І. Краткие теоретические положения

Бактерии не способны захватывать твердофазные объекты (голозойный тип питания), поэтому утилизируютпитательные вещества в видеотносительно простых молекул из водных растворов (голофитный тип питания). Однако некоторым присущ голозойный тип питания, для этого они имеют мощный ферментативный потенциал.

Основные соединения, усваиваемые бактериальной клеткой, - углеводы, аминокислоты, органические кислоты, жирные кислоты, минеральные вещества, витамины и др. Для оптимального роста некоторые бактерии нуждаются в высоких концентрациях Nа⁺ , их называют галофитами (соль).

Для того, чтобы питательные вещества могли подвергнуться соответствующим превращениям в клетке, они должны проникнуть в нее через ЦПМ. Она проницаема для одних веществ и не проницаема для других. Потоки веществ движутся в обоих направлениях. Эти перемещения обеспечивают разные транспортные системы, необходимые для выполнения двух важнейших задач:

1. Обеспечение адекватных концентраций веществ, участвующих в основных биохимических реакциях, в том числе и обеспечение, при необходимости, , их быстрого поступления внутрь клетки, невзирая на концентрацию этих веществ в окружающей среде.

2. Поддержание осмотического давления, оптимального для протекания биохимических реакций.

Поступление различных веществ внутрь бактериальной клетки реализуют три механизма: пассивный перенос, активный перенос и транспорт, обусловленный фосфорилированием.

Бактерии размножаются поперечным (бинарным) делением с образованием двух идентичных особей. Делению предшествует удвоение бактериального генома (репликация). После завершения репликации ДНК начинается образование межклеточной перегородки.

Под термином «рост» понимают увеличение количества живого вещества, чаще обусловленное делением клеток. Если у многоклеточных организмов при росте наблюдают увеличение размеров тела, то у одноклеточных – как увеличение клеточной массы, так и увеличение количества клеток в результате деления. Поскольку деление бактериальной клетки приводит к образованию двух особей, то их число растет в геометрической прогрессии: 2⁰ – 2¹ – 2² – 2³ - … Регулярное действие на рост бактерий оказывают качество питательной среды и условия выращивания. Рост популяций клеток в ограниченном жизненном пространстве (периодическая культура) может быть разделен по меньшей мере на четыре фазы. После внесения в среду бактерии адаптируются к ее условиям и размножаются сравнительно медленно (лаг-фаза). Затем наступает фаза экспоненциального роста (экспоненциальная фаза). Далее среда истощается, в ней аккумулируются токсические продукты метаболизма, что проявляется снижением темпов размножения и прекращением увеличения числа клеток (стационарная фаза). Таким образом рост в периодической культуре подчиняется закономерностям, действительным не только для одноклеточных, но и для многоклеточных организмов. В дальнейшем бактериальная культура может погибнуть либо значительно сократиться (фаза отмирания). Спорообразующие виды переходят в фазу споруляции, у споронеобразующих видов возможно образование антибиотических форм.

Для выделения чистых культур патогенных бактерий применяют оптимальные для их роста питательные среды с фиксированными рН. Большинство бактерий способно расти на различных питательных средах. Используемая среда должна содержать вещества, утилизируемые бактериями для различных биосинтетических процессов. Универсальные источники азота и углерода – белковые гидролизаты (содержат полный набор аминокислот), пептиды и пептоны. Универсальные источники витаминов и микроэлементов – экстракты белков животного или растительного происхождения и белковые гидролизаты. В некоторых случаях жизнедеятельность бактерий сопровождается сдвигом рН среды в кислую или щелочную сторону, что требует внесение в среды различных буферных систем (фосфатный буфер). Важно также создание оптимальной концентрации О₂ и СО₂ .

Среды классифицируют по консистенции (плотные или твердые, полужидкие и жидкие), по составу (белковые, безбелковые и минеральные), по происхождению (искусственные и естественные или природные). По назначению выделяют консервирующие среды (для первичного посева и транспортирования), среды обогащения (для накопления определенной группы бактерий), среды для культивирования (универсальные простые, сложные специальные, и для токсинообразования), среды для выделения и накопления (консервирующие, обогащения и элективные), среды для идентификации (дифференциальные и элективно-дифференциальные). По загрязненности материала (простые по составу среды, специальные или элективные, селективные, дифференциально-диагностические).