3.1 Типи і механізми живлення бактерій. Поживні середовища, які використовують в мікробіології, вимоги до них, класифікація.

Бактеріям притаманний голофітний тип живлення – вони утилізують поживні речовини із водних розчинів всією поверхнею клітини

Механізми проникнення поживних речовин в клітину:

 Енергонезалежні

1)Проста дифузія:

– відбувається за рахунок різниці градієнту концентрації (проникнення мілких молекул)

– відбувається проникнення середніх ліпофільних молекул також і при вирівнюванні градієнту концентрації

2)Полегшена дифузія – відбувається за участю мембранних білків-пермеаз, постійно локалізованих в порах

Схема полегшеної дифузії:

 Енергозалежні

1)Активний транспорт – відбувається за участю специфічних для речовин ферментів-перенощиків, локалізованих в ЦПМ, проти градієнту концентрації

Механізм активного транспорту:

2)Транспорт, обумовлений фосфорилюванням –

забезпечується фосфорильованим мембранним ферментом. Відбувається як за градієнтом концентрації, так і проти нього

Класифікація бактерій за типом живлення:

 Залежно від джерела вуглецю та азоту

1)Аутотрофи (аміноаутотрофи) джерелом є неорганічні сполуки

вуглецю і азоту

2)Гетеротрофи (аміногетеротрофи)

джерелом є органічні сполуки вуглецю та азоту

Гетеротрофи класифікуються:

Сапрофіти – засвоюють органічні речовини відмерлих організмів

Паразити – засвоюють органічні речовини живих організмів

Паразитизм:

 Умовний (необлігатний) – бактерії можуть засвоювати органічні речовини зі штучних середовищ

 Обов’язковий (облігатний) – бактерії засвоюють органічні речовини живого організму, розвиваються лише внутрішньоклітинно (рикетсії, хламідії)

Класифікація поживних середовищ:

 за походженням (природні, синтетичні, напівсинтетичні)

 за консистенцією (рідкі,напіврідкі, щільні)

 за призначенням:

- універсальні

- спеціальні(селективні, диференційно-діагностичні, транспортні, консервуючі, середовища накопичення

Культуральні властивості бактерій:

 На рідких середовищах бактерії утворюють:

-помутніння

-плівку

-осад

-їх комбінації

 На твердих середовищах утворюють колонії

Колонія – це видиме неозброєним оком скупчення біомаси бактеріальних клітин на поверхні або в товщі щільного поживного середовища

Характеристика колонії:

 Розмір (карликові, малі, середні, великі, гігантські)

 Колір (залежить від кольору пігментів бактерій)

 Характер краю (рівний, хвилястий, волокнистий тощо)

 Форма (кругла, овальна, розеткоподібна тощо)

 Консистенція (м’яка, в’язка, крихка)

3.2 Дихання бактерій. Аеробний та анаеробний типи дихання. Ферменти та структури клітини, що беруть участь в процесі дихання. Методи вирощування анаеробних бактерій.

Класифікація бактерій за типом дихання:

1) Аероби – використовують як кінцевий акцептор кисень

 облігатні – парціальний тиск кисню 20%

 мікроаерофіли – парціальний тиск кисню 5%

2) Анаероби – використовують сульфати, карбонати, нітрати, піруват

 факультативні – можуть використовувати кисень

 облігатні – гинуть в кисневих умовах

Аеробні бактерії в процесі дихання окислюють різні органічні сполуки. При повному окисленні молекули глюкози вивільнюється певна кількість калорій тепла. При неповному окисленні вивільнюється відповідно ступеню окислення менша кількість енергії.

Інтенсивність процесів аеробного дихання залежить від віку культури, температури і поживних субстратів. Посилене дихання і прискорений обмін речовин пов’язані зі швидкістю поділу клітин, з підвищенням синтезу білка в клітині, що призводить до посилення відновних властивостей середовища, у якому розвиваються мікроби.

Дихання у анаеробів - шляхом ферментації субстрату с утворенням невеликої кількості енергії. До анаеробних процесів належать спиртове бродіння, молочнокисле бродіння, маслянокисле бродіння. Анаероби ферментують здебільшого без азотисті сполуки, викликаючи бродіння. Між аеробним і анаеробними типами дихання немає чіткої межі. Дихання бактерій проходить за участю ферментів оксидаз і дегідраз, яким притаманна виражена специфічність.

Способи створення анаеробних умов:

 Анаеростат – апарат, з якого відкачують повітря і заповнюють інертним газом

 Хімічний спосіб – культивування в ексикаторі з поглиначами кисню (лужний р-н пірогалолу)

 Газовий пакет з регенератором

 Біологічний спосіб – одночасне культивування в герметизованій чашці Петрі облігатних аеробів з анаеробами

 Культивування в товщі середовища

Методи вирощування анаеробних бактерій

Для культивування анаеробів потрібно створити знижений парціальний вміст кисню в середовищі чи повітрі , з яким воно межує, що досягається декількома способами.

1. Посів анаеробної культури уколом в високий стовпчик цукрового агару. Це найбільш простий спосіб.

2. Додавання в середовище редукуючи речовин. Найчастіше застосовується середовище Кітта-Тароцці: бульйон з 0,5% глюкозою і шматочками свіжих органів тварин(чи з м’ясним фаршем). Шматочки органів, а також глюкоза володіє редукуючи ми властивостями. Середовище зверху заливають шаром масла.

Поживні середовища перед посівом анаеробів «регенерують», кип’ятять для видалення кисню. Після посіву їх заливають зверху шаром парафінового чи вазелінового масла для відокремлення від атмосферного повітря.

3. Видалення повітря. Із середовища механічним шляхом. Для цього використовують анаеростати, з яких повітря викачується насосом.

4. Заміна повітря індиферентним газом. таким газом , наприклад, є водень, який отримують в апараті Кіппа і через приєднану трубку надходить в посудину, де знаходяться посіви анаеробів, витісняючи повітря з киснем.

5. Механічний захист від кисню повітря. Зручний спосіб Віняля-Вейона: беруть скляну трубку довжиною близько 30см і шириною 3-6мм. Один кінець її витягують в капіляр, а з іншого роблять перетяжку і вставляють ватну пробку; засівають в розтоплений агар досліджуваний матеріал, перемішують середовище і потім засипають агар в стерильну трубку. Потім запаюють капіляр і трубку поміщають в термостат. В середовищі виростають видимі ззовні колонії бактерій, які можна дістати, розпилявши трубку.

6. Хімічне поглинання кисню, наприклад основним розчином пірогалолу (10% розчин основи і пірогалолу) в особливих пристроях.

7. Біологічний метод – комбінований посів культури анаеробів і аеробів (способом Фортнера). Посів виконують на чашку з товстим шаром кров’яного агару, розподіленого навпіл вирізаною посередині чашки, прокаленим стерильним скальпелем, невеликою межею. На одній половині агару роблять посів культури аероба, на іншій – посів культури анаероба. Чашку обмащують парафіном і поміщають в термостат. Спочатку відбувається ріст аеробів. Коли вони в достатній мірі вичерпаються з чаші кисень, починається ріст анаеробів.