23.63M

Категория:

Биология

Похожие презентации:

Сравнение эукариотических и прокариотических клеток

Строение прокариотической и эукариотической клеток

Прокариотическая и эукариотическая клетка

Типы клеток. Прокариотическая. Эукариотическая

Прокариотические и эукариотические клетки. Вирусы

Типы клеточной организации. Эукариотические и прокариотические клетки

Бактерии. Особенность строения и жизнедеятельности бактерий;

Особенности строение клеток растений, животных, грибов

Сравнительная характеристика строения и функций прокариотической и эукариотической клеток

Отличительные особенности эукариотической и прокариотической клеток с позиции биотехнологии

1.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ
И ПРОКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТОК С ПОЗИЦИИ
БИОТЕХНОЛОГИИ. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
МИКРООРГАНИЗМОВ
ЛЕКЦИЯ 2

Мегасистематика -
Линней
1735
(нет)
Геккель
1866
(нет)
Шаттон
1925
2 домена
Коупленд
1938
2 домена
Уиттекер
1969
2 домена
Вёзе
1977
2 домена
Вёзе
1990
3 домена
Кавалье-Смит
1993
3 домена
Кавалье-Смит
1998
2 домена
Руджеро
2015
2 домена
3 царства
3 царства
(нет)
4 царства
5 царств
6 царств
(нет)
8 царств
6 царств
7 царств
Эубактерии
Бактерии
Эубактерии
Прокариоты
Минералы
Дробянки
Дробянки
Архебактери
Археи
и
Протисты
Животные
Животные
Археи
Простейшие
Простейшие
Хромисты
Хромисты
Хромисты
Простейшие
Протисты
Эукариоты
Растения
Бактерии
Archezoa
Протисты
Протисты
Растения
Архебактери
и
Бактерии
Эукариоты
Растения
Растения
Растения
Растения
Растения
Грибы
Грибы
Грибы
Грибы
Грибы
Животные
Животные
Животные
Животные
Животные
Растения
Животные

4.

• СИСТЕМАТИКА (ГРЕЧ. SYSTEMA – ЦЕЛОЕ, СОСТАВЛЕННОЕ ИЗ ЧАСТЕЙ;
SYSTEMATICOS – УПОРЯДОЧЕННЫЙ) – ОПИСАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ,
ВЫЯСНЕНИЕ СТЕПЕНИ РОДСТВА МЕЖДУ НИМИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НА
СОПОДЧИНЕННЫЕ ГРУППЫ. CИСТЕМАТИКА – НАИБОЛЕЕ ОБЪЕМЛЮЩИЙ ТЕРМИН,
СИСТЕМАТИКУ МОЖНО РАССМАТРИВАТЬ КАК НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ
ОРГАНИЗМОВ, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ИХ ОПИСАНИЕ, ИХ ИСТОРИЮ И ФИЛОГЕНИЮ (ЕСЛИ ТАКОВЫЕ
ИЗВЕСТНЫ), ИЗУЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ, ПРИВОДЯЩИХ К ТАКОМУ РАЗНООБРАЗИЮ
• КЛАССИФИКАЦИЯ (ЛАТ. CLASSIS – РАЗРЯД, ГРУППА) – (РАНЖИРОВАННОЕ
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ В ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУППАХ НА ОСНОВАНИИ СХОДСТВА)
СЛУЖИТ ВПОЛНЕ ОПРЕДЕЛЁННЫМ ЦЕЛЯМ, Т.Е. РАСПОЗНАВАНИЮ ОРГАНИЗМОВ, КОТОРЫЕ БЫЛИ
ОБНАРУЖЕНЫ РАНЕЕ, И КАТЕГОРИЗАЦИИ НОВЫХ ОРГАНИЗМОВ В ЛОГИЧЕСКУЮ И ЛЕГКО
УПРАВЛЯЕМУЮ СИСТЕМУ.
• ТАКСОНОМИЯ (ГРЕЧ. TAXIS – РАСПОЛОЖЕНИЕ ПО ПОРЯДКУ, ЗАКОН) - ЭТО
РАЗДЕЛ СИСТЕМАТИКИ, ИЗУЧАЮЩИЙ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
(КЛАССИФИКАЦИИ) ОРГАНИЗМОВ В ИЕРАРХИЧЕСКОМ ПОРЯДКЕ.
ТАКСОНОМИЯ ОБЫЧНО ПРИНИМАЕТСЯ КАК СИНОНИМ СИСТЕМАТИКИ И
ТРАДИЦИОННО ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ НА ТРИ СОСТАВЛЯЮЩИЕ:
1. КЛАССИФИКАЦИЮ – РАНЖИРОВАННОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ В
ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУППАХ НА ОСНОВАНИИ СХОДСТВА;
2. НОМЕНКЛАТУРУ – НАИМЕНОВАНИЕ ТАКСОНОВ, ОПРЕДЕЛЁННЫХ В ПУНКТЕ 1;
3. ИДЕНТИФИКАЦИЮ – ПРОЦЕСС ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОТНОСИТСЯ ЛИ НЕИЗВЕСТНЫЙ
ОРГАНИЗМ К ОДНОМУ ИЗ ТАКСОНОВ, ОХАРАКТЕРИЗОВАННЫХ В ПУНКТЕ 1 И
ПОИМЕНОВАННЫХ В ПУНКТЕ 2.

5.

• КОЛЛЕКЦИОННЫЙ ШТАММ – ЭТО ПОПУЛЯЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ,
СТАВШАЯ ОБЪЕКТОМ ХРАНЕНИЯ ИЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОДНОКРАТНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ПРИРОДНОГО МАТЕРИАЛА.
• ШТАММ - ПОТОМКИ ОТДЕЛЬНОЙ КОЛОНИИ, ВЫДЕЛЕННОЙ ИЗ ТОЙ ИЛИ
ИНОЙ ПРОБЫ.
• РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ШТАММАМИ НЕ ВЫХОДЯТ ЗА ПРЕДЕЛЫ ВИДА.
• РАЗНЫЕ ШТАММЫ ОДНОГО ВИДА ОБЛАДАЮТ ВСЕМИ ПРИЗНАКАМИ,
ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМИ ИХ КАК ВИД.
• ШТАММЫ МОГУТ ОТЛИЧАТЬСЯ ОТДЕЛЬНЫМИ ПРИЗНАКАМИ, НАПРИМЕР,
• УСТОЙЧИВОСТЬЮ К АНТИБИОТИКАМ,
• СПОСОБНОСТЬЮ ВЫЗЫВАТЬ НЕОДИНАКОВОЕ ПО ТЯЖЕСТИ
ИНФЕКЦИОННОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ,
• СПОСОБНОСТЬЮ СИНТЕЗИРОВАТЬ НЕКОТОРЫЕ ПРОДУКТЫ МЕТАБОЛИЗМА
И Т.Д., НО ЭТИ РАЗЛИЧИЯ МЕНЬШЕ, ЧЕМ ВИДОВЫЕ.
• КЛОН – БОЛЕЕ УЗКОЕ ПОНЯТИЕ, ЭТО ПОПУЛЯЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИ
РОДСТВЕННЫХ КЛЕТОК, ПОЛУЧЕННАЯ НЕПОЛОВЫМ ПУТЁМ ИЗ ОДНОЙ
РОДИТЕЛЬСКОЙ КЛЕТКИ, ПОТОМКИ ОТДЕЛЬНОЙ (ИНДИВИДУАЛЬНОЙ) КЛЕТКИ
ИЛИ ЭТО КУЛЬТУРА, ПОЛУЧЕННАЯ ПРИ РАЗМНОЖЕНИИ ОДНОЙ КЛЕТКИ
ДАННОГО ШТАММА

6.

Культивируемые объекты.
Прокариоты, связанные с культивированием, – это использование чистых культур, постоянных
физико-химических условий и относительно богатых питательных сред.
Некультивируемые (пока ещё некультивируемые, не поддающиеся культивированию)
объекты.
Прокариоты, которые видим с помощью микроскопа непосредственно в природных образцах
или с использованием метода окрашивания живых/мёртвых клеток, но не можем заставить
развиваться в лабораторных условиях.
Фантомные объекты.
Прокариоты, их фенотип неизвестен, они не обнаруживаются при микроскопировании
природных образцов. Такие объекты выявляются косвенно по присутствию в воде, почве или
других природных субстратах уникальных последовательностей генов рРНК, которые
амплифицируются с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), секвенируются
и сравниваются с банком генетических данных. Для анализа нужно только 10-8 г
ДНК, с помощью которой можно обнаружить фантомные бактерии
Криптические объекты.
Прокариоты, их фенотипы пока можно только прогнозировать, комбинируя признаки уже
описанных объектов. Теоретические (“рабочие”) цифры составляют около 5х107 прокариотных
видов

7.

СВОБОДНОЖИВУЩИЕ НЕКУЛЬТИВИРУЕМЫЕ БАКТЕРИИ
• ВПЕРВЫЕ ОНИ БЫЛИ
ОТКРЫТЫ БРИТАНСКИМ
МИКРОБИОЛОГОМ
PИЧАРДОМ БЛЕЙКМОРОМ
(BLAKEMORE R.P.),
ОБНАРУЖИВШИМ В 1975 Г.
• МАГНИТОТАКТИЧЕСКИЕ
ГИГАНТСКИЕ БАКТЕРИИ
ACHROMATIUM OXALIFERUM
РАЗМЕРОМ ДО 100 МКМ С
МАССИВНЫМИ
ВКЛЮЧЕНИЯМИ В
МАГНИТОСОМАХ
КРИСТАЛЛОВ МАГНЕТИТА
(НАКАПЛИВАЮТ ДО 4 %
ОКСИДА ЖЕЛЕЗА, FE3O4,
ИГРАЮТ ВАЖНУЮ РОЛЬ В
КРУГОВОРОТЕ ЖЕЛЕЗА)

8.

Классификация (ранжированное расположение организмов в таксономических группах на
основании сходства) служит вполне определённым целям:
распознаванию организмов, которые были обнаружены ранее;
категоризации новых организмов в логическую и легко управляемую систему.
Существуют несколько вариантов классификации:
филогенетическая,
генотипическая,
естественная,
фенотипическая.
Филогенетическая классификация бактерий – основана на идее создания системы
прокариот, отражающей родственные отношения между различными группами бактерий и
историю их эволюционного развития.
Домены — относительно новый способ классификации.
Трёхдоменная система была предложена в1990 году, однако до сих пор не принята
окончательно.
Большинство биологов принимает эту систему доменов, однако значительная часть
продолжает использовать пятицарственное деление.
Одной из главных особенностей трёхдоменного метода является разделение
архей (Archaea) и бактерий (Bacteria), которые ранее были объединены в царство бактерий.
Существует также малая часть учёных, добавляющих археев в виде шестого царства, но не
признающих домены

9.

• ПО ПРИНЦИПУ КЛЕТОЧНОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ ВСЕ МИКРООРГАНИЗМЫ
РАЗДЕЛЕНЫ НА:
• НЕКЛЕТОЧНЫЕ (ДОКЛЕТОЧНЫЕ
ФОРМЫ) – ВИРУСЫ, ВИРОИДЫ, ПРИОНЫ
• КЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ – БАКТЕРИИ,
АРХЕБАКТЕРИИ, ГРИБЫ, ПРОСТЕЙШИЕ.
• КЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ
ВКЛЮЧАЮТ 3 ДОМЕНА:
• ДОМЕН «ARCHAEA» - ПРЕДКОВЫЕ
ПРОКАРИОТЫ ИЛИ ПРЕДКОВЫЕ
БАКТЕРИИ (АРХЕБАКТЕРИИ);
ДОМЕН «BACTERIA» - ПРОКАРИОТЫ
(ИСТИННЫЕ БАКТЕРИИ ИЛИ
ЭУБАКТЕРИИ);
ДОМЕН «EUKARYA» - ЭУКАРИОТЫ

10.

LUCA (LAST UNIVERSAL COMMON ANCESTOR)
- УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ОБЩИЙ ПРЕДОК ВСЕХ ЖИВЫХ
ОРГАНИЗМОВ
• МЕЖДУ ВСЕМИ ЖИВЫМИ ОРГАНИЗМАМИ СУЩЕСТВОВАЛ ЕДИНЫЙ
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ОБЩИЙ ПРЕДОК, КОТОРЫЙ ДАЛ ТАКОЕ
БОЛЬШОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ВИДОВ ФЛОРЫ, ФАУНЫ И РАЗЛИЧНЫХ
ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ. УЧЕНЫЕ НАЗВАЛИ ЕГО LUCA
(LAST UNIVERSAL COMMON ANCESTOR).
• ЗЕМЛЯ ОБРАЗОВАЛАСЬ 4,5 МИЛЛИАРДОВ ЛЕТ НАЗАД, А УЖЕ
СПУСТЯ 4 МЛРД ЛЕТ СУЩЕСТВОВАЛ LUCA.

11.

ХАРАКТЕРИСТИКА LUCA
• СТРОГО АНАЭРОБНЫЙ (ЖИВУЩИЙ В ОТСУТСТВИИ
КИСЛОРОДА)
• ХЕМОЛИТОАВТОТРОФНЫЙ (ПОЛУЧАЮЩИЙ
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ)
• ТЕРМОФИЛЬНЫЙ (ПРЕДПОЧИТАЮЩИЙ СРАВНИТЕЛЬНО
ВЫСОКУЮ ТЕМПЕРАТУРУ СРЕДЫ) ОРГАНИЗМ
• МОГ СУЩЕСТВОВАТЬ БОЛЕЕ 3,8 МЛРД ЛЕТ НАЗАД, ДАВ
НАЧАЛО ДВУМ БАЗОВЫМ ДОМЕНАМ ЖИВОГО, АРХЕЯМ И
БАКТЕРИЯМ, ИЗ КОТОРЫХ ВПОСЛЕДСТВИИ ПРОИЗОШЛИ
И ЯДЕРНЫЕ КЛЕТКИ ЭУКАРИОТ

12.

ПОЛОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОБЩЕЙ
СИСТЕМЕ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ
В ХХ В. ЭКОЛОГОМ РОБЕРТОМ УИТТЕКЕРОМ (ROBERT WHITTAKER, 1969)
СОЗДАЕТСЯ СИСТЕМА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ 5 ЦАРСТВ:
- РАСТЕНИЯ (PLANTAE).
- ЖИВОТНЫЕ (ANIMALIA).
- ГРИБЫ (FUNGI).
- PROTISTA, ОБЪЕДИНИВШЕЕ ВСЕХ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ЭУКАРИОТ.
- MONERA ПРЕДСТАВЛЕННОЕ ПРОКАРИОТАМИ.
ЦАРСТВО ВИРУСОВ (VIRAE), ВЫДЕЛЕННОЕ РАНЕЕ В ОТДЕЛЬНОЕ ОТ ДРУГИХ
СУЩЕСТВ ЦАРСТВО ИЗ-ЗА ОТСУТСТВИЯ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ И РЯДА ДРУГИХ
ПРИЗНАКОВ ЖИВОГО, ЗДЕСЬ НЕ УПОМИНАЕТСЯ.
ТАКИМ ОБРАЗОМ, СРЕДИ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ СУЩЕСТВ ПО ЭТОЙ СИСТЕМАТИКЕ
БАКТЕРИИ И АРХЕИ НАХОДИЛИСЬ В ЦАРСТВЕ ПРОКАРИОТ MONERA.
В ЦАРСТВЕ PROTISTA ОБЪЕДИНИЛИ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ ЭУКАРИОТ ДРУГИХ
ЦАРСТВ (РАСТЕНИЙ PLANTAE, ЖИВОТНЫХ ANIMALIA, ГРИБОВ FUNGI).

13.

• НО БЫЛИ ОТКРЫТЫ АРХЕИ, И ИХ ИЗУЧЕНИЕ ПОКАЗАЛО, ЧТО,
ХОТЯ ОНИ И ПРОКАРИОТЫ, НО ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ БАКТЕРИЙ И
НАХОДИТЬСЯ В ОДНОЙ ГРУППЕ С БАКТЕРИЯМИ ОНИ НЕ МОГУТ.
• ВЫДЕЛЕНИЕ БАКТЕРИЙ ОТ АРХЕЙ СВЯЗАНО С ИССЛЕДОВАНИЕМ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ СИНТЕЗ 16SРРНК;
ОНА ОКАЗАЛОСЬ У БАКТЕРИЙ И АРХЕЙ РАЗЛИЧНОЙ.

14.

ПО СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМАТИКЕ
ПОЯВИЛИСЬ ИМПЕРИИ –
ИМПЕРИЯ НЕКЛЕТОЧНЫХ – К НЕЙ
ОТНОСЯТСЯ ВИРУСЫ, И ИМПЕРИЯ
КЛЕТОЧНЫХ.
В ИМПЕРИИ КЛЕТОЧНЫХ ДВА
ДОМЕНА (НАДЦАРСТВА) – ДОМЕН
ПРОКАРИОТ И ДОМЕН ЭУКАРИОТ.
ВНУТРИ ДОМЕНА ПРОКАРИОТ
ПРОИЗОШЛО РАЗДЕЛЕНИЕ НА
ЦАРСТВО БАКТЕРИИ (BACTERIA) И
ЦАРСТВО АРХЕИ ((ARCHAEA).
В ДОМЕНЕ ЭУКАРИОТ (EUKARYA)
ОСТАЛИСЬ ЦАРСТВА ЖИВОТНЫХ,
РАСТЕНИЙ И ГРИБОВ, В ТОМ
ЧИСЛЕ МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ
ЭУКАРИОТЫ (ПРОСТЕЙШИЕ,
ВОДОРОСЛИ, ГРИБЫ).

15.

В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ,
ОСНОВЫВАЯСЬ НА
ОСОБЕННОСТЯХ СТРОЕНИЯ
КЛЕТОК И
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ
ДНК, УЧЕНЫЕ ВЫДЕЛЯЮТ
ТРИ ДОМЕНА (НАДЦАРСТВА)
ЖИВОЙ ПРИРОДЫ – БОЛЬШИЕ
ГРУППЫ, ЭВОЛЮЦИОННО
РАЗОШЕДШИЕСЯ ОЧЕНЬ
ДАВНО И ОТЛИЧАЮЩИЕСЯ
ДРУГ ОТ ДРУГА ЦЕЛЫМ
НАБОРОМ ПРИЗНАКОВ.

16.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ИХ
КЛЕТОК РАЗЛИЧНЫ. ДОМЕНЫ
СЛЕДУЮЩИЕ:
• 1. БАКТЕРИИ (BACTERIA) (К ЭТОЙ ГРУППЕ ОТНОСЯТСЯ ИСТИННЫЕ БАКТЕРИИ
ОТ ЛАТ. ЭУ – ИСТИННЫЙ, ТО ЕСТЬ ОТЛИЧАЮЩИЕСЯ ОТ АРХЕЙ). ЗДЕСЬ
НАХОДЯТСЯ И ЦИАНОБАКТЕРИИ (ПРЕЖНЕЕ НАЗВАНИЕ – СИНЕ-ЗЕЛЕНЫЕ
ВОДОРОСЛИ) – ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ ПРОКАРИОТЫ.
• 2. АРХЕИ(ARCHAEA) (РАНЬШЕ НАЗЫВАЛИСЬ АРХЕБАКТЕРИЯМИ, ВХОДИЛИ В
СОСТАВ ЦАРСТВА MONERA, ПРОКАРИОТЫ, НО ОТЛИЧАЮЩИЕСЯ ОТ
БАКТЕРИЙ ПО МНОГИМ ПРИЗНАКАМ, ГЛАВНОЕ, ПО 16SРРНК).
• 3. ЭУКАРИОТЫ (EUKARYOTA) – ПРОСТЕЙШИЕ, РАСТЕНИЯ, ЖИВОТНЫЕ И ГРИБЫ.
• МНОГИЕ УЧЕНЫЕ НЕ ОТНОСЯТ ВИРУСЫ К ЖИВЫМ, НЕСМОТРЯ НА ИХ
СПОСОБНОСТЬ ВОСПРОИЗВОДИТЬ СЕБЕ ПОДОБНЫХ ЗА СЧЕТ КЛЕТКИХОЗЯИНА. ПО МНЕНИЮ ДРУГИХ УЧЕНЫХ ВИРУСЫ ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ
ЧЕТВЕРТЫЙ ДОМЕН VIRA КАК САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ ЧАСТЬ.

17.

Задача классификации или систематики - выявление наиболее существенных признаков и
свойств, по которым множество организмов можно разбить на подмножества.
Задача таксономии - идентификация основных таксономических единиц, установление их
расположения.
Задачей номенклатуры является обеспечение устойчивости и правильности названий
таксонов. Основным принципом номенклатуры является принцип приоритетности, т.е.
правильным названием считается только первое, присвоенное данному организму.
Вид Род Семейство Порядок Класс Отдел Царство
Species Genus Familia Ordo Classis Divisio Kingdom
Целью идентификации является определение принадлежности исследуемого организма,
выделенного из природы, к ранее описанным родам и видам, т.е. устанавливается
идентичность изолятов с уже известными
Конструирование бинарных названий бактерий
Видовое название
бактерий
Clostridium tetani
Shigella dysenteria
Salmonella typhi
Bacillus anthracis
Staphylococcus aureus
Род
Вид
Clostridium (веретено)
Shigella (Шига – автор)
Salmonella (Сальмон –
автор)
Bacillus (палочка)
Staphylococcus (Staphylo –
труба, coccus – шарики)
tetanus (судороги)
dysenteria (расстройство)
typhus («туман» – бред)
anthracis (уголь-антрацит)
aureus – золотой

18.

ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ

19.

СХОДСТВА И ОТЛИЧИЯ
ПРОКАРИОТ И
ЭУКАРИОТ
У ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ КЛЕТОК
ХАРАКТЕРНО НАЛИЧИЕ:
ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ,
ОТДЕЛЯЮЩЕЙ КЛЕТКУ ОТ ВНЕШНЕЙ
СРЕДЫ;
ЦИТОПЛАЗМЫ, ЗАПОЛНЯЮЩЕЙ КЛЕТКУ,
ГЕНЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА,
ПОЗВОЛЯЮЩИХ ХРАНИТЬ И
РЕАЛИЗОВЫВАТЬ ГЕНЕТИЧЕСКУЮ
ИНФОРМАЦИЮ.
РИБОСОМ.
ОСНОВНОЕ РАЗЛИЧИЕ ПРОКАРИОТ И
ЭУКАРИОТ СОСТОИТ В ТОМ, ЧТО В
КЛЕТКАХ ПРОКАРИОТ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ РАСПОЛАГАЕТСЯ
НЕПОСРЕДСТВЕННО В ЦИТОПЛАЗМЕ И
ПРЕДСТАВЛЕН НУКЛЕОИДОМ,
СОДЕРЖАЩИМ ЧАЩЕ ВСЕГО ЗАМКНУТУЮ
В КОЛЬЦО МОЛЕКУЛУ ДНК.
У ЭУКАРИОТ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
ОТДЕЛЕН ОТ ЦИТОПЛАЗМЫ ЯДЕРНОЙ
ОБОЛОЧКОЙ И, ЗАКЛЮЧЕН В ЯДРЕ.
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПРЕДСТАВЛЕН
ЛИНЕЙНЫМИ МОЛЕКУЛАМИ ДНК,
«УПАКОВАННЫМИ» В ХРОМОСОМЫ.

20.

ОТЛИЧИЯ В СТРОЕНИИ ГЕНОВ
ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ

21.

СХОДСТВА И РАЗЛИЧИЯ В СТРОЕНИИ КЛЕТОК БАКТЕРИЙ,
АРХЕИ И ЭУКАРИОТ
прокариоты
эукариоты
признак
Бактерии
Археи
Где находится
генетический
материал
В цитоплазме
В ядре (отделен от
цитоплазмы
оболочкой)
В митохондриях и
хлоропластах
Организация
генетического
материала
Нуклеоид (молекула ДНК, чаще всего
замкнутая в кольцо)
Хромосомы
(линейные
молекулы)

22.

Признак
Прокариоты
Эукариоты
Клеточное ядро
Нет
Есть
Мембранные
органоиды
Нет. Их функции выполняют
впячивания клеточной мембраны,
на которых располагаются
пигменты и ферменты
Митохондрии, пластиды,
лизосомы, ЭПС, комплекс
Гольджи
Оболочки клетки
Более сложные, бывают различные
капсулы. Клеточная стенка состоит
из муреина
Основной компонент
клеточной стенки
целлюлоза (у растений) или
хитин (у грибов). У клеток
животных клеточной стенки
нет
Генетический
материал
Объем наследственной
Существенно меньше. Представлен
информации значительный.
нуклеоидом и плазмидами,
Хромосомы (состоят из ДНК
которые имеют кольцевую форму и
и белков). Характерна
находятся в цитоплазме
диплоидность
Происхождение
Из неживой природы в процессе
химической и предбиологической
эволюции
От прокариот в процессе их
биологической эволюции

23.

Признак
Прокариоты
Эукариоты
Деление
Бинарное деление клетки
Есть митоз и мейоз
не характерна
Представлены как
одноклеточными, так и
многоклеточными
формами
Рибосомы
Мельче (70 S)
Крупнее (80 S), в
митохондриях и пластидах
70 S
Обмен веществ
Более разнообразный
(гетеротрофы,
фотосинтезирующие и
хемосинтезирующие
различными способами
автотрофы; анаэробное и
аэробное дыхание)
Автотрофность только у
растений за счет
фотосинтеза. Почти все
эукариоты аэробы
Многоклеточность

24.

25.

• ЕДИНИЦЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ,
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В
БАКТЕРИОЛОГИИ, ЯВЛЯЕТСЯ
МИКРОН (МИКРОМЕТР), КОТОРЫЙ
СОСТАВЛЯЕТ ОДНУ ТЫСЯЧНУЮ
МИЛЛИМЕТРА.
• БАКТЕРИИ, КАК ПРАВИЛО,
СОСТАВЛЯЮТ ОДНУ ДЕСЯТУЮ
РАЗМЕРА ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ
КЛЕТКИ. В СРЕДНЕМ РАЗМЕР
БАКТЕРИЙ КОЛЕБЛЕТСЯ ОТ 0,5 ДО 5
МКМ.
• ОДНАКО ОНИ МОГУТ БЫТЬ КАК
КРОШЕЧНЫМИ, ТАК И 0,3 МКМ, И
0,7 ММ.
• ПРЕДЕЛ РАЗРЕШЕНИЯ
НЕВООРУЖЕННЫМ ГЛАЗОМ
СОСТАВЛЯЕТ ОКОЛО 200 МИКРОН,
А ТАК КАК МНОГИЕ БАКТЕРИИ
МЕНЬШЕ ЭТОГО РАЗМЕРА, ИХ НЕ
ВИДНО НЕВООРУЖЕННЫМ
ГЛАЗОМ.

26.

27.

28.

29.

Среди самых крупных бактерий
- Thiomargarita namibiensis,
(в 1997 году в прибрежных
донных осадках ) длина которой
достигает полумиллиметра, и
Epulopiscium fishelsoni длиной
0,75 мм.

30.

МИКОПЛАЗМЫ
Колония М. hominis на
плотной питательной среде
Электронная микрофотография М. mycoides
(выращена в жидкой питательной среде)
Самые маленькие бактерии относятся к роду Mycoplasma,
которые имеют размер всего 0,3 мкм, что так же мало, как и
самые крупные вирусы

31.

MYCOPLASMA GENITALIUM (200 – 300 NM)

32.

Размер
распространенных
бактерий, таких
как Escherichia coli,
колеблется в
диаметре от 1,1 до 1,5
мкм.
Было замечено, что
размер бактерий
играет важную роль
в выживании
организмов.
Благодаря своим
крошечным размерам они
способны выживать и
даже процветать в
различных маловероятных
средах, таких как
вертикальные отложения
в морской среде.
Поскольку другие
организмы отсутствуют в
такой среде, бактерии
могут использовать
имеющиеся ресурсы.
Маленький размер
бактерий
благоприятствует
паразитизму и
способности выживать
в районах с низким
питанием.
Высокое соотношение площади
поверхности к объему также
позволяет бактериям поглощать
все питательные вещества,
необходимые для выживания,
обеспечивая при этом устойчивый
рост и размножение.

33.

Размеры прокариот
Объект
Одноклеточные эукариоты
Некоторые диатомовые водоросли и
высшие протисты
Зеленая водоросль Chlorella
Клетка дрожжей Saccharomyces
Прокариотные организмы
Линейные размеры, мкм*
100
2-10
6-10
Крупные
Achromatium oxaliferum
Beggiatoa alba
Cristispira pectinis
5-33х15-100
Macromonas mobilis
6-14х10-30
Thiovulum majus
5-25
Spirochaeta plicatilis
0,2-0,7х80-250
2-10х1-50
1,5х36-72
миллиметр (мм) = 1 000 микрометров (мкм) = 1 000 000
нанометров (нм) = 10 000 000 ангстрем (Å) = 10 в 11 степени
пикометров (пм).

34.

Обычные
Bacillus subtilis
0,7-0,8x2-3
Escherichia coli
0,3-1х1-6
Staphylococcus aureus
0,5-1,0
Thiobacillus thioparus
0,5х1-3
Rickettsia prowazeki
0,3-0,6x0,8-2
Мелкие
Mycoplasma mycoides
0,1х0,25
Bdellovibrio bacteriororus
0,3x1,2
Haemobarfonella muris
0,1x0,3-0,7
Wolbachia melophagi
0,3х0,6
миллиметр (мм) = 1 000 микрометров (мкм) = 1 000 000 нанометров (нм) =
10 000 000 ангстрем (Å) = 10 в 11 степени пикометров (пм).

35.

Вирусы
мкм
Крупные
табачной мозаики
коровьей оспы
гриппа
0,02x0,3
0,26
0,1
фаг Т2
Мелкие
0Х174
желтой лихорадки
0,06x0,2
вирус-сателлит
Толщина ЦПМ бактериальной
клетки
Рибосома
0,018
0,025
0,022
0,01
0,018
Молекула глобулярного белка
крупная
0,013
мелкая
0,004
миллиметр (мм) = 1 000 микрометров (мкм) = 1 000 000 нанометров (нм) =
10 000 000 ангстрем (Å) = 10 в 11 степени пикометров (пм).

36.

37.

КОККИ
ДИПЛОКОККИ
ТЕТРАКОККИ

38.

КОККИ
САРЦИНЫ
СТАФИЛОКОККИ

39.

•Тетрадные бактерии расположены в группе из четырех клеток, которые
остаются прикрепленными и растут в прикреплении после деления клеток.
•Такое расположение возникает, когда клетки делятся в двух плоскостях.
•Примеры: Aerococcus, Pediococcus, and Tetragenococcus.
•В таком расположении бактериальные клетки образуют
группу из восьми клеток, sarcina (означающего «стая» или
«пучок).
•Это происходит, когда клетки делятся в
перпендикулярных плоскостях.
•Общей характеристикой, связанной с этими организмами,
является строгий анаэробиоз.
•Примеры: Sarcina aurantiaca, Sarcina lutea, Sarcina ventriculi.

40.

•бактерии расположены в длинные цепочки.
•Эти бактерии присутствуют в семействе Streptococcaceae, для которого
характерно отсутствие подвижности и грамположительных бактерий.
•Примеры: Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumonia, Streptococcus
mutans.
•К этому типу относятся бактерии, которые расположены в виноградных гроздьях.
•Это происходит в результате деления клеток в обеих плоскостях и характеризуется
организмами, которые являются неподвижными и грамположительными.
•Примеры: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus aureus,
Staphylococcus capitis.

41.

Бацилла
•Бациллы - это бактерии, которые имеют палочковидную форму
и присутствуют в виде отдельных клеток.
•бациллы могут образовывать эндоспоры, бактерии являются
факультативными анаэробами.
•Примеры: Salmonella enterica subsp, Bacillus cereus и Salmonella
choleraesuis.
Диплобациллы
Как и у диплококков,
диплобациллы также существуют
парами.
После деления клеток две клетки
не делятся и растут в
прикрепленном расположении.
Примеры: Coxiella burnetii, Klebsiella
rhinoscleromatis, Moraxella bovis.

42.

БАКТЕРИИ
ДИПЛОБАЦИЛЛЫ
СТРЕПТОБАЦИЛЛЫ

43.

•В этой группе клетки расположены в цепочках.
•Это происходит в результате деления клеток в одной
плоскости.
•Примеры: Streptobacillus moniliformis, Streptobacillus levaditi,
Streptobacillus felis, Streptobacillus hongkongensis.
•коккобациллы напоминают как кокки, так и
бациллы.
•Они короче по размеру.
•Примеры: Chlamydia trachomatis, Haemophilus
influenza, Gardnerella vaginalis.
Chlamydia trachomatis
Gardnerella vaginalis
Haemophilus influenza

44.

БАЦИЛЛЫ
КОККОБАЦИЛЛЫ
ПАЛИСАД

45.

ИЗВИТЫЕ ФОРМЫ
ВИБРИОНЫ
СПИРИЛЛЫ
спирохеты

46.

Извитые формы
•В эту группу входят бактерии, которые имеют либо спиралевидную форму, либо изогнутую (запятую).
•Бактерии могут варьироваться от слегка изогнутых до штопорообразной спирали.
•Это слегка изогнутые бактерии, напоминающие форму запятой.
•Примеры: Vibrio mytili, Vibrio anguillarum, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholera.
•Спирохеты – спиралевидные бактерии, имеющие спиралевидную форму.
•Они гибкие и имеют осевую нить, которая помогает в подвижности. Эти нити
являются существенным отличительным признаком между спирохетами и другими
бактериями.
•Эти нити проходят по всей длине бактерий и, таким образом, помогают скручивать
бактерии.
•Примеры: виды лептоспир(Leptospira interrogans), Treponema pallidum, Borrelia recurrentis.
•Эти бактерии схожи по строению со спирохетами, но более жесткие.
•У них тоже есть жгутик, но отсутствуют эндофлагеллы, как у спирохет.
•Примеры: Campylobacter jejuni, Helicobacter pylori, Spirillum winogradskyi.

47.

Бактерии, имеющие придатки
Бактерии, которые производят уникальную структуру, такую как шипы, называются придатковыми бактериями.
Эти бактерии представляют собой преимущественно свободноживущие организмы, широко распространенные в
наземных и водных экосистемах.
Прокариотические микробы обладают множеством придатков на поверхности клеток.
Наиболее известные поверхностные придатки бактерий включают жгутики, пили, завитки и шипы. У архей есть
архаеллы (архейные жгутики) и различные типы пили, которые напоминают таковые у бактерий, канюли канюли и
хами уникальны для архей
Шипы представляют собой трубчатые поверхностные
придатки, широко встречающиеся у грамотрицательных
бактерий.
Мало что известно об их архитектуре, функциях или
происхождении.
Завитки выглядят как спиральные и агрегационные тонкие
волокна, тогда как шипы у бактерий представляют собой
трубчатые структуры диаметром 50–70 нм.
Канюли характеризуются канальцами шириной ∼25 нм.
Криотрансмиссионная электронная микроскопия важный
инструмент для структурного анализа in situ микробов и их
внеклеточных структур.
Шипы морских бактерий Roseobacter sp. YSCB.

48.

Придатки на хорошо изученных археях
M. maripaludis и S. acidocaldarius.
(A) Электронная микрофотография M.
maripaludis, на которой видны тонкие пили
(стрелки) с более толстыми и
многочисленными архаеллами.
(B) Электронная микрофотография S.
acidocaldarius, показывающая наличие трех
различных придатков, а именно архаеллы
(диаметр 14 нм, черная стрелка), Aap pili
(10–12 нм, белая стрелка) и нитей (5 нм,
серая стрелка). Бар = 0,5 мкм.
Роль архаеллы в прикреплении архей к поверхностям и другим клеткам.
(А)Сканирующая электронная микрофотография M. maripaludis, прикрепленная к
кремниевой пластине с помощью толстых кабелей архаеллы (толстые стрелки),
которые могут разматываться на отдельные архаеллярные нити (тонкие
стрелки).
(B) Соединение клеток M. maripaludis друг с другом и нижележащей никелевой
ЭМ-сеткой через архаеллярные пучки.
(С) Сканирующая электронная микрофотография, показывающая прикрепление
клеток Mcc. villosus к поверхности и к другим клеткам через пучки архаелл.

49.

Коробчатые / прямоугольные бактерии
Коробчатые бактерии имеют прямоугольную
форму и напоминают коробочку.
Пример: Haloarcula marismortui.
Просвечивающая электронная
микрофотография клеток GN,
зафиксированных в глутаровом альдегиде с
последующим OS04 и окрашенных цитратом
свинца.
Замораживание-разрушение
электронной микрофотографии клеток
GN. Поверхность перелома
цитоплазматической мембраны клетки
выше и слева от центра показывает
небольшой упорядоченный массив
мембранных частиц
Сканирующая электронная
микрофотография

50.

Булавовидные палочковидные бактерии
Эти бактерии тоньше с одной стороны, чем с другой.
На концах могут иметь утолщения, что отражено в названии «коринеформные», подразумевающим булавовидную
форму
Одним из классических примеров этой группы является :
Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium, Cellulomas, Clavibacter, Microbacterium.
Крупные (1—8 × 0,3—0,8 мкм) прямые, слегка изогнутые полиморфные палочковидные бактерии.
На микропрепаратах располагаются одиночно или вследствие особенностей деления клеток
располагаются в форме латинской буквы V или Y.

51.

Нитчатые бактерии
Это длинные, тонкие до 1 см, разделенные перегородками на отдельные клетки.
Иногда они делятся, образуя ветви, напоминающие пряди волос или спагетти.
Пример: К нитчатым бактериям относятся хламидобактерии, некоторые серо- и железобактерии. Широко распространены
в природе. Обитают в воде.
Gallionella ferruginea - бактерия представляет собой микоплазмодическое клеточное
Стебельчатые нитчатые бактерии
тело почковидной формы.
представляют собой палочковые
Имеет один удлиненный стебель, который состоит из «многочисленных спирально
формы бактерий, которые Иогут
намотанных, уникально минерализованных фибрилл,
прилипать друг к другу с
Многочисленных тонких переплетающихся нитей-волокон.
образованием розеточных форм.
Диаметр волокон намного меньше 0.1 мкм.
Длина может существенно превышать 40 мкм.
Распространенным представителем
Волокна плавно изгибаются, переплетаются.
таких бактерий является Gallionella
Часто волокна, сплетаясь между собой, образуют своеобразные
ferruginea, окисляющая
покровы или пленки.
двухвалентное железо до
Каждый стебелек может содержать примерно до 80 тонких волокон.
трехвалентного.
Бактерии родов Thiotrix и Beggiatoa,
окисляющие сероводород до
элементарной серы, с ее
накоплением в клеточном
пространстве, относятся к
скользящим нитчатым бактериям,
способным к медленному
передвижению.

52.

Sphaerotilus
Образует длинные нити (до 1000 мкм, диаметр 1 - 2 мкм), состоящие из цепочек клеток, окружённых слизистым
слоем, состоящим из полисахаридов.
Клетки размножаются внутри слоя поперечным делением - создаёт впечатление ложного ветвления нитей.
Клейкий базальный элемент на одном конце нити может способствовать прикреплению к твердым поверхностям.
Ножны обеспечивают некоторую защиту от хищников, а способность закрепиться в проточной воде позволяет
получить доступ к проходящему потоку пищи и питательных веществ.
Отдельные зрелые клетки вырываются из защитной трубки, чтобы колонизировать новые участки
Сканирующая электронная
микрофотография,
показывающая слизистую
матрицу, покрывающую
оболочку

53.

Бактерии треугольной формы
В эту группу входят бактерии, которые имеют треугольную форму.
Пример: Haloarcula.
Клетки представляют собой палочки или плеоморфные (треугольники, квадраты и
неправильные диски) , преимущественно квадратной формы, красный архейный штамм.
Колонии имеют красную, красно-оранжевую или красно-розовую пигментацию.

54.

Стебельковые бактерии
Это бактерии, которые обладают стеблем на одном конце клетки.
Это неоднородная группа, многие представители которой описаны в последние годы при исследовании почвенных
суспензий в электронном микроскопе.
Одна дочь представляет собой подвижную «роевую» клетку, которая имеет один жгутик на одном клеточном полюсе,
который обеспечивает подвижность плавания.
Другая дочерняя клетка, называемая «стебельчатой» клеткой, имеет трубчатую структуру стебля, выступающую из одного
полюса, которая имеет клейкий удерживающий материал на конце, с помощью которого стебельчатая клетка может
прилипать к поверхностям.
Роевые клетки дифференцируются в черешковые клетки после короткого периода подвижности.
Точная функция стебля неизвестна, и неизвестно, насколько биогенез или
функция стебля сохраняются у других стеблевых бактерий.
Удерживающая органелла, органелла адгезии, которая
позволяет Caulobacter прикрепляться к поверхностям,
появляется на кончиках зарождающихся стеблей во
время дифференцировки клеток роя.
Фосфатное голодание резко индуцирует синтез стеблей
у Caulobacter, тогда как голодание по азоту может
блокировать дифференцировку более роевых клеток.
Caulobacter crescentus.
Считается, что увеличение отношения поверхности к
объему, вызванное удлинением стебля во время
фосфатного голодания, позволяет
клеткам Caulobacter более эффективно поглощать
фосфаты и другие питательные вещества.

55.

Звездообразные бактерии
Бактерии, которые выглядят как звезды или имеют звездообразную форму, входят в эту группу.
Примеры: Stella humosa.
Stella, предложен для группы плоских шестизубчатых звездообразных протезобактерий, обнаруженных в пресной воде,
почве и сточных водах в широко удаленных географических районах.
Существуют также промежуточные формы, которые напоминают либо плоские протезобактерии, такие как плоские
треугольники, наблюдаемые у организмов, отнесенных к роду "Labrys" или роду "Angulomicrobium", либо галофил
квадратной формы.
Морфология клеток обеспечивает четкую дифференциацию от всех других эубактерий.