هيكل وتصنيف البكتيريا. هيكل الكائنات الحية الدقيقة. موقع وعدد الأسواط

وفقا للطبعة الثامنة من دليل بيرغر للبكتيريا، تم تقسيم جميع البكتيريا إلى 19 مجموعة. يعتمد التقسيم على بعض الخصائص المهمة للبكتيريا: شكل خليتها، وعلاقتها بالأكسجين، وتكوين الجراثيم، وصبغة جرام*، وخصائص التكاثر، ونوع التغذية، وما إلى ذلك. المجموعات التالية مهمة لصناعة الأغذية .

* تعتبر صبغة جرام علامة تشخيصية مهمة لتحديد الكائنات الحية الدقيقة، حيث تكشف عن اختلافات عميقة في بنية وتكوين جدارها الخلوي. وبالتالي، يتم طلاء الكائنات إيجابية الجرام باللون البنفسجي (اللون الأولي)، والكائنات سلبية الجرام باللون البني الأحمر (اللون الثانوي، حيث لا يتم الحفاظ على اللون الأساسي عند معالجته في محلول كحولي).

الكائنات الحية الدقيقة التي تحمل صبغة جرام إيجابية تحتوي على القليل من البروتين والسكريات في جدران خلاياها. وتشمل هذه البكتيريا الخميرة والمكورات والعصويات، والعديد منها يشكل جراثيم أو لا يشكلها (على سبيل المثال، بكتيريا حمض اللاكتيك)، وما إلى ذلك.

في الكائنات الحية الدقيقة التي تصبغ سلبا لجرام، يحتوي جدار الخلية على مركبات من المواد الدهنية والبروتينية والكربوهيدرات والفوسفات. وتشمل هذه المكورات والبكتيريا غير المكونة للأبواغ (بما في ذلك حمض الأسيتيك) وبكتيريا مجموعة الإشريكية القولونية وما إلى ذلك.

1. العصيات الهوائية والمكورات سلبية الغرام.ومن بين هذه البكتيريا، تعتبر عائلة الزائفة Pseudomonas مهمة - وهي عبارة عن قضبان مستقيمة أو منحنية ذات أسواط مرتبة قطبيًا. غير قادرة على التخمر، والتمثيل الغذائي التنفسي، واللاهوائيات الصارمة (لا يمكنها التكاثر في وجود الأكسجين)، وتشكل إنزيم الكاتلاز، وبعض الأكسيداز. تتكاثر على المنتجات الغذائية على شكل مستعمرات شفافة، وأحياناً على شكل مخاط.

يسبب تغيرًا في لون المنتج - الأخضر أو ​​البني. وهي تتكاثر في نطاق درجة حرارة 4-43 درجة مئوية، وهي مقاومة للبرد وتفسد المنتجات الغذائية.

2. العصيات اللاهوائية الاختيارية والمكورات سلبية الغرام.وهذا يشمل الأسر ذات الأهمية الكبيرة لجودة الغذاء وصحة الإنسان.

عائلة البكتيريا المعوية (البكتيريا المعوية)- عصي صغيرة، متحركة (حولية) أو غير متحركة، لا تشكل جراثيم أو هوائية أو لاهوائية اختيارية. الأيض هو الجهاز التنفسي أو التخمر. عندما يتم تخمير الجلوكوز والكربوهيدرات الأخرى، يتكون الحمض والغازات (ليس للجميع). أنها تشكل إنزيم الكاتلاز أو أوكسيديز. البكتيريا المعوية هي سكان الجهاز الهضمي للإنسان والحيوان. وفقا للخصائص البيوكيميائية، تنقسم البكتيريا المعوية إلى قسمين فرعيين كبيرين. الأول يشمل ثلاثة أجناس: الإشريكية والسالمونيلا والشيجيلا، والثاني - جنس بروتيوس.

الإشريكية- قضبان صغيرة مستقيمة، مفردة أو مزدوجة، متحركة (حولية) أو غير متحركة. أنها تنمو بشكل جيد على الوسائط الغذائية البسيطة. يقومون بتخمير الجلوكوز والكربوهيدرات الأخرى لتكوين أحماض عضوية.

السالمونيلا- العصي، عادة ما تكون متحركة (بيريتريش). تنمو معظم البكتيريا على الوسائط الاصطناعية وتخمر بعض السكريات لإنتاج الغاز. يسبب التسمم الغذائي والأمراض المعدية لدى الإنسان.

الشيغيلة- قضبان بلا حراك بدون كبسولات، تنمو بشكل جيد على الوسائط المغذية. فهي تخمر الجلوكوز والكربوهيدرات الأخرى لتكوين حمض، ولكنها لا تنتج الغاز. يسبب الدوسنتاريا.

بروتيوس- قضبان صغيرة مستقيمة، مخروطية أو غير منتظمة الشكل. يتغير شكل الخلايا حسب الظروف البيئية. هناك خلايا متصلة في أزواج أو سلاسل. تكون الخلايا متحركة (peritrichous)، عند درجة حرارة 37 درجة مئوية، غالبًا ما تكون الحركة غائبة. أنها لا تشكل كبسولات. تخمر الكربوهيدرات وتشكل الإندول. حدود درجة الحرارة للنمو هي 10-43 درجة مئوية.

عائلة Vibrioaceae (Vibrioaceae)- قضبان مستقيمة ومنحنية، وعادة ما تكون أسواط قطبية متحركة. التمثيل الغذائي التخمري والجهاز التنفسي. يتم إنتاج أوكسيديز بواسطة اللاهوائيات الاختيارية. توجد عادةً في المياه العذبة ومياه البحر، وأحيانًا في الأسماك أو البشر.

تضم هذه العائلة ثلاثة أجناس - Vibrio وZymomonas وFlavobacterium.

الضمة- عصيات صغيرة قصيرة لا تشكل جراثيم، مستقيمة أو منحنية، متحركة. توجد في الجهاز الهضمي للإنسان والحيوان، وبعض الأنواع مسببة للأمراض للإنسان والأسماك. يسبب مرض الكوليرا.

لنمو بكتيريا Zymomonas وFlavobacterium، تكون درجة الحرارة المثالية أقل من 30 درجة مئوية. يتم توزيعها على نطاق واسع في التربة والمياه العذبة والبحرية. توجد بكتيريا الفلافوبكتريا بشكل شائع في الخضروات أثناء المعالجة وفي منتجات الألبان. بعضها آفات صناعات التخمير.

3. المكورات إيجابية الجرام.تضم هذه المجموعة ثلاث عائلات من البكتيريا، تختلف في متطلبات الأكسجين وترتيب الخلايا.

عائلة المكورات الصغيرة (Micrococcus)- خلايا كروية صغيرة؛ عند التكاثر، فإنها تنقسم في اتجاهين أو ثلاثة، وتشكل مجموعات غير منتظمة، أو رباعيات (مجموعات من 4 خلايا) أو حزم. أنها لا تشكل جراثيم، فهي متحركة أو غير متحركة، والتمثيل الغذائي هو الجهاز التنفسي أو التخمر. أنها تنمو في وجود 5٪ ملح الطعام، والعديد منها يمكن أن يتحمل تركيزات تصل إلى 10-15٪. يتم تشكيل الكاتلاز. الهوائية أو اللاهوائية الاختيارية. درجة الحرارة المثالية للتطوير هي 25-30 درجة مئوية. وهم سكان شائعون في التربة والمياه العذبة. غالبا ما توجد في البراز البشري والحيواني. في عائلة Micrococcacee، يعتبر جنس Staphylococcus ذو أهمية كبيرة، لأنه ينتج السموم.

المكورات العنقودية- الخلايا كروية الشكل، صغيرة الحجم، موجودة منفردة وفي أزواج، كما أنها في تجمعات غير منتظمة. متحركة، لا تشكل جراثيم. الأيض هو الجهاز التنفسي والتخمر. بفضل تكوين الإنزيمات خارج الخلية، يمكنهم كسر العديد من المواد العضوية - البروتينات والدهون. تنمو معظم السلالات في وجود 15% من ملح الطعام. عادة ما تكون حساسة للحرارة. أنها تنتج السموم، لذلك العديد من السلالات (إيجابية تجلط الدم، على سبيل المثال المكورات العنقودية الذهبية) مسببة للأمراض.

عائلة العقديات (المكورات العقدية)- خلايا ذات شكل كروي أو بيضاوي، في أزواج أو سلاسل مختلفة الأطوال أو في رباعيات. متحركة، لا تشكل جراثيم. اللاهوائية الاختيارية. الأيض هو التخمر. تتشكل الأحماض من الكربوهيدرات.

ثلاثة أجناس لها أهمية قصوى: العقدية، Leuconostocus و Pediococcus.

العقدية- تخمير الجلوكوز لتكوين حمض اللاكتيك بشكل رئيسي. الخلايا في أزواج، سلاسل. لم يتم تشكيل الكاتلاز. نادرا ما تكون متنقلة.

ليوكونوستوك- تخمر الجلوكوز لتكوين حمض اللاكتيك ومنتجات أخرى. تنقسم الخلايا في مستوى واحد، وتتكون أزواج من الخلايا والسلاسل. لم يتم تشكيل الكاتلاز. والعديد منها عبارة عن آفات في إنتاج السكر والمشروبات الغازية وغيرها.

المكورات القدمية- توجد على شكل خلايا مفردة، في أزواج ورباعيات أو سلاسل. فهي غير متحركة، ولا تشكل جراثيم، ولها استقلاب تخمير.

يتكون حمض اللاكتيك من الجلوكوز والسكريات الأخرى. اللاهوائية، ولكنها يمكن أن تنمو في وجود كميات صغيرة من الأكسجين. لا يتم إنتاج الكاتالاز عادة. الجيلاتين لا يسيل. Pediococci هي نباتات رمامية وتوجد في تخمير المواد النباتية. وهي آفات إنتاج التخمير وهي أقل شيوعا في الحليب ومنتجات الألبان. بعضها مقاوم لملح الطعام ويتطور بتركيز 15% في البيئة.

4. العصي والمكورات التي تشكل الأبواغ الداخلية.من بين بكتيريا هذه المجموعة، هناك عدة أجناس تنتمي إلى عائلة Bacilliaceae ذات أهمية كبيرة لصناعة المواد الغذائية.

عائلة العصوية (العصوية)- تشكل الخلايا على شكل قضيب أبواغًا داخلية، وهي أكثر مقاومة للحرارة والعوامل البيئية الضارة الأخرى. معظم الممثلين إيجابيون لجرام، متحركون أو غير متحركون، هوائيون أو لاهوائيون.

هناك جنسان لهما أهمية كبيرة في هذه العائلة: Bacillus وClostridium.

جنس العصوية- عصويات صغيرة متحركة، تكون السوط عادة في نهاية الخلية. أنها تشكل جراثيم مقاومة للحرارة. معظم الأنواع تنتج الكاتلاز. الهوائية الصارمة أو اللاهوائية الاختيارية. تختلف الأنواع الفردية من جنس Bacillus في شكل الخلايا، وموضع الجراثيم في وسط الخلية أو في نهايتها، وكذلك في الخصائص الكيميائية الحيوية.

من بين ممثلي هذا الجنس هناك بكتيريا متعفنة - نباتات رمامية تسبب التحلل المائي للبروتين - Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) ، والتي تشكل جراثيم شديدة المقاومة للحرارة.

يشمل نفس الجنس البكتيريا المسببة للأمراض التي تسبب التسمم الغذائي (Bacillus cereus)، وكذلك عصية الجمرة الخبيثة المسببة للأمراض، والتي تسبب مرضًا معديًا حادًا للحيوانات ينتقل إلى البشر - الجمرة الخبيثة.

جنس كلوستريديوم- العصي، عادة ما تكون متحركة (بيريتريش)، وأحياناً غير متحركة. وهي تشكل جراثيم ذات أشكال مختلفة (من البيضاوية إلى الكروية)، والتي عادة ما تؤدي إلى تضخم الخلية. تعيش كلوستريديا متوسطة الحجم في التربة والغبار والهواء والماء ورواسب الخزانات. فهي تسبب عمليات تعفن، وتخمر حمض الزبدة، وتخمر السكريات، وبعض الأنواع تثبت النيتروجين الجوي. معظم السلالات هي لاهوائية تمامًا، على الرغم من أن بعضها يمكن أن ينمو في وجود الأكسجين الجوي. لا يتم إنتاج الكاتالاز عادة. عادة إيجابية الجرام.

يشمل جنس كلوستريديوم بكتيريا ذات خصائص مختلفة. بعضهم من أصحاب الميزوفيل ويلوثون المنتجات الغذائية باستمرار. بعض كلوستريديا محبة للحرارة، وتشكل جراثيم مقاومة للحرارة، وتسبب تلف الأغذية المعلبة.

بعض أنواع كلوستريديا، مثل كلوستريديوم بوتيولينوم، تنتج سموما وتسبب التسمم الغذائي. هناك نوعان من جنس Clostridium مسببان للأمراض. تسبب المطثية الكزازية مرض الكزاز لدى البشر. تسبب المطثية الحاطمة تسممًا غذائيًا عند دخولها إلى الجهاز الهضمي، وتسبب غرغرينا غازية عند دخولها الجروح.

5. عصيات موجبة الجرام ولا تشكل جراثيم.تكون البكتيريا على شكل قضيب أو خيطية، متحركة أو غير متحركة، وتشكل الكاتالاز أو غير قادرة على تكوينه.

عائلة العصيات اللبنية (العصية اللبنية).البكتيريا من هذه العائلة هي عبارة عن عصيات مستقيمة أو منحنية، وعادة ما تكون مفردة أو في سلاسل. الجزء الرئيسي بلا حراك. اللاهوائية أو اللاهوائية الاختيارية. لديهم متطلبات غذائية معقدة للمواد العضوية. قادرة على تخمير السكريات. لم يتم تشكيل الكاتلاز. البكتيريا من جنس Lactobacillus (بكتيريا حمض اللاكتيك) هي عبارة عن قضبان، وغالبًا ما تشكل سلاسل. التنقل نادر. الأيض هو التخمر. بعض ممثلي هذا الجنس هم اللاهوائيات الصارمة، والبعض الآخر يمكن أن ينمو مع إمكانية الوصول إلى الأكسجين في الغلاف الجوي. تخمر السكريات. حدود درجة الحرارة للنمو هي 5-53 درجة مئوية، ودرجة الحرارة المثالية هي 30-40 درجة مئوية. مقاوم للأحماض: ينمو عند درجة حموضة 5.0 وأقل.

وتختلف الأنواع في نوع تخمر حمض اللاكتيك. في الأنواع المتجانسة، يكون منتج النفايات الرئيسي هو حمض اللاكتيك. ويشمل ذلك بكتيريا Lactobacillus bulgaricus (Bulgaricus bacillus)، المستخدمة لإنتاج الحليب الرائب، وLactobacillus casei، المستخدمة في إنتاج الجبن، وما إلى ذلك.

أرز. 5. هيكل الشعيات: أ - خيوط متفرعة (خيوط)؛ ب - جزء من الواصلة مع الجراثيم. ج - قضبان ذات نواتج جانبية.

في البكتيريا غير المتجانسة، نتيجة تخمر الجلوكوز، 50٪ من المنتجات النهائية هي حمض اللبنيك، والباقي هو ثاني أكسيد الكربون والأحماض.

6. الأكتينوميسيتات والكائنات الحية الدقيقة ذات الصلة.

تضم هذه المجموعة بكتيريا تختلف في شكل الخلية وخصائصها.

جنس الوتدية- عصيات موجبة الجرام غير متحركة ذات شكل غير منتظم ولا تشكل جراثيم وكاتلاز. من بينها، الأنواع المسببة للأمراض التي تنتج السم معروفة - وهذه هي العوامل المسببة للدفتيريا، وكذلك تلك التي تسبب أمراض النباتات والحيوانات. وتتميز بتقسيم "النقر". وهذا يشمل أيضًا الكائنات الحية التي تسبب تخمر حمض البروبيونيك - بكتيريا حمض البروبيونيك.

تعتبر الأكتينوميسيت ذات أهمية كبيرة - كائنات وحيدة الخلية غير متحركة ولها القدرة على التفرع. تشكل بعض الشعيات الشعاعية أفطورة من خيوط رقيقة، والبعض الآخر (غير فطري) موجود على شكل خلايا فردية ذات شكل غير منتظم، وأحيانًا كروية (الشكل 5).

تنتشر الفطريات الشعاعية على نطاق واسع في التربة والماء والغذاء وتسبب التلف الذي يتجلى في الرائحة الترابية.

مفهوم الكائنات الحية الدقيقة

الكائنات الدقيقة- وهي كائنات لا ترى بالعين المجردة لصغر حجمها.

معيار الحجم هو الوحيد الذي يوحدهم.

وبخلاف ذلك، فإن عالم الكائنات الحية الدقيقة أكثر تنوعًا من عالم الكائنات الحية الدقيقة.

وفقا للتصنيف الحديث ، الكائنات الحية الدقيقة إلى 3 ممالك:

• فيرا - الفيروسات.
• Eucariotae - الأوليات والفطريات.
• Procariotae - البكتيريا الحقيقية، الكساح، الكلاميديا، الميكوبلازما، اللولبيات، الشعيات.

تماما كما هو الحال بالنسبة للنباتات والحيوانات، يتم استخدام اسم الكائنات الحية الدقيقة التسمية الثنائية,أي: اسم عام ومحدد.

إذا لم يتمكن الباحثون من تحديد انتماء الأنواع وتم تحديد الانتماء للجنس فقط، فسيتم استخدام مصطلح الأنواع. يحدث هذا غالبًا عند تحديد الكائنات الحية الدقيقة التي لها احتياجات غذائية أو ظروف معيشية غير تقليدية. اسم الجنسعادة ما يعتمد إما على الخصائص المورفولوجية للكائنات الحية الدقيقة المقابلة (المكورات العنقودية، الضمة، المتفطرة)، أو مشتق من اسم المؤلف الذي اكتشف أو درس العامل الممرض (النيسرية، الشيجلا، الإشريكية، الريكيتسيا، الغاردنريلا).

اسم النوعغالبًا ما يرتبط اسم المرض الرئيسي الذي تسببه هذه الكائنات الحية الدقيقة (ضمة الكوليرا - الكوليرا، الشيغيلة الزحارية - الزحار، المتفطرة السلية - السل) أو مع الموطن الرئيسي (الإشريكية القولونية - الإشريكية القولونية).

بالإضافة إلى ذلك، في الأدبيات الطبية باللغة الروسية، من الممكن استخدام الاسم المقابل للبكتيريا (بدلاً من المكورات العنقودية الجلدية - المكورات العنقودية الجلدية؛ المكورات العنقودية الذهبية - المكورات العنقودية الذهبية، وما إلى ذلك).

مملكة بدائيات النوى

يضم قسم البكتيريا الزرقاء وقسم البكتيريا الحقيقية، والذي بدوره، مقسمة إلىطلبات:

• البكتيريا نفسها (أقسام Gracilicutes، Firmicutes، Tenericutes، Mendosicutes)؛
• الشعيات.
• اللولبيات.
• الكساح.
• الكلاميديا.

يتم تقسيم الطلبات إلى مجموعات.

بدائيات النوىتختلف عن حقيقيات النواةلأن لا تملك:

• نواة متشكلة شكليا (لا يوجد غشاء نووي ولا نواة)، ما يعادلها هو النواة، أو الجينوفور، وهو جزيء DNA مزدوج الجديلة دائري مغلق متصل عند نقطة واحدة بالغشاء السيتوبلازمي؛ قياسا على حقيقيات النوى، يسمى هذا الجزيء بكتيريا الكروموسومات؛
• جهاز جولجي الشبكي؛
• الشبكة الأندوبلازمية؛
• الميتوكوندريا.

يوجد ايضا عدد من العلاماتأو العضيات,سمة من سمات العديد، ولكن ليس كل بدائيات النوى، التي تسمح بذلك تمييزها عن حقيقيات النوى:

• العديد من الغزوات للغشاء السيتوبلازمي، والتي تسمى الجسيمات المتوسطة، وهي مرتبطة بالنواة وتشارك في انقسام الخلايا والتبوغ والتنفس للخلية البكتيرية؛
• أحد مكونات جدار الخلية هو المورين، وتركيبه الكيميائي هو الببتيدوغليكان (حمض الديامينوبيميك)؛
• تقوم البلازميدات بتكرار جزيئات دائرية من الحمض النووي المزدوج الشريط بشكل مستقل مع وزن جزيئي أقل من وزن الكروموسوم البكتيري. وهي تقع جنبا إلى جنب مع النواة في السيتوبلازم، على الرغم من إمكانية دمجها فيه، وتحمل معلومات وراثية ليست حيوية للخلية الميكروبية، ولكنها توفر لها مزايا انتقائية معينة في البيئة.

الأكثر شهرة:

F-البلازميدات توفر النقل الاقتراني

بين البكتيريا.

البلازميدات R هي بلازميدات مقاومة للأدوية تضمن تداول الجينات التي تحدد مقاومة العوامل العلاجية الكيميائية المستخدمة لعلاج الأمراض المختلفة بين البكتيريا.

بكتيريا

كائنات حية بدائية النواة، وهي كائنات دقيقة وحيدة الخلية في الغالب ويمكنها أيضًا تكوين ارتباطات (مجموعات) من الخلايا المتشابهة، والتي تتميز بأوجه التشابه الخلوية، ولكن ليست العضوية.

المعايير التصنيفية الأساسية،مما يسمح بتصنيف السلالات البكتيرية إلى مجموعة أو أخرى:

• مورفولوجيا الخلايا الميكروبية (المكورات، العصي، الملتوية)؛
• فيما يتعلق بتلطيخ الجرام - الخصائص الصبغية (إيجابية الجرام وسالبة الجرام) ؛
• نوع الأكسدة البيولوجية - الهوائية، اللاهوائية الاختيارية، اللاهوائية الإجبارية؛
• القدرة على تكوين الجراثيم.

يتم إجراء مزيد من التمايز بين المجموعات إلى عائلات وأجناس وأنواع، وهي الفئة التصنيفية الرئيسية، بناءً على دراسة الخصائص الكيميائية الحيوية. يشكل هذا المبدأ الأساس لتصنيف البكتيريا الواردة في كتيبات خاصة - محددات البكتيريا.

منظرهي مجموعة ثابتة تطوريًا من الأفراد الذين لديهم نمط وراثي واحد، والذي يتجلى في الظروف القياسية في خصائص مورفولوجية وفسيولوجية وكيميائية حيوية مماثلة.

بالنسبة للبكتيريا المسببة للأمراض، يتم استكمال تعريف "الأنواع" بالقدرة على التسبب في أشكال معينة من الأمراض.

موجود التمايز بين البكتيرياعلىخيارات:

• وفقا للخصائص البيولوجية - biovars أو الأنماط الحيوية؛
• النشاط الكيميائي الحيوي - هاضمات الإنزيم.
• بنية مستضدية - serovars أو serots.
• حساسية تجاه العاثيات - العاثيات أو العاثيات؛
• مقاومة المضادات الحيوية - منتجات مقاومة.

في علم الأحياء الدقيقة، يتم استخدام المصطلحات الخاصة على نطاق واسع - الثقافة، السلالة، الاستنساخ.

ثقافةعبارة عن مجموعة من البكتيريا مرئية للعين على الوسائط المغذية.

يمكن أن تكون المزارع نقية (مجموعة من البكتيريا من نوع واحد) أو مختلطة (مجموعة من البكتيريا من نوعين أو أكثر).

أَضْنَىهي مجموعة من البكتيريا من نفس النوع معزولة من مصادر مختلفة أو من نفس المصدر في أوقات مختلفة.

وقد تختلف السلالات في بعض الخصائص التي لا تتجاوز خصائص النوع. استنساخهي مجموعة من البكتيريا التي هي نسل خلية واحدة.

البكتيريا هي كائنات دقيقة بدائية النواة ذات بنية خلوية. تتراوح أحجامها من 0.1 إلى 30 ميكرون. الجراثيم شائعة للغاية. وهي تعيش في التربة والهواء والماء والثلج وحتى الينابيع الساخنة، على جسم الحيوانات، وكذلك داخل الكائنات الحية، بما في ذلك جسم الإنسان.

يأخذ توزيع البكتيريا على الأنواع في الاعتبار عدة معايير، من بينها غالبًا ما يؤخذ في الاعتبار شكل الكائنات الحية الدقيقة وتوزيعها المكاني. لذلك تنقسم البكتيريا حسب شكل الخلايا إلى:

الكوكا - المكورات العنقودية الدقيقة والدبلو والعقدية والسارسينا ؛

على شكل قضيب - البكتيريا الأحادية والبكتيريا والعقديات.

الأنواع الملتوية هي الاهتزازات واللولبيات.

يقوم محدد بيرجي بتنظيم جميع أنواع البكتيريا المعروفة وفقًا للمبادئ الأكثر استخدامًا لتحديد البكتيريا في علم الجراثيم العملي، استنادًا إلى الاختلافات في بنية جدار الخلية والعلاقة بصبغة جرام. يتم تقديم وصف البكتيريا من خلال مجموعات (أقسام)، والتي تشمل الفصائل والأجناس والأنواع؛ وفي بعض الحالات، تتضمن المجموعات الفصول والأوامر. يتم تضمين البكتيريا المسببة للأمراض للإنسان في عدد صغير من المجموعات.

يحدد المفتاح أربع فئات رئيسية من البكتيريا -

Gracillicutes [من اللات. غراسيليس، رشيقة، رقيقة، + جلد، جلد] - الأنواع ذات جدار الخلية الرقيق، تلطيخ سلبية جرام;

ثبات [من اللات. flrmus، قوي، + جلدي، جلد] - بكتيريا ذات جدار خلوي سميك، تلطيخ غرام إيجابي;

تينيريكوت [من اللات. تينر، العطاء، + الجلد، الجلد] - البكتيريا التي تفتقر إلى جدار الخلية(الميكوبلازما وممثلون آخرون لفئة Mollicutes)

مندوسيكوتيس [من اللات. Mendosus، غير منتظم، + جلدي، جلد] - البكتيريا الأثرية (تقلل الميثان والكبريتات، المحبة للملوحة، المحبة للحرارة، والبكتيريا العتيقة التي تفتقر إلى جدار الخلية).

المجموعة 2 من محدد بيرجي. البكتيريا الهوائية والميكروبية المتحركة سالبة الجرام الملتوية والمنحنية. يتم تضمين الأنواع المسببة للأمراض للإنسان في أجناس Campylobacter و Helicobacters Spirillum.

المجموعة 3 من محدد بيرجي. البكتيريا سالبة الجرام غير المتحركة (نادرا ما تكون متحركة). لا يحتوي على أنواع مسببة للأمراض.

المجموعة 4 من محدد بيرجي. العصيات والمكورات الهوائية والهوائية سالبة الجرام. يتم تضمين الأنواع المسببة للأمراض للإنسان في عائلات Legionellaceae و Neisseriaceae و Pseudomonada-ceae؛ وتشمل المجموعة أيضًا البكتيريا المسببة للأمراض والانتهازية من أجناس Acinetobacter و Afipia و Alcaligenes و Bordetella و Brucella و Flavobacterium و Francisella و Kingella و Moraxella.

المجموعة 5 من محدد بيرجي. العصيات اللاهوائية اختياريًا سالبة الجرام. تتكون المجموعة من ثلاث عائلات - Enterobacteriaceae و Vibrionaceae و Pasteurellaceae، تضم كل منها أنواعًا مسببة للأمراض، بالإضافة إلى البكتيريا المسببة للأمراض والانتهازية من أجناس Calymmobaterium وCardiobacterium وEikenetta وGardnerella وStreptobacillus.

المجموعة 6 من محدد بيرجي. البكتيريا اللاهوائية سالبة الجرام المستقيمة والمنحنية والحلزونية. يتم تضمين الأنواع المسببة للأمراض والانتهازية في أجناس Bacteroides وFusobacterium وPorphoromonas وPrevotelta.

المجموعة 7 من محدد بيرجي. البكتيريا التي تقوم بالاختزال المتباين للكبريتات أو الكبريت لا تشمل الأنواع المسببة للأمراض.

المجموعة 8 من محدد بيرجي. المكورات اللاهوائية سلبية الجرام. يشمل البكتيريا الانتهازية من جنس Veillonella.

المجموعة 9 من محدد بيرجي. الريكتسيا والكلاميديا. ثلاث عائلات - الريكتسيا، والبارتونيلاسيا، والكلاميديات، تحتوي كل منها على أنواع ممرضة للإنسان.

تشتمل المجموعتان 10 و11 من محددات بيرجي على البكتيريا الضوئية المؤكسدة والأكسجينية التي لا تسبب الأمراض للإنسان.

المجموعة 12 من محدد بيرجي. البكتيريا الهوائية ذات التغذية الكيميائية والكائنات الحية ذات الصلة. يجمع بين بكتيريا الحديد والكبريت والمنجنيز المؤكسدة والنترجة التي لا تسبب أضرارًا للإنسان.

تشتمل المجموعتان 13 و14 من محددات بيرجي على البكتيريا الناشئة و/أو الناشئة والبكتيريا المكونة للأغماد. وتمثلها أنواع تعيش حرة وليست مسببة للأمراض للإنسان؛

تجمع المجموعتان 15 و16 من محددات بيرجي بين البكتيريا المنزلقة التي لا تشكل الأجسام الثمرية وتلك التي تشكلها. ولا تتضمن المجموعات الأنواع المسببة للأمراض للإنسان.

المجموعة 17 من محدد بيرجي. المكورات إيجابية الجرام. يشمل الأنواع الانتهازية من أجناس المكورات المعوية Leuconostoc، Peptococcus، Peptostreptococcus، Sarcina، Staphylococcus، Stomatococcus، Streptococcus.

المجموعة 18 من محدد بيرجي. العصيات والمكورات إيجابية الجرام المكونة للأبواغ. يشمل العصيات المسببة للأمراض والانتهازية من أجناس المطثية والعصيات.

المجموعة 19 من محدد بيرجي. جراثيم إيجابية الجرام ذات شكل منتظم. بما في ذلك الأنواع الانتهازية من أجناس Erysipelothrix و Listeria.

المجموعة 20 من محدد بيرجي. جراثيم إيجابية الجرام ذات شكل غير منتظم. تضم المجموعة الأنواع المسببة للأمراض والانتهازية من الأجناس Actinomyces، Corynebacterium Gardnerella، Mobiluncus، إلخ.

المجموعة 21 من محدد بيرجي. المتفطرات. يشمل جنس المتفطرة الوحيد الذي يجمع بين الأنواع المسببة للأمراض والانتهازية.

المجموعات 22-29. الشعيات. من بين العديد من الأنواع، فقط الفطريات الشعاعية nocardioform (المجموعة 22) من أجناس Gordona وNocardia وRhodococcus وTsukamurella وJonesia وOerskovi وTerrabacter هي القادرة على التسبب في آفات لدى البشر.

المجموعة 30 من محدد بيرجي. الميكوبلازما. الأنواع المدرجة في جنس Acholeplasma وMycoplasma وUreaplasma هي مسببة للأمراض للإنسان.

المجموعات المتبقية من محدد بيرجي - البكتيريا الميثانوجينية (31)، والبكتيريا المختزلة للكبريتات (32 من البكتيريا العتائق الهوائية المحبة للملوحة للغاية (33)، والبكتيريا العتيقة التي تفتقر إلى جدران الخلايا (34)، والمحبة للحرارة الشديدة والمحبة للحرارة العالية التي تستقلب الكبريت (35) - لا تحتوي على أنواع المسببة للأمراض للإنسان.

الكائنات الحية الدقيقة (الميكروبات) هي كائنات وحيدة الخلية يقل حجمها عن 0.1 ملم ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. وتشمل هذه البكتيريا والطحالب الدقيقة وبعض الفطريات الخيطية السفلية والخميرة والأوالي (الشكل 1). يدرسهم علم الأحياء الدقيقة.

أرز. 1. كائنات الأحياء الدقيقة.

في التين. 2. يمكنك رؤية بعض ممثلي الأوليات وحيدة الخلية. في بعض الأحيان تشمل أهداف هذا العلم الكائنات الحية الأكثر بدائية على وجه الأرض - الفيروسات التي ليس لها بنية خلوية وهي عبارة عن مجمعات من الأحماض النووية (المادة الوراثية) والبروتين. في كثير من الأحيان يتم عزلها في مجال دراسة منفصل تماما (علم الفيروسات)، لأن علم الأحياء الدقيقة يهدف بالأحرى إلى دراسة الكائنات المجهرية وحيدة الخلية.

أرز. 2. ممثلون فرديون لحقيقيات النوى أحادية الخلية (البروتوزوا).

إن علوم الطحالب وعلم الفطريات، التي تدرس الطحالب والفطريات، على التوالي، هي تخصصات منفصلة تتداخل مع علم الأحياء الدقيقة في دراسة الكائنات الحية المجهرية. علم البكتيريا هو فرع حقيقي من علم الأحياء الدقيقة. يتعامل هذا العلم حصريًا مع دراسة الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة (الشكل 3).

أرز. 3. مخطط الخلية بدائية النواة.

على عكس حقيقيات النوى، والتي تشمل جميع الكائنات متعددة الخلايا، وكذلك الأوليات والطحالب والفطريات المجهرية، لا تحتوي بدائيات النوى على نواة مشكلة تحتوي على مادة وراثية وعضيات حقيقية (هياكل متخصصة دائمة للخلية).

تشتمل بدائيات النوى على البكتيريا الحقيقية والعتائق، والتي تم تصنيفها وفقًا للتصنيف الحديث كمجالات (الممالك الفائقة) العتائق والبكتيريا الحقيقية (الشكل 4).

أرز. 4. مجالات التصنيف البيولوجي الحديث.

السمات الهيكلية للبكتيريا

تعتبر البكتيريا حلقة مهمة في دورة المواد في الطبيعة، فهي تعمل على تحلل بقايا النباتات والحيوانات، وتنظيف المسطحات المائية الملوثة بالمواد العضوية، وتعديل المركبات غير العضوية. وبدونهم، لا يمكن للحياة على الأرض أن توجد. وتتوزع هذه الكائنات الدقيقة في كل مكان، في التربة والماء والهواء والكائنات الحية الحيوانية والنباتية.

تختلف البكتيريا في السمات المورفولوجية التالية:

1. شكل الخلية (مستديرة، على شكل قضيب، خيطية، ملتوية، حلزونية، بالإضافة إلى خيارات انتقالية مختلفة وتكوين على شكل نجمة).
2. وجود أجهزة للحركة (غير متحركة، مسوطة، بسبب إفراز المخاط).
3. تمفصل الخلايا مع بعضها البعض (معزولة، مرتبطة على شكل أزواج، حبيبات، أشكال متفرعة).

من بين الهياكل التي تشكلها البكتيريا المستديرة (المكورات)، هناك خلايا تكون في أزواج بعد الانقسام ثم تنقسم إلى تكوينات مفردة (المكورات الصغيرة) أو تبقى معًا طوال الوقت (المكورات المزدوجة). يتكون الهيكل التربيعي من أربع خلايا من المكورات الرباعية، وسلسلة من المكورات العقدية، وحبيبة من 8-64 وحدة بواسطة السارسينا، ومجموعات من المكورات العنقودية.

يتم تمثيل البكتيريا على شكل قضيب بمجموعة متنوعة من الأشكال بسبب التباين الكبير في طول الخلية (0.1-15 ميكرومتر) وسمكها (0.1-2 ميكرومتر). يعتمد شكل الأخير أيضًا على قدرة البكتيريا على تكوين الجراثيم - وهي هياكل ذات قشرة سميكة تسمح للكائنات الحية الدقيقة بالبقاء على قيد الحياة في الظروف غير المواتية. تسمى الخلايا التي تتمتع بهذه القدرة بالعصيات، وتلك التي ليس لديها مثل هذه الخصائص تسمى ببساطة البكتيريا على شكل قضيب.

التعديلات الخاصة للبكتيريا على شكل قضيب هي الأشكال الخيطية (الممدودة) والسلاسل والهياكل المتفرعة. هذا الأخير يتكون من الشعيات في مرحلة معينة من التطور. تسمى القضبان "المنحنية" بالبكتيريا المعقوفة، والتي يتم من خلالها عزل الضمات؛ الحلزونية ذات انحناءين (15-20 ميكرومتر)؛ اللولبيات التي تشبه الخطوط المتموجة. أطوال خلاياها هي 1-3، 15-20 و20-30 ميكرومتر، على التوالي. في التين. يوضح الشكلان 5 و6 الأشكال المورفولوجية الرئيسية للبكتيريا، بالإضافة إلى أنواع ترتيب الجراثيم في الخلية.

أرز. 5. الأشكال الأساسية للبكتيريا.

أرز. 6. البكتيريا حسب نوع مكان البوغ في الخلية. 1، 4 – في المركز؛ 2، 3، 5 – موقع النهاية؛ 6- من الجانب .

الهياكل الخلوية الرئيسية للبكتيريا: النواة (المادة الوراثية)، والريبوسومات المخصصة لتخليق البروتين، والغشاء السيتوبلازمي (جزء من غشاء الخلية)، والذي يكون في العديد من الممثلين محميًا بشكل إضافي من الأعلى، والكبسولة والغمد المخاطي (الشكل 7).

أرز. 7. مخطط الخلية البكتيرية.

وبحسب تصنيف البكتيريا يوجد أكثر من 20 نوعا. على سبيل المثال، محبة للحرارة للغاية (عشاق درجات الحرارة المرتفعة) Aquificae، البكتيريا اللاهوائية على شكل قضيب Bacteroidetes. ومع ذلك، فإن الشعبة الأكثر هيمنة، والتي تضم ممثلين متنوعين، هي البكتيريا الأكتينوبكتريا. ويشمل البيفيدوبكتريا والعصيات اللبنية والفطريات الشعاعية. يكمن تفرد هذا الأخير في القدرة على تكوين الفطريات في مرحلة معينة من التطور.

في اللغة الشائعة يسمى هذا الميسليوم. في الواقع، تشبه الخلايا المتفرعة للفطريات الشعاعية الخيوط الفطرية. على الرغم من هذه الميزة، يتم تصنيف الشعيات على أنها بكتيريا، لأنها بدائيات النوى. وبطبيعة الحال، تكون خلاياها أقل تشابهًا في البنية مع الفطريات.

الفطريات الشعوية (الشكل 8) هي بكتيريا بطيئة النمو، وبالتالي لا تملك القدرة على التنافس على الركائز المتاحة بسهولة. فهي قادرة على تحلل المواد التي لا تستطيع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى استخدامها كمصدر للكربون، وخاصة الهيدروكربونات البترولية. ولذلك، يتم دراسة الفطريات الشعوية بشكل مكثف في مجال التكنولوجيا الحيوية.

يركز بعض الممثلين في مناطق حقول النفط، ويقومون بإنشاء مرشح بكتيري خاص يمنع تغلغل الهيدروكربونات في الغلاف الجوي. تعتبر الأكتينوميسيت منتجًا نشطًا لمركبات ذات قيمة عملية: الفيتامينات والأحماض الدهنية والمضادات الحيوية.

أرز. 8. الممثل الشعاعي النوكارديا.

الفطريات في علم الأحياء الدقيقة

إن موضوع علم الأحياء الدقيقة هو فقط الفطريات العفنية السفلية (الجذمور، المخاط، على وجه الخصوص). مثل كل أنواع الفطر، فهي غير قادرة على تصنيع المواد بنفسها وتتطلب وسيلة مغذية. إن أفطورة الممثلين الأدنى لهذه المملكة بدائية وغير مقسمة على أقسام. تحتل الخميرة مكانة خاصة في الأبحاث الميكروبيولوجية (الشكل 9) ، والتي تتميز بغياب الميسليوم.

أرز. 9. أشكال مستعمرات الخميرة على وسط غذائي.

حاليا، تم جمع الكثير من المعرفة حول خصائصها المفيدة. ومع ذلك، لا تزال الخميرة قيد الدراسة لقدرتها على تصنيع مركبات عضوية ذات قيمة عملية، وتستخدم بنشاط ككائنات نموذجية في التجارب الجينية. منذ العصور القديمة، تم استخدام الخميرة في عمليات التخمير. يختلف التمثيل الغذائي بين الممثلين المختلفين. ولذلك، فإن بعض الخمائر أكثر ملاءمة لعملية معينة من غيرها.

على سبيل المثال، يتم استخدام Saccharomyces beticus، وهو أكثر مقاومة لتركيزات الكحول العالية، لصنع نبيذ قوي (يصل إلى 24٪). في حين أن الخميرة S. cerevisiae قادرة على إنتاج تركيزات أقل من الإيثانول. وفقًا لمجالات تطبيقها، يتم تصنيف الخمائر إلى علف، وخبازين، ومخمرات، ومشروبات روحية، ونبيذ.

الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض

توجد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض أو المسببة للأمراض في كل مكان. جنبا إلى جنب مع الفيروسات المعروفة: الأنفلونزا، والتهاب الكبد، والحصبة، وفيروس نقص المناعة البشرية، وما إلى ذلك، فإن الكائنات الحية الدقيقة الخطيرة هي الريكتسيا، وكذلك العقديات والمكورات العنقودية التي تسبب تسمم الدم. بين البكتيريا على شكل قضيب هناك العديد من مسببات الأمراض. على سبيل المثال، الخناق والسل وحمى التيفوئيد (الشكل 10). تم العثور على العديد من ممثلي الكائنات الحية الدقيقة الخطرة على البشر بين الأوليات، ولا سيما البلازموديوم الملاريا، التوكسوبلازما، الليشمانيا، اللامبليا، المشعرة، والأميبا المسببة للأمراض.

أرز. 10. صورة لبكتيريا Bacillus anthracis المسببة للجمرة الخبيثة.

العديد من الشعيات ليست خطرة على البشر والحيوانات. ومع ذلك، تم العثور على العديد من مسببات الأمراض بين المتفطرات التي تسبب مرض السل والجذام. تبدأ بعض الشعيات في ظهور مرض مثل داء الشعيات، مصحوبًا بتكوين أورام حبيبية وأحيانًا زيادة في درجة حرارة الجسم. أنواع معينة من فطريات العفن قادرة على إنتاج مواد سامة للإنسان - السموم الفطرية. على سبيل المثال، بعض ممثلي جنس الرشاشيات، الفيوزاريوم. تسبب الفطريات المسببة للأمراض مجموعة من الأمراض تسمى الفطريات. وبالتالي، فإن داء المبيضات أو ببساطة مرض القلاع يسببه فطريات تشبه الخميرة (الشكل 11). وهي موجودة دائمًا في جسم الإنسان، ولكن يتم تنشيطها فقط عندما يضعف جهاز المناعة.

أرز. 11. فطر المبيضات هو العامل المسبب لمرض القلاع.

يمكن أن تسبب الفطريات مجموعة متنوعة من الآفات الجلدية، وخاصة جميع أنواع الحزاز، باستثناء الهربس النطاقي، الذي يسببه فيروس. يمكن أن تسبب خميرة الملاسيزية، التي تعيش بشكل دائم في جلد الإنسان، انخفاضًا في نشاط الجهاز المناعي. لا تتعجل لغسل يديك على الفور. تؤدي الخمائر والبكتيريا الانتهازية التي تتمتع بصحة جيدة وظيفة مهمة، حيث تمنع تطور مسببات الأمراض.

الفيروسات كموضوع لعلم الأحياء الدقيقة

الفيروسات هي أكثر الكائنات بدائية على وجه الأرض. في حالة حرة، لا تحدث فيها عمليات التمثيل الغذائي. فقط عندما تدخل الخلية المضيفة، تبدأ الفيروسات في التكاثر. في جميع الكائنات الحية، حامل المادة الوراثية هو الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). فقط بين الفيروسات يوجد ممثلون بتسلسل جيني مثل الحمض النووي الريبي (RNA).

في كثير من الأحيان لا يتم تصنيف الفيروسات على أنها كائنات حية حقيقية.

إن مورفولوجية الفيروسات متنوعة للغاية (الشكل 12). عادة، تتراوح أحجامها القطرية من 20-300 نانومتر.

أرز. 12. تنوع الجزيئات الفيروسية.

يصل طول بعض الممثلين إلى 1-1.5 ميكرون. تتكون بنية الفيروس من إحاطة المادة الوراثية بإطار بروتيني خاص (القفيصة)، يتميز بأشكال متنوعة (حلزونية، عشرونية الوجوه، كروية). تحتوي بعض الفيروسات أيضًا على غلاف في الأعلى يتكون من غشاء الخلية المضيفة (القفيصة الفائقة). فمثلا (الشكل 13) يعرف بأنه العامل المسبب لمرض يسمى (الإيدز). يحتوي على الحمض النووي الريبوزي (RNA) كمادة وراثية ويؤثر على نوع معين من خلايا الجهاز المناعي (الخلايا اللمفاوية التائية المساعدة).

أرز. 13. هيكل فيروس نقص المناعة البشرية.

تصنيف البكتيريا حسب الشكل.

بناءً على شكلها، تنقسم جميع البكتيريا إلى ثلاث مجموعات:

كروي أو مكورات

على شكل قضيب أو العصي

أشكال ملتوية من البكتيريا.

المكورات لها شكل دائري، كروي، بيضاوي، لهب شمعة، رمح وتنقسم إلى 6 مجموعات فرعيةعلى أساس طريقة الاتصال.

1 مكورات دقيقة؛

2 مكورات مزدوجة؛

3 رباعيات؛

4 العقديات.

5 المكورات العنقودية.

6 سارسينا.

جميع المكورات غير متحركة ولا تشكل جراثيم.
نشر على المرجع.rf
منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. المدرجة في مبتدئين الحليب المخمر. قد تكون مسببة للأمراض (الذبحة الصدرية والسيلان والتهاب السحايا).

البكتيريا على شكل قضيب لها شكل ممدود. الطول أكبر من العرض. يغيرون شكلهم بسهولة بناءً على الظروف المعيشية. لديهم تعدد الأشكال. العصي هي المجموعة الأكثر شيوعًا بين جميع البكتيريا. قد لا تكون مسببة للأمراض، ولكنها يمكن أن تسبب أمراضًا مختلفة (التيفوئيد والدوسنتاريا).

يمكن أن تكون العصي متحركة أو غير متحركة، وتشكل أو لا تشكل جراثيم. بناءً على قدرتها على تكوين الجراثيم، تنقسم العصي إلى ثلاث مجموعات:

بكتيريا؛

عصيات.

كلوستريديا.

تنقسم الأشكال الملتوية للبكتيريا إلى ثلاث مجموعات:

1. الاهتزازات؛

2. سبيريلا.

3. اللولبيات.

جميع الأشكال الملتوية مسببة للأمراض.

هيكل ووظائف غشاء الخلية للبكتيريا.

غشاء الخليةيغطي الجزء الخارجي من الخلية. وهو عبارة عن بنية كثيفة ومرنة يمكنها تحمل الضغط التفاضلي، ويتكون من جزأين - جزء خارجي يسمى جدار الخلية وجزء داخلي - الغشاء السيتوبلازمي (CPM). يحتوي كل من الجدار والغشاء على مسام (ثقوب) تمر من خلالها العناصر الغذائية إلى الخلية ويتم إزالة النفايات. في هذه الحالة، تمر العناصر الغذائية عبر مسام جدار الخلية بوزن جزيئي لا يزيد عن 1000 ᴛ.ᴇ. أثناء التغذية، يعمل الجدار بمثابة غربال ميكانيكي. تمر العناصر الغذائية عبر مسام CPM ليس بالكتلة، ولكن حسب الحاجة. فهو شبه منفذ.

يؤدي غشاء الخلية عددًا من الوظائف المهمة:

1- يحافظ على شكل الجسم؛

2 – يحمي الخلية من المؤثرات الخارجية؛

3 – يشارك في عملية التمثيل الغذائي للخلايا. يسمح للمواد الغذائية بالمرور وإخراج الفضلات؛

4- يشارك في حركة الخلايا. تفقد البكتيريا المحرومة من غشاء الخلية قدرتها على الحركة؛

5- المشاركة في تكوين الكبسولة.

تصنيف البكتيريا حسب الشكل. - المفهوم والأنواع. تصنيف ومميزات فئة "تصنيف البكتيريا حسب الشكل." 2017، 2018.