ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ Дыхание бактерий Микроорганизмы Облигатные аэробы

ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Дыхание бактерий Микроорганизмы Облигатные аэробы Облигатные анаэробы Факультативные анаэробы Микроаэрофилы

Аэробное дыхание (ОКИСЛЕНИЕ) С 6 Н 12 О 6 + 602 6 С 02+6 Н 20 688, 5 ккал

Анаэробное дыхание (ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ Акцептор водорода Нитраты (факультативные анаэробы) NO 3 N 2 и NH 3 Сульфаты (облигатные анаэробы) SO 4 H 2 S

Способы создания анаэробных условий в лаборатории При выращивании анаэробов в лабораторных условиях используют специальные приборы — анаэростаты, из которых кислород воздуха удаляется или заменяется другим инертным газом. Бескислородные условия можно создать также кипячением среды или химическими веществами, активно поглощающими кислород из пространства, куда помещены чашки и пробирки с посевами.

Виды брожения Особенность брожения заключается в том, что органические соединения одновременно служат как донаторами электронов (при их окислении), так и акцепторами (при их восстановлении). Брожение происходит в отсутствие кислорода, в строго анаэробных условиях. Основными соединениями брожения являются углеводы. Вид брожения зависит от участия определенного микроба и от конечных продуктов расщепления углеводов. БРОЖЕНИЕ СПИРТОВОЕ МОЛОЧНОКИСЛОЕ УКСУСНОКИСЛОЕ МАСЛЯНОКИСЛОЕ Освобождение энергии при анаэробных процессах значительно меньшее, чем при окислении, например, при брожении глюкозы дрожжами образуется спирт и всего 31, 2 ккал.

Химический состав микробов n Вода является основным по содержанию компонентом бактериальной клетки (до 80— 90%). n Белки составляют 40— 80% сухой массы бактерий, большая часть которых представляет собой сложные белки — нуклеопротеиды, хромопротеиды. n Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК n Углеводы в бактериальной клетке находятся в виде простых веществ (моно- и дисахариды) и комплексных соединений. n Липиды являются необходимыми компонентами цитоплазматической мембраны и клеточной стенки. Колебания содержания липидов в бактериях очень велики — от 1, 5 до 40% — и связаны с видовой принадлежностью. n Минеральные вещества — фосфор, калий, магний, сера, железо, кальций, йод, цинк, молибден и др. Общее содержание минеральных веществ составляет от 2 до 30% сухой массы бактериальной клетки.

Своеобразие процесса питания бактерий n поступление питательных веществ в клетку происходит по всей поверхности, которая очень велика по сравнению с общей величиной бактерии. n необыкновенная быстрота метаболических процессов n высокая адаптация к меняющимся условиям среды.

По усвоению необходимых органогенов кислород H 2 O водород углерод: аутотрофы (литотрофы)– окисление минеральных соединений гетеротрофы (органотрофы) – органические соединения органические остатки сапрофиты азот: органические соединения организма животных и растений паразиты аминоаутотрофы – молекулярный азот воздуха аминогетеротрофы - азот из органических соединений — сложных белков

По источникам энергии n фототрофы — бактерии, для которых источником энергии является солнечный свет n хемотрофы — бактерии, которые получают энергию за счет химического окисления веществ хемолитотрофы хемоорганотрофы

По необходимости факторов роста n бактерии, нуждающиеся в факторах роста. Это различные витамины, аминокислоты (без которых невозможен синтез белка), пиридиновые и пиримидиновые основания (предшественники нуклеиновых кислот) и др. n бактерии, которые в факторах роста не нуждаются и способны сами их синтезировать. ауксотрофы микро организмы прототрофы

Механизм переноса питательных веществ в клетку бактерий 1. Наиболее простой способ — пассивная диффузия 2. облегченная диффузия, которая происходит при большей концентрации вещества вне клетки, чем внутри. 3. активной перенос. Этот процесс наблюдается при низких концентрациях субстрата в окружающей среде 4. транслокация радикалов — активный перенос химически измененных молекул

Синтезируемые в бактериальных клетках соединения выходят из них тремя путями: 1. Фосфотрансферазная реакция. Происходит при фосфорилировании переносимой молекуды. 2. Контрансляционная секреция. В этом случае синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепиться к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка смогут выйти в окружающую среду. Таким образом выходят из клетки соответствующих бактерий токсины столбняка, дифтерии и др. молекулы. 3. Почкование мембраны. Молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.

Назначение ферментов обмена бактерий лигазы гидролазы изомеразы ферменты оксидоредуктазы лиазы трансферазы

Подразделение ферментов обмена ферменты конститутивные экзоферменты индуцибельные эндоферменты

Ферменты аггрессии патогенных бактерий гиалуронидаза коллагеназа лецитовителлаза фибринолизин ферменты Дезоксирибонуклеаза нейраминидаза липаза коагулаза

Спорообразование у бактерий а) , б) – образование перегородки, в), г) – окружение протопласта споры протопластом материнской клетки, д) - образование кортекса и оболочки споры.

Морфология споры бактерий

Схема строения зрелой бактериальной эндоспоры

n Споры Bacillus cereus

Споруляция бактерий Расположение спор у бактерий. n центральное Стадии споруляции 1. Подготовительная стадия 2. 3. n появление оболочки 4. n Стадия предспоры Стадия созревания субтерминальное

Прорастание спор бактерий Стадии прорастания: 1. активация, 2. инициация, 3. прорастание. Факторы, инициирующие прорастание: n различные химические вещества, n повышение температуры n повышение влажности.

Рост бактериальной культуры.

Требования, предъявляемые к питательным средам 1. Питательные среды должны содержать необходимые для питания микробов питательные вещества. 2. Иметь реакцию р. Н, оптимальную для выращиваемого вида микроба. 3. Питательные среды должны иметь достаточную влажность и вязкость, т. к. микробы питаются по законам диффузии и осмоса. 4. Обладать изотоничностью и иметь определенный окислительно-восстановительный потенциал. 5. Питательные среды должны быть стерильными, обеспечивая тем самым возможность выращивания чистых культур.

Соотношение важнейших элементов в питательной среде Должно быть примерно таким же, как в бактериальной клетке (например, среднее соотношение углерод : 5 азот : 1 фосфор : 0, 3 сера : 0, 1 калий : 0, 1 кальций : 0, 05 магний : 0, 05 железо 0, 02 В граммах эти величины дают примерное содержание элементов на 1 л среды).

Классификация питательных сред По консистенции По назначению Твердые 2% жидкие Полужидкие 0, 6% Дифференци специальные альноселективные или диагностичес элективные кие По составу простые сложные Для выявл. протеолитических свойств для обнаружения сахаролитических ферментов.

Классификация питательных сред По происхождению искусственные По назначению естественные животные консервирую щие растительные обогащения для культивирования для идентификации

Температура роста бактерий n Мезофильные бактерии лучше всего растут в пределах 20 -400 С; к ним относят большинство патогенных для человека микроорганизмов. n Термофильные бактерии лучше растут при 50 -600 С. n Психрофильные бактерии предпочитают расти в интервале температур от 0 до 100 С.