Тема 3. Морфология и структурно-функциональная организация прокариот

Введение в микробиологию

Предмет и задачи микробиологии: ее место и роль в современной биологии. Краткая сравнительная характеристика структурной организации прокариотного и эукариотного типа клеток. Выделения бактерий и цианобактерий в самостоятельное царство прокариот. Специфические черты прокариотных организмов.

Значение микробиологии для народного хозяйства и охраны здоровья. Роль микроорганизмов в процессах круговорота биогенных элементов в природе. Значение микроорганизмов в жизни и хозяйственной деятельности человека. Патогенные микроорганизмы и борьба с инфекционными заболеваниями. Использование микроорганизмов в промышленности. Разделы микробиологии: общая микробиология, медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая, космическая, вирусология, генетика микроорганизмов. Задачи различных направлений микробиологической науки.

Промышленная микробиология и микробиологическая технология, перспективы развития этих отраслей. Научные основы микробиологической промышленности, современная биотехнология, и ее возможности в решении проблем, стоящих перед человечеством: производство пищевого белка, пополнение дефицита природных ресурсов, очистка окружающей среды от загрязнения. Разработки, направленные на запросы различных отраслей промышленности.

Методы микробиологических исследований: микроскопия, выделение чистых культур микроорганизмов и культивирование их, идентификация и др. Правила работы в микробиологических лабораториях.

Тема 2. Возникновение и развитие микробиологии

Открытие микромира А. ван Левенгуком (1695 г.). Морфологический период в микробиологии.

Работы Л. Пастера (1822–1895), заложившие основы физиологического направления в микробилогической науке. Исследования Р. Коха (1843–1910), И.И. Мечникова (1845–1916), Д.К. Заболотного (1866–1929), П. Эрлиха(1854–1915) и др.

Работы основоположников почвенной микробиологии С.Н. Виноградского (1856–1953) и М. Бейеринка (1851–1931).

Открытие вирусов Д.И. Ивановским (1864–1920). Первые успехи в вирусологии.

Развитие биохимического направления в микробиологии. Работы
А. Клюйвера (1888–1956) и К. ван Нилля, доказавшие биохимическое единство живых организмов.

Основные направления развития современной микробиологии. Концепция биохимического единства живых организмов.

Тема 3. Морфология и структурно-функциональная организация прокариот

Особенности морфотипов прокариот. Уровни клеточной организации прокариот, их отличие от эукариот. Морфологическая дифференциация. Морфогенез. Особенности морфологической структуры цианобактерий, актиномицет, архебактерий.

Постоянные и временные структуры бактериальной клетки. Клеточная стенка. Окраска по Граму. Отличие клеточной стенки грамположительных прокариот от грамотрицательных. Структура, химический состав и функции клеточной стенки. Бактериальные протопласты и сферопласты, Л-формы бактерий.

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), строение и функции. Транспорт веществ через ЦПМ. Производные ЦПМ и их функции. Органоиды цитоплазмы и их функции. Мезосомы, хроматофоры, тилакоиды, везикулы. Цитозоль. Ядерный аппарат (нуклеоид): химическая и структурная организация, функции.

Модель структуры ДНК Уотсона-Крика. Различные формы организации двуцепочечной ДНК. Репликация бактериальной хромосомы. Механизм репликации и сегрегации бактериальной хромосомы. Рибосомы, их строение и отличие от рибосом эукариот.

Структура РНК. Поверхности структуры бактериальной клетки. Капсула, слизистые чехлы, ворсинки. Жгутики, их строение, размещение на клетке, механизм функционирования. Скользящий тип движения миксобактерий, микоплазм, нитчатых серобактерий и цианобактерий. Пили, ворсинки (фимбрии) общего типа, половые пили, шипы. Внутриплазматические включения. Аэросомы, карбоксисомы, магнитосомы, фикобилисомы.

Морфологическая дифференцировкка клеток прокариот (эндоспоры, экзоспоры, цисты, гетероцисты, акинеты, гормогонии). Эндоспоры бактерий. Химический состав, строение, особенности спор. Запасные питательные вещества.