Дыхание бактерий.

Дыхание (биологическое окисление) – окислительно-восстановительные реакции, идущие с выделением энергии и образованием АТФ. Субстраты дыхания: глюкоза, аминокислоты, спирты и др.

Аэробное дыхание – участвует кислород.

Анаэробное дыхание – без участия кислорода.

При аэробном расщеплении выделяется значительно больше энергии, т.е. оно энергетически более выгодно, чем анаэробное расщепление.

Брожение – неполное окисление в анаэробных условиях.

Продуктами брожения могут быть этиловый спирт, молочная, масляная, уксусная, пропионовая кислоты. Различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое, пропионовокислое и другие виды брожения.

По типу дыхания бактерии делят на 3 группы:

1.Облигатные аэробы - бактерии, которые могут расти только при наличии кислорода. К ним относятся бруцеллы, микрококки, микобактерии туберкулеза (для роста необходимо около 20% кислорода).

2. Облигатные анаэробы - бактерии, которые растут только при отсутствии кислорода (в анаэробных условиях). Для облигатных анаэробов кислород токсичен, т.к. у них отсутствуют ферменты (каталаза, супероксиддисмутаза), нейтрализующие перекисные радикалы кислорода. К облигатным анаэробам относятся возбудители ботулизма, газовой гангрены, столбняка. Для них характерно сульфатное дыхание, при котором акцептором водорода являются сульфаты, восстанавливающиеся до H₂S. При выращивании таких бактерий необходимо создавать анаэробные условия.

3. Факультативные анаэробы - бактерии, которые могут расти как при наличии, так и отсутствии кислорода, т.к. они способны переключаться с анаэробного дыхания на аэробное дыхание. К ним относится большинство патогенных и сапрофитных бактерий (E. coli и др.). Для них характерно нитратное дыхание, при котором акцептором водорода являются нитраты, восстанавливающиеся до N₂ и NH₃.

Размножение и рост бактерий.

Размножение – увеличение числа особей. Способы размножения бактерий: а) деление клетки на 2 части (бинарное деление); б) почкование; в) распад нитевидных клеток; г) при помощи спор (актиномицеты).

Рост – увеличение массы в результате синтеза клеточного материала. Во время роста бактерии потребляют питательные вещества, и если объем питательной среды не изменяется, то наблюдается ее истощение и прекращение роста. Культивирование (выращивание) бактерий в такой среде называют периодическим, а культуру – периодической. Если при культивировании непрерывно подается свежая питательная среда, то такое культивирование называется непрерывным, а культура – непрерывной.

Рост периодической культуры на жидкой питательной среде разделяют на несколько фаз:.

I фаза – лаг-фаза – период между посевом и началом размножения;

II фаза – фаза логарифмического роста – период интенсивного деления бактерий и рост количества клеток;

III фаза – фаза стационарного роста – количество клеток не меняется и равно максимальной концентрации (М-концентрация);

IV фаза – фаза гибели - снижение количества живых клеток;

V фаза – фаза уменьшения скорости отмирания клеток – клетки переходят в состояние покоя.

На жидких питательных средах рост бактерий может быть: а) поверхностным – образование пленки; б) диффузным – равномерное помутнение среды; в) придонным – образование осадка.

На плотной питательной среде бактерии образуют колонии. Колониия– это макроскопическое скопление микробов одного вида, образовавшееся из одной клетки. Колонии бывают разными по размеру, форме, цвету, поверхности, форме края, консистенции, структуре.

По размеру колонии бывают крупные (более 5 мм), средние (2 -4 мм), мелкие (1-2 мм) и карликовые (менее 1 мм). Форма бывает круглая, неправильная, ризоидная, звездчатая и др. Поверхность – гладкая, шероховатая, морщинистая, матовая, блестящая, сухая, влажная, выпуклая, плоская и др. Края – ровные, волнистые, зазубренные, бахромчатые и др. Цвет – безцветные, белые, желтые, оранжевые, красные, розовые и др. Консистенция – слизистая, волокнистая, мягкая, плотная, хрупкая и др. Структура – прозрачная, непрозрачная, однородная (гомогенная), неоднородная (гетерогенная) и др.

Колонии, имеющие округлую форму, ровные края и гладкую поверхность – колонии S-формы. Колонии с неровными краями и шероховатой поверхностью – колонии R-формы. S-форма характерна для вирулентных бактерий. R-форма – для авирулентных (исключение: возбудители сибирской язвы, чумы, туберкулеза и дифтерии).

Характер роста бактерий на жидких и плотных питательных средах называется культуральными свойствами бактерий.