный (от disjuncus -- разобщенный) способ репродукции-размножения. Потомство вируса возникает в результате сборки нуклеиновых кислот и белковых субъединиц, которые синтезируются раздельно клеткой хозяина.

Проникновение вируса в клетку и воспроизведение себе подобных проходит в несколько фаз:

1.проникновение в клетку хозяина,

2.синтез ферментов, необходимых для репликации вирусных нуклеиновых кислот,

3.синтез вирусных частей,

4.сборка и композиция зрелых вирионов,

5.выход зрелых вирионов из клетки.

Стадии репродукции вирусов. 1 - адсорбция вириона на клетке; 2 - проникновение вириона в клетку путем виропексиса; 3 - вирус внутри вакуоли клетки; 4 - `раздевание вириона вируса; 5 - репликация вирусной нуклеиновой кислоты; 6 - синтез вирусных белков на рибосомах клетки; 7 - формирование вириона; 8 - выход вириона из клетки путем почкования.

Фаза I -- адсорбция вириона на поверхности клетки.

Протекает в две стадии: первая -- неспецифическая, когда вирус удерживается на поверхности клетки при помощи электростатических сил, т. е. благодаря возникновению противоположных зарядов между отдельными участками мембраны клеток и вируса. Эта фаза взаимодействия вируса с клеткой обратима, на нее оказывают влияние такие факторы, как рН и солевой состав среды.

Вторая стадия -- специфическая, когда взаимодействуют специфические рецепторы вируса и рецепторы клетки, комплементарные друг другу. По химической природе рецепторы клетки могут быть мукопротеидами (или мукополисахаридами) и липопротеидами. Разные вирусы фиксируются на разных рецепторах: вирусы гриппа, парагриппа, аденовирусы -- на мукопротеидах, а вирусы клещевого энцефалита, полиомиелита -- на липопротеидах.

Фаза II -- проникновение вируса в клетку. Электроноскопические наблюдения за процессом проникновения вирусов в чувствительные к ним клетки показали, что оно осуществляется посредством механизма, напоминающего пиноцитоз, или, как чаще называют, виропексис. В месте адсорбции вируса клеточная стенка втягивается внутрь клетки, образуется вакуоль, в которой оказывается вирион. Параллельно клеточные ферменты (липазы и протеазы) вызывают депротеинизацию вириона -- растворение белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты.

Фаза III -- скрытый период (период эклипса -- исчезновения). В этот период в клетке невозможно определить наличие инфекционного вируса ни химическими, ни электронно-микроскопическими, ни серологическими методами. О сущности этого явления и его механизмов пока известно мало. Предполагается, что в скрытой фазе нуклеиновая кислота вируса проникает в хромосомы клетки и вступает с ними в сложные генетические взаимоотношения.

Фаза IV -- синтез компонентов вириона. В этой фазе вирус и клетка представляют единое целое, вирусная нуклеиновая кислота выполняет генетическую функцию, индуцирует образование ранних белков и изменяет функцию рибосом. Ранние белки подразделяются на:

а) белки-ингибиторы (репрессоры), подавляющие метаболизм клеток

б) белки-ферменты (полимеразы), обеспечивающие синтез вирусных нуклеиновых кислот.

Синтез нуклеиновых кислот и белков протекает неодновременно и в разных структурных частях клетки. У вирусов, содержащих ДНК или РНК, эти процессы имеют некоторые различия и особенности.

Фаза V -- формирование зрелых вирионов. Процесс «сборки» вируса осуществляется в результате соединения компонентов вирусной частицы. У сложных вирусов в этом процессе принимают участие клеточные структуры и происходит включение в вирусную частицу липидпых, углеводных, белковых компонентов клетки хозяина.

Процесс формирования вирионов начинается спустя определенное время после того, как начал осуществляться синтез составляющих их компонентов. Продолжительность этого периода довольно вариабельна и предопределяется природой вируса -- для РНК-содержащих обычно короче, чем для ДНК-вирусов. Например, продукция полных вирусных частиц осповакцины начинается приблизительно спустя 5--6 ч после инфицирования клеток и продолжается в течение последующих 7--8 ч, т. е. после того как синтез вирусной ДНК уже завершен.

Между нуклеиновой кислотой и соответствующим белковыми субъединицами образуются очень прочные связи, о чем свидетельствуют трудности отделения белка от вирусной нуклеиновой кислоты. Большую прочность вирусной частице придают входящие в ее состав углеводы и особенно липиды.

Формирование вирионов, так же как и синтез компонентов вируса, происходит в разных местах клетки, при участии различных клеточных структур. После завершения процесса формирования образуется зрелая дочерняя вирусная частица, обладающая всеми свойствами родительского вириона. Но иногда наблюдается образование так называемыхнеполных вирусов, которые состоят или только из нуклеиновой кислоты, или из белка, или из вирусных частиц, формирование которых остановилось в какой-то промежуточной стадии.

Фаза VI -- выход зрелых вирионов из клетки. Существуют два основных механизма выхода зрелых вирионов из клетки:

1) выход вириона с помощью почкования. В этом случае наружная оболочка вириона происходит из клеточной мембраны, она содержит как материал клетки хозяина, так и вирусный материал;

2) выход зрелых вирионов из клетки через бреши в мембране. Эти вирусы не имеют наружной оболочки. При таком механизме выхода вирусов клетка, как правило, погибает и в среде появляется большое количество вирусных частиц.

Причиной гибели зараженной клетки могут быть три механизма:

1.работа вируса, «истощающая» клетку;

2.защитная реакция клетки, запускающая генетическую программу ее гибели (апоптоз);

3. иммунная система организма, уничтожающая зараженную клетку.

Кроме продуктивного типа взаимодействия вируса и клетки возможно интегративное сосуществование или вирогения. Вирогения характеризуется интеграцией (встраиванием) нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки, а также репликацией и функционированием вирусного генома как составной части генома клетки. Для интеграции с клеточным геномом необходимо возникновение кольцевой формы двунитевой ДНК вируса. Встроенная в состав хромосомы клетки вирусная ДНК называется провирусом. Провирус реплицируется в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток, т.е. состояние вирогении наследуется. Под влиянием некоторых физических или химических факторов провирус может переходить в автономное состояние с развитием продуктивного типа взаимодействия с клеткой. Дополнительная генетическая информация провируса при вирогении сообщает клетке новые свойства, что может быть причиной развития опухолей, аутоиммунных и хронических заболеваний. На способности вирусов к интеграции с геномом клетки основаны персистенция (от лат. persisto - постоянно пребывать, оставаться) вирусов в организме и развитие персистентных вирусных инфекций. Например, вирус гепатита В способен вызывать персистирующие поражения с развитием хронического гепатита и часто опухолей печени.

Размещено на Allbest.ru