3. Отдел Tenericutes (лишены клеточных стенок)

- не синтезируют пептидогликан, формы клеток могут меняться. Мелкие, формы размножения различны ,фрагментация, могут образовывать неклеточный мицелий

1. Порядок Микоплазмы

4. Отдел Mendosicutes (странные)

- по граму могут быть окрашены разнообразно, настоящего пептидогликана не синтезируют – псевдопептидогликан/целлюлозу/фибриллы хитина. Высокое количество фибрилл белка. Форма клеток разнообразна, могут образовывать нитчатые формы. Размножаются путем деления надвое, фрагментами. Колонии, почкование.

1. Класс Archaebacteria (археи)

1. Группа Метаногенные бактерии

- восстанавливают углекислоту до метана при окислении водорода. Широко распространены (почва, осадки, ЖКТ животных). Способствуют образованию полезных ископаемых. Симбионты животных (поганофор)

2. Группа Аэробныесероокисляющиеархобактерии

- окисляют минералы S. Вулканические источники и др. Могут жить в горячей серной кислоте рН=3

3. Группа Анаэробныесеровосстанавливающиеархебактерии

- +85 до +150^оС. Восстанавливают серу до H₂S₂ . Гидротермальные источники

4. Группа Галобактерии

- обладают фотопигментами. Бактериородопсин. Безкислородный тип фотосинтеза, выдерживают соленость среды _конц.Cl^- до 25%

5. Группа Термоплазмы( термоацидофильне)

- не имеют клеточной стенки (белковая). Горячие вулканические источники +60^оС, рН=3(1)

6. Принципы классификации мицелиальных грибов. Характеристика основных классов.

Грибы отнесены к царству Fungi (Mycota), подразделяемому на отделы Мухотусоta (грибы слизевики) и Eumycota (истинные грибы). Истинные грибы, гифы которых не имеют пepeгoродок, известны как низшие грибы. К ним относят классы Chrytidiomycetes, Hyphochrytidiomycetes, Oomycetes, Zygomycetes. Представители классов Ascomycetes, Basidiomycetes и Deuteromycetes -высшие грибы, так как их гифы имеют перегородки-септы. К ним относят подавляющее большинство видов, вызывающих заболевания у человека.

Царство Fungi

- септический мицелий, у низших не септический, но многоядерный. У некоторых движение спор. Различный образ жизни(сапротрофы, паразиты, хищники)

Класс Chitridiomycetes

К хитридиомицетам принадлежат наиболее простые по строению микроорганизмы, с несколькими ядрами, чьё развитие обязательно связано с водой. Их мицелий слаборазвит или же находится в зачаточным состоянии (это ризомицелий), основная масса таллома (слоевища) представляет собой так называемое плазменное тело, из которого вырастают ризоидные (слаборазвитые) гифы. А самые примитивные представители хитридиомицетов вообще не располагают мицелием и их тело в вегетативном состоянии представлено одиночной клеткой, иногда лишённой жёсткой клеточной стенки. Основа их клеточной стенки - хитиново-глюкановая, как и у высших грибов.У некоторых грибов вегетативное тело представляет собой амебоид (цитоплазматическую массу), которая образует зооспорангий (орган бесполого размножения), где и содержатся их зооспоры (споры бесполого размножения). У других оно в виде одноядерной клетки с разветвлённым ризомицелием и только у немногих видов вегетативное тело состоит из многоядерного неклеточного слаборазветвлённого мицелия. Споры и половые клетки хитридиомицетов располагают одним гладким бичевидным жгутиком, который прикреплен к заднему концу зооспоры и с его помощью они передвигаются и поражают любое растение. Именно так и происходит их бесполое размножение. Но размножаются хитридиомицеты и половым путем, и формы его различны:

- изогамия

- гетерогамия

- оогамия

- хологамия

Класс Saccharomycetes

К порядку относятся грибы, обладающие дрожжеподобным ростом. Если клетки долго не разъединяются, то формируется псевдомицелий. Клеточная стенка маннаново-глюкановая.Вегетативное размножение осуществляется почкованием.

Половое размножение — гаметангиогамия, происходит в виде копуляции содержимого гаметангиев, в роли которых выступают соматические клетки. Ядра сливаются одновременно с цитоплазмой, образуется диплоидная клетка, а дикариофаза отсутствует. Грибы играют большую роль в природе как сапротрофы. В хозяйственной деятельности человека используются пекарские, винные и пивные дрожжи. Широко распространены в природе, поселяются на разных субстратах, содержащих сахара: плодах, раненых побегах древесных растений. Некоторые виды могут обитать в почве.

Класс Eurotiomycetes

Грибы, относящие к классу, имеют плодовые тела клейстотеции чаще всего с беспорядочно расположенными прототуникатными сумками. Аскоспоры освобождаются пассивно.Грибы этого порядка широко распространены, имеют многоклеточный мицелий. Размножаются в основном вегетативно (фрагментация) или бесполым путем. Стадия бесполого размножения (анаморфа) представлена конидиями. Половое размножение встречается редко. Стадия полового размножения (телеоморфа) — клейстотеций с прототуникатными сумками, расположенными беспорядочно. Характерно образование склероциев, видимых даже без микроскопа. Грибы играют важную роль в природе как сапротрофы, паразиты, микоризообразователи. Нашли они применение в медицине как продуценты антибиотиков (пенициллин), аминокислот, витаминов группы B, ферментов, органических кислот. Их широко используют в пищевой промышленности, например, для изготовления «голубых» сыров (камамбер, бри, рокфор).

Класс Pucciniomycetes

97,5 % относятся к порядку ржавчинных грибов. Большинство видов — паразиты растений, грибов и животных.

Класс Ustilagiohomycetes

Представители класса являются паразитами растений. В циклах развития преобладает дикариотичная стадия, но есть гаплоидная и диплоидная стадии. Гаплоидная стадия чаще всего дрожжеподобная. Мицелий дикариотичный, септированный, с простыми септами, часто с пряжками (у рода Tilletia пряжек нет). Распространяется по межклетникам, в клетки отходят гаустории. Головневые грибы поражают практически любой орган, распространяясь по всему растению. В области контакта гриба и клетки растения-хозяина возникает особая зона взаимодействия. На концах дикариотичных гиф или внутри них образуются толстостенные споры (головневые споры) Ядра сливаются (кариогамия), а мейоз происходит непосредственно перед их прорастанием. Клеточная стенка многослойная, хитиново-глюкановая. Плодовые тела не образуются. Базидии с поперечными перегородками (фрагмобазидии) развиваются на мицелии или из покоящейся споры (Tilletiacaries имеет холобазидии). Половой процесс — соматогамия.

Класс Hyphomycetes

У одного вида грибов может быть несколько конидиальных спороношений, относящихся к разным родам анаморфных грибов. Подразделение на порядки, семейства и роды основано на совокупности некоторых внешних признаков: строении вегетативного тела, конидиеносцев и конидий. К классу гифомицеты относятся грибы с одиночными конидиями или их скоплениями в виде коремий, спородохий.

7. Характеристика дрожжей сахаро- и не сахаромицетов. Их применение в отраслях пищевой промышленности.

Систематика дрожжей основана на различии их способов размножения и физиологических признаков. Дрожжи подразделяются на два семейства: сахаромицеты и несахаромицеты.

Сахаромицеты. Они объединяют истинные дрожжи, к числу которых относятся культурные дрожжи, используемые в промышленности (пекарские, винные, винокуренные и др.).Большое значение имеют следующие виды культурных дрожжей: сахаромицесцеревизи и сахаромицесэллипсоидес.Дрожжи сахаромицесцеревизи имеют шаровидную или яйцевидную форму, используют их для получения винного спирта, в пивоварении, квасоварении и хлебопечении. Дрожжи, обладающие высокой энергией брожения и подъемной силой и способные быстро размножаться, приме­няются в хлебопечении. Дрожжи сахаромицесэллипсоидес имеют эллипсоидную форму и применяются в виноделии. Различные расы этих дрожжей обладают способностью придавать винам специфиче­ские вкусовые и ароматические оттенки, т.е. создавать так на­зываемый букет.

Несахаромицеты. Эти микроорганизмы включают в себя ложные дрожжи. Многие из них являются вредителями различ­ных производств. Среди этих дрожжей наиболее важны дрожжи родов торула и микодерма. Дрожжи рода торула имеют шаровидную форму и способны вызывать слабое спиртовое брожение. Торула кефир применяется для приготовления молочнокислых продуктов, содержащих спирт (кефира и кумыса), а торулаутилис - для получения пищевых и кормовых дрожжей. Дрожжи рода микодерма представляют собой удлиненные клетки. Они не способны вызывать спиртовое брожение, но мо­гут окислять спирт, а также органические кислоты в углекис­лый газ и воду. Развиваясь на поверхности алкогольных напитков, мико­дерма образует морщинистые пленки и придает напиткам неприятный вкус и запах. Микодерма вызывает порчу молочнокислых продуктов, квашеных овощей, наносит вред в производ­тве уксуса и пекарских дрожжей.

8. Химический состав и строение клеточных стенок прокариот и эукариот. Клеточные стенки у грамположительных и грамотрицательных бактерий. Функции клеточной стенки.

Клеточная стенка у прокариот состоит из комплексов белков и олигосахаридов, уложенных слоями. Основное вещество – муреин (пептидогликан). У эукариот клеточная стенка есть у растений, грибов; отсутствует у животных. Состоит из целлюлозы (у растений) или хитина (у грибов).

Строение клеточной стенки грамположительных бактерий.

• тейхоевые или липотейхоевые кислоты

• поверхностные белки– антифагины, репеленты фагоцитоза, протеин А у стафилококка – аналог рецептора для антител.

На поверхности клеточной стенки грамположительных бактерий могут присутствовать белковые молекулы, не образующие структур определенной формы (белок А стафилококков, М-протеин стрептококков). Они обладают высокой биологической активностью, вызывают агглютинацию эритроцитов, являются иммунодепрессантами, угнетают фагоцитоз, комплемент, препятствуют трансформации лимфоцитов, способствуют адгезии бактерий на клетках эпителия слизистых оболочек.

Строение клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

• наружная мембрана;

• липополисахарид (ЛПС):

• липид А – эндотоксин;

• О-специфическая цепь олигосахаридных последовательностей

Функции клеточной стенки.

1.Определяет и сохраняет постоянную форму клетки.

2.Защищает внутреннюю часть клетки от действия механических и осмотических сил внешней среды.

3.Участвует в регуляции роста и деления клеток.

4. Обеспечивает коммуникации с внешней средой через каналы и поры.

5. Несет на себе специфические рецепторы для бактериофагов.

6. Определяет во многом антигенную характеристику бактерий (природу и специфичность О- и К-антигенов).

7. Содержащийся в ее составе пептидогликан наделяет клетку важными иммунобиологическими свойствами

9. Химический состав микроорганизмов. Элементарный состав клеток. Содержание и роль воды. Важнейшие органические соединения клеток и их функции.

По составу веществ клетки микроорганизмов мало чем отличаются от клеток животных и растений. В них содержится 75-85% воды, остальные 16-25% составляет сухое вещество. Вода в клетке находится в свободном и в связанном состоянии. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки (белки, полисахариды и др.) и с трудом высвобождается из них. Свободная вода участвует в химических реакциях, служит растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена веществ.

Органические вещества микробной клетки представлены белками (6—14 %), жирами (1—4 %), углеводами, нуклеиновыми кислотами.

Белки. Белки составляют основу цитоплазмы, входят в состав оболочки клетки и некоторые клеточные структуры. Входят в состав ферментов, катализирующих реакции обмена в микробной клетке.

В клетке микробов содержатся ДНК и РНК. ДНК находится в основном в ядре клетки или нуклеотидах, РНК — в цитоплазме и рибосомах, где участвует в синтезе белка.

Жиры. Жиры - энергетический материал клетки. Жиры в составе цитоплазматической мембраны, которая выполняет важную функцию в обмене клетки с окружающей средой. Жиры могут находиться в цитоплазме в виде гранул или капелек.

Углеводы входят в состав оболочек, капсул и цитоплазмы. Они представлены в основном сложными углеводами — полисахаридами (крахмал, декстрин, гликоген, клетчатка).

Минеральные вещества (фосфор, натрий, магний, хлор, сера и др.) входят в состав белков и ферментов микробной клетки, Функции: поддержание осмоса и обмена веществ.

Витамины. Функции: обмен веществ. Некоторые микробы обладают способностью синтезировать витамины, например В₂ или В₁₂.

10. Биологические факторы: симбиоз, метабиоз и паразитизм у микроорганизмов. Значение в природе и практике.

Симбиоз между организмами может проявляться в виде комменсализма, мутуализма и паразитизма.

Комменсализм — такая форма симбиоза, при которой один организм живет и развивается за счет другого, не причиняя ему вреда. Например, кишечная палочка, некоторые виды стафилококков, стрептококков и других микробов обитают на поверхности или в полостях человека и животного.

Мутуализм — сожительство, при котором оба организма получают взаимную выгоду, не причиняя друг другу вреда, например сожительство клу­беньковых бактерий с бобовыми растениями.

Паразитизм — симбиоз, когда один организм живет за счет другого, нанося ему вред. Возбудители инфекционных болезней человека, животных и растений являются паразитами. Абсолютными паразитами являются вирусы, приспособившиеся в процессе эволюции к существованию только в живых клетках человека, животных и растений.

Метабиоз — взаимоотношение между микроорганизмами, при котором в процессе последовательного развития одних микробов создаются благоприятные условия для жизнедеятельности других. Так, многие сапрофиты способны превращать в процессе питания белки пищи в пептоны, полипептиды и аминокислоты. Другие микробы, не спо­собные использовать белки, хорошо усваивают эти вещества. Первые создают продукты питания для вторых, продукты жизнедеятельности вторых могут служить пищей для третьих и т. д.

Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и соленых овощей, кисломолочных продуктов, если они хранятся открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы и подго­тавливают, таким образом, субстрат для гнилостных бактерий.

Дрожжи, продуцируя спирт при развитии в средах, содержащих сахар, например во фруктовых соках, подготавливают условия для уксуснокислых бактерий, вслед за которыми этот субстрат могут использовать плесневые грибы, превращая уксусную кислоту в углекислый газ и воду.

Метабиозом объясняется быстрая минерализация всех органических веществ, попадающих в почву. Принцип метабиоза лежит в основе всего круговорота веществ в природе.

11. Антагонизм и его использование в пищевой промышленности и медицине (получение антибиотиков, квашение плодов и овощей и т.д.)

Антагонизм —взаимоотношения, при которых совместно обитающие виды микроорганизмов оказывают угнетающее действие друг на друга, т. е. один вид микроба препятствует росту другого, задерживая его развитие, либо вызывает полную гибель. (И. И. Мечников в конце XIX в.)

Механизм подавления сожительствующих микробов бывает различным: быстрое потребление питательных веществ или кислорода из субстрата одним из микробов; выделение в субстрат кислот и других продуктов обмена, затрудняющих развитие прочих микроорганизмов или делающих его совершенно невозможным.

И. И. Мечников предложил использовать мо­лочнокислые бактерии для борьбы с гнилостными бактериями, обитающими в кишечнике человека и постоянно отравляющими его продуктами своей жизнедеятельности.

Микроорганизмы способны продуцировать и выделять в среду обита­ния особые вещества, сильно угнетающие другие виды. Такие вещества называются антибиотиками (анти — против, биос — жизнь). Характерным свойством антибиотиков является их избирательность, заключающаяся в том, что каждый из них действует только на какую-либо определенную группу микроорганизмов.

12. Влияние реакции среды (рН) на микроорганизмы и использование этого фактора в пищевой промышленности.

В зависимости от отношения к рН среды микроорганизмы делятся на три группы:

• нейтрофилы - предпочитают нейтральную реакцию среды. Растут в диапазоне значений рН от 4 до 9. К нейтрофилам относятся большинство бактерий, в то числе гнилостные бактерии;

• ацидофилы (кислотолюбивые). Растут при рН 4 и ниже. К ацидофилам относятся молочнокислые, уксуснокислые бактерии, грибы и дрожжи.

• алкалофилы (щелочелюбивые). К этой группе относятся микроорганизмы, которые растут и развиваются при рН 9 и выше. Примером алкалофилов является холерный вибрион.

Если рН не соответствует оптимальной величине, то микроорганизмы не могут нормально развиваться, так как активная кислотность оказывает влияние на активность ферментов клетки и проницаемость цитоплазматической мембраны.

Некоторые микроорганизмы, образуя продукты обмена и выделяя их в среду, способны изменять реакцию среды.

Для бактерий кислая среда более опасна, чем щелочная (особенно для гнилостных бактерий). Это используется для консервирования продуктов путем маринования или квашения. При мариновании к продуктам добавляют уксусную кислоту, при квашении создаются условия для развития молочнокислых бактерий, которые образуют молочную кислоту и тем самым способствуют подавлению роста гнилостных бактерий.