ЦЕНТРАЛЬНА СПІЛКА СПОЖИВЧИХ ТОВАРИСТВ УКРАЇНИ
(УКООПСПІЛКА)
Хмельницький кооперативний торговельно-економічний інститут
Розглянуто та затверджено на засіданні
кафедри товарознавства та торговельного підприємництва
протокол № __ від _______ 20__ р.
Завідувач кафедри
_____________ к. т. н., доцент Кулик В. М.
Спеціальність: 6.140101 Готельно-ресторанна справа Курс I
Дисципліна: "Мікробіологія"
Лекція 2
Лекція-презентація
Тема. Фізіологія мікроорганізмів
Навчальна мета: Розкрити сутність основних процесів, викликаних діяльністю бактерій, значення даних процесів у практичній діяльності, дати поняття про основні принципи будови та життєдіяльності бактерій.
Виховна мета: Формувати якості особистості студентів та пізнавальний інтерес.
Розвивальна мета: Спонукати до пізнавальної, наукової, творчої діяльності; розвивати самостійність та творче мислення.
Методична мета: Використання презентації на занятті як засобу активізації процесу навчання.
План
Хімічний склад мікроорганізмів.
Живлення мікроорганізмів.
Енергетичний обмін мікроорганізмів.
Технічні засоби навчання:
Інтерактивна дошка
Мультимедійний проектор
Персональний комп’ютер
Наочність:
Тематична презентація в Power Point.
Уривок навчального відефільму
Міждисциплінарні зв’язки:
Забезпечувані: Товарознавство продовольчих товарів, Санітарний контроль,
Забезпечуючі: харчова хімія, хімія, екологія.
Література: Основна
1. Рудавська Г. Б., Демкевич Л. І. Мікробіологія: Підручник. – 2-ге вид., перероблене та доповнене. – К.: Київ. нац. торг.-екон. ун-т, 2005. – 407 с.
2. Малигіна В. Д. Мікробіологія та фізіологія харчування. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів І – ІV рівня акредитації. – К.: Кондор, 2009. – 242с.
3. Білоруська Й. С. Основи мікробіології, санітарії та гігієни: Навч. Посібник. – К.: Техніка, 2003. – 128 с.
Додаткова
4. Векірчик К. М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.:Либідь, 2001.- 312 с.
5. Азаров В. М. Основи мікробіології та санітарії: Підручник. – Москва: Економіка, 1986. – 207 с.
Хімічний склад мікроорганізмів.
Фізіологія мікроорганізмів вивчає біохімічні й енергетичні процеси, що відбуваються в бактеріальній клітині й забезпечують відтворення її структурного матеріалу та енергетичні потреби.
Бактерії є складними живими організмами, в яких відбуваються різноманітні біохімічні перетворення. Вони зумовлюють ріст, розмноження, продукцію ферментів, токсинів та інших біологічно активних речовин, відповідають за регуляцію функціональної активності клітин, їх високу пластичність і здатність адаптуватись до умов зовнішнього середовища.
Як і всі живі істоти, бактерійна клітина складається з чотирьох основних елементів - азоту, вуглецю, водню, кисню. Вуглець складає 45- 55 % сухого залишку клітини, кисень - 25-30 %, азот - 8-15 % і водень - 6-8 %. Ці органогени служать матеріалом, з якого побудовано всі складові компоненти клітини: нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди, вуглеводи, численні ферментні системи тощо.
Залежно від виду бактерії містять від 70 до 90 % води. Вона може знаходитись у вільному (в цитоплазмі) або зв’язаному стані. Вільна вода є середовищем, в якому відбувається розмаїття біохімічних перетворень (розщеплення й синтез речовин) внаслідок дії гідролітичних ферментів, в ній спостерігається рух іонів, вона виступає розчинником багатьох речовин, що надходять у клітину, забезпечує колоїдний стан цитоплазми.
Зв’язана вода - також необхідний компонет цитоплазми, проте вона не може служити розчинником. Втрата води клітиною призводить до її загибелі. Якщо бактерію помістити в гіпертонічний розчин, вода починає виходити з неї, цитоплазма зморщується, відшаровується від стінки, набуває вигляду дрібної грудочки, а клітина гине.
Сухий залишок становить 10-30 %. Він формується з білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, вуглеводів, полісахаридів, низькомолекулярних органічних речовин і солей.
У клітині нараховується понад 2,4 млн різноманітних білкових молекул 1850 видів
Хімічний склад клітини
Білок |
55 % |
2,4 млн. мол |
РНК |
20,5% |
250 тис. мол. |
ДНК |
3,1 % |
2 молекули |
Ліпіди |
9,1 % |
22 млн. молекул |
Ліпополісахариди |
3,4 % |
1,5 млн. молекул |
Пептидоглікан |
2,5 % |
1 молекула |
Білок складає до 55 % сухого залишку клітини. Його представлено простими та складними білками. Прості білки називають протеїнами. За своїм складом вони суттєво не відрізняються від білків еукаріотичних організмів. Основна їх маса міститься в цитоплазмі клітини, цитоплазматичній мембрані, клітинній стінці грамнегативних мікробів, нуклеоїді. Токсини збудників газової анаеробної інфекції, правця, ботулізму, фермент гіалуронідаза є простими білками.
Складні білки - протеїди свою назву отримали за здатність сполучатися з іншими речовинами. Так, білки, зв’язані з нуклеїновими кислотами, одержали назву нуклеопротеїди, з вуглеводами - глікопротеїди, ліпідами - ліпопротеїди, залізом, міддю- хромопротеїди. Вони відіграють важливу роль у життєдіяльності клітини. Так, нуклеопротеїди забезпечують суперспіралізацію нуклеїнових кислот; глікопротеїди входять до складу клітинної стінки, капсули й виконують захисну функцію, забезпечують особливості будови клітинних антигенів; ліпопротеїди зумовлюють токсичні властивості бактеріальних ендотоксинів, отже, вірулентність мікробів; хромопротеїди відповідають за дихальну функцію клітини, є переносниками кисню.
Тонкі фізико-хімічні дослідження дозволили встановити, що в клітині нараховується понад 2,4 млн різноманітних білкових молекул 1850 видів.
Нуклеїнові кислоти представлено дезоксирибонуклеїновою (ДНК) та рибонуклеїновою (РНК) кислотами. Їх вміст коливається в межах 25-30 % сухої маси. У клітині є дві молекули ДНК та понад 250 тисяч молекул РНК. Останні можна поділити на три групи: рибосомальні РНК, транспортні РНК і матричні (інформаційні) РНК. Матрична РНК - форма, що утворюється в процесі біосинтезу білка. Вона забезпечує передачу генетичної інформації на білок, тобто елонгацію (подовження) поліпептидних ланцюгів. Рибосомальні РНК входять до складу великих і малих субодиниць рибосом. Вони відрізняються від РНК еукаріотів за константою седиментації. Транспортні РНК здатні зв’язуватись із амінокислотами, що накопичуються в цитоплазмі, й доставляти їх до рибосом, на яких відбувається процес біосинтезу.
Вуглеводи становлять 12-20 % сухого залишку. Їх представлено різноманітними цукрами, багатоатомними спиртами, оліго-та поліозидами, полісахаридами, іншими сполуками. Їх роль у забезпеченні життєдіяльності клітини важко переоцінити, так як вони входять до складу будь-яких структур клітини. Прості цукри є субстратом, з яких синтезуються більш складні сполуки. Полісахариди різних бактерій відрізняються за своєю специфічністю. Вони зумовлюють антигенні властивості клітини, їх вірулентні (капсули пневмококів) властивості.
Відмінності у будові бактеріальних полісахаридів лягли в основу розробки методів хемотаксономії мікробів, їх ідентифікації. Особливості складу полісахаридів оболонки дозволяють одержувати вакцини, специфічні діагностичні сироватки.
У клітині міститься в середньому до 10 % ліпідів. Однак в окремих груп мікроорганізмів (мікобактерії, рикетсії) ця частка збільшується до 40 %. У грамнегативних бактерій в зв’язку з особливостями будови клітинної стінки їх у 2-5 разів більше, ніж у грампозитивних.
В середньому в клітині є до 22 млн молекул різноманітних ліпідів. Представлено їх, в основному, жирними насиченими й ненасиченими жирними кислотами, ефірами жирних кислот і гліцерину, восками, фосфоліпідами. Вони зумовлюють захисні властивості клітини (кислотостійкість), її токсичні функції, беруть участь у метаболізмі.
Важливою складовою частиною будь-якої мікробної клітини є мінеральні елементи. Вони входять до складу вітамінів, ферментів, білків і можуть знаходитись у вільному стані в цитоплазмі. Без них не обходяться біохімічні реакції. Загальна їх кількість у мікробах може досягати 2-4 % сухого залишку. Зокрема, сірка і фосфор, їх похідні за рахунок здатності утворювати макроергічні (багаті на енергію) зв’язки постачають клітину енергією. Калій і натрій необхідні для нормальної життєдіяльності бактерій, забезпечують функціонування натріє-калієвого насосу. Магній й кальцій здатні активувати багато ферментів; залізо - невід’ємний складник цитохромів.