Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / 2_Физиология_и_экология_микроорганизмов
.pdfФИЗИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ
МИКРООРГАНИЗМОВ
1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра микробиологии и вирусологии № 1
ФИЗИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Учебно-методическое пособие
Второе издание, переработанное и дополненное
Под общей редакцией д.м.н., профессора Набока Ю.Л.
Ростов-на-Дону
2021
2
УДК 579.22(075.8)
ББК 28.4я7 Ф 50
Физиология и экология микроорганизмов : учебно-методическое пособие / сост. : Ю.Л. Набока, Л.И. Васильева, М.Л. Черницкая [и др.] ; под общ. ред. д.м.н., проф. Ю.Л. Набока ; ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, каф. микробиологии и вирусологии № 1. – 2-е издание перераб. и доп. – Ростов-на-Дону : Изд-во РостГМУ, 2021. – 66 с.
Учебно-методическое пособие переработанное в соответствии с федеральным государственным стандартом высшего образования, типовой учебной программой по дисциплине «Микробиология, вирусология».
Предназначено для самостоятельной подготовки обучающихся медицинских вузов к практическим занятиям и самоконтроля усвоения материала.
Составители:
Набока Ю.Л., Васильева Л.И., Черницкая М.Л., Гудима И.А., Митусова Е.В., Белоглазова Н.Н., Джалагония К.Т., Леус И.Н., Крицкая В.В., Свирава Э.Г.
Рецензенты:
Харсеева Г.Г. – доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой микробиологии и вирусологии № 2 ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. Куцевалова О.Ю. – кандидат медицинских наук, зав. лабораторией клинической микробиологии, главный внештатный специалист по клинической микробиологии МЗ РО (ул. 14-я Линия 63) ФГБУ «Ростовский научноисследовательский онкологический институт» Минздрава России.
Утверждено на кафедральной конференции кафедры микробиологии и вирусологии №1 ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 9
от 26.02.2021 г.
Утверждено центральной методической комиссией ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. Протокол № 3 от 04.03.2021 г.
©ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, 2019
©ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России,
сизменениями и дополнениями, 2021
3
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
Занятие №1. Химический состав бактериальной клетки. Питание и |
|
||||
дыхание бактерий. Питательные среды. Бактериологический метод |
|
||||
исследования. |
Выделение |
чистых |
культур аэробов и |
анаэро- |
|
бов………………………………………........................................... |
5 |
||||
Занятие №2. Рост и размножение бактерий. Выделение чистой куль- |
|
||||
туры аэробов. Влияние физических и химических факторов на мик- |
|
||||
роорганизмы. Методы стерилизации. Дезинфекция. Асептика. Анти- |
|
||||
септика. …...…………………………... |
|
19 |
|||
Занятие №3. Экология микробов (микроэкология). Распространение |
|
||||
микробов в |
окружающей |
среде. |
Микробиота организма |
челове- |
|
ка………………………………………….. |
|
31 |
|||
Занятие №4. Контрольное занятие по разделу «Физиология и эколо- |
|
||||
гия микроорганизмов»………........................................................... |
48 |
||||
Список литературы, рекомендуемой по разделу «Физиология и эко- |
|
||||
логия микроорганизмов»……………………………………… |
|
65 |
4
Занятие № 1
Тема. Химический состав бактериальной клетки. Питание и дыхание бакте-
рий. Питательные среды. Бактериологический метод исследования. Выделе-
ние чистых культур аэробов и анаэробов.
Цель занятия. Изучить особенности питания и дыхания бактерий. Знать эта-
пы бактериологического метода диагностики.
I.Теоретические знания
1.Химический состав бактериальной клетки, его особенности.
2.Питание бактерий. Механизмы поступления питательных веществ в клетку. Классификация бактерий по типам питания и способам получе-
ния энергии. Сапрофиты. Паразиты.
3.Культивирование бактерий. Питательные среды для бактерий, их класси-
фикация.
4.Дыхание бактерий. Классификация бактерий по типу дыхания.
5.Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний.
Методы культивирования бактерий. Получение чистой культуры аэро-
бов и анаэробов. Способы создания анаэробных условий.
II.Практические навыки
1.Изучение основных приемов бактериологической техники.
2.Изучить схему проведения I этапа бактериологического исследования: выде-
ление чистой культуры аэробов из исследуемого материала, содержащего смесь бактерий. Изучить технику посева исследуемого материала петлей на пластинчатый МПА (в чашке Петри) с целью получения изолированных ко-
лоний.
5
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАНЯТИЮ
1. Химический состав бактериальной клетки, его особенности.
Вода составляет более 80% массы микробной клетки и находится в сво-
бодном и связанном состоянии (коллоидно-связанная и ионно-связанная).
Функции свободной воды:
является универсальным растворителем;
обеспечивает оптимальные условия для переноса метаболитов;
обеспечивает процессы осмоса и диффузии.
Связанная вода входит в состав молекул органических и неорганических соединений и является структурным элементом цитоплазмы бактерий.
Сухой остаток бактериальной клетки включает в себя неорганические и ор-
ганические вещества.
К неорганическим веществам относят: углерод, азот, фосфор, калий,
магний, натрий, серу, железо, медь, цинк и др. Они участвуют в процессах ме-
таболизма клетки. Некоторые неорганические вещества (железо, магний) сти-
мулируют рост большинства болезнетворных бактерий.
К органическим веществам относят: белки, углеводы, липиды и нуклеи-
новые кислоты.
Белки составляют 50-80% сухого веса бактерий, выполняют строительную и ферментативную функции, участвуют в транспорте питательных веществ, яв-
ляются экзотоксинами.
Углеводы составляют 12-18% сухого веса клетки, качественно много-
образны и представлены моносахаридами, дисахаридами, полисахаридами и др.
Основная масса углеводов представлена полисахаридами. Углеводы обеспечи-
вают энергетику клетки, входят в состав эндотоксинов и некоторых структур-
ных компонентов бактериальной клетки.
Липиды – их количество варьирует в широких пределах (9-41%) в зави-
симости от видовой и родовой принадлежности бактерий. Липиды, так же, как и углеводы, качественно многообразны и представлены фосфолипидами, ней-
6
тральными жирами, свободными жирными кислотами. В бактериальной клетке преобладают фосфолипиды. Липиды придают устойчивость бактериальной клетке во внешней среде, обеспечивают энергетику клетки при недостатке уг-
леводов, выполняют строительную функцию, входят в состав эндотоксинов,
обладают пирогенными свойствами (повышение температуры тела при инфек-
ционном заболевании).
Нуклеиновые кислоты представлены ДНК (3%) и РНК (16%), структура и функции которых сходны с нуклеиновыми кислотами эукариот. Процентное содержание Г+Ц в ДНК, характерное для отдельных видов, родов и семейств,
используется в построении систематики микроорганизмов.
7
2.Питание бактерий. Механизмы поступления питательных веществ
вклетку. Классификация бактерий по типам питания и способам получе-
ния энергии. Сапрофиты. Паразиты.
Общий тип питания у бактерий голофитный, т.е. через всю поверхность клетки. Основным барьером, регулирующим поступление питательных веществ в клетку, является ЦПМ, т.к. в ней очень мелкие поры, непроницаемые для крупных молекул.
Механизмы поступления питательных веществ в клетку:
простая диффузия происходит по градиенту концентрации, без затрат энер-
гии. Таким путем в клетку проникают вода и газы (02, Н2, N2);
облегченная диффузия – по градиенту концентрации, без затрат энергии, с
помощью специальных белков-переносчиков – пермеаз;
активный механизм осуществляется против градиента концентрации с за-
тратой энергии при помощи белков-переносчиков – пермеаз. Имеется два типа активного транспорта: 1 – «накачивание» небольших молекул в клет-
ку с созданием концентрации, в 100-1000 раз превышающей концентрацию этого вещества снаружи клетки. 2 – транслокация (перенос) радикалов, со-
провождающаяся химической модификацией переносимого вещества (фос-
форилирование глюкозы, фруктозы).
8
Классификация бактерий по типам питания и способам получения
энергии:
аутотрофы (лат. autos – сам, trophe – питание) – используют для построе-
ния своих клеток неорганический углерод в виде СО2;
гетеротрофы (лат. heteros – другой, «питающийся за счет других») – усваи-
вают углерод из сложных органических соединений.
Для накопления своей биомассы бактериям, помимо источника углерода,
требуется источник энергии. Энергия запасается бактериальной клеткой в форме молекул АТФ. Бактерии, для которых источником энергии является солнечный свет, называются фототрофами. Бактерии, которые для биосинтеза используют энергию химических реакций, называются хемотрофами. Хемо-
трофы получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций,
либо за счет ферментации – брожения. В патологии человека ведущую роль играют хемогетеротрофы.
К хемогетеротрофам относят:
сапрофиты (от греч. sapros – гнилой и phyton – растение) – источником пи-
тания для них служит мертвый органический материал. Например: клостри-
дии.
паразиты (от греч. parasitоs – нахлебник) – получают питательные вещест-
ва от макроорганизма и могут наносить ему вред. Различают облигатные и факультативные паразиты. Облигатные паразиты не могут жить вне клеток организма. Например: риккетсии, хламидии. Факультативные па-
разиты могут существовать внеклеточно и размножаться на питательных средах in vitro.
3. Культивирование бактерий. Питательные среды для бактерий, их
классификация.
Культивирование бактерий in vitro осуществляется на питательных средах,
которые должны отвечать следующим требованиям:
1. Необходимый набор питательных веществ и ростовых факторов;
9
2.Оптимальные значения рН (обеспечивают функционирование ферментов бактерий);
3.Влажность;
4.Изотоничность (обеспечивает осмотическое равновесие между микробной клеткой и средой, облегчает процессы осмоса и диффузии питательных веществ);
5.Стерильность.
Питательные среды для бактерий
Классификации питательных сред.
По консистенции (физическим свойствам):
жидкие – мясо-пептонный бульон (МПБ), 1% пептонная вода;
10