Цель работы: Ознакомиться с морфологическим разнообразием микроорганизмов и основными признаками, используемыми при их идентификации.
Материалы и оборудование: Микроскоп; препараты микроорганизмов; иммерсионное масло.
Основные положения
Морфология бактерий
Бактерии объединяют обширную группу в основном одноклеточных микроорганизмов, разнообразную по форме, размерам и обмену веществ. Они являются прокариотными микроорганизмами.
При дифференциации бактерий путем микроскопии учитывают размеры и формы клеток, их взаимное расположение, химический состав и строение клеточных стенок, способность образовывать споры и капсулы, подвижность.
Основными формами бактерий, которые чаще всего встречаются, являются сферические бактерии (кокки) и палочковидные бактерии (палочки).
К основным морфологическим признакам кокков относятся их размеры (диаметр кокков в среднем составляет 1-2 мкм) и взаимное расположение. Взаимное расположение кокков определяется направлением образования перегородок при делении клеток. Если после деления клетки расходятся и располагаются поодиночке, то такие формы называются монококками или микрококками. Если при делении образуются скопления, напоминающие виноградные грозди, их относят к стафилококкам. Кокки, остающиеся после деления в одной плоскости связанными парами, называются диплококками, а образующие разной длины цепочки – стрептококками. Сочетания из четырех кокков, появляющиеся после деления клетки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях представляют собой тетракокки. Если кокки делятся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, то они образуют скопления кубической формы - сарцины. Как выглядят различные скопления кокков под микроскопом изображено на рисунке 6.
Рисунок 6. Взаимные расположения кокков: а - микрококки; б - диплококки; в - стрептококки; г - тетракокки; д - стафилококки; е - сарцины
Основными морфологическими признаками палочковидных бактерий, которые определяются путем микроскопии, являются размеры палочек (средняя длина палочек – 2 - 7 мкм, диаметр в поперечнике - 0,5 - 1 мкм), взаимное расположение клеток, способность образовывать споры, подвижность.
Палочковидные бактерии могут располагаться поодиночке, попарно (диплобактерии) и цепочками (стрептобактерии).
При микроскопии легко можно определить спорообразующие и не спорообразующие формы палочковидных бактерий. Вегетативные клетки хорошо адсорбируют красители на своей поверхности и полностью окрашиваются. Оболочка споры малопроницаема, краски в них почти не проникают и под микроскопом споры имеют вид округлых или овальных блестящих зерен. Палочки, образующие споры называются бациллами и клостридиями. У бацилл размер споры не превышает ширину клетки и поэтому при образовании споры форма клетки не меняется. У клостридий диаметр споры больше толщины клетки и поэтому при созревании споры клетка приобретает форму веретена (если спора располагается в центре клетки) или барабанной палочки (если спора располагается на одном из полюсов клетки). На рисунке 7 представлены морфологические разновидности палочковидных бактерий.
Рисунок 7. Морфология палочковидных бактерий: а - диплобактерии; б - стрептобактерии; в - бациллы; г – клостридии
При идентификации палочек диагностическое значение имеют также расположение спор в клетках бацилл и клостридий, наличие и расположение жгутиков, способность образовывать капсулы.
Бактерии могут приобретать и другие формы: извитые, кольца, пластинчатые, прямоугольные, в виде шестиугольной звезды, ветвящиеся и др.
Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты (рис.8). Извитые формы микробов определяют не только по длине и диаметру, но и по количеству завитков.
Микобактерии – палочки с боковыми выростами (возбудители туберкулеза, паратуберкулеза). Коринебактерии напоминают микобактерии, но отличаются от них образующимися на концах утолщениями и включениями зерен в цитоплазме (дифтерийная палочка). Нитчатые бактерии — многоклеточные организмы, имеющие форму нити. Миксобактерии скользящие микробы, по форме напоминающие палочки или веретено. Простекобактерии могут быть треугольной или иной формы. У некоторых: из них лучевая симметрия. Свое название такие организмы получили по наличию остроконечных выростов – простек. Размножаются они делением, или почкованием. Так, у треугольных форм на одной из вершин образуется почка, которая при достижении размеров материнской клетки отделяется.
Рисунок 8. Извитые бактерии: а – вибрионы, б – спириллы, в - спирохеты
Морфология цианобактерий
Цианобактерии - морфологически разнообразная и полиморфная группа грамотрицательных эубактерий (рис. 9). Общие черты их морфологии заключаются только в отсутствии жгутиков и наличии слизистой оболочки (гликокаликс, состоящий из пептидогликана). Цианобактерии включают одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы.
Одноклеточные цианобактерии могут быть палочками или кокками, существующими отдельно или в виде агрегатов (колоний), в которых они объединены капсулами или слизью. Размножение происходи исключительно бинарным делением или почкованием (хроококковые цианобактерии - Gloeothece и др.). Некоторые цианобактерии могут размножаться множественным делением (плеврокапсовые цианобактерии). При этом внутри делящейся клетки появляется много маленьких клеток, так называемых беоцитов (Dermocapsa и др.).
Многоклеточные формы характеризуются нитчатыми объединениями клеток (трихомы). Рост осуществляется интеркалярно – путем деления клеток внутри трихомы. Трихомы могут состоять только из вегетативных клеток (нитчатые цианобактерии без гетероцист – Lyngbya и др.), с дифференциацией клеток с образованием гетероцист и акинетов (Nostoc и др.). Ветвящиеся трихомы возникают в результате разных причин, в связи с чем различают ложное и истинное ветвление. К истинному ветвлению приводит способность клеток трихома делиться в разных плоскостях, в результате чего возникают многорядные трихомы или однорядные нити с однорядными же боковыми ветвями. Ложное ветвление трихомов не связано с особенностями деления клеток внутри нити и является результатом прикрепления или соединения разных нитей под углом друг к другу.
