Какую группу микроорганизмов невозможно разглядеть обычным световым микроскопом что они вызывают
На главную
Контакты
Меню сайта
Причина отравления вод океана.
Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.
Секрет выживания лягушек.
Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.
Секрет долголетия ночницы.
Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.
Вирусы и фаги
Размер некоторых вирусов всего в несколько раз превышает размер крупных белковых молекул. Исчисляется он в нанометрах. Наиболее мелкими являются вирусы ящура (8-12 нм), вируса гриппа (80-120 нм), одним из наиболее крупных является вирус оспы (120-200 нм).
Вирусы не имеют клеточного строения. Они бывают шарообразной, палочковидной и сперматозоидной формы. Вирусная частица называется вирионом. Она состоит из двух нуклеиновых кислот и белка глобулина. Если она содержит ДНК, то такие вирусы паразитируют у человека и животных. РНК содержится в вирусах растений. Из белка построена одно-двухслойная оболочка, в которой заключена ДНК или РНК.
Вирусы обладают разной устойчивостью к внешним воздействиям. Многие инактивируются при температуре 60ºС в течении 30 минут, другие выдерживают температуру 90ºС до 10 минут. Вирусы легко переносят высушивание и низкие температуры, но малоустойчивы ко многим антисептикам, УФЛ, радиоактивным излучениям.
Вирусы бактерий называют бактериофагами
Размеры фагов колеблются от 40 до 140 нм. Проникая в клетки, бактериофаги вызывают их лизис— растворение клеточной стенки.
Некоторые фаги применяют в медицинской практике для профилактики или лечения заболеваний (дизентерии, холеры).
1. Какую группу микроорганизмов невозможно разглядеть обычным световым микроскопом? Что они вызывают?
. В чем исчисляются размеры вирусов?
. Каковы особенности размножения вирусов и фагов?
ТЕМА 2. ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Знание физиологии микроорганизмов дает возможность понять, какие изменения происходят в пищевых продуктах, промышленных товарах и материалах при переработке или порче их под действием микробов.
Какую группу микроорганизмов невозможно разглядеть обычным световым микроскопом что они вызывают
Подробное решение параграф § 20 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. 2014
1. Чем вирусы отличаются от других живых организмов?
Ответ. Вирус (от лат. virus — яд) — простейшая форма жизни, так как они не имеют клеточного строения. Основные отличия о других живых организмов:
• Вирусы являются облигатными паразитами, так как вирусы не способны размножаться вне клетки.
• Вне клетки вирусные частицы ведут себя как химические вещества.
2. Какие болезни могут вызывать вирусы?
Существуют вирусы, поражающие и нервную систему, например, вирусы полиомиелита, бешенства, клещевого энцефалита. Некоторые вирусы способствуют развитию кожных заболеваний, например, пузырчатки, образованию бородавок, повреждению внутренних органов, например, печени при вирусном гепатите, стенок кровеносных сосудов. СПИД, бешенство и почти исчезнувшая оспа также относятся к вирусным заболеваниям.
Вопросы после § 20
1. Можно ли вирусы считать особой формой жизни?
Ответ. Вирусы можно считать особой формой жизни. Они не могут проявлять признаки жизнедеятельности вне клетки-хозяина. Их строение очень примитивно. Они самые мелкие существа, их нельзя увидеть под световым микроскопом. Они не имеют клеточного строения.
В целом вирусы некорректно называть живыми существами, так как до сих пор ученые не доказали живые они или мертвые. Лучше использовать по отношению к вирусам термин «биологические объекты».
2. Какое строение имеют вирусы? В чём их отличие от других живых организмов?
Ответ. Вирусные частицы представляют собой мельчайшие (20–300 нм) симметричные структуры, построенные из повторяющихся элементов. Каждый вирус является частицей нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключённой в белковую оболочку, которую называют капсидом. Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности: они могут проявлять свойства живого существа, только проникнув в клетку и используя для своих нужд её структуры и энергию. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами. Некоторые вирусы, например вирус гриппа или герпеса, покидая клетку-хозяина, захватывают участок клеточной мембраны и образуют из неё дополнительную оболочку поверх своего капсида.
3. Как вирусы размножаются?
Ответ. Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. При этом каждый вирус ищет именно «своего» хозяина, т. е. клетки строго определённого вида. Так, вирус – возбудитель гепатита, называемого иначе желтухой, проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита, в просторечии свинки, – только в клетках околоушных слюнных желёз человека. Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК взаимодействует с хозяйским генетическим аппаратом таким образом, что клетка, сама того не желая, начинает синтезировать специфические белки, закодированные в вирусной нуклеиновой кислоте. Последняя тоже реплицируется, и в цитоплазме клетки начинается сборка новых вирусных частиц. Поражённая вирусами клетка может буквально «лопнуть», и из неё выйдет большое число вирусных частиц, но иногда вирусы выделяются из клетки постепенно, по одному, и заражённая клетка живёт долго.
4. Какие вирусы называют бактериофагами?
Ответ. Особой группой вирусов являются бактериофаги, или просто фаги, которые заражают бактериальные клетки. Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных «ножек» и вводит в её цитоплазму полый стержень, через который, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остаётся снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из неё выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки. Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, например с бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.
5. Какие предположения можно сделать о происхождении вирусов?
Ответ. Возникновение вирусов — вопрос, который на протяжении многих лет составлял предмет дискуссий. Было выдвинуто три гипотезы происхождения вирусов:
1. Вирусы — потомки бактерий и других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную (регрессивную) эволюцию.
2. Вирусы — потомки древних доклеточных форм жизни, перешедших к паразитическому способу существования.
3. Вирусы — дериваты (производные) клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранивших зависимость от клеток
Какую группу микроорганизмов невозможно разглядеть обычным световым микроскопом что они вызывают
Репетитор по Химии и Биологии
Главная • Биология • Химия • Резюме • Цены • Контакты 
| Биология | ||
| Программа | Конспекты | Контрольные работы |
Репетитор по Биологии
Конспекты
На этой странице Вы можете найти конспект на тему «Вирусы и фаги».
Эволюционное происхождение вирусов
Жизненный цикл вируса начинается с проникновения внутрь клетки. Для этого он связывается со специфическими рецепторами на ее поверхности и:
а) либо вводит свою нуклеиновую кислоту внутрь клетки, оставляя белки вириона на ее поверхности,
б) либо проникает целиком в результате эндоцитоза. В последнем случае после проникновения вируса внутрь клетки следует его «раздевание» — освобождение геномных нуклеиновых кислот от белков оболочки.
В результате вирусный геном становится доступным для ферментных систем клетки, обеспечивающих экспрессию генов вируса. Именно после проникновения вирусной геномной нуклеиновой кислоты в клетку заключенная в ней генетическая информация расшифровывается генетическими системами хозяина и используется для синтеза компонентов вирусных частиц.
По сравнению с геномами других организмов вирусный геном относительно мал и кодирует лишь ограниченное число белков, в основном белки капсида и один или несколько белков, участвующих в репликации и экспрессии вирусного генома. Необходимые метаболиты и энергия поставляются хозяйской клеткой.
Строение и классификация вирусов
Вирусы нельзя увидеть в оптический микроскоп, так как их размеры меньше длины световой волны. Разглядеть их можно лишь с помощью электронного микроскопа.
Вирусы состоят из следующих основных компонентов:
Капсиды и дополнительная оболочка несут защитные функции, как бы оберегая нуклеиновую кислоту. Кроме того, они способствуют проникновению вируса в клетку. Полностью сформированный вирус называется вирионом.
Схематичное строение РНК- содержащего вируса со спиральным типом симметрии и дополнительной липопротеидной оболочкой приведено слева на рисунке 2, справа показан его увеличенный поперечный разрез.
Взаимодействие вируса с клеткой
Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни. В связи с этим вирусы представляют собой либо внеклеточную покоящуюся форму ( варион ),
Взаимодействии вируса с клеткой последовательно проходят несколько стадий:
2. Вторая стадия состоит в проникновении целого вариона или его нуклеиновой кислоты внутрь клетки-хозяина.
4. В ходе четвертой стадии на основе вирусной нуклеиновой кислоты происходит синтез необходимых для вируса соединений.
6. В ходе шестой стадии из синтезированных ранее многочисленных копий нуклеиновой кислоты и белков формируются новые вирионы путем самосборки
Бактериофаги, образующие в зараженных клетках новое поколение фаговых частиц, что приводит к лизису(разрушению) бактериальной клетки, называются вирулентными фагами.
ДНК-содержащие вирусы несут в качестве генетического материала либо одно-, либо двухцепочечную ДНК, которая может быть как линейной, так и кольцевой. В ДНК закодирована информация о всех белках вируса. Вирусы классифицируют в зависимости от того, одно или двухцепочечная у них ДНК, и про- или эукариотической является клетка-хозяин. Вирусы заражающие бактерии называются бактериофагами.
Первая группа — вирусы с двуцепочечной ДНК:
— они получили название ретроидные вирусы.
— п редставителями этой группы вирусов являются вирус гепатита В и вирус мозаики цветной капусты.
1. Репликация ДНК-генома этих вирусов осуществляется при посредстве промежуточных молекул РНК:
2. Молекулы РНК образуются в результате транскрипции вирусных ДНК в клеточном ядре хозяйским ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой.
3. Транскрибируется только одна из нитей вирусной ДНК.
4. Синтез ДНК на РНК-матрице происходит в результате реакции, катализируемой обратной транскриптазой; сначала синтезируется (-) нить ДНК,
5. а затем на вновь синтезированной (-) нити ДНК тот же фермент строит (+) нить.
Вторая группа — вирусы с двуцепочечной ДНК,
— с генома этих вирусов в зараженной клетке ДНК-зависимая РНК-полимераза транскрибирует молекулы мРНК (т.е. (+) РНК),
— мРНК (т.е. (+) РНК) принимает участие в синтезе вирусных белков,
— размножение вирусного генома осуществляет фермент ДНК-зависимая ДНК-полимераза: 
(±) днк → (+)РНК
Третья группа — вирусы с одноцепочечной ДНК, либо с негативной, либо с позитивной полярностью.
— Попав в клетку, вирусный геном сначала превращается в двуцепочечную форму,
— это превращение обеспечивает клеточная ДНК-зависимая ДНК-полимераза:
Транскрипция и репликация на последующих этапах происходит так же, как и для вирусов, с (±) ДНК-геномом.
— обычно встречаются у нитевидных вирусов.
— образуются путем самосборки асимметричных белковых субъединиц ( капсомеров ), объединяющихся в трубчатую структуру со спиральной симметрией ( например у Pf 1).
— Субъединицы в большинстве случаев гомогенны, так, что поверхность вириона состоит из множества копий одного и того же белка, хотя под наружним капсидом могут находиться и другие белки.
— ДНК в таких вирусах либо вытянута, либо может быть туго скручена в комплексе со специальными связывающими белками.
— свойственны большинству сферических ДНК-содержащих вирусов
— икосаэдр – это многогранник с двадцатью треугольными гранями, имеющий кубическую симметрию и приблизительно сферическую форму.
— Вершины треугольников соединяясь образуют двенадцать вершин икосаэдра;
— в местах соединения располагаются обычно пентамерные белковые структуры – пентоны ; там же могут находится участки, на которых формируются белковые нити, нередко ассоциированные с вершинами ( например у ф Х174).
— ДНК обычно плотно свернута внутри капсида ;
— иногда она связана с белками или полипептидами, способными стабилизировать ее структуру.
Сложные капсиды без оболочки
— типичны для бактериофагов:
— они состоят из частей с разными типами симметрии.
— У бактериофага Т2, например, ДНК находится в икосаэдрической головке, а для «узнавания» бактерии и введения в нее ДНК служат трубчатые и фибриллярные структуры (в узнавании участвует также лизоцим, расположенный на дистальном конце хвостового отростка).
Выделяют 5 морфологических типов бактериофагов:
Жизненный цикл бактериофага 5 типа:
Сложные капсиды с оболочкой
— есть только у вирусов эукариотических клеток.
— В них ДНК-белковые комплексы окружены одним или несколькими белковыми слоями и наружней мембраной, почти все белковые компоненты которой являются вирусными по своему происхождению, а липидные структуры – клеточными.
Инфицирование – процесс, посредством которого вирус внедряется в клетку-хозяина и «настраивает» ее метаболический аппарат на воспроизведение вирионов.
— зараженные вирусом клетки либо остаются живыми (тогда говорят, что вирус невирулентен ),
— либо подвергаются лизису, приводящему к высвобождению вирусных частиц.
— Неизменным итогом заражения клеток ДНК-содержащими бактериофагами является лизис.
— ДНК-содержащие вирусы животных вызывают лизис редко; однако клетки могут погибнуть из-за возникших при заражении хромосомных повреждений, вследствии иммунологической реакцииорганизма или просто в результате нарушения вирусом нормальных клеточных функций.
Размножение вируса – четко очерченный цикл, приводящий в конечном счете, после синтеза новых молекул вирусных белков и большого числа копий вирусной ДНК, к формированию зрелых вирусных частиц. У вирусов бактерий весь цикл может завершаться менее чем за час, тогда как у многих вирусов животных он занимает не один день.
Адсорбция вируса на клетке-хозяине – первый этап инфицирования. Она происходит на специфических рецепторных участках (белковых или липидных) клеточной поверхности, которые узнаются особыми выступающими частями вириона и к которым он прочно прикрепляется. У вирусов без оболочки такими частями могут быть белковые отростки (например, у аденовируса и бактериофага Т2), а у вирусов с оболочкой это, как правило белки, погруженные в вирусную мембрану. В процессе адсорбции осуществляются, в частности, такие белок-белковые взаимодействия, результатом которых является инициация стадии проникновения ДНК в клетку.
Проникновение вирусной ДНК в клетку-хозяина у разных вирусов происходит по-разному. ДНК многих бактериофагов, например, бактериофага Т2: белковый стержень сплющивается, подобно телескопической конструкции, и ДНК «впрыскивается» в бактерию. Из вирусов животных ДНК обычно переходит в клетку в результате как бы слияния наружнего слоя вириона с клеточной мембраной. В отличие от ДНК большинства бактериофагов ДНК вирусов животных всегда входят в клетку вместе с непосредственно прилегающими к ней белками; последующее освобождение ДНК от этих белков осуществляется с помощью ферментов.
ДНК-содержащие опухолеродные вирусы разделяются на следующие 5 классов.
1. Полиомавирусы – обезьяний вирус SV40, вирус полиомы мышей и вирусы человека ВК и JC.
2. Папилломавирусы – 16 вирусов папилломы человека и множество папилломовирусов животных.
3. Аденовирусы – 37 вирусов человека, множество аденовирусов животных (например, 24 вируса обезьян и 9 вирусов крупного рогатого скота).
4. Герповирусы – вирусы простого герпеса человека, цитомегаловирус человека, вирус Эпштейна– Барр и онкогенные вирусы приматов, лошадей, кур, кроликов, лягушек.
5. Вирусы, подобные вирусу гепатита В, – вирус гепатита В человека, гепатита североамериканского сурка, гепатита земляных белок и гепатита уток.
ВИРУСЫ И ФАГИ
Размер некоторых вирусов всего в несколько раз превышает размер крупных белковых молекул. Исчисляется он в нанометрах. Наиболее мелкими являются вирусы ящура (8-12 нм), вируса гриппа (80-120 нм), одним из наиболее крупных является вирус оспы (120-200 нм).
Вирусы не имеют клеточного строения. Они бывают шарообразной, палочковидной и сперматозоидной формы. Вирусная частица называется вирионом. Она состоит из двух нуклеиновых кислот и белка глобулина. Если она содержит ДНК, то такие вирусы паразитируют у человека и животных. РНК содержится в вирусах растений. Из белка построена одно-двухслойная оболочка, в которой заключена ДНК или РНК.
Вирусы являются внутриклеточными паразитами и размножаются только в живых клетках. Всю работу по производству молекул для вирусного потомства выполняет сама клетка-хозяин, которая предоставляет вирусу все свои возможности для синтеза вирусных белков и нуклеиновых кислот – сырье, ферменты, хорошо отлаженный аппарат для синтеза белка, механизмы транспорта. С зараженной клеткой происходит удивительная метаморфоза: она перестает работать по своей информации и узнавать свои собственные молекулы информационной РНК. Вместо этого клеточные рибосомы связывают вирусные информационные РНК и по их программе синтезируют вирусные белки.
Вирусы обладают разной устойчивостью к внешним воздействиям. Многие инактивируются при температуре 60ºС в течении 30 минут, другие выдерживают температуру 90ºС до 10 минут. Вирусы легко переносят высушивание и низкие температуры, но малоустойчивы ко многим антисептикам, УФЛ, радиоактивным излучениям.
Вирусы бактерий называют бактериофагами или фагами, вирусы грибов – микофагами, актиномицетов – актинофагами.
Размеры фагов колеблются от 40 до 140 нм. Проникая в клетки, бактериофаги вызывают их лизис – растворение клеточной стенки.
Бактериофаги наносят большой вред в молочной промышленности (производстве сыров, творога, сметаны) и в производстве маргарина. Они поражают в основном молочнокислые стрептококки заквасок, используемых для получения этих продуктов. В антибиотической промышленности актинофаги лизируют производственную культуру актиномицетов – продуцентов антибиотиков.
Некоторые фаги применяют в медицинской практике для профилактики или лечения заболеваний (дизентерии, холеры).
Контрольные вопросы
1.Какую группу микроорганизмов невозможно разглядеть обычным световым микроскопом? Что они вызывают?
2.В чем исчисляются размеры вирусов?
3.Каковы особенности размножения вирусов и фагов?
Классификация и физиология микроорганизмов
В этом разделе Вы найдете ответы на следующие вопросы:
Какие группы микроорганизмов наиболее важны для пищевой промышленности?
Каково строение бактериальной и дрожжевой клетки и их различие?
На чем основана классификация бактерий?
Каково строение микроскопических грибов?
В чем различие отдельных классов грибов?
Какова роль дрожжей в пищевой промышленности?
Что такое вирусы и фаги и каково их строение?
В чем сущность обмена веществ у микроорганизмов?
Какие типы питания известны у микроорганизмов?
Различны также размеры микроорганизмов: среди них есть карлики и гиганты. Так, нити некоторых низших грибов, состоящие из одной клетки, достигают в длину нескольких сантиметров и хорошо видны. Имеются крупные клетки и среди нитчатых водных бактерий. Длина клеток некоторых грибов и дрожжей достигает 20-50 мкм при толщине всего 0,1-2 мкм. Такие клетки хорошо различимы в обычном световом микроскопе, который дает увеличение от 600-800 до 1300 раз.
При изучении микроорганизмов важно выявить форму и строение клетки, способность к движению, характер оболочки и др. Наука, изучающая эти вопросы, называется морфологией. Особенно большое значение имеет химический состав клетки, способ ее размножения, тип питания, обмен веществ, способность к различным химическим реакциям и синтезу веществ в процессе жизнедеятельности. Эти свойства микроорганизмов изучает наука физиология.
К морфологическим признакам микроорганизмов относятся строение и форма клетки, взаимное расположение клеток, наличие у микроорганизмов способности к движению, спорообразование и т. д.