24

ЛФ, ФИУ, ПФ. Занятие № 4

Лф, фиу, пф. Занятие № 4

4А. Основные положения

Особенности метаболизма микроорганизмов.

Бактерии, т.е. прокариотические микроорганизмы, могут использовать любые источники химических соединений, обладают более высокой скоростью метаболических процессов и высокой адаптационной способностью к меняющимся условиям окружающей среды; вирусы, в отличие от клеточных форм жизни не обладают, строго говоря, собственным метаболизмом, используя метаболические потенции клетки-хозяина.

Классификация бактерий по источнику углерода.

Бактерии, использующие в качестве источника углерода неорганические соединения, называются аутотрофами, органические соединения – гетеротрофами; те гетеротрофы, которые используют органические соединения не из живой клетки, называются сапрофитами, а те гетеротрофы, которые используют органические соединения живой клетки – называются паразитами (или факультативными, если могут существовать и как сапрофиты, или облигатными – если могут жить только внутриклеточно).

Пути проникновения питательных веществ в бактериальную клетку.

Питательные вещества через оболочку бактериальной клетки проникают или без затраты энергии – путём диффузии (простой – без участия пермеаз, облегчённой – с участием пермеаз) или с затратой энергии (путём активного транспорта, который, так же осуществляется с помощью пермеаз; если при этом происходит химическая модификация транспортируемых молекул, то такой процесс называется транслокацией химических групп).

Классификации бактерий по потребностям в факторах роста.

Бактерии, способные самостоятельно синтезировать все необходимые им факторы роста из более простых веществ, называются прототрофами, не способные синтезировать один или несколько факторов роста – ауксотрофами.

Классификации бактерий по особенностям энергетического метаболизма.

Бактерии, которые получают энергию непосредственно солнечного света, называются фототрофами; бактерии, которые получают энергию в процессе окислительно-восстановительных реакций называются хемотрофами; хемотрофы классифицируются по донорам электронов (если это неорганические соединения – литотрофы, органические – органотрофы) и по акцепторам электронов (если электроны переносятся на внеклеточную молекулу – такой процесс называется окислением, если на внутриклеточную молекулу – такой процесс называется ферментацией).

Классификации бактерий по отношению к кислороду воздуха.

Бактерии, которые растут только в присутствии воздуха называются облигатными аэробами; бактерии, которые нуждаются в небольших количествах кислорода называются микроаэрофилами; бактерии, которые нуждаются в повышенном количестве углекислого газа называются капнофилами; бактерии которые выдерживают лишь кратковременный контакт с воздухом, называются аэротолерантными анаэробами; бактерии, которые растут только в отсутствие воздуха, называются облигатными (строгими) анаэробами; бактерии, которые растут как в присутствии воздуха, так и в его отсутствии, называются факультативными анаэробами.

Особенности метаболизма риккетсий.

Риккетсии могут расти только внутри живой эукариотической клетки.

Особенности метаболизма хламидий.

Так же, как и риккетсии, могут расти только внутри живой эукариотической клетки; кроме того, хламидии не способны синтезировать АТФ (так называемые «энергетические паразиты»).

Особенности метаболизма микоплазм.

Патогенные микоплазмы «высасывают» нужные им для построения цитоплазматической мембраны стерины из мембраны эукариотической клетки (так называемые «мембранные паразиты»).

Классификация бактериальных ферментов.

Ферменты, которые синтезируются бактериальной клеткой в окружающую среду и действуют в околоклеточном пространстве, называются экзоферментами, ферменты, которые локализуются внутри бактериальной клетки, называются эндоферментами, конститутивные ферменты синтезируются постоянно, индуцибельные ферменты синтезируются бактериальной клеткой, только если «в пределах досягаемости» находится субстрат для их действия.

Способы размножения бактерий.

Основной способ размножения для большинства бактерий – бинарное деление, ряд бактерий могут делиться почкованием, фрагментацией нитей, стрептомицеты размножаются экзоспорами, у хламидий существует особый цикл развития.

Цикл развития хламидий.

Внутрь эукариотической клетки проникает элементарное тельце, которое превращается в ретикулярное тельце, способное к бинарному делению, ретикулярные тельца после размножения превращаются в элементарные тельца и выходят из клетки.

Культивирование микроорганизмов.

Микроорганизмы могут культивироваться in vivo, т.е. в живой клетке (облигатные паразиты: риккетсии, хламидии, вирусы) и in vitro (на искусственных питательных средах: остальные бактерии).

Классификация искусственных питательных сред.

Микроорганизмы, кроме облигатных внутриклеточных паразитов, культивируются на искусственных питательных средах, которые классифицируются по консистенции (на плотные, полужидкие и жидкие), по составу (на простые и сложные натуральные, а также синтетические), по назначению (универсальные и специальные основные, а также селективные, дифференциально-диагностические, консервирующие).

Требования к условиям культивирования бактерий.

Для, того, чтобы успешно культивировать бактерии на искусственных питательных средах, необходимо учитывать не только их питательные потребности (простые или сложные), но и температуру культивирования, реакцию среды (рН), а также необходимые конкретному виду условия аэрации.

Характер роста бактерий на искусственных питательных средах.

На жидких питательных средах большинство бактерий при росте формируют диффузную муть; при росте на плотных питательных средах при густом засеве бактерии формируют сплошной налёт, а при редком – отдельные колонии (S-формы колоний – «гладкие», R-формы колоний – «шероховатые»).

Стадии роста периодической бактериальной культуры.

Если бактериальная культура выращивается в пробирке без пересева, то с течением времени в питательной среде накапливаются продукты бактериального метаболизма, а питательная среда, наоборот, истощается: чтобы культура не погибла, ее необходимо периодически пересевать на свежую питательную среду; такая культура называется периодической, в своём росте она проходит девять стадий (фаз) развития: лаг-фаза, фаза положительного ускорения, экспоненциальная фаза или фаза логарифмического роста, фаза отрицательного ускорения, стационарная фаза максимума, фаза ускоренной гибели, фаза логарифмической гибели, фаза уменьшения скорости гибели, стационарная фаза минимума.