V Фізіологія мікроорганізмів.

У основі фізіологічних функцій мікроорганізмів лежить обмін речовин, який здійснюється в мікробній клітині дуже інтенсивно.

За хімічним складом мікроорганізми подібні до інших живих клітин:

1. вода – 70-85% від загальної маси, яка виконує функцію розчинника для хімічних речовин, дисоціює електроліти, формує колоїди.

Тому мікроорганізми можуть рости та розмножуватися лише у тих поживних середовищах, що мають воду.

2. сухий залишок – 15-30%, в ньому:

• органічні речовини (білок, жири, вуглеводи) – 40-90%

• неорганічні речовини (азот, водень, кисень тощо)

Білки входять до складу ДНК, РНК.

Вуглеводи несуть пластичну функцію – джерело енергії.

Ліпіди входять до складу клітинної стінки, цитоплазматичної мембрани.

Мінеральний склад клітин досить різноманітний.

Живлення та метаболізм мікроорганізмів.

Для забезпечення життєдіяльності мікробної клітини необхідні поживні речовини (органічні та неорганічні).

В залежності від характеру джерела вуглецю та азоту мікроорганізми діляться на:

1) автотрофні – бактерії, що синтезують складні органічні речовини з простих неорганічних

2) гетеротрофні – отримують вуглець шляхом розщеплення складних органічних речовин.

За шляхом отриманні поживних речовин мікроорганізми поділяються на:

Сапрофіти – використовують у життєдіяльності мертві органічні речовини.

Паразити – ростуть та розмножуються за рахунок вуглецю отриманого від живої істоти (рослина, тварина, людина)

Паразити, що проникають до організму людини та викликають захворювання, називаються патогенними мікроорганізмами.

Живлення клітин здійснюється шляхом дифузії молекул амінокислот, глюкози, жирних кислот крізь мембрану, вирівнюючи осмотичний тиск в клітині. Це проста дифузія.

Перенесення амінокислот до мікробної клітини за допомогою молекул – носіїв ( пермеаз) без застосування енергії – полегшена дифузія.

Перенесення поживних речовин із затратами енергії – це активний транспорт.

Деякі найпростіші живляться за допомогою фагоцитозу ( поглинання твердих часток поживних речовин) та піноцитозу ( поглинання рідких речовин).

Обмін речовин складається з 2-х процесів:

1 ассиміляція ( анаболізм) – засвоєння поживних речовин здійснюється шляхом збільшення складності з’єднань. Так, амінокислоти утворюють білки, моносахариди – полісахариди тощо;

2 диссиміляція (катаболізм) – розпад поживних речовин на більш прості низько молекулярні.

Ферменти – складні білкові речовини, що утворюються живими клітинами. Вони прискорюють хімічні реакції всередині та зовні мікробної клітини.

До складу деяких ферментів входять лише білкі, до інших – білкі, поєднанні з металом чи вітамінами групи В. Ферменти мають властивість специфічності: кожен фермент вступає у реакцію лише з однією речовиною. Назва ферменту отримають шляхом додавання суфіксу «аза» до терміну, що визначає тип каталізуємої реакції. Існує 6 груп ферментів. Розрізняють екзоферменти (виділяються в навколишнє середовище, обумовлюють біохімічну активність мікробів) та ендоферменти ( локалізуються в цитоплазмі, вивільняються в навколишнє середовище тільки при загибелі бактерії).

Також ферменти поділяються на конститутивні ( постійні) та адаптивні ( синтезуються за наявності відповідного субстрату).

Під час ідентифікації мікроорганізмів найчастіше визначають такі ферменти:

• протеолітичні – розщеплюють пептон до індолу, сірководню та аміаку, розріджують желатин, розщеплюють казеін;

• сахаролітичні – розщеплюють вуглеводи до кислоти або до кислоти та газу;

• уреазу – розщеплює сечовину до аміаку та вуглекислого газу

• лецитиназу – руйнує лецитин оболонки клітин;

• плазмокоагулазу – спричинює згортання плазми крові;

• декарбоксилазу – відщеплює карбоксильну групу від молекул амінокислот з утворенням токсичних органічних амінів;

• дезамінази – відщеплює аміногрупу від молекули амінокислоти;

• гемолізин – руйнує еритроцити крові.

Дихання чи біологічне окислення забезпечує мікроорганізми енергією.

За джерелом енергії мікроорганізми поділяються на:

1 фотосинтезуючі – використовують енергію сонячного світла;

2 хемосинтезуючі – отримують енергію за рахунок окислення органічних та неорганічних речовин ( найчастіше глюкозу).

Анаеробне дихання – визволення енергії без участі кисню.

Аеробне дихання ( власне дихання) визволення енергії за участю кисню.

Існують облігатні (суворі) та факультативні анаероби (існують з киснем та без нього).

Пігменти та ароматичні речовини.

Утворення пігментів є стійкою ознакою для деяких мікроорганізмів

( Staf. аureus - білий лимоно-жовтий, паличка синьо-зеленого гною).

Пігмент знаходиться у вигляді зерняток між клітинами та рівномірно дифундує у навколишньому середовищі, або оболонці бактерії. Якщо пігмент не розчинний у воді, фарбується лише колонії мікроорганізмів, якщо розчинний – і поживне середовище.

Деякі бактерії мають властивість світитися, утворювати різні ароматичні речовини, іноді з неприємним запахом.

Ріст та розмноження мікроорганізмів

Ріст – збільшення розмірів окремої клітини.

Розмноження – збільшення кількості мікробних клітин в популяції.

При зростанні мікробної клітини її об’єм збільшується значно скоріше, ніж поверхня, тому розполіл у клітині поживних речовин стає неадекватним, вона ділиться. Молекула ДНК подвоюється, тобто дочірня клітина має копію материнської ДНК.

Розмноження бактерій здійснюється шляхом поперечного ділення, утворюється перетинка від периферії до центру, з центру до периферії.