Что является характерной особенностью микробов

Микроорганизмы — многочисленная и разнообразная группа самых мелких живых существ планеты, занимающих низшие ступени эволюции. Микроорганизмы относятся к трем типам организации живого:

– доклеточные формы: вирусы, плазмиды, прионы;

– прокариоты: сине-зеленые водоросли, архебактерии, эубактерии, спирохеты, актиномицеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы;

– эукариоты: микроскопические животные (в т. ч. простейшие), растения, грибы.

Общие черты микроорганизмов и других организмов:

1. Состоят из тех же элементов, что и другие организмы.

2. Имеют в структуре те же соединения (белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты).

3. Имеют те же механизмы обеспечения энергией и биохимические процессы.

Отличительные особенности микроорганизмов:

1. Малые размеры. Диаметр большинства бактерий не превышает тысячной доли миллиметра. Эта величина — микрометр (микрон), или 10 -3 , — «аршин» микробиолога. Ультраструктуры бактерий измеряются в нанометрах: 1нм = 10 -3 мкм = 10 -6 м. Размеры мелких цианобактерий, дрожжей и простейших нахо­дятся в пределах 10 мкм. Размеры вирусов — 25–450 нм.

2. Относительная простота строения.

3. Повсеместное распространение во всех средах обитания и огромная численность популяций (до 10 12 –10 14 ).

4. Превосходство биомассы микроорганизмов над биомассой животных и растений.Микроорганизмы — самая значительная и самая разнообразная часть организмов, населяющих биосферу Земли.

5. Высокие темпы размножения (в большинстве случаев — одна генерация до 20 минут).

6. Высокая скорость адаптации к среде:

а) синтез индуцибельных ферментов.У высших растений и животных измене­ния обмена веществ жестко ограничены имеющимся на­бором ферментов, в процессе индивидуального развития состав фер­ментов у них меняется незначительно. Для имеющих малые размеры бактерий необходима высокая способ­ность к адаптации. В клетке микрококка найдется ме­сто только для нескольких сотен тысяч белковых молекул. Поэтому не­нужные в данное время ферменты не могут содержаться про запас. Индуцибельные ферменты, служащие для переработки питательных веществ, синтезируются только тогда, когда соответствующее вещество по­является вблизи клетки. Такие ферменты могут состав­лять до 10 % общего белка в клетке.

б) быстрое формирование устойчивости к антибиотикам.

7. Активность и пластичность метаболизма.Большое отношение поверхности к объему приводит к интенсивному взаимодействию с внешней средой; с этим связан очень быстрый обмен веществамимежду средой и клеткой многих микроорганизмов.

У микроорганизмов наблюдается значительное разнообразие способов питания, получения энергии и путей обмена веществ, широкий спектр конечных продуктов метаболизма. Некоторые бактерии способны утилизировать такие вещества, как аммиак, соединения железа, серы, сурьмы. Некоторые бактерии (как и растения) производят органические вещества с помощью солнечных лучей, но кислород бактерии при фотосинтезе не выделяют (в отличие от растений).

8. Генетическое разнообразие, выработанные эволюцией сложные, совершенные и высокие темпы изменчивости, быстрое формирование лекарственной устойчивости.

9. Микроорганизмы в природе — ключевой элемент круговорота веществ и энергии.Микроорганизмы создали атмосферу, осуществляют круговорот веществ и энергии в природе, расщепляют органические соединения, способствуют плодородию почв, образованию нефти и каменного угля, выветриванию горных пород. Без микроорганизмов жизнь в ее современных формах была бы невозможна.

Микроорганизмы испытывают воздействие разнообразных природных и антропогенных факторов, что, с учетом их короткого срока жизни и высокой скорости размножения, способствует их быстрому эволюционированию.

10. Роль микроорганизмов в жизни человека.

Положительная.Нормальная микрофлора является одним из факторов естественного иммунитета, обеспечивая антагонизм по отношению к патогенным микроорганизмам.С помощью микроорганизмов осуществляются важные производственные процессы: получение многих пищевых продуктов (простокваша, кефир, сыр, кумыс, квашеные пищевые продукты, вино, пиво, хлеб), производство антибиотиков, гормонов, витаминов, органических кислот, ферментов, спиртов, выделка кож. Промышленное использование анаэробов особенно выгодно, так как при выращивании анаэробов воздух в ферментеры подавать не нужно, производственный процесс облегчается, а стоимость продуктов ферментации значительно удешевляется по сравнению с аналогичными аэробными процессами.

Отрицательная. Патогенные микроорганизмы, а иногда и условно-патогенные, вызывают заболевания у человека. Различные виды бактерий вызывают порчу сельскохозяйственных и пищевых продуктов.

studopedia.org – Студопедия.Орг – 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Отличительные признаки микроорганизмов – ничтожно малые размеры и простота биологической организации. Величина микробов измеряется микро или нанометрами (1 мм=103 микрометров (мкм)=109 нанометров (нм)) и колеблется в значительном интервале для организмов разных систематических групп.

К микроорганизмам обычно относят все живые объекты, величина которых лежит за пределами видимости невооруженным глазом, т. е. не превышает 80–100 мкм. Однако среди них есть и исключения. Так, длина клетки спирохет может достигать 500 мкм, а некоторых грибов – даже нескольких миллиметров. Большинство же даже самых крупных представителей микромира по величине не превышает 100 мкм. Мельчайшие микроорганизмы (ультрамикробы) имеют размеры 0,016 – 0,26 мкм. Линейные размеры большинства бактерий лежат в пределах 0,5 – 3 мкм, хотя самые мелкие из них – микоплазмы – по величине близки к вирусам (0,12 – 0,15 мкм), а самые крупные, например клетки некоторых нитчатых бактерий, достигают в длину 50 – 55 мкм. Малые размеры микроорганизмов обусловливают целый ряд особенностей в их строении и процессах жизнедеятельности.

Большинство протистов – одноклеточные организмы, в силу чего в их строении и функциях сочетаются и клеточные, и организменные черты.

В одноклеточном организме специализированные части клетки, называемые органеллами, выполняют роль определенных органов. Например, реснички у инфузорий, жгутики у бактерий являются органами движения. С другой стороны, такие органеллы, как ядро, рибосомы, митохондрии, по своим функциям аналогичны соответствующим органоидам клеток высших растений и животных.

При сравнении строения клеток микроорганизмов различных систематических групп, как правило, оказывается, что чем крупнее микробы, тем более сложно организована их клетка. Это связано с тем, что в малых клетках необходимые для жизни продукты обмена достаточно быстро попадают в любую ее часть благодаря процессу диффузии. В крупных клетках диффузия не обеспечивает быстрого перераспределения веществ между отдельными частями клетки, поэтому в них появляются специализированные структуры, выполняющие определенные функции.

Чрезвычайно малые размеры микроорганизмов определяют большую величину отношения площади поверхности их клетки к объему. Если представить, что клетка имеет форму правильного шара с радиусом 1 мкм, то объем 24 *1010 клеток составит только 1 см3, а их суммарная поверхность окажется равной примерно 3 м2. Это объясняет одну из важнейших особенностей микроорганизмов – высокую интенсивность обменных процессов с окружающей средой и внутри клетки.

При увеличении размеров клетки ее объем V растет быстрее, чем поверхность 5, и, соответственно, снижается S/V.

Малые размеры, а следовательно, и малая масса микробов имеют экологическое значение: именно благодаря этому микроорганизмы легко переносятся потоками воздуха, насекомыми и птицами на значительные расстояния. В результате в биосфере практически не существует мест, которые не были бы заселены теми или иными видами микробов.

Еще одна важная особенность микроорганизмов – их способность приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Исключительная пластичность обменных процессов позволяет микробам с большей или меньшей легкостью адаптироваться к самым разнообразным физическим и химическим факторам окружающей среды.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

На этапе своего становления, то есть в XVII-XVIII столетиях, микробиология развивалась таким образом, что все найденные организмы описывались без введения какой-либо логичной классификации. В тот период времени микроорганизмы микробиология описывала морфологическим способом. Существенные изменения произошли в XIX столетии. К этому моменту ученые накопили довольно объемную базу знаний, а также нашли большое разнообразие микроорганизмов, грибов. Чтобы как-то ориентироваться в этом обилии информации, потребовалась логичная структура. Таковая была предложена в 1923 году, когда издали определитель бактерий. Это была первая международная работа, ставшая базовой для развития науки микробиологии.

Основные положения

Единая классификация официально была введена на международном уровне в 1980 году. Она основана на разработанной Берги системе. Ключевые ступени: царство, класс, порядок, семейство, род, вид. Последний – это самый значимый для системы деления на классы уровень. Он объединяет организмы, имеющие ряд сходств: морфология, происхождение, физиология. Кроме того, анализируются особенности обмена веществ. Если он оказывается в высокой степени сходен, тогда микроорганизмы можно объединить в вид.

Виды микроорганизмов можно подразделить на две категории:

Вторая группа включает в себя бактерии, то есть организмы, лишенные оформленного ядра. ДНК включает в себя все данные, необходимые для нормального наследования признаков. Молекула ДНК находится в клеточной цитоплазме.

Уровнем ниже

Вид – это не самый низкий уровень классификации микроорганизмов. Внутри него существуют:

• морфовары, которым свойственна особенная морфология микроорганизмов;
• биовары, которые отличаются биологией;
• хемовары, которым свойственна немного иная активность ферментов;
• серовары, выделяемые в группы в зависимости от антигенной структуры;
• фаговары, классификация которых основана на восприимчивости фагов.

Все учтено и записано

Чтобы классификации микроорганизмов по биологическим группам была стандартизированной, на международном уровне ввели систему обозначений для разных групп. В основу положена идея бинарности, то есть применяется двойная номенклатура. Название начинается с имени рода – это слово всегда пишут с заглавной буквы. А вот второе слово начинают с маленькой, оно описывает принадлежность к виду. Например: Staphylococcus aureus.

Микробиологи-медики: чему уделим особенное внимание?

Традиционно патогенные микроорганизмы – тема, которая привлекает медиков, занимающихся микробиологией. В фокусе внимания различные представители – вирусы, бактерии, хламидии и другие. Микробы преимущество для человеческого глаза неразличимы, и, чтобы разглядеть их, нужно применять специальную технику – микроскопы, многократно увеличивающие исследуемый объект.

Интересные для медицины и науки патогенные микроорганизмы включают в себя неклеточные вирусы и такие микроскопические формы жизни, которые состоят из большого числа клеток. Это различные опасные для человека (и не только) грибы, хламидобактерии, водоросли.

Базовые термины: бактерии

Что такое микроорганизмы? Для разных категорий есть разные объяснения, позволяющие разобраться, что собой представляет заинтересовавшая группа форм жизни. Например, бактериями принято именовать такие организмы, в состав которых входит лишь одна клетка. Особенность бактерий – отсутствие хлорофилла. Классификация микроорганизмов этой группы – прокариоты. Некоторые бактерии всего лишь 0,1 микрометра, но некоторые достигают 28 микрометров. Формы этих организмов зависят от среды обитания. Она определяет размеры.

Все известные науке бактерии принято делить на группы:

• кокки (шары);
• палочки (бациллы, клостридии);
• нити (хламидобактерии);
• вьющиеся (спириллы и т. д.).

Классификации микроорганизмов: подробнее

Коккам характерна форма сферы, эллипса, боба, шара. Также встречается форма ланцета. Виды микроорганизмов этой группы: дипло-, микро-, стрепто-, тетра-, стафилококки, сарцины.

Микрококкам свойственна хаотичность клеток, но это условие не обязательно: встречают такие, в состав которых входит лишь одна или две клетки. Все эти микроорганизмы считаются сапрофитами. Их среда обитания – воздух, вода.

Диплококки при делении формируют парные кокки. Типичный представитель – провоцирующий менингит менингококк, а также источник гонореи гонококк. Как и диплококки, в одной плоскости могут делиться витые стрептококки, но их особенность – наличие разноразмерных цепочек. Эти микробы и бактерии опасны, возбуждают разнообразные заболевания, даже приводящие к летальному исходу.

А что еще есть?

Что такое микроорганизмы-тетракокки? Уже само название говорит об отличительной черте таких форм жизни: тетра на латыни означает «четыре». Такие микроорганизмы способны делиться в плоскостях, перпендикулярных друг относительно друга. Для человека они относительно безопасны: пока известно мало заболеваний, провоцируемых тетракокками.

Известны кокки сардины. Им свойственно деление в трех плоскостях, перпендикулярных относительно друг друга. Визуально организмы похожи на тюки. В их составе обычно 8-16 клеток. Среди обитания этих микроорганизмов – воздух. Провоцируемые ими человеческие болезни науке не известны, поэтому на текущий момент считается, что их не существует.

А вот значение микроорганизмов-стафилококков учеными было открыто довольно давно – они провоцируют кожные болезни, поражающие не только человека, но и различных животных. Визуально организмы подобны гроздям. Деление доступно в разных плоскостях. Обычно обитают скоплениями, форма – хаотическая.

Палочки

По классификации микроорганизмов к этой группе принадлежат бактерии, бациллы, клостридии. Обычный размер – 1-6 мкм длиной, 0,5-2 мкм шириной. Палочки-бактерии спор не формируют. Известны опасные формы: кишечная, туберкулезная, дифтерийная и прочие. Бациллы, клостридии – микробы, создающие споры. Они провоцируют разнообразные опасные (даже смертельные) инфекции: сибирская язва, сенная лихорадка, столбняк.

Выделяют короткие палочки, длинные, а также с разными концами: круглыми, острыми. Описание морфологии микроорганизмов предполагает изучение взаимного расположения. Этот параметр стал основой разделения на три группы:

• попарное расположение;
• бессистемные;
• стрептобациллы, стрептобактерии.

Первые провоцируют пневмонию, вторая группа вызывает очень большой спектр болезней, а третья – сибирскую язву, мягкий шанкр.

Реже можно наблюдать бактерии, на концах которых есть утолщение, напоминающее формой булаву. Действующая классификация микроорганизмов предполагает отнесение их к палочкам. Отличительная особенность этой группы – палочка может спровоцировать дифтерию, а ряд подвидов – лепру, туберкулёз.

Витые микроорганизмы

Вибрионы, принадлежащие к этой группе, изгибаются на 14 витков и по форме похожи на символ «,». К ним причисляют широко распространённые вибрионы: холерный, водный. Спириллы, относящиеся к витым микроорганизмам, отличаются изгибом в один либо несколько витков. Наука знает лишь один опасный человеку вид – он провоцирует содоку. Это заболевание можно получить, если укусит грызун (например, крыса).

Спирохеты представляют собой похожие на штопор микроорганизмы длиной 0,3-1,5 мкм, шириной 7-500 мкм. Сюда причисляют сапрофитов, некоторые другие опасные виды. Питательные среды микроорганизмов – грязные воды, мертвые массы. Известны три вида, провоцирующие болезни у человека: бореллия, лептоспира, трепонема.

Общие особенности витых микроорганизмов

Все описанные выше группы полиморфны. Это означает, что внешняя среда определяет форму, размер. Значимыми являются:

• температура;
• влияние лекарственных препаратов;
• наличие дезинфекции.

Лабораторное диагностирование обязывает учитывать способность бактерий меняться. Также эти особенности влияют на разработку, производство препаратов, используемых в профилактике и лечении заболеваний.

Не убежать

Академик Омельянский однажды написал, что микробы невидимы, но они всегда рядом с человеком, как друзья и враги. Эти микроскопические формы жизни наполняют воздух, почву, воду, находятся в человеческом теле, в любом животном. Некоторые могут использоваться с пользой для человека, что особенно актуально для пищевой промышленности, но многие смертельно опасны, так как провоцируют болезни. Именно из-за микробов может портиться еда.

Впервые микробы были обнаружены в XVII столетии, когда удалось сконструировать линзы с 200-кратным увеличением. Микромир поразил ученого, впервые увидевшего его, – голландца Левенгука. Спустя некоторое время исследования были продолжены Пастером, выявившим специфику жизнедеятельности микроскопической жизни. Например, удалось объяснить брожение спирта, некоторых человеческих заболеваний. Тогда впервые была изобретена вакцина. Первыми болезнями, побежденными таким методом, стали сибирская язва, бешенство.

Отличительные особенности: микробы

К этой группе относят организмы (большей частью состоящие из одной клетки), увидеть которые можно лишь при большом увеличении. Размеры большей части известных науке микробов – в границах от тысячной доли миллиметра до тысячной доли микрометра. Видов этой формы жизни – огромное количество. Разные микробы могут существовать в разных средах. Выделяют категории:

Также существует классификация:

Микроскопическая жизнь: образование спор

Процесс непростой, споры совсем не такие, как клетка бактерии. Споры защищены плотной оболочкой, внутри которой – небольшой объём жидкости. Спора не нуждается в питательном веществе, замирают процессы размножения. Такая форма жизни существует долгое время в самых неприятных условиях: минусовых температурах, в жаре или высушивании. Некоторые споры жизнеспособны десятилетиями, веками. Такими опасными считаются микроорганизмы, провоцирующие столбняк, сибирскую язву и ботулизм. Как только среда становится комфортной для существования, спора разрастается и начинает размножаться.

Бактерии: строение

Обычная клетка бактерии состоит из оболочки и слизистого покрытия, зачастую формирующего капсулу. Внутри – цитоплазма, защищенная мембраной. Цитоплазма – не имеющий цвета белок в коллоидной форме. Внутри цитоплазмы – рибосомы, ядро, ДНК. Здесь клетка запасает питательные компоненты.

Существуют способные двигаться бактерии. Для этого природа наделила их тонкими нитями, называемыми жгутиками. Жгуты вращаются, что проталкивает бактерию на новое место обитания. У некоторых это пучки, у других одиночные ниточки. Есть бактерии, у которых жгуты расположены по всей поверхности. Чаще всего жгуты наблюдаются у палочек, витых форм. А вот кокки жгутиков в основной массе лишены, поэтому этот вид микроскопической жизни неподвижен.

Размножение – деление. Некоторые делятся каждые 15 минут, поэтому рост колонии стремителен. Чаще всего это наблюдается в пище, обогащенных питательными компонентами веществах.

Вирус: интересно и необычно

Это довольно специфическая, ни на что не похожая группа микроскопической жизни. Известные науке вирусы имеют размер от 8 до 150 нм. Разглядывают их лишь через систему современного увеличения – электронный микроскоп. В составе некоторых – белок, кислота. Микроскопические организмы провоцируют многие заболевания, среди них – корь, гепатит. Поражают животных, инициируя чуму, иные нарушения, включая очень опасный ящур.

Известные науке вирусы бактерий обозначают термином «бактериофаги», а вот против грибов работают «микофаги». Первых можно найти везде, где встречается микроскопическая жизнь. Они провоцируют гибель микроба, поэтому используются в лечебных, профилактических целях, эффективны при инфекциях.

Риккетсии и грибы

Первые – это микроскопические организмы, сходные и с вирусами, и с бактериями, поэтому ученые называют их промежуточным вариантом между этими группами. Риккетсии не могут двигаться, имеют форму палочек, не формируют капсул, спор. Нормальная риккетсия – не длиннее 1 мкм. Риккетсии паразитируют внутри клеток.

Грибы – это тоже очень интересная группа микроорганизмов. Их особенность – отсутствие хлорофилла. Такая форма жизни не способна продуцировать органику, но нуждается в ней, чтобы существовать. Это определяет субстраты, на которых могут выживать грибы: среда должна быть богата питательными компонентами. Грибы поражают человека, провоцируют болезни насекомых, животных, даже растений. Именно они взывают самые неприятные болезни привычной нам картошки – рак, фитофтору.

Грибные клетки состоят из вакуоли, ядра. Визуально сходны с клетками растений. Форма: длинные ветви. Клетка состоит из сплетенных меж собой ниточек, именуемых учеными гифами. Гифы – строительный материал для грибницы, состоящей из клеток (с 1-2 ядрами). Впрочем, известны мицелии, представляющие собой одну клетку с большим количеством ядер. Такие называются неклеточными. Грибница – база для роста плодового тела. Впрочем, известны такие грибы, которые состоят из одной клетки и не нуждаются в мицелии.

Грибы: особенности

Науке известны разные способы размножения грибов. Один из них – деление гиф, то есть вегетативный метод. Преимущественно грибы размножаются спорами, причем деление бывает половым, бесполым. Споры могут выживать в самых агрессивных средах столетиями. Спелые споры перед прорастанием «путешествуют» на большие расстояния, используя носителей. Как только спора оказывается в богатой питательными компонентами среде, она прорастает, появляются нити, мицелий.

Многие известные науке грибы принадлежат к категории плесневых. В естественных условиях встречаются в самых разных местах. Особенно охотно микроорганизмы прорастают на пище. Разглядеть их несложно – появляется цветной налет. Наиболее часто в быту человек сталкивается с мукоровыми грибами, формирующими белую, довольно пушистую массу. Если овощи покрылись «мягкой» гнилью, вероятно, здесь появился ризопус. А вот если тонкая пленка на грушах, яблоках, тогда причина, вероятно, в ботритисе. Довольно часто плесень провоцируется микроорганизмами пенициллиум.

Опасность и польза

Грибы не просто портят продукты, но отравляют. На это способны микроорганизмы, продуцирующие микотоксины: фузариум, аспергиллус.

Впрочем, известны полезные человеку грибы. Они довольно широко используются в изготовлении лекарства, продуктов питания. Так, пенициллиум незаменим при изготовлении пенициллина – антибиотика, используемого при широком спектре заболеваний. Не обойтись без него и при изготовлении благородных, дорогих сыров – рокфор, камамбер. Аспергиллус необходим для ферментных средств, применяется при изготовлении лимонной кислоты.

Бактерии-грибы

Еще одна интересная группа микроскопических организмов, обнаруженная учеными – это актиномицеты. Они обладают некоторыми свойствами грибов, но в то же время имеют признаки бактерий. С первыми их связывает метод размножения, наличие грибницы, гифов. Общие черты с бактериями – особенность строения, биохимия.

Дрожжи

Наконец, дрожжи – это такие микроскопические организмы, которые состоят из одной клетки. Дрожжи не могут двигаться, разрастаются до 10-15 мкм. Преимущественно они овальные, круглые, но встречаются и в форме палочек, серпов. Изредка даже попадаются сходные по форме с лимонами. Клеточное строение сходно со свойственным грибам, есть вакуоль, ядро. Дрожжи делятся, образуют споры, размножаются почкованием.

В природных условиях встречается большое разнообразие дрожжей. Они живут на растениях, есть в почве, пище, отходах – везде, где есть сахар. В пище дрожжи вызывают порчу, так как продукты киснут, начинают бродить. Есть и такие формы, которые продуцируют углекислый газ, спирт из сахара. Они активно применяются человеком уже долгое время для изготовления спиртных напитков. Есть и опасные для здоровья человека виды дрожжей – такие провоцируют кандидоз. И по сей день борьба с пободными грибками представляет собой большую сложность, а кандидоз в некоторых формах может приводить даже к летальному исходу (например, системный).