Основы бактериологии
Тема 3. Физиология и биохимия бактерий. Строение и классификация грибов.
Содержание:
Химический состав бактерий.
Питание, дыхание, рост и размножение бактерий.
Ферменты и пигменты бактерий.
Принципы культивирования микроорганизмов.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЙ По химическому составу микроорганизмы мало отличаются от других живых клеток.
Вода составляет 75-85% , в ней растворены химические вещества.
Сухое вещество 15-25%, в состав входят органические и минеральные соединения
ПИТАНИЕ, ДЫХАНИЕ, РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ Питание бактерий Поступление в бактериальную клетку питательных веществ осуществляется несколькими способами и зависит от концентрации веществ, величины молекул, рН среды, проницаемости мембран и др. По типу питания микроорганизмы делятся на:
автотрофы – синтезируют все углеродсодержащие вещества из СО2;
гетеротрофы – в качестве источника углерода используют органические вещества;
сапрофиты – питаются органическими веществами отмерших организмов;
паразиты – живу за счет органических веществ живой клетки.
Дыхание бактерий Дыхание, или биологическое окисление основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием молекулы АТФ. По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы:
облигатные аэробы – могут расти только при наличии кислорода;
облигатные анаэробы – растут на среде без кислорода, который для них токсичен;
факультативные анаэробы – могут расти как при кислороде, так и без него.
Рост и размножение бактерий Большинство прокариот размножаются бинарным делением пополам, реже почкованием и фрагментацией.
Рис. 13. Клетка делится пополам (фото слева - вначале внутреннее содержимое клетки делится пополам, затем образуется поперечная мембранная перегородка, синтезируется клеточная стенка, завершающая деление). Делящиеся клетки (фото справа).
Бактерии, как правило, характеризуются высокой скоростью размножения. Время деления клетки у различных бактерий колеблется довольно в широких пределах: от 20 минут у кишечной палочки до 14 часов у микобактерий туберкулеза.
На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток, называемые колониями.
Рис. 14. Колонии кишечной палочки на плотной питательной среде в чашке Петри. На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности, равномерного помутнения либо осадка. ФЕРМЕНТЫ БАКТЕРИЙ Важную роль в обмене веществ микроорганизмов играют ферменты. Различают:
эндоферменты – локализуются в цитоплазме клеток;
экзоферменты – выделяются в окружающую среду.
Ферменты агрессии разрушают ткань и клетки, обусловливая широкое распространение микробов и их токсинов в инфицированной ткани.
Биохимические свойства бактерий определяются составом ферментов:
сахаролитические –расщепление углеводов;
протеолитические – расщепление белков,
липолитические – расщепление жиров,
и являются важным диагностиче6ским признаком при идентификации микроорганизов. Для многих патогенных микроорганизмов оптимальными являются температура 37°С и рН 7,2-7,4.
Пигменты бактерий.
Многие микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности синтезируют пигменты, различающиеся по цвету, химическому составу и растворимости. Если пигменты нерастворимы в воде, окрашивается только колонии микроба, растущая на питательной среде, а если растворимы - окрашивается и питательная среда. Цвет пигмента используется в качестве теста для идентификации пигментообразующих бактерий. Пигменты обеспечивают:
защиту от УФ радиации
участвуют в реакциях синтеза
обладают антибиотическим действием.
ПРИНЦИПЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Большинство бактерий и грибов культивируются на естественных и искусственных, плотных и жидких питательных средах, в оптимальных для них условиях. На питательных средах микроорганизмы при размножении образуют определенной морфологии колонии, что определяет их культуральные свойства. Идентификацию бактерий в исследуемом материале проводят на основании определения морфологических, биохимических, культуральных и других свойств микроскопическими, микробиологическими и другими методами исследования.
Лабораторная диагностика.