Вирусы и бактерии геометрическая форма расположение в пространстве рост численности

Проект- групповая работа обучающихся 9 класса , организованная на школьном уровне. Практико-ориентированный, средней продолжительности по теме " Вирусы и бактерии. Геометрическая форма строения. Размножение." представлен в виде презентации, практического приложения к проекту и документа проекта.

Скачать:

Вложение	Размер
проектная разработка по теме"Вирусы, бактерии. Геометрические формы. Размножение.	782.8 КБ
Презентация к проекту"Вирусы, бактерии. Геоиетрические формы. Размножение.	2.42 МБ
Практическая часть к пректу "Вирусы, бактерии. Геоиетрические формы. Размножение.	24.08 КБ
Мониторинг работы над проектом "Вирусы, бактерии. Геоиетрические формы. Размножение.	35 КБ

Предварительный просмотр:

учитель биологии Чернышева Е. А.

и учитель математики Макарова О. А.

Эту тему мы выбрали, потому что вирусы занимают важное место в жизни человека, и как правило, оказывают отрицательное влияние на человека.

изучить многообразие форм видов вирусов и бактерий; сравнить их формы с геометрическими фигурами , исследовать процесс размножения вирусов и их влияние на деятельность человека. Человек может предотвратить вредное воздействие микроорганизмов на человека и окружающий животный мир.

Объект исследования: вирусы и бактерии

Виды вирусов и бактерий, геометрические формы вирусов и бактерий, скорость размножения,

Каждый вирус имеет форму многогранников, бактерии-форму поверхностей вращения, скорость размножения вирусов очень велика, но вирусы могут оказывать различное влияние на человека.

Разнообразие жизни на земле с трудом поддается описанию. Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. видов растений, до 10 млн. микроорганизмов, причем эти цифры занижены.

Примитивные организмы быстро размножаются. Размножение организмов идёт в прогрессии. Многие из них опасны для человека.

В нашем мире существует большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения. Эти существа носят названия вирусов представляют неклеточные формы жизни.

По этому признаку всё живое в настоящее время делится на две части:

-клеточные (бактерии, грибы, зелёные растения, животные и человек)

Первооткрыватель вирусов Д. И. Ивановский.

Русский физиолог растений и микробиолог, основоположник вирусологии .

С помощью электронного микроскопа ему удалось увидеть мельчайшие вирусы и оценить многообразие их форм.

Каждый вирус обладает формой многогранника.

Вирусы (лат. яд ) – мельчайшие возбудители многочисленных инфекционных заболеваний человека, животных, растений.

Величина вирусов очень мала. Величина вирусов варьирует от 20 до 300 нм (1 нм = 10-9 м).

Вирусы нельзя отнести ни к животным, ни к растениям. Они исключительно малы, поэтому могут быть изучены только с помощью электронного микроскопа.

Формы вирусов и бактерий в системе часто обозначают не звучными латинскими буквами, а сочетаниями букв и цифр.

Многие ученые борются с опасными, смертельными вирусами с того времени, как только они были обнаружены.

С нашей точки зрения, борьба с вирусами будет всегда, пока ученые не найдут средство, которое уничтожит эти опасные для жизни человека организмы имеющие неклеточную форму строения.

Бороться с этими организмами очень тяжело, так как, они имеют свойство изменять состав своего строения при попадании в благоприятные условия.

Практически все вирусы по своим размерам мельче, чем бактерии. Вирусы как и бактерии являются паразитами .То есть размножаются только в живых клетках.

Поэтому отличительными чертами вирусов по сравнению с другими микроскопическими возбудителями инфекций служат не размеры или обязательный паразитизм, а особенности строения и уникальные механизмы репликации т. е. (воспроизведения самих себя).

Вирусы вызывают грипп, полиомиелит, ящур, оспу, СПИД, герпес и многие другие

По форме клеток они могут быть:

C- или O-образными

Форма вирусов определяет такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ.

Вирусы, патогенные для животных, отличаются кубический симметрией

и представляют собой многогранники (тетраэдр, октаэдр, икосаэдр).

Октаэдр- одна из форм организации вирусов

Октаэдр имеет 8 треугольных граней, 12 рёбер, 6 вершин, в каждой его вершине сходится 4 ребра.

Икосаэдр – это правильный многогранник выпуклой формы, который состоит из 12 вершин и 30 рёбер, основой которых являются 20 правильных треугольников - граней

ПРИ ИКОСАЭДРИЧЕСКОМ ТИПЕ СИММЕТРИИ, показанной на схеме строения аденовируса, образуется изометрический белковый чехол, состоящий из 20 правильных треугольников.

Классифицируют четыре типа вирусов: спиральный, икосаэдрический, продолговатый и комплексный.

Примером спирального вируса может служить вирус табачной мозаики.

В СЛУЧАЕ СПИРАЛЬНОЙ СИММЕТРИИ, показанной на схеме строения вируса табачной мозаики, формируется спираль вокруг полой трубчатой сердцевины.

Большинство вирусов животных имеют икосаэдрическую или почти шарообразную форму с икосаэдрической симметрией. Правильный икосаэдр является оптимальной формой Многие вирусы, такие как ротавирус, имеют икосаэдрическую симметрию.

Мы часто видим схематическое изображения разноцветных вирусов с ножками и рожками. Глядя же в микроскоп, созерцаем совсем иное зрелище: в природе бактерии все прозрачны и почти бесцветны.

Английский скульптор Люк Джеррем и группа стеклодувов сделали небольшую коллекцию экспонатов различных вирусов. Получилось очень вдохновенно и изящно.

От них исходит некое величие, ХОЛОДНОЕ величие, как от Снежной Королевы, прекрасной, но в то же время безжалостной .

По законам математики для построения наиболее экономичным способом замкнутой оболочки из одинаковых элементов нужно сложить из них икосаэдр, который мы наблюдаем у вирусов.

Вирусы, мельчайшие из организмов, настолько простые, что до сих пор неясно — относить их к живой или неживой природе, — эти самые вирусы справились с геометрической проблемой, потребовавшей у людей более двух тысячелетий!

как думали раньше.

Бактерии- древняя группа клеточных прокариотов

Антонии ван Левенгук –

голландский естествоиспытатель 17 века,

• впервые создал совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз

По форме бактерии делят на кокки – бактерии шаровидной формы, Бациллы- бактерии цилиндрической формы, вибрионы- бактерии формы тора, спириллы – бактерии в виде спирали.

Бактерии так же вызывают различные : Нагноение ран, желудочно –кишечные инфекции , заболевание нервной системы Менингит и т. д.заболевания

По подсчетам В.И. Вернадского,

для захвата поверхности Земли бактериям понадобился бы срок: 1,5 дня

Рассмотрим задачи о размножении бактерий

Применение в решении задач.

Колония состояла из n бактерий. В неё попал вирус, который в первую минуту уничтожил одну бактерию, а затем разделился на два новых вируса. Одновременно каждая из оставшихся бактерий тоже разделилась на две новые. В следующую минуту возникшие два вируса уничтожили две бактерии, и затем оба вируса и все выжившие бактерии снова разделились, и так далее. Будет эта колония жить бесконечно долго или вымрет?

Колония вымрет через n поколений.

Предположим, что все бактерии исходной колонии были разных цветов, и все потомки бактерии какого-то цвета - того же цвета. Тогда вирус на первой минуте уничтожил, например, красную бактерию, вирусов стало 2, бактерий - 2(n-1), из них по 2 разных цветов.

На второй минуте вирус уничтожил синих бактерий, все удвоилось, но на каждом шагу вирусов столько, сколько бактерий одного цвета.

Т. о. , на каждой минуте становится на 1 цвет меньше, а всего цветов n, значит, столько минут колония и проживет.

Работая над материалам проекта, мы выяснили, что вирусы и бактерии их свойства тесно взаимосвязаны с геометрическими фигурами.

Закончив проект, мы можем сказать, что достигли своей цели, так как рассказали Вам немного о вирусах и бактериях, о их формах о вреде и пользе, о скорости размножения и профилактике заболеваний.

Работа над проектом показала, что интересно изучать вирусы бактерии и всё то, что невидимо простым глазом.

1. Богданова Т.Л.. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. - М.,1991;

2. Голубев Д.Б., Солоухин В.З. Размышления и споры о вирусах. - М.: Молодая гвардия, 1989;

3. Майер В., Кенда М. Невидимый мир вирусов. - М.: Мир, 1981;

4. Черкес Ф.К., Богоявленская Л.Б., Бельская Н.А. Микробиология. - М.: Медицина, 1987.

Подписи к слайдам:

Цель исследования: изучить многообразие форм вирусов; бактерий. сравнить их формы с геометрическими фигурами , исследовать процесс размножения вирусов и бактерий .

Гипотеза: Каждый вирус имеют форму многогранников, бактерии- форму поверхностей вращения скорость размножения вирусов и бактерий очень велика,

На Земле насчитывается свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. видов растений до 10 млн. микроорганизмов

- доклеточные (вирусы) клеточные (бактерии, грибы, зелёные растения, животные и человек)

Русский физиолог растений и микробиолог основоположник вирусологии Открыл вирусы и изучил их на примере вируса табачной мозаики. Д.И.Ивановский

Вирусы (лат. яд ) – мельчайшие возбудители многочисленных инфекционных заболеваний человека, животных, растений. Величина вирусов от 20 до 300 нм (1 нм = 10 м)

Вирусы - внутриклеточные паразиты Вызывают грипп, полиомиелит, ящур, оспу, СПИД, герпес и многие другие Часть вирусов паразитируют на бактериях, уничтожая их. Такие вирусы называются бактериофагами, (пожирающие бактерии) и используются при лечении заболеваний таких как салманеллёз , герпес, ветряная оспа

По форме клеток они могут быть: звездчатыми тетраэдрическими кубическими C- или O-образными

Тетраэдр Форма вирусов - многогранник Тетраэдр Октаэдр Икосаэдр

Четыре типа вирусов: спиральный, икосаэдрический , продолговатый И комплексный

Примером спирального вируса может служить вирус табачной мозаики, изученный Д.И.Ивановским

Вирус аттипичной пневмонии

Вирус паппиломы человека

Свиной грипп (вируса гриппа H1N1)

Бактерии- древняя группа клеточных прокариотов Первооткрыватель мира бактерий Антонии ван Левенгук – голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создал совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз

Бактерии так же вызывают различные : Нагноение ран, желудочно –кишечные инфекции , заболевание нервной системы Менингит и другие заболевания По подсчетам В.И. Вернадского, для захвата поверхности Земли бактериям понадобился бы срок : 1,5 дня

Применение в решении задач Известно, что бактерии размножаются делением: одна бактерия делится на 2, каждая из них так же делится на 2 и т. д. ( скорость геометрической прогрессии). Результат такого деления называют поколением.

Задача Бактерия попала в живой организм. К концу 20-ой минуты она делится на 2, каждая из них к концу следующей 20-ой минуты так же делится на 2 и т.д. Найдите число бактерий к концу суток.

Решение В сутках 1440 минут. Каждые 20 минут появляется новое поколение. За сутки появится 72 поколения. По формуле суммы геометрической прогрессии, где В 1 =1, q=2 , n=72 , находим , что S 72 =869 645 213 695 бактерий в сутки от одной бактерии

Решите задачу. Колония состояла из n бактерий. В неё попал вирус, который в первую минуту уничтожил одну бактерию, а затем разделился на два новых вируса . Одновременно каждая из оставшихся бактерий тоже разделилась на две новые. В следующую минуту возникшие два вируса уничтожили две бактер ии , и затем оба вируса и все выжившие бактерии снова разделились, и так далее. Будет эта колония жить бесконечно долго или вымрет?

ОТВЕТ Колония вымрет через n поколений.

Выводы: Вирусы не имеют клеточного строения, а бактерии клеточные организмы Вирусы и некоторые бактерии - паразиты т. е. живут за счёт других организмов Формы вирусов и бактерий тесно связаны с геометрическими фигурами. Вирусы и бактерии размножаются со скоростью геометрической прогрессии

Спасибо за внимание

Предварительный просмотр:

Приложение математики к микробиологии

Бактерии (расположение в пространстве)

Вирусы (их геометрическая форма)

1. Вычислить объем бактерии, имеющей форму шара (на примере сине-зеленой водоросли), если ее диаметр равен 2 мкм.

1. Масса одной микробной клетки определяется в 0,00000000157 доли мг, масса же вирусной частички меньше микробной клетки в 1500 раз. Определите массу вирусной клетки.

1. Микробы, располагающиеся в пространстве до уборки помещения площадью , 2000000 на , после уборки 100000 на . Сколько всего находилось в помещении микробов до уборки и после? На сколько процентов помещение стало чище?

1. Анализ крои показал, что в крови находится 7 тысяч лейкоцитов полулунной формы, 5 миллионов эритроцитов круглой формы и 1000 ромбовидных тел вируса (гепатита В). Определите зараженность крови, зная ее средний объем (6 л).

1. В 1 кг почвы содержится 2500 редуцеитов. Сколько редуцеитов будет содержаться в 5 кг почвы?

1. На поверхности кожи площадью находится 5000 разнообразных вирусов и микробов. Вычислите сколько вирусов и микробов находится на кожи?

1. В
   воздуха содержится 7500 различных микроорганизмов. В каком объеме воздуха будет содержаться 7500000 микроорганизмов?

Предварительный просмотр:

Этапы работы над проектом

1.Классификация проекта, формулировка проблемы, определение темы.

Проект – групповой (группа обучающихся 9А класса), на школьном уровне, информационный, практико-ориентированный, средней продолжительности (1,5 месяца).

Проблема : знакомство обучающихся 9-10 классов с видами вирусов и бактерий, их геометрической формой строения и размножением .

2. Цели и задачи проекта.

Цель : Воспитание исследовательской активности, инициативы, навыков самостоятельной работы, приобщение обучающихся к творческой деятельности. Изучить многообразие форм видов вирусов и бактерий; сравнить их формы с геометрическими телами, исследовать процесс размножения вирусов и их влияние на деятельность человека.

Задачи : Обучение умению анализировать и систематизировать материал, осуществлять его поиск, делать выводы.

3. Поиск и сбор информации.

Использование различных методов получения информации (литература, СМИ, Интернет)

4. Анализ, обсуждение результатов, коррекция

5. Интерпретация и оформление проекта.

8. Практическая значимость проекта

Приобретение навыков самостоятельной исследовательской работы, приобщение обучающихся к творческой деятельности, приобретение навыков работы в группе. Обнаружение межпредметных связей в процессе работы над различными разделами проекта.

Вирусы и бактерии играют важную роль в жизни людей, являясь в основном возбудителями различных заболеваний. Для осенне-весеннего периода характерен рост инфекционных заболеваний, вызванных данными мельчайшими формами жизнь.

Изучить видовое многообразие форм вирусов и бактерий, сравнить их формы и пространственное расположение с геометрическими фигурами, исследовать процесс размножения вирусов и бактерий с математической точки зрения.

Изучить геометрические формы и пространственное расположение отдельных представителей вирусов и бактерий.

Изучить рост численности и размеры выбранных микроорганизмов.

Доказать, что рост численности вирусов и бактерий подчиняется законам математике.

Вирусы и бактерии.

Геометрические формы и пространственное расположение вирусов и бактерий, скорость их размножения.

Вирусы можно представить в виде идеальных геометрических тел, а бактерии – в виде поверхностей вращения. Скорость размножения вирусов и бактерий в идеальных условиях можно описать, используя математические законы.

Актуальность исследования обусловлена тем, что людей окружает множество различных микроорганизмов, большую часть из которых составляют вирусы и бактерии. Многие из них опасны для человека. Эти микроскопические организмы могут вызывать заболевания, как у людей, так и у животных, растений, грибов, причём каждый из них имеет своего собственного специфического хозяина. Лишь часть микроорганизмов полезны для организма человека, например, молочнокислые бактерии, азотофиксирующие бактерии, бактериофаги (вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки).

Скорость размножения этих примитивных форм жизни чрезвычайно велика и зависит не только от условий, в который попали эти микроорганизмы, но и от их строения и пространственного расположения.

Поэтому, для борьбы с опасными вирусами и бактериями необходимо иметь представления об их строении, форме, пространственном расположении, особенностях и скорости размножения.

Первыми организмами, появившимися на Земле несколько миллиардов лет назад и создавшими предпосылки для дальнейшего развития жизни, были бактерии. Сейчас они составляют отдельное царство живых организмов. Вирусы – самые мелкие из известных живых существ. Бактерии являются самостоятельными живыми организмами, вирусы же, не имеющие собственного обмена веществ, заимствуют свою жизнь у клеток растений, животных и бактерий. Они являются внутриклеточными паразитами живых организмов и не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы ведут себя как химические вещества.

Вирусы – простейшая форма жизни

Вирус (от латинского virus – яд) – простейшая форма жизни, микроскопическая частица, представляющая собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в белковую оболочку (капсид) и способные инфицировать живые организмы. Некоторые вирусы, такие как мимивирусы, имеют оба типа молекул. В среднем, вирусы в 5 раз меньше бактерий. Размеры и формы вирусов разнообразны. Большинство изученных вирусов имеют диаметр в пределах от 20 до 300 нм. Некоторые филовирусы имеют длину до 1400 нм, но их диаметр составляет лишь 80 нм. В 2013 году самым крупным из известных вирусов считался Pandoravirus размерами 1 × 0,5 мкм, однако в 2014 году из многолетней мерзлоты из Сибири был описан Pithovirus, достигающий 1,5 мкм в длину и 0,5 мкм в диаметре. В настоящий момент он считается крупнейшим из известных вирусов. Большинство вирионов невозможно увидеть в световой микроскоп, поэтому используют электронные – как сканирующие, так и просвечивающие.

Зрелая вирусная частица, состоит из нуклеиновой кислоты, покрытой защитной белковой оболочкой – капсидом. Капсомер – структурная белковая субъединица капсида. Капсид состоит из белков, а его форма лежит в основе классификации вирусов по морфологическому признаку.

Типы капсидов вирусов

Классифицируют четыре морфологических типа капсидов вирусов: икосаэдрический, спиральный, продолговатый и комплексный.

Икоса́эдр – правильный выпуклый многогранник, двадцатигранник , одно из Платоновых тел. Каждая из 20 граней представляет собой равносторонний треугольник. Число ребер равно 30, число вершин – 12. Икосаэдр имеет 59 звёздчатых форм (рис. 1).

Рисунок 1. Геометрическая модель икосаэдра.

Большинство вирусов животных имеют икосаэдрическую или почти шарообразную форму с икосаэдрической симметрией. Правильный икосаэдр является оптимальной формой для закрытого капсида, сложенного из одинаковых субъединиц. Минимальное необходимое число одинаковых капсомеров – 12, каждый капсомер состоит из пяти идентичных субъединиц. Многие вирусы, такие как ротавирус (вирус кишечного гриппа), имеют более двенадцати капсомеров и выглядят круглыми, но сохраняют икосаэдрическую симметрию.

Вирион аденовирусов имеет форму правильного икосаэдра (диаметр 80-100 нм) со скругленными рёбрами. В каждой вершине имеется выступающая белковая структура, необходимая для связывания с клеточными рецепторами заражаемых клеток. Внутри частицы упакован геном вируса, представленный линейной двуцепочечной ДНК, длина которой варьируется, но в среднем составляет 35000 пар нуклеотидов. Капсид состоит из двух видов капсомеров – гексонов (240 гексонов) с шестью рядом располагающимися частицами и 12 пентонов на вершине икосаэдра, соединяющиеся с пятью соседними частицами (рис. 3)

Рисунок 2. Схема строения аденовируса.

Вирус папилломы человека представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК протяженностью около 8000 пар нуклеотидов, покрытую белковым капсидом. Капсид имеет форму икосаэдра и сформирован 72 пентамерами протеина L1, с которыми ассоциирован протеин L 2 (рис. 3)

Рисунок 3. Вирус папилломы человека.

Вирус краснухи имеет сферическую форму, диаметром 50-70 нм. Это сложный РНК-геномный вирус. РНК заключена в капсид икосаэдрической симметрии, состоящей из С белка. Нуклеокапсид окружен оболочкой – липидным бислоем – суперкапсидом (рис. 4).

Рисунок 4. Строение вируса краснухи.

Вирус кори – сложно организованный вирус, его диаметр составляет от 150 до 350 нм (рис. 5), это наиболее крупный РНК-содержащий вирус человека и животных. Белковый капсид вируса устроен по икосаэдрическому типу симметрии и содержит геном, представленный одной линейной отрицательной нитью рибонуклеиновой кислоты (РНК) – 1Н(–)РНК.

Рисунок 5. Схема строения вируса кори.

Вирус полиомиелита полиовирус является представителем мелких фильтрующихся вирусов. Его размер составляет от 15 до 30 нм, масса – 8-9 МД. Полиовирусы имеют сферическую форм, икосаэдрический тип симметрии. Внутри располагается однонитчатая плюс-РНК и протеин VPg. Генетический материал вируса защищен снаружи капсидом. РНК составляет 20-30% очищенного вируса, состоит из 7,5-8 тысяч нуклеотидов. Молекулярная масса РНК составляет 2,5 МД. Капсид состоит из 12-и пентамеров (пятиугольников). Каждый из пентамеров состоит из 5 протомеров – белковых субъединиц. Внешняя оболочка отсутствует (рис. 6).

Рисунок 6. Вирус полиомиелита.

Спиральные капсиды устроены несколько проще. Капсомеры, составляющие капсид, покрывают спиральную нуклеиновую кислоту и формируют тоже достаточно стабильную белковую оболочку этих вирусов. И при использовании высокоразрешающих электронных микроскопов и соответствующих методов приготовления препарата можно видеть спирализованные структуры на вирусах. При спиральной симметрии капсида вирусная нуклеиновая кислота образует спиральную (или винтообразную) фигуру, полую внутри, и субъединицы белка (капсомеры) укладываются вокруг нее тоже по спирали (трубчатый капсид) (рис. 7). Примером вируса со спиральной симметрией капсида является вирус табачной мозаики, который имеет палочковидную форму, а его длина составляет 300 нм с диаметром 15 нм. В состав вирусной частицы входит одна молекула РНК размером около 6000 нуклеотидов. Капсид состоит из 2000 идентичных субъединиц белка, уложенных по спирали.

Рисунок 7. Строение вируса табачной мозаики.

Рисунок 8. Бактериофаг.

Продолговатыми назыают икосаэдрические капсиды, вытянутые вдоль оси симметрии пятого порядка. Такая форма характерна для головок бактериофагов (рис. 8).

Рисунок 9. Строение бактериофага Т4.

К омплексный капсид, организованный по принципу двойной симметрии. Некоторые бактериофаги имеют двойную симметрию: головка организована по принципу кубической симметрии, отросток - по принципу спиральной симметрии. Форма этих капсидов ни чисто спиральная, ни чисто икосаэдрическая. Они могут нести дополнительные наружные структуры, такие как белковые хвосты или сложные наружные стенки. Некоторые бактериофаги, такие как фаг Т4, имеют комплексный капсид, состоящий из икосаэдрической головки, соединённой со спиральным хвостом, который может иметь шестигранное основание с отходящими от него хвостовыми белковыми нитями. Этот хвост действует наподобие молекулярного шприца, прикрепляясь к клетке-хозяину и после впрыскивая в неё генетический материал вируса (рис. 9).

Вирусы по своей форме напоминают идеальные геометрические тела – многогранники, сферу.

Рисунок 10. Бактериальная клетка.

Б актерии – обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место - зону, называемую нуклеоидом (рис. 10).

По форме клеток бактерии можно разделить на несколько групп: палочковидные бациллы, сферические кокки, спиральные спириллы, вибрионы(короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой) (рис. 11).

Рисунок 11. Форма бактерий.

Кокковидные бактерии обычно имеют форму правильного шара, диаметром 1,0-1,5 мкм; некоторые бобовидную, ланцетовидную, эллипсовидную форму. По характеру взаиморасположения образующихся после деления клеток кокки подразделяют на следующие группы:

Микрококки (от лат. мicros – малый). Клетки делятся в одной плоскости и чаще всего сразу же отделяются от материнской. Располагаются по одиночке, беспорядочно. Сапрофиты, патогенных для человека нет (рис. 12).

Рисунок 12. Микрококки.

Рисунок 13. Диплококки.

Д иплококки (от лат. diplos – двойной). Деление происходит в одной плоскости с образованием пар клеток, имеющих либо бобовидную, либо ланцетовидную форму. Например, возбудитель гонореи Neisseria gonorrhoeae, возбудитель пневмонии Streptococcus pneumoniae (рис. 13).

Рисунок 14. Стрептококки.

С трептококки (от лат. streptos – цепочка). Деление клеток происходит в одной плоскости, но размножающиеся клетки сохраняют между собой связь и образуют различной длины цепочки, напоминающие нити бус. Многие стрептококки являются патогенными для человека и вызывают различные заболевания: скарлатину, ангину, гнойные воспаления и другие. Например, Streptococcus pyogenes (рис. 14).

Стафилококки (от лат. staphyle – гроздь винограда). Клетки делятся в нескольких плоскостях, а образующиеся клетки располагаются скоплениями, напоминающими гроздья винограда. Стафилококки вызывают более 100 различных заболеваний человека. Они наиболее частые возбудители гнойных воспалений. Например, Staphylococcus aureus (рис. 15).

Рисунок 15. Золотистый стафилококк.

Рисунок 16. Тетракокки.

Т етракокки (от лат. tetra – четыре). Деление происходит в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием тетрад. Патогенные для человека виды встречаются очень редко (рис. 16).

Рисунок 17. Сарцины.

С арцины (от лат. sarcina – связка, тюк). Деление происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях с образованием пакетов (тюков) из 8, 16, 32 и большего числа особей. Особенно часто встречаются в воздухе (рис. 17).

Рисунок 18. Палочковидные бактерии.

Цилиндрическая, или палочковидная форма характерна для большинства бактерий (греч. bacteria – палочка; лат. bacillum – палочка). Палочковидные бактерии подразделяются на образующие эндоспоры и не образующие эндоспоры. Палочковидные бактерии различаются по длине, поперечному диаметру, форме концов клеток, расположению (рис. 18).

Эти формы различаются количеством и характером завитков, длиной и толщиной клеток. Они подразделяются на вибрионы (лат. vibrare – колебание, дрожание), которые имеют вид изогнутой палочки или запятой (рис. 19); спириллы(лат. spiro – изгиб) – это спирально изогнутые клетки, имеющие большой поперечный диаметр и малое число высоких завитков (рис. 20); спирохеты (лат. spiro – изгиб, греч. сhaite – хохол, грива) (рис. 21) – это изгибающиеся тонкие спирально изогнутые клетки, напоминающие по форме синусоиду (рис. 22).

Рисунок 19. Вибрионы

Рисунок 20. Спириллы.

Рисунок 21. Бледная трепонема.

Рисунок 22. Синусоида.

Рост численности вирусов и бактерий

Рисунок 23. Репродукция вируса.

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: так при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы вируса гриппа уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток – 10²³. Высочайшая скорость размножения вируса гриппа объясняет столь короткий инкубационный период 1-2 суток. Быстроте репродукции вируса благоприятствует распространение многих сотен вирионов, подготовленных лишь одной зараженной клеткой.

Цикл репродукции аденовируса продолжается 14 и более часов. В одной клетке образуется до 1000 вирусных частиц, при этом клетка разрушается. В свою очередь новые вирусные частицы, попав в новые клетки, становятся способными к созданию других вирионов и т.д. Таким образом только один вирион через двое суток после попадания в клетку человека способен дать потомство около 1 млрд. вирионов. То есть размножение вируса подчиняется формуле n-ого члена геометрической прогрессии, где, где q = 1000.

Геометрическая прогрессия – последовательность чисел ( членов прогрессии ) b ₁, b _2, b ₃,…, в которой каждое последующее число, начиная со второго, получается из предыдущего умножением его на определённое число q ( знаменатель прогрессии ), где b ₁ ≠ 0, q ≠ 0, b ₂= b ₁ q , b ₃= b ₂ q ,…, b _n = b _{n -1} q

Бактерии в благоприятных условиях растут очень быстро. Как простейшие одноклеточные организмы, бактерии размножаются делением. Достигая своих максимальных габаритов, клетка начинает процесс деления. Спустя определённое время, одна бактерия разделившись по середине, оставляет одну свою полноценную и самостоятельную копию. В благоприятной среде процесс деления протекает особенно динамично. Попадая в благоприятные для развития условия, бактерия делится, образуя две дочерние клетки; у некоторых бактерий деления повторяются через каждые 20 минут и возникают все новые и новые поколения бактерий. Произведём некоторые расчёты, составим числовую последовательность из получившегося числа бактерий: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64… . Заметим, что данная последовательность образует геометрическую прогрессию со знаменателем, равным 2. Отметим, что через час четвёртый член последовательности будет равен 8, через 2 часа – седьмой член последовательности будет равен 64 и т.д. Через 6 часов 19-ый член такой прогрессии будет равен 262144 и т.д. (рис. 24).

Рисунок 24. Размножение бактерий делением надвое.

Бактерии и вирусы представляют собой геометрические тела, поверхности которых используются с наибольшей выгодой для проникновения в клетки человека: бактерии- сферические, спиралевидные, палочковидные клетки, снабжённые несколькими жгутиками, что позволяет быстро передвигаться; вирусы – принимают форму додекаэдра и икосаэдра, которые представляют собой лучшее приближение к сфере.

Размножение вирусов и бактерий подчиняется законам геометрической прогрессии, что тобусловливает высокую скорость распространения инфекционных заболеваний.

Голубев Д.Б. Размышления и споры о вирусах [Текст] / Д.Б. Голубев, В.З. Солоухин – М.: Молодая гвардия, 1989. – 226с.

Лысак В.В. Микробиология [Текст] / В.В. Лысак. – Минск.: БГУ, 2007. – 426 с.; ISBN 985-485-709-3.

Орлова О.Г. Morbillivirus – вирус кори. Общая характеристика и диагностика инфекции [Текст] / О.Г. Орлова, О.В. Рыбальченко, Е.М. Ермоленко. – СПб.: СпецЛит, 2014. – 32с; ISBN: 978-5-299-00620-9