Материал: 2_MIKROBIOLOGIYa_temy_5-9_FIZIOLOGIYa_I_IZMENChIVOST_MIKROORGANIZMOV

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Тема занятия: «Метаболизм и типы питания бактерий. Питательные среды. Принципы культивирования микроорганизмов и выделения чистых культур»

План занятия

1.Рассмотрение процессов метаболизма, типов питания и механизмов транспорта питательных веществ в бактериальную клетку.

2.Характеристика бактериологических питательных сред.

3.Изучение принципов культивирования бактерий.

4.Выделение и идентификация чистых культур микроорганизмов.

Методические указания к выполнению практического занятия.

1. Типы метаболизма, питания и механизмов транспорта питательных веществ в бактериальную клетку.

В состав клетки прокариотов входят два типа нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белки, липиды, углеводы, минеральные вещества и вода (Табл.10)

Таблица 10 Химический состав бактериальной клетки

Компонент

%

 

Функции

 

 

содержан

 

 

 

 

ия

 

 

 

Вода: свободная

75 – 85%

Является

растворителем

для

связанная -

 

многих

веществ;

играет

ионносвязанная,

 

механическую роль в обеспечении

коллоидносвзанная

 

тургора.

 

 

1

Сухой остаток массы

15 – 25%

Участвуют в регуляции

бактерий

 

осмотического давления, рН среды,

1.Неорганические

 

окислительно-восстановительного

вещества: фосфор,

 

потенциала; активируют ферменты

натрий, калий,

 

и входят в состав ферментов,

магний, железо, медь

 

витаминов и структурных

и др.

 

компонентов микробной клетки.

2.Органически

 

 

вещества:

 

 

а) нуклеиновые кислоты

4-10%

Молекула ДНК в виде хромосомы

Г+Ц

 

обусловливает наследственность,

Гр-

до 30%

РНК участвует в биосинтезе белка.

Гр+

до 80%

 

б) белки: белок А,

50-75%

Определяют видоспецифичность,

аминокислоты,

 

антигенные, ферментативные и

нуклеопротеиды,

 

токсигенные свойства, выполняют

глюкопротеиды,

 

структурную и регуляторную

липопротеиды,

 

функции.

хромопротеины.

 

 

 

12-28%

Являются источниками энергии и

в) углеводы:

 

углерода, определяют

полисахариды,

 

типоспецифичность и антигенные

включающие N-

 

свойства, входят в состав

ацетилглюкозамин и N-

 

эндотоксинов.

ацетилгалактозамин

0,2-41%

 

 

 

Определяют устойчивость во

г) липиды: жирные

 

внешней среде, выполняют

кислоты, нейтральные

 

энергетическую функцию, входят в

жиры, фосфолипиды,

 

состав эндотоксинов и мембран.

гликолипиды, воска,

 

 

липиды, содержащие

 

 

изопреновые единицы.

 

 

Метаболизм - совокупность ферментативных реакций и химических превращений, происходящих в микробной клетке и направленных на получение энергии и превращение простых химических соединений питательных веществ в более крупные молекулы, которые входят в состав компонентов бактерий.

2

Метаболизм

катаболизм

анаболизм (пластический, или

(энергетический метаболизм)

конструктивный метаболизм)

Для осуществления процессов метаболизма микроорганизмы поглощают питательные вещества из внешней среды.

По способу проникновения питательных веществ в бактериальную клетку микроорганизмы подразделяют на:

голозои – бактерии, способные утилизировать плотные частицы пищи с помощью функции «внешнего питания». Они имеют мощный ферментативный аппарат, работающий на поверхности клетки, гидролизирующий субстрат до простых водорастворимых молекул;

голофиты – бактерии, утилизирующие питательные вещества только в виде относительно простых молекул в водных растворах.

Проникновение различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде, рН среды, их концентрации, проницаемости мембран и др.

Условно можно выделить следующие виды транспорта питательных веществ через ЦПМ (табл.11):

пассивный перенос (простая и облегченная диффузия);

активный транспорт;

транспорт с транслокацией химических групп.

Таблица 11

3

Пути поступления питательных веществ через ЦПМ в бактериальную клетку

Вид транспорта

Механизм

 

 

Примеры

1.

Пассивный перенос

 

 

 

 

 

 

 

 

Простая диффузия

перенос вещества идет по

поступление

 

 

 

градиенту

концентраций,

перекиси

 

 

 

 

без затрат энергии, носит

водорода

 

 

 

 

неспецифический

 

 

 

 

 

 

 

характер,

зависит

 

от

 

 

 

 

 

размеров

молекул

и

их

 

 

 

 

 

липофильности

 

 

 

 

 

 

Облегченная

перенос вещества идет по

поступление

 

диффузия

 

градиенту

концентраций,

глицерина

в

 

 

 

без затрат энергии, но с

клетки

 

 

 

 

участием

специфических

энтеробактерий

 

 

 

белков-переносчиков

-

 

 

 

 

 

пермеаз

 

 

 

 

 

 

2.

Активный транспорт

энергозависимый

 

 

поступление

 

 

 

процесс,

при

котором

углеводов,

ионов

 

 

 

перенос

вещества

идет

водорода

 

 

 

 

против

 

градиента

 

 

 

 

 

концентраций, с участием

 

 

 

 

 

специфических пермеаз

 

 

3.

Транспорт

с

энергозависимый

 

 

поступление

 

транслокацией

процесс,

при

котором

углеводов

 

 

химических

групп,

переносимое

вещество

 

 

 

или

транспорт,

претерпевает

 

 

 

 

 

 

обусловленный

химическую

 

 

 

 

 

 

фосфорилированием

модификацию

 

 

 

 

 

Типы питания бактерий сложны и многообразны. При их классификации по типу питания учитывают источник углерода, энергии и донора водорода (рис. 1).

4

По источнику углерода

Автотрофы -

Гетеротрофы -

используют двуокись углерода,

используют органические

карбонаты; не нуждаются в

соединения (гексозы, много-

органических соединениях

атомные спирты, аминокислоты)

По источнику энергии

Фототрофы -

Хемотрофы -

используют солнечный свет

используют окислительно-

 

восстановительные реакции

По источнику электронов (ионов водорода)

Литотрофы -

Органотрофы -

донором служат неорганические

донором являются

соединения (аммоий, нитриты,

органические

сульфиты, сера, железо и др.)

соединения

Рис. 1. Классификация микроорганизмов по типу питания

С учетом всех трех источников значимые для медицинской микробиологии виды по типу питания относят к гетерохемоорганотрофам (сокращенно – хемоорганотрофы).

По способу синтеза питательных веществ микроорганизмы подразделяют на:

прототрофы – микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические вещества из глюкозы как единственного источника углерода и солей аммония как единственного источника азота;

5