53) Определение коли-титра воды.

Коли-титр – минимальный объём воды, в котором обнаруживаются колиформные бактерии.

Осуществляется с помощью титрационного метода. Его сущность заключается в том, что в различных убывающих объёмах исследуемой воды выявляют колиформные бактерии. Для этого используют лактозо-пептонные среды накопления (среда Эйкмана), в которые проводят посевы различных объёмов воды. Колиформные бактерии сбраживают лактозу с образованием газа, пузырёк которого можно наблюдать.

У выросших лактозопозитивных колоний (красных, розовых с металлическим блеском) выполняют оксидазный тест, с помощью которого дифференцируют колиформные бактерии от остальных схожих.

Для окончательного ответа учитывают положительные и отрицательные результаты на наличие общих и термотолерантных колиформных бактерий во всех объёмах исследуемой пробы воды и, используя специальные статические таблицы, вычисляют титр.

1)Основные этапы развития м.Б.

1. Начальный (описательный морфологический) (сер. 17в – сер.19в)

А.Левенгук сконструировал микроскоп (изготовил линзы, которые давали увеличение в 200-300 раз), при помощи которого ему удалось увидеть микробы, точно зарисовать и описать их (поэтому этап получил название описательного или морфологического).

2. Пастеровский (физиологический этиологический) (сер. 19в - нач. 20в)

Его работы дали возможность всесторонне изучать жизнедеятельность микробов, т.е. их физиологию (поэтому этап - физиологический).

Пастер – родоначальник современной м.б., биотехнологии и иммунологии. Установил, что молочнокислое брожение происходит в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий, а спиртовое вызывают дрожжи. Открыл явление анаэробиоза, установив, что маслянокислые бактерии развивались без доступа кислорода воздуха. После этого все организмы разделили на 2 группы: аэробы и анаэробы. Доказал, что возбудителями гниения являются различные м.о. Указал метод борьбы с «болезнями» вина и пива, который в настоящее время известен как «пастеризация» (нагревание продукта до 65-80 град., в результате чего многие м.о. погибают, а пищевая ценность продукта не снижается). Создал вакцины против сибирской язвы, рожи свиней, холеры кур, вакцину против бешенства.

Р.Кох – один из создателей современной м.б. Предложил использовать плотные искусственные питательные среды, применяя желатин. Ввёл метод окраски микробов анилиновым красителем, что позволило увидеть чёткие контуры клеток микробов и различать их структурные особенности.Открыл явление спорообразования у бактерий. В 1882 открыл возбудителя тубуркулёза, 1883 – холеры.

Триада Генриха Коха: а) предполагаемый микроб должен обнаруживаться только при данном заболевании и не выд-ся при других заболеваниях; б) микроб должен быть выделен в чистой культуре; в) чистая культура должна вызвать у экспериментально зараженного животного аналогичное заболевание.

Д.И Ивановский открыл в 1892 году невидимых под обычным микроскопом микробов – вирусы. Основоположник вирусологии.

И.И.Мечников является создателем клеточной теории иммунитета. Открыл явление антагонизма.

3. Дальнейшее развитие (первая половина 20 в)

Неравномерность развития микробиологии. Открытие новых возбудителей болезней, новых средств борьбы, усовершенствованы способы диагностики. Открыты хламидии, L-формы бактерий, бактериофаги, микопласты. В 1928 году Флеменгом открыты антибиотики. Получены анатоксины (для профилактики столбняка, дизентирии)

С.А.Королёв – первые крупные научные открытия в области микробиологии молока в нашей стране.

4. Современный (научно-техническая революция м.б.)(сер. 20в – 21в)

Получили развитие биофизика, биохимия, молек. науки (т.к. уже был изобретён электронный микроскоп).

Мак Эвери и Мак Карти экспериментально доказали значение ДНК (материальная основа наследственности).

1953 – Уотсон и Крик создали модель ДНК

1963 – Ниренберг расшифровал генетический код ДНК

1966 – Корана синтезировал ген

1972 – год зарождения генной инженерии (синтезирована первая рекомбинантная молекула).

3) Значение м.б. для пищевой биотехнологии.

Биотехнология – наука, возникшая на стыке нескольких биологических дисциплин: м.б, генетики, вирусологии, растениеводства, имеющая уникальные возможности практического использования результатов исследований в этой области. Потенциал биотехнологии направлен не только на интенсификацию и улучшение традиционных технологий, но и на создание принципиально новых, объектами которых являются м.о., полученные методами селекции и генной инженерии.

Важные аспекты биотехнологии – улучшение штаммом промышленных микроорганизмов, получение микробных ферментов, ароматических в-в, которые могут использоваться в молочной, мясной и пищевой промышленности.

Т.е. пищевая биотехнология - управляемое плучение полезных для пищевой промышленности продуктов питания с помощью биологических агентов (м.о, клетки животных и растений и внеклеточных в-в).

4) Понятие о систематике, классификации и номенклатуре м.о.

В основе современной систематики лежат морфологические, биохимические, физиологичекие и молекулярно-биологические признаки.

Систематика (от греч. Systematicos – упорядоченный) – наука о разнообразии и сходстве объектов органического мира, основанном на общности происхождения и генетических связей различных групп живых существ. Основными разделами систематики являются классификация и номенклатура.

Классификация – закономерность распределения м.о. по систематическим группам, которые называют уровнями (ранги, категории или таксоны)

Вид – род – семейство – порядок – класс – отдел - царство.

Номенклатура обуславливает принципы определения названия для установленных таксонов. Основным таксоном является вид.

Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей м.о., сходных по биологическим свойствам, имеющих единые происхождение и генотип, обладающих наследственно закреплённой способностью вызывать в среде естественного обитания определённые специфические процессы.

Названия м.о. пишут буквами латинского алфавита и подчиняются правилам латинской грамматики. Для обозначения видов м.о. применяют бинарную номенклатуру, т.е. названия видов состоят из двух слов. Первое слово обозначает название рода, к которому этот вид принадлежит, второе – вид. Например, Streptococcus thermophilus (стрептококк термолюбивый).

Различают следующие подразделения м.о.: биовары (отличаются по биологическим св-вам), морфовары (по морф. св-вам), ферментовары (по одному ферменту),серовар (по антигенным св-вам), хемовар (по хим. св-вам), патовар (патогенностью).

Штамм – различные культуры одного и того же вида м.о, выделенные из конкретного источника(имеет паспорт).

Клон – культура, являющаяся потомством одной клетки.

5)Прокариотичекие и эукариотические клетки. Сходство и различие.

Организмы подразделяют на прокариоты (доядерные) и эукариоты (истинно ядерные).Наиболее существенные особенности прокариот следующие:

• Генофор (нуклеотид, нуклеоплазма, диффузное ядро) состоит из двойной спиральной нити ДНК. Он не отделён от цитоплазмы какой-либо мембраной, поэтому генофор иногда называют диффузным ядром;

• Отсутствие внутриплазматических органелл(нет митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи),окруженных элементарной мембраной;

• Рибосомы малого размера рассеяны в цитоплазме, а не расположены на поверхности мембран, как у эукариот.

• Размножаются путём деления без выраженного полового процесса.

К прокариотам относятся вирусы, бактерии, сине-зелёные водоросли, риккетсии, микоплазмы.

Эукариоты размножаются митозом или мейозом (при образовании половых клеток – гамет или при образовании спор у растений); изредка встречается амитоз.

Помимо этого имеются признаки, характерные для многих, но не для всех прокариот. В состав клеточных стенок прокариот входит пептидогликан (муреин или мукопептид).Наличие пептидогликана не является особенностью всех прокариот, его нет у лишённых клеточной стенки микоплазм. Характерными органами движения служат жгутики, которые встречаются у бактерий определённых видов. Среди прокариот много обязательных анаэробов, среди эукариот их почти нет. В отличие от эукариот некоторые бактерии способны к фиксации ( окислению) атмосферного азота.

6) Строение бактериальной клетки.

Структурными компонентами клетки являются оболочка бактерий, состоящая из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны и иногда капсулы; цитоплазма; рибосомы; различные цитоплазматические включения; нуклеоид (ядро). Некоторые виды бактерий имеют, кроме того, споры, жгутики, реснички.

7) Строение клеточной стенки у грамположительных и грамотрицательных бактерий.

К.с. – обязательное образование бактерий большинства видов. Её строение зависит от вида и принадлежности бактерий к группам, дифференцируемым при окраске по методу Грама. К.с. имеет поры, поэтому она полупроницаемая мембрана, через которую проникают питательные в-ва.

Основой клеточной стенки является пептидогликан (гликопептид, муреин) (чередуются ацетилглюкозамин, ацетилмурановая к-та, гликозидамин). На основании различий строений к.с. бактерии по-разному удерживают анилиновые красители. Это позволяет всех бактерий подразделить на две группы по тинкториальным свойствам (т.е. способность окрашиваться по Граму):

Грамположительные. Толщина к.с.15-80 нм. И сотоит из муреина, расположенного в несколько слоёв, а также белка и липидов. Причём преобладает муреин (60-90% от общей массы).Большое кол-во муреина обеспечивает образование прочного комплекса с генцианвиолетом и йодом, который не разрушается при обработке спиртом, вследствие чего бактерии окрашиваются в сине-фиолетовый цвет. К ним относятся большинство кокков, бациллы, клостридии, молочнокислые бактерии.

Грамотрицательные. Толщина к.с. не превышает 15 нм. Основу её составляют липополисахариды и фосфолипиды. Муреина мало(5-10%) и он расположен одним слоем под липополисахаридом. Из-за болшого содержания липидов к.с. грамотрицательных бактерий при окраске по Граму образует с генцианвиолетом и йодом неустойчивый комплекс, разрушаемый при обработке спиртом, вследствие чего клетки обецвечиваются и далее окрашиваются фуксином в розовый цвет. К ним относятся кишечная палочка, сальмонеллы, спириллы, вибрионы.

8) Строение и ф-ии ЦПМ бактериальной клетки.

ЦПМ располагается под клеточной стенкой и плотно прилегает к её внутренней поверхности. Представляет собой полупроницаемую оболочку, окружающую цитоплазму и внутреннее содержимое клетки – протопласт.

ЦПМ – уплотнённый наружный слой цитоплазмы. От клеточной стенки она отделена периплазматическим пространством. Толщина цитоплазматической мембраны составляет 5-13 нм.

В хим. отношении ЦПМ – липопротеин, состоящий из липидов (15-30%) и протеинов (50-70%). Кроме этого 2-5% углеводов и небольшое количество ДНК. Главным липидным компонентом мембраны являются фосфолипиды и гликолипиды.По а.к. составу белки ЦПМ отличаются чрезвычайно малым содержанием цистина. Углеводы входят в состав гликолипидов и гликопротеидов.

Ф-ии ЦПМ: синтезирует мембранные липиды – компоненты к.с.; мембранные ферменты – переносчики избирательно переносят через мембрану различные орг. и неорг. молекулы и ионы; мембрана участвует в превращениях клеточной энергии, а также в репликации хромосом. Т.о. ЦПМ обеспечивает избирательное поступление в клетку и удаление из неё разнообразных веществ и ионов.

9) Цитоплазма бактериальной клетки и её включения. Строение и функции.

Сложная коллоидная система с содержанием большого кол-ва воды (80-85 %) в которой диспергированы белки,углеводы, липиды, а также мин.соединения и др. в-ва. Цитоплазма представляет собой содержимое клетки, окруженное ЦПМ. Её подразделяют на две функц. части. Одна часть цитоплазмы находится в состоянии золя (р-ра), имеет гомогенную структуру и содержит набор растворимых рибонуклеиновых кислот, белков-ферментов и продуктов метаболизма. Другая часть представлена рибосомами, включениями различной хим.природы и генетическим аппаратом, другими внутриплазматическими структурами.

Рибосомы – субмикроскопические гранулы, представляющие собой нуклепротеиновые частицы сферической формы диаметром от 10 до 20 нм, молекулярной массой около 2-4млн. Рибосомы прокариот состоят из 60% РНК, располагающейся в центре, и 40% белка, покрывающую нуклеиновую кислоту снаружи. Кол-во рибосом в клетке бактерий достигает 5000. Они являются местом синтеза белка.

Включения цитоплазмы представляют собой продукты обмена, а также резервные продукты, за счёт которых клетка живёт в условиях недостатка питательных веществ. Включения различны по своей химической природе и неодинаковы у разных видов бактерий. К ЦПМ включениям относят молекулы гликогена, крахмала, крахмалоподобного в-ва – гранулёзы, поли-В-оксимасляной кислоты, а также капли жира, жидкой серы, соли железа, кристаллы щавелевой к-ты и т.д. В цитоплазме бактерий имеются также вакуоли, заполненные водными растворами различных в-в и окруженные мембраной липопротеидного происхождения. Число вакуолей колеблется от 6-10, а в период активного роста может увеличиваться до 20. Считают, что в них откладываются вредные продукты обмена, которые впоследствии выводятся за пределы клетки.

11) Капсула бактерий. Химический состав и функции.

Капсула – слизистый слой бактерий, не имеющий стуктурно-оформленной оболочки,окружающий одну или несколько микробных клеток. Толщина её может достигать 10 мкм, что во много раз превышает толщину самой бактерии. Капсула выполняет следующие функции:

Защищает клетку от неблагоприятных условий внешней среды;

С помощью капсулы бактерии могут прикрепляться к хозяевам;

Резистентность ( защищает от фагоцитоза);

Может быть антигегом.

Химический состав капсулы бактерий различен. В большинстве случаев она состоит из сложных полисахаридов, мукополисахаридов, иногда полипептидов. Бактерии некоторых видов могут выделять секрет, состоящий из полисахаридов, который адсорбируется в виде очень тонкого слоя на поверхности клетки, формируя так называемую микрокапсулу.

12 )Нуклеоид бактерий. Строение и ф-ии

Генетический материал прокариот состоит из двойной нити ДНК компактной структуры, расположенной в центральной части цитоплазмы и не отделенной от неё мембраной. ДНК бактерий не отделена от цитоплазмы мембраной, генетический материал называют нуклеоидом или генофором. Ядерные структуры имеют сферическую или подковообразную форму.

Один нуклеоид заключает в себе макромолекулу ДНК. Эта молекула в развёрнутом состоянии представляет собой замкнутую кольцевую структуру длиной немногим более 1 мм.

Молекула ДНК получила название бактериальной хромосомы. Концевые участки ДНК всегда находятся в контакте с ЦПМ и мезосомами, число участков контакта может достигать 20 и более. Содержание пар оснований в ДНК аденин-тимин (А-Т) и гуанин-цитозин (Г-Ц) у клеток прокариот одного и того же вида является постоянным. Нуклеотиды в молекуле ДНК соединяются при помощи водородных связей.

В состав нуклеоида, кроме ДНК входят также РНК и белки.

Нуклеоид выполняет генетическую ф-ию, т.е. ядерное веществ является материальной основой наследственности и практически вся генетическая информация бактериальной клетки заключена в молекуле ДНК которая составляет около 3% сухой массы клетки.

13) Микоплазмы, протопласты, сферопласты и L-формы бактерий.

Микоплазмы – полиморфные мелкие сферические микроорганизмы, диаметром 0,2 мкм. Особенность: отсутствие клеточной стенки; неподвижны; не образуют спор. Как вирусы могут размножаться внутри клетки. Размножаются микоплазмы делением и почкованием. Заболевания: микоплазмоз, поражает либо дыхательную систему, вызывая воспалительные заболевания горла, бронхов легких, либо мочеполовой тракт. Для развития необходим холестерин.

Протопласты - клетка, полностью лишённая клеточной стенки и имеющая только клеточную мембрану, к-рая ограничивает цитоплазму с разл. органоидами и др. включениями. Они образуются при угнетении синтеза клеточной стенки под влиянием различных веществ (чаще пенициллина), в результате чего нарушается координация между ростом и делением клетки.

Сферопласты - формы грам- бактерий, некоторых грибов и растений, лишенные части клеточной стенки. Образуются под действием пенициллина, лизоцима и др. веществ. Имеют сферическую или полусферическую форму. В обычных условиях погибают в результате осмотического лизиса. В условиях повышенного осмотического давления способны некоторое время переживать, расти и даже размножаться.

L - формы бактерий - это мутанты с измененным морфологическим признаком, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан в клеточной стенке. Листер 1935 год. Образуются при воздействии L-трансфогенных агентов – антибиотиков, аминокислот, фермента лизоцима, УФ и рентген-луче. L-формы высокожизнеспособны, полиморфны(шары, нити). Различают стабильные и нестабильные формы. Стабильные лишены ригидной кл. стенки и редко возвращаются к исходному состоянию, нестабильные(сферопласты) могут обладать элементами клеточной стенки и могут вернуться к исходному состоянию.

14) Хламидии и риккетсии. Особенности их строения, значение.

Риккетсии – группа м.о., занимающая промежуточное положение между вирусами и бактериями ( особый класс бактерий). Представляют собой мелкие полиморфные бактерии,палочковидные, нитевидные или кокковидные.

Грамотрицательные.На поверхности мембраны клеточной стенки располагается капсулоподобный слизистый покров и микрокапсула. В клеточной стенке локализуются основные белки. Нуклеоид клетки риккетсий содержит кольцевую хромосому. Нет ферментов, необходимых для синтеза АТФ (энергетические паразиты). Размножаются путем бинарного деления, обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом. Размножаются только внутри клетки. Заболевания : тиф; лихорадка ку ( у животных). На риккетсии действуют только сильные антибиотики.

Хламидии – между риккетсиями и вирусами. Хламидии – облигатные внутриклеточные паразиты, кокковидной формы, размером 0,2-0,5 мкм. Отсутствие фермента НАД. Грамотрицательные. Размножение состоит из стадий:

Попадание в клетку в виде элементарных телец – проходят ряд циклов – превращаются в инициальные тельца 0,1 мкм. Расположены в цитоплазме клетки – промежуточные тельца 40-60 нм – элементарные тельца – выход из клетки. Заболевания: арнитоз, хламидиоз.

15) Вирусы. Особенности их строения. Значение.

Вирус – внеклеточная форма существования. Размер: 10-200 нм. Вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами человека, животных, насекомых, грибов, растений, т.к. они не могут синтезировать белок.

Вирион состоит из ДНК или РНК, расположенной в центре вирусной частицы. Вокруг нуклеиновой кислоты располагаются одна или две оболочки (у сложных вирусов). Первая оболочка – капсид, которая состоит из повторяющихся белковых субъединиц – капсомеров. Капсомеры располагаются в определённом порядке, по характеру которого вирусы делят на 3 группы: со спиральным, кубическим и комбинированным типом симметрии.

У сложных вирусов есть вторая оболочка – суперкапсид – состоящая из гликопротеидов или липопротеидов.

Вирусы являются возбудителями многих опасных болезней человека, животных и растений. Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно-капельным, половым путём и другими способами. Вирусы могут также переноситься другими организмами (переносчиками): так, вирус бешенства переносится собаками, рогатым скотом, летучими мышами и другими млекопитающими.

16) Актиномицеты. Особенности строения. Значение.

Особое положение занимают лучистые грибы – актиномицеты.Своеобразные м.о., сочетающие в себе свойства бактерий и грибов. Клетки актимицетов представляют собой ветвистый мицелий из несептированных гиф. Поверхностные гифы оюразуют спороносцы со спорами.

По структуре, биохимическим свойствам, строению нуклеоида, оболочки и цитоплазмы акциномицеты являются прокариотами и почти аналогичны бактериям. В отличие от бактерий они образуют гифы и мицелий, размножаются спорами и оидиями, чем сходны с грибами. Согласно последней классификации актиномицеты отнесены к отделу хемотрофных бактерий, классу собственно бактерий.

А – общий вид мицелия; б – прорастание спор; в – строение спороносцев.

Акциномицеты широко распространены во внешней среде. Некоторые виды используются как продуценты антибиотиков. Но среди этой группы м.о. имеется патогенный вид, вызывающий заболевание животных и людей (актиномикоз).

17) Споры и спорообразование и прокариот.

Споры - особое состояние покоящихся репрод кл, кот хар-ся резко сниж-м уровнем метаболизма и высокой резистент-ю. Эндоспоры – бакт споры, кот форм-ся внутри матер клетки. Споры представляют собой образования круглой или овальной формы. Осн функция спор - сохран-е бак в неблагопр усл-х внеш среды. Переход бак к спорообр наблюд-ся при истощении пит-го субстрат; недостатке углерода, азота, фосфора. Споры могут располаг центр-но, субтерминально, терминально, Центр часть споры представлена сердцевиной, кот окружена ЦПМ, к кот прилегает зачаточный пептидогликановый слой, затем слой коры - кортекса. Не пов-ти кортекса имеется внешняя мембрана. Снаружи споры окружены многослойной оболочкой. Cпорообразование – генетически обусловленный признак

Процесс спорообразования 1.подготовительная – изменение метаболизма, завершается репликация ДНК. Кл содержит 2 или более нуклеоида. 2.стадия предспоры - со стороны ЦПМ вегетативной клетки происходит врастание двойной мембраны, в рез образуется проспора, окруженная 2мя мембранами 3. образование оболочек - м/у мембранами образуется зачаточный пептидогликановый слой путем откладывается слоя коры и вокруг наружной мембраны формируется споровая 4. созревание споры - завершение образования спор.

М.о., у которых диаметр споры не превышает ширины вегетативной клетки, называют бациллами, бактерии, имеющие споры, диаметр которых больше поперечника клетки в 1,5-2 раза, называют клостридиями.

35) Влияние низких температур на м.о. Холодоустойчивые и холодолюбивые м.о.

При температуре ниже оптимальной процессы жизнедеятельности м.о. постепенно замедляются, а ниже min – приостанавливаются, но жизнеспособность клеток сохраняется. Однако при длительном воздействии температуры ниже 0С м.о. постепенно отмирают, что объясняется неблагоприятным воздействием на клетки повышенного осмотического давления в результате вымерзания воды в цитоплазме клетки. В связи с тем, что снижение температуры тормозит развитие м.о., охлаждение используют в качестве способа консервирования молока, молочных и других продуктов. Различают две формы холодильного хранения молочных продуктов: в охлажденном состоянии при температуре от 2 до 10 С и в замороженном виде при температуре от -15 до -25 С и даже до -45 С.

По отношению к температуре м.о. делят на: психрофилы (холодолюбивые), мезофиллы (развиваются при средних температурах) и термофилы (теплолюбивые).

Психрофилами считаются все м.о., способные размножаться при температуре 5С и ниже независимо от оптимальной температуры для их роста. Это связано с особенностями ферментов и липидов ЦПМ. В липидах психрофилов содержится повышенное содержание ненасыщенных жирных кислот, вследствие чего ЦПМ постоянно находится в жидкокристаллическом состоянии даже при низких температурах.(Плесени)

Термофилы развиваются при высоких температурах. Это объясняется тем, что мембранные и клеточные липиды термофилов имеют более высокие температуры плавления, чем липиды нетермофилов. При этом ЦПМ препятствует переносу тепла из внешней среды и предотвращает тепловую денатурацию клеточных ферментов. (Встречаются среди молочнокислых и гнилостных бактерий, акциномицетов и др).

36)Влияние осмотического давления на м.о.

Внутриклеточное осмотическое давление обусловлено концентрацией растворённых веществ в цитоплазме клетки. Оно у разных м.о. колеблется в широких пределах. Высокие концентрации осмотически активных веществ способствуют плазмолизу микробных клеток, в результате чего клетка отдаёт воду, сморщивается и лизируется, т.е. растворяется.

В качестве осмотически деятельных веществ используют поваренную соль и сахар.

Осмофильные м.о., развивающиеся при высоких С поваренной соли, называют галлофилами (солелюбивыми). Различают экстремально галофильные бактерии и умеренные галлофилы. экстремально галофильные бактерии способны к росту в насыщенном растворе(с=32%). Среди умеренных галлофилов встречаются дрожжи, плесенистафилококки, микрококки, они растут при 3-10% содержании соли. Клетки галлофилов имеют высокую внутриклеточную концентрацию растворённых веществ, поэтому большая часть ферментов этих организмов активируется высокими концентрациями солей. Высокие солевые потребности белков обусловлены наличием в их молекулах очень слабых гидрофобных взаимодействий.

М.о, которые не могут существовать при невысоком осмотическом давлении и в средах с повышенным содержанием соли или сахара, называют осмотолерантными. Среди них чаще встречаются плесени и другие м.о., которые более приспособлены к изменению концентрации растворённых в-в.

Надёжное консервирующее действие сахара проявляется при содержании его в субстрате в концентрации не менее 60-70%. При этом наибольшая часть м.о. сохраняет свою жизнеспособность, но не развивается.

33) Классификация м.о. по способности роста при различных температурах.

По отношению к температуре м.о. делят на: психрофилы (холодолюбивые), мезофиллы (развиваются при средних температурах) и термофилы (теплолюбивые).

Психрофилами называются м.о., область температуры роста которых лежит в пределах 0-20С, тогда как оптимальной температурой считается 15С.Хорошо развиваются на продуктах, хранящихся в холодильнике при низких плюсовых температурах. Психротрофными считаются все м.о., способные размножаться при температуре 5С и ниже независимо от оптимальной температуры для их роста. Это связано с особенностями ферментов и липидов ЦПМ. В липидах психрофилов содержится повышенное содержание ненасыщенных жирных кислот, вследствие чего ЦПМ постоянно находится в жидкокристаллическом состоянии даже при низких температурах.(Плесени)

Термофилы развиваются при высоких температурах. Это объясняется тем, что мембранные и клеточные липиды термофилов имеют более высокие температуры плавления, чем липиды нетермофилов. При этом ЦПМ препятствует переносу тепла из внешней среды и предотвращает тепловую денатурацию клеточных ферментов. (Встречаются среди молочнокислых и гнилостных бактерий, акциномицетов и др).

Разделяют на группы: 1) облигатные(Строгие) термофилы (оптимум роста 65-70С);

2) факультативные термофилы, имеющие максимальную температуру роста между 50 и 65С и способные к размножению при комнатной температуре;

3) термотолерантные бактерии, имеющие максимальную температуру роста 45-50С, растущие при комнатной температуре.

Мезофилы живут при средних температурах. К ним относятся большинство распространённых в средних широтах бактерий, плесневых грибов и дрожжей. Ими являются многие молочнокислые бактерии, кишечные палочки большинство сапрофитных микробов.

28) Проникновение питательных веществ в клетку.

Существует 4 способа проникновения веществ окружающей среды через клеточную мембрану в цитоплазму.

При пассивной диффузии переносимое вещество не взаимодействует специфически с компонентами клеточной мембраны. Оно проходит сквозь мембрану до тех пор, пока не установится равновесии между концентрациями внутри и снаружи клетки. При этом внутренне напряжение (тургор) является одним из основных условий, обеспечивающих нормальное поступление в неё питательных веществ. Изотоническая концентрация -0,85% солей в окружающей среде. При гипертонической концентрации – 2-3% - наступает плазмолиз – сжатие, сморщивание цитоплазмы и её отслаивание от клеточной стенки.

Второй способ прохождения веществ в клетку – облегченная диффузия. Скорость транспорта веществ в клетку в условиях повышения концентрации субстрата возрастает до определённого предела. При облегчённой диффузии кроме градиента концентрации функционируют электрические переносчики, находящиеся в мембране. Дрожжевые клетки поглощают сахара путём облегченной диффузии, а у аэробных бактерий такой механизм транспорта почти отсутствует, у анаэробов этим способом происходят поглощение некоторых соединений и выделение продуктов обмена.

Большинство веществ и соединений независимо от градиентов поступают в клетку и выделяются из неё путём активного транспорта с помощью ферментов-переносчиков. В этом случае совместно с белком-переносчиком функционирует специальная система, обеспечивающая процесс переноса с использованием энергии. В процессе жизнедеятельности происходит постоянный вынос протонов из клетки в среду, вследствие чего их концентрация в клетке снижается. Активный транспорт даёт возможность клеткам расти на средах, содержащих субстраты в низких концентрациях.

Перенос групп отличается от активного транспорта тем, что субстрат появляется внутри клетки в химически модифицированной форме в виде фосфатного эфира.

34) Влияние высоких температур на м.о.

При температуре, превышающей оптимальную, наблюдается замедление размножения микроорганизмов, а при температуре выше максимальной их развитие полностью прекращается и микробные клетки погибают. Стойкость микроорганизмов к высоким температурам называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Она не одинакова для различных групп м.о. Наибольшей термоустойчивостью обладают споры бацилл и клостридий. Они выдерживают кипячение от нескольких минут до 6 часов и более. Споры не обезвреживаются при режимах пастеризации молока. Вегетативные формы и бесспоровые бактерии являются термолабильными, они погибают при 65С в течение 5-30 мин. Среди неспорообразующих бактерий наиболее устойчивыми являются возбудитель тубуркулёза, однако он уничтожается при режимах пастеризации молока.

Дрожи и плесени не термостойки. При нагревании во влажной среде вегетативные клетки дрожжей гибнут при 50-60С в течение 5 мин, а споровые формы за то же время отмирают при 70-80С. Споры плесеней уничтожаются при 80С в течение 30 мин, а вегетативные погибают за то же время при температурае 62С.

Термоустойчивость не постоянна. Наличие солей, белков и жиров в среде повышает термоустойчивость м.о.Снижают термоустойчивость кислая реакция среды (снижение pH) и увеличение количества воды в субстрате.

29) Дыхание м.о. как биологическое окисление.

Дыхание (биологическое окисление) – сложный процесс окисления различных, преимущественно, органических соединений, сопровождающийся расщеплением их до более простых веществ и выделением энергии.

Сущность дыхания м.о. заключается в совокупности многочисленных биохимических реакций, обусловливающих перенос электронов, окисление субстрата и освобождение энергии, происходящее внутри клетки.

Различают два типа биологического окисления: прямое и непрямое.

При прямом окислении неорганические в-ва окисляются атмосферным кислородом с помощью ферментов оксидаз. При прямом окислении неорганических веществ получают энергию автотрофные почвенные бактерии.

При непрямом окислении происходит отщепление водорода, точнее, его электрона от донора и присоединение его к акцептору. Поэтому непрямое окисление называют дегидрированием ( с помощью дегидрогеназ).

Таким образом, прямое и непрямое окисление приводят к одному результату – окислению субстрата, т.е.е отщеплению от субстрата водорода, и присоединении его к акцептору (восстановителю). Перенос электрона всегда сопровождается высвобождением энергии, которая немедленно утилизируется клеткой с помощью особых соединений, получивших название АТФ и АДФ. В них она накапливается и расходуется клеткой по мере необходимости синтеза клеточного вещества.

30) Классификация м.о. по типам дыхания.

1) Облигатные аэробы растут при свободном доступе кислорода воздуха, имеют ферменты (цитохромы), обеспечивающие передачу водорода от донора( электронов субстрата) к конечному акцептору кислороду воздуха. Размножаются при наличии в атмосфере до 20% кислорода, на питательных средах растут в верхних слоях. К ним относятся уксуснокислые бактерии, возбудитель туберкулёза, многие плесени и др.

2) Облигатные анаэробы способны размножаться только в атмосфере, свободной от кислорода, или при его содержании не более 5%. Эти м.о. не имеют цитохромов, и конечным акцептором водорода является субстрат. При свободном поступлении воздуха или в атмосфере, содержащей 5% и более могут погибнуть. В эту группу входят аслянокислые и пропионовые бактерии, гнилостные клостридии, бифидобактерии и др.

3) Факультативные анаэробы развиваются как при доступе кислорода, так и в отсутствие его. Они имеют набор ферментов, обеспечивающих аэробный и анаэробный тип биологического окисления (дыхания). Это многочисленная группа микроорганизмов, к которым относятся молочнокислые бактерии, стафилококки, бактерии группы кишечных палочек, гнилостные бактерии.

4) Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода, чем аэробы. Они развивиаются при концентрации кислорода в окружающей среде не более 10%, т.е. у них преобладает аэробный тип дыхания. Такие условия благоприятны для развития актиномицетов, лептоспир, возбудителя бруцеллеза и др.

32) Основные принципы культив-я бактерий на пит средах

Культивирование - получ-е роста бак на пит-х средах. Пит.среды по консистенции бывают: жидкие-МПБ, полужидкие- МПЖ, плотные-МПА;по происхожд-ю- животного, растит-гo и синте-тич происх-я; по назначению-обычные-(МПБ,МПЖ, МПА), дифференц-ые- для оп-ред-я видовых и родовых особ-ей (кровяной агар, среда Гисса, эндо), эллективные- для роста опред-х видов бак и подавляют рост др-х (яичные среды), среды обогащения- накопи¬тельные, в кот подавл-ся рост сопутствующих бак, специал-е- для выращ бак не размно-жающихся на универс-х средах (МППБ, сыво¬роточный агар). Среда д.б стериль-ной, оптимальная р-я среды (рН), налич. необход. пит.в-в.

На плотных_пит. средах микробы обр-ют различные по форме и вели-чине колонии, кот пред-ют собой скопление особей одного вида в рез-те размн-я.

У куль¬тур выращенных на жидких пит средах обращают внимание на поверх-ный рост, помутнение, осадок, цвет, запах.

Физические методы основаны на создании вакуума в спец. аппаратах анаэростатах, в которые сначала помещают посевы, а затем в аппаратах создают разряжение.

Химические методы заключаются в том, что в эксикатор с посевами помещают хим. в-ва, между которыми реакция идёт с поглощением кислорода.

Биологический метод основан на одновременном культивировании аэробов и анаэробов на плотных питательных средах в термически закупоренных чашках Петри. При этом кислород поглощается растущими аэробами, посеянными на одной половине среды, после чего начинается рост анаэробов, посев которых сделан на другой половине.

37) Влияние ионизирующего излучения и ультразвука на м.о.

Искусственное ионизирующее излучение возникает в результате испытаний ядерного оружия, работы атомных электростанций, применения радиоактивных изотопов в научных целях.

При прохождении ионизирующих излучений через клетку некоторые атомы в результате поглощения энергии испускают электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Свободный электрон присоединяется к нейтральному атому, который превращается в отрицательно заряженный ион. Такое изменение электронной структуре атомов приводит к изменению химических связей и разрушению структуры молекул.

М.о. значительно более устойчивы к излучениям, чем высшие животные и растения. Дрожжи и плесени более устойчивы, чем бактерии. Споры бацилл и клостридий выносливее их вегетативных спор. Искусственное ионизирующее излучение используют для стерилизации лечебных препаратов и пищевых продуктов, однако при этом ухудшается вкус и пищевые качества продуктов.

Ультразвук – высокочастотные ( 20кГц и более) механические колебания упругой среды, не воспринимаемые ухом человека. Ультразвуковые волны с частотой колебания более 20000Гц обладают бактерицидными свойствами, так как имеют большую механическую энергию и могут вызывать в озвучиваемой среде ряд механических и электрохимических явлений. Бактерицидное действие ультразвука зависит от интенсивности звука, состава дисперсной среды, а также концентрации микробных клеток. При высокой концентрации звука распад происходит чрезвычайно быстро. Наличие в составе среды белков. Липидов и углеводов снижают бактерицидный эффект ультразвука.

Устойчивость м.о. к действию ультразвука зависит от их биологических свойств. Вегетативные клетки более чувствительны, чем споры, кокковые погибаю медленнее, чем палочковидные, более крупные клетки отмирают быстрее.

39) Типы взаимоотношений между организмами.

Мутуализм представляет собой сожительство организмов разных видов, приносящее взаимную пользу: они совместно развиваются лучше, чем каждый в отдельности. Например, молочнокислые бактерии в кефирных грибках.

Синергизм характеризуется усилением физиологических ф-ии у членов микробной ассоциации. При совместном развитии молочнокислых стрептококков и ароматобразующих лактококков быстро увеличивается кислотность молока, интенсифицируются жизнедеятельность ароматобразующих лактококков и образование ими ароматических веществ.

Комменсализм – тип взаимоотношений между двумя организмами, при котором один живёт за счёт другого, не принося ему заметной пользы и не причиняя вреда. Взаимоотношения между кишечными палочками и организмом человека или животного.

Паразитизм представляет собой тип взаимоотношения между организмами, когда один из них (паразит) живёт за счёт другого (хозяина), причиняя ему вред. Паразитами являются все патогенные м.о. по отношению к восприимчивым видам животных и растений. Абсолютными паразитами являются риккетсии и вирусы.

Метабиоз – такой вид взаимоотношений, когда один организм продолжает процесс, вызванный другим, т.е. в результате жизнедеятельности одних микробов создаются условия для развития других. Так, дрожжи, сбраживая сахар в этиловый спирт, создают условия для развития уксуснокислых бактерий.

Антагонизм – тип взаимоотношений между организмами, при котором одни организмы подавляют развитие других. Антагонистическое действие может обусловливаться различными факторами: истощением питательного субстрата вследствие более быстрого развития одного из видов м.о, накоплением продуктов жизнедеятельности; выделением в среду антибиотиков.

40) Микробный антагонизм. Значение в пищевой промышленности.

Антагонизм микробный – угнетение роста одного микроба другим. Является одной из форм взаимоотношений между микроорганизмами в ассоциациях. Антагонистические свойства присущи многим почвенным споровым и гнилостным бактериям, актиномицетам, грибам (базидиальным, сумчатым и др.). Механизм антагонистического действия микробов может быть связан с различными причинами: истощением питательного субстрата вследствие более быстрого развития одного из видов м.о, накоплением продуктов жизнедеятельности; выделением в среду антибиотиков.

41) Антибиотики и антибиотические вещества.

Антибиотики – вещества биологического происхождения, подавляющие развитие и биохимическую активность чувствительных к ним микробов. По происхождению антибиотики разделяются на следующие группы: антибиотические вещества, продуцируемые акциномицетами, плесневыми грибами, бактериями, организмом животного или человека; антибиотики растительного, полу – и синтетического просхождения.

Антибиотики акциномицетного происхождения - стрептомицин, тетрациклин, неомицин, нистатин – обладают широким антибактериальным спектром действия: они активны в отношении грамположительных бактерий, возбудителей туберкулёза, брюшного тифа, сальмонеллёзов и т.д.

Наиболее активными продуцентами антибиотиков являются плесневые грибы. Пенициллин обладает бактерицидным действием главным образом на грамположительные стафилококки и стрептококки.

К антибиотическим веществам животного происхождения относят лизоцим. Лизоцим содержится в яичном белке, в слезах, слюне, молоке. Он убивает и растворяет многие виды бактерий.

Полусинтетические антибиотики получают химическим путём. Они имеют широкий спектр действия, активны не только в отношении грамм+, но и грам- м.о.

К синтетичсеким антибиотикам относится левомитицин – синтетическое вещество, идентичное антибиотику хлорамфениколу.

Химическая природа антибиотиков разнообразна. Они отличаются химической структурой и биологическими свойствами. Антибиотики, выделенные из актиномицетов и грибов, относятся к сложным циклическим соединениям, антибиотические вещества из бактерий являются полипептидами.

25) Ферменты м.о. и их роль в обмене веществ.

Ферменты- это специфические органические катализаторы белковой природы. Ферменты м.б. простыми и слож. Простые - уреаза, пепсин, трипсин, амилаза. Сложные - каталаза, дегидрогеназа, цитохромы. Принято различать экзо- и эндо ферменты. Экзоферменты не связаны со структурой протоплазмы, растворимы в пит.среде и проходят ч\з бак. фильтры. Эндоферменты прочно связаны с бактериальной клеткой и действует внутриклеточно.

Различают 6 классов :

1) оксидоредуктазы - катализируют ОВР, играют большую роль в процессах получения биолог. энергии.

2)трансферазы - катализируют перенос отдельных радикалов от одних соединений к др.

3)гидролаза - катализирует реакции гидролиза белков, жиров, углеводов с участием воды

4)лиазы - катализируют отщепление от субстратов отдельных хим.гр.с образованием двойных связей

5)изомеразы - осуществляют превращение органических соединений в их изомеры

6)лигазы - катализируют процессы синтеза связей за счет энергии распада АТФ.

Ферменты, определяющие генотипические признаки клетки, называют конститутивными; ферменты, при участии которых проявляются признаки фенотипа называют индуктивными.

Констутивные ферменты постоянно находятся в клетке независимо от условий её существования и наличия катализируемого субстрата (липазы, протеиназы, оксидазы).

Индуктивные синтезируются только тогда, когда в них возникает потребность.

31) .Рост и размножение прокариот. Кривая роста

Рост микробов – увеличение её m, происходящее в рез-те поступления пит в-в и синтеза из них сложных органических соединен. Под ростом у бакт подразумев не только рост отдельной кл, но и общее увеличение числа кл в рез-те размножения. Достигнув определённых размеров, кл прекращает свой рост и начинает размножаться. Размножение – способность микробов к самовоспроизведению, увеличению кол-ва особей микробной популяции. Размножаются простым поперечным делением. Типы деления бактерий. 1. клеточное деление опережает разделение, что приводит к образован многоклеточн палочек и кокков. 2. Синхронное клеточное деление, при котор разделение и деление нуклеоида сопровождается образование одноклеточных организмов. 3. Деление нуклеоида опережает клеточное деление, обуславливая образование многонуклеоидных бактерий. Разделение бактерий происходит 3 способами: 1) разламывание – когда кл ломается по всей ширине; 2) скользящее разделен – кл не ломается, а формируется перетяжка; 3) секущее разделение – кл ломается и складывается. Общую закономерность роста и размножения бактериальной популяции принято показывать графически в виде кривой, которая отражает зависимость логарифма числа живых клеток от времени. Эта кривая роста имеет S – образную ф-му и позволяет различить несколько фаз роста, сменяющих друг друга в определённой последовательности: 1) лагфаза – не наблюдается рост кл, не увеличив их кол-во, а иногда снижается; 2) фаза лагорифмического роста - удваивание кол-ва кл за определён время и этот промежуток времени наз периодом генерации. Он явл постоянным для каждого вида микроорганизма. В этот период кол-во молодых жив кл преобладает над кол-вом неживых кл. 3) стационарная фаза – число новых растущих кл = числу отмерших кл. 4) фаза отмирания – в среде преобладают токсические продукты обмена, мёртвых клеток больше, чем живых. У клеток могут наблюдаться Морфологич изменен (утрата жгутиков, гр+ красятся как гр-).