ГАРМОНИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ

Классификация микроорганизмов.

Систематика -распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Микробиологическая систематика занимается всесторонним описанием видов организмов, выяснением степени родственных отношений между ними и объединением их в различные по уровню родства классификационные единицы - таксоны. Основные вопросы, решаемые при систематике (три аспекта, три кита систематики)- классификация, идентификация и номенклатура.

Классификация -распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фенотипическими признаками) по различным таксонам.

Таксономия –биологическая наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией.

В настоящее время для систематики м/о используется ряд таксономических систем.

1. Нумерическая таксономия. Признаёт равноценность всех признаков. Для её применения необходимо иметь информацию о многих десятках признаков. Видовая принадлежность устанавливается по числу совпадающих признаков.

2. Серотаксономия. Изучает антигены бактерий с помощью реакций с иммунными сыворотками. Наиболее часто применяется в медицинской бактериологии. Недостаток – бактерии не всегда cодержат видоспецифический антиген.

3. Хемотакcономия. Применяются физико-химические методы, с помощью которых исследуется липидный, аминокислотный состав микробной клетки и определенных ее компонентов.

4. Генная систематика. Основана на способности бактерий с гомологичными ДНК к трансформации, трансдукции и конъюгации, на анализе внехромосомных факторов наследственности – плазмид, транспозонов, фагов.

Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний.

Основная низшая единица систематики – вид. В современном представлении вид в микробиологии - совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип (высокую степень генетической гомологии, как правило более 60%) и максимально близкие фенотипические характеристики.

у м/о—тип—царство—надцарство (домен).

Номенклатура -название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Первое слово в названии м/о означает род и обычно латинское (пишется с заглавной буквы), второе – видовое название микроба (со строчной буквы). Например, Staphylococcus epidermidis – стафилококк эпидермальный, Staphylococcus aureus – стафилококк золотистый, Salmonella typhi - сальмонелла брюшного тифа.

В названии микроорганизмов могут быть отражены имена открывших их учёных. Например: лямблии описаны Лямблем, сальмонеллы – Сальмоном.

Иногда в название включены организмы, которые поражают микроорганизмы: пневмококки вызывают пневмонию, или основное место обитания (кишечная палочка).

Внутри вида существуют варианты: - серовары - по антигенной структуре;

- морфовары - по форме;

- биовары - по биосв-вам;

- хемовары - по ферментам;

- фаговары - по чувствительности фагам;

- резистентвары. Бактериоциногеновары.

Бактериоцины – вещества, продуцируемые бактериями и губительно действующие на другие бактерии. По типу продуцируемого бактериоцина различают бактериоциновары, а по чувствительности – бактерициногеновары.

В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов.

Культура (популяция) – совокупность микроорганизмов, вырастающих на питательной среде; бывает чистая – из бактерий одного вида, смешанная - из особей разных видов.

Штамм – совокупность бактерий одного вида, выделенных одномоментно из одного источника.

Клон – культура потомков, выращенная из одной микробной клетки.

По особенностям строения клеточные формы микроорганизмов делят на домены – «империи» (3 надцарства):

1. Эукариоты (высшие протисты) - это водоросли, грибы, простейшие, животные. Имеют чётко оформленное ядро.

2. Прокариоты – безъядерные, низшие протисты.

Отделы:

1) Сине-зелёные водоросли (цианобактерии);

2) Скотобактерии (эубактерии).

Единая международная классификация по Руководству Д.Берги (1980, 2001).

I Класс – бактерии.

Порядки: собственно бактерии, актиномицеты, спирохеты, хламидии.

II Класс – риккетсии (самые мелкие грам «-» палочковидные бактерии и обязательные внутриклеточные паразиты членистоногих).

III Класс – мягкокожие (архебактерии) – микоплазмы.

IV особое царство – вирусы.

Прокариоты отличаются от эукариот по ряду основных признаков.

1. Отсутствие истинного дифференцированного ядра (ядерной мембраны). Имеют гаплоидный набор хромосом.

2. Отсутствие развитой эндоплазматической сети, аппарата Гольджи.

3. Отсутствие митохондрий, хлоропластов, лизосом.

4. Неспособность к эндоцитозу (захвату частиц пищи).

5. Клеточное деление не связано с циклическими изменениями строения клетки.

6. Значительно меньшие размеры (как правило). Большая часть бактерий имеет размеры 0,5- 0,8 микрометров (мкм) х 2- 3 мкм.

Принципы таксономии и номенклатуры микроорганизмов
Ж и в ы е о р г а н и з м ы (микроорганизмы)
Прокариоты:
Эубактерии
1. Грациликуты (тонкая клеточная стенка)
2. Фирмикуты (толстая клеточная стенка)
3. Тенерикуты (нет клеточной стенки)
Спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы, актиномицеты.
Архебактерии
4. Мендозикуты
Эукариоты:ЖивотныеРастенияГрибы Простейшие
Неклеточные формы жизни:Вирусы ПрионыПлазмиды

 

 

(1.8)

– амплитуда волны – наибольшее отклонение от положения равновесия.

– длина волны – минимальное расстояние между двумя точками, колеблющимися в фазе.

(1.9)

– период – время, за которое совершается одно полное колебание.

– скорость распространения.

(1.10)

– частота колебаний.

(1.11)

Для определения постоянной в формуле (1.8) рассмотрим мгновенное значение волны, например, при :

(1.12)

Пространственный период волны таков, что при любом выполняется соотношение:

(1.13)

Подставив выражение (1.12) в (1.13) получим , , – волновое число. Рассматривая волну для фиксированного значения , и используя вытекающее из временной периодичности волны соотношение , находим, что , откуда определяем постоянную :

, (1.14)

где – круговая частота равная числу колебаний за единиц времени. Гармонические волны называют монохроматическими. Интерес к гармонической зависимости проявляется по трем причинам:

1. Большинство источников создают гармонические волны.

2. Любой негармонический процесс можно с помощью интеграла Фурье представить как наложение гармонических колебаний.

3. Существует удобный математический аппарат, позволяющий исключить временную зависимость и тем самым упростить решение.

Аргумент косинуса плоской гармонической волны называется фазой колебаний. Фаза колебаний зависит от выбора начала отсчета времени. Если отсчет ведется, когда проходит через максимум, мы можем считать, что фаза равна нулю. При фиксированном отсчете времени фаза определяется с точностью до целого кратного числа . В случае гармонических волн существует понятие фазовой скорости. Это скорость распространения заданной фазы в пространстве, которую можно определить. Зафиксировав момент времени и точку , отметим, на какое расстояние переместится точка с фазой за время : , , .

Полученный результат показывает, что входившая в исходное уравнение для плоской волны является фазовой скоростью. Поскольку фаза – понятие математическое, поэтому фазовая скорость может принимать любые значения без нарушения основных законов физики.