Задание 2. Прочитать теоретический материал, предлагаемый ниже.
Задание 1. Перед практической работой прочитать теоретический материал, рекомендованный Вам заранее. Уметь дать характеристику элементов, предлагаемой в схеме.
Известно, что механизмы изменчивости микроорганизмов связаны со следующими событиями:
1.1. Модификация микроорганизмов возникает как ответ клетки на неблагоприятные условия ее существования. Это адаптивная реакция на внешние раздражители. Модификация не сопровождается изменением генотипа, следовательно, возникшие в клетке изменения по наследству не передаются. При восстановлении оптимальных условий индуцированные изменения утрачиваются. Модификация может касаться разных свойств микроорганизмов - морфологических, культуральных, биохимических и др.
Морфологическая модификация выражается в изменениях формы и величины бактерий. Например, при добавлении пенициллина к питательной среде клетки некоторых бактерий удлиняются. Недостаток в среде солей кальция вызывает у палочки сибирской язвы повышенное спорообразование. При повышенной концентрации солей кальция способность образовывать споры утрачивается и т. д.
Культуральная модификация состоит в изменении культуральных свойств бактерий при изменении состава питательной среды. Например, при недостатке кислорода у стафилококка утрачивается способность образовывать пигмент. Чудесная палочка при комнатной температуре образует ярко-красный пигмент, но при 37° С способность образовывать этот пигмент утрачивается и т. д.
|
|
|
(Пояснения: Чудесная палочка - Serratia marcescens, бактерия сем. Энтеробактерий; подвижна, гетеротроф, Г¯, факультативный анаэроб; многие штаммы образуют пигмент, придающий колониям бактерий темно- или ярко-красный цвет. Обитает в воде, почве, на
пищевых продуктах. Условно патогенна для животных и человека,возбудитель вторичных инфекций).
Б иохимическая (ферментативная) модификация. Каждый вид бактерий имеет определенный набор ферментов, благодаря которым они усваивают питательные вещества. Эти ферменты вырабатываются на определенных питательных субстратах и предопределены генотипом.
В процессе жизнедеятельности бактерий обычно функционируют не все гены, ответственные за синтез соответствующих ферментов. В геноме бактерий всегда имеются запасные возможности, т. е. гены, определяющие выработку адаптивных ферментов. Например, кишечная палочка, растущая на среде, не содержащей углевод лактозу, не вырабатывает фермент лактазу, но если пересеять ее на среду с лактозой, то она начинает вырабатывать этот фермент. Адаптивные ферменты позволяют приспособляться к определенным условиям существования.
|
|
|
Таким образом, модификация - это способ приспособления микроорганизма к условиям внешней среды, обеспечивающий им возможность расти и размножаться в измененных условиях. Приобретенные свойства не передаются по наследству, поэтому они не играют роли в эволюции, а способствуют в основном выживанию микробных популяций.
1.2. Генотипическая изменчивость может возникать в результате мутаций и генетических рекомбинаций.
Мутации - это передаваемые по наследству структурные изменения генов.
Крупные мутации (хромосомные перестройки) сопровождаются выпадением или изменением относительно крупных участков хромосомы - такие мутации, как правило, необратимы.
Мелкие (точковые) мутации связаны с выпадением или добавлением отдельных оснований ДНК. При этом изменяется лишь небольшое число признаков. Такие измененные бактерии могут полностью возвращаться в исходное состояние (ревертировать).
Бактерии с измененными признаками называются мутантами. Факторы, вызывающие образование мутантов, носят название мутагенов.
Бактериальные мутации бывают спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации возникают под влиянием неконтролируемых факторов, т. е. без вмешательства экспериментатора. Индуцированные мутации появляются в результате обработки микроорганизмов специальными мутагенами (химическими веществами, излучением, температурой и др.).
|
|
|
В результате бактериальных мутаций могут отмечаться: а) изменение морфологических свойств; б) изменение культуральных свойств; в) возникновение у микроорганизмов устойчивости к лекарственным препаратам; г) потеря способности синтезировать аминокислоты, утилизировать углеводы и другие питательные вещества; д) ослабление болезнетворных свойств и т. д.
Если мутация приводит к тому, что клетки обретают по сравнению с остальными клетками популяций преимущества, то формируется популяция из мутантных клеток и все приобретенные свойства передаются по наследству. Если же мутация не дает клетке преимуществ, то мутантные клетки, как правило, погибают.
Генетические рекомбинации: трансформация, трансдукция и коньюгация.
Трансформация. Клетки, которые способны воспринять ДНК другой клетки в процессе трансформации, называются компетентными.
Трансдукция - это перенос генетической информации (ДНК) от бактерии донора к бактерии реципиенту при участии бактериофага. Трансдуцирующими свойствами обладают в основном умеренные фаги. Размножаясь в бактериальной клетке, фаги включают в состав своей ДНК часть бактериальной ДНК и передают ее реципиенту.
|
|
|
С помощью трансдуцирующих фагов можно передать от одной клетки другой целый ряд свойств, таких, как способность образовывать токсин, споры, жгутики, продуцировать дополнительные ферменты, устойчивость к лекарственным препаратам и т. д.
Конъюгация - это передача генетического материала от одной бактерии к другой при непосредственном контакте клеток. Клетки, передающие генетический материал, называются донорами, воспринимающие его - реципиентами. Этот процесс носит односторонний характер - от клетки донора к клетке реципиента.
Бактерии донора обозначаются F+ (мужской тип), а бактерии реципиента - F- (женский тип). При тесном сближении клеток F+ и F- между ними возникает цитоплазматический мостик. Образование мостика контролируется фактором F (от англ. fertility - плодовитость). Этот фактор содержит гены, ответственные за образование половых ворсинок (sex-pili). Функцию донора могут выполнять только те клетки, которые содержат фактор F. Клетки реципиента лишены этого фактора. При скрещивании фактор F передается клеткой донора реципиенту. Получив фактор F, женская клетка сама становится донором (F+).
Конъюгация, как и другие виды рекомбинации, может осуществляться не только между бактериями одного и того же вида, но и между бактериями разных видов. В этих случаях рекомбинация называется межвидовой.
Задание 2. Прочитать теоретический материал, предлагаемый ниже.
При симбиозе (совместном существовании) различают ассоциативные (благоприятствующие) и антагонистические (конкурентные) взаимоотношения.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!