Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

3 слайд

Описание слайда:

Физиология микроорганизмов 1.Классификация микроорганизмов по физиологическим особенностям 2.Понятие о чистой культуре, штамме 3.Бактериологический метод 4.Классификация питательных сред 5. Дифференциально-диагностические среды для определения видовой принадлежности микробов и изучения их свойств.

4 слайд

Описание слайда:

Метаболизм В биохимическом отношении все живые существа на Земле сходны (принцип биохимического единства А.Клюйвера) – вся совокупность химических реакций в клетке (метаболизм)подчиняется этому принципу. Катаболизм-это все реакции, приводящие к расщеплению и окислению веществ с получением энергии. Анаболизм – пути, приводящие к синтезу основных сложных веществ. Метаболизм МО разнообразен: питательными веществами выступают различные органические и минеральные соединения. Поступление в бактериальную клетку посредством диффузии, облегченной диффузии (белки-переносчики), активного транспорта (пермеазы).

5 слайд

Описание слайда:

На 80-90% клетка бактерии состоит из воды, остальное – сухое вещество, из которого 52% - белки, 17% - углеводы, 9% липиды, 16% РНК, 3% ДНК и 3% минеральные вещества. Биогенные элементы: C - углерод (50% доля по массе) N - азот (14%) H -водород O - кислород P - фосфор (3%) Макроэлементы (K, Mg, Na, Ca, Fe, S, Mn) и микроэлементы (Zn, Cu, Co, Ba), ростовые вещества (прототрофы – не нуждаются в факторах роста, ауксотрофы – требуют добавления в среду культивирования факторов роста, чаще всего это витамины). Химический состав бактериальной клетки

6 слайд

Описание слайда:

Автотрофы – могут синтезировать органические соединения из неорганических (из CO2 и воды), используя дополнительные источники энергии. Гетеротрофы – используют в качестве источника энергии готовые органические вещества (питательные), живут за счет автотрофных организмов и их биосинтетических процессов. Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты синтезируются из мономеров с поглощением энергии. Энергия запасается бактериями в форме молекул АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) -универсального аккумулятора химической энергии. Фототрофы – используют свет в качестве источника энергии. Хемотрофы – используют энергию окислительно-восстановительных реакций. Литотрофы – используют неорганические доноры электронов. Органотрофы - используют органические соединения как доноры электронов.

7 слайд

Описание слайда:

В медицинской микробиологии изучаются гетерохемоорганотрофы: Источник энергии Донор электронов Источник углерода Гетеротрофы(орг.вещества) Автотрофы(CO2) Свет«фото-» Органические вещества «органо-» Пурпурные несерные бактерии Окислениенеусваиваемыхвеществ Неорганические вещества «лито-» Некоторые зеленые бактерии,гелиобактерии Водоросли,цианобактерии Энергия химических связей «хемо-» Органические вещества «органо-» Микроорганизмы-деструкторы Трудноусваеваемыевещества Неорганические вещества «лито-» Некоторыесульфатредукторы Серуокисляющие, водородные, нитрифицирующие, железобактерии

8 слайд

9 слайд

10 слайд

Описание слайда:

Получение энергии бактериями: При окислительно-восстановительном процессе электроны переносятся от донора к акцептору. При этом выделяется энергия, синтезируется АТФ, а перенос электронов осуществляют дыхательные ферменты, формирующие т.называемую дыхательную цепь. Конечные продукты дыхания: углекислый газ и вода. У бактерий выделяют 2 механизма дыхания: Аэробный механизм дыхания: акцептором электронов является кислород. Анаэробный механизм: акцептором электронов являются неорганические соединения (нитраты, сульфаты).

11 слайд

Описание слайда:

В зависимости от характера дыхания/отношения к О2 проводится классификация бактерий по типу дыхания: Облигатные (строгие) аэробы: 21% кислорода в атмосферном воздухе. Облигатные (строгие) анаэробы: развиваются в бескислородных условиях. Облигатными аэробами могут быть возбудители столбняка, газовой гангрены. Факультативные анаэробы (или аэробы). Микроаэрофилы – нуждаются в пониженном содержании кислорода – молочнокислые бактерии. Аэротолерантные - не нуждаются в кислороде, но переносят его в среде культивирования. Капнофилы -ряд бактерий, лучше растущих в присутствии повышенных концентраций СО2. Бактероиды, фузобактерии относятся к капнофилам, так как они лучше растут в атмосфере, содержащей 3-5% СО2

12 слайд

Описание слайда:

Пример анаэробного микроорганизма: Clostridium perfringens – КЛОСТРИДИУМ ПЕРФРИНГЕНС – анаэроб. Вызывает газовую гангрену.

13 слайд

Описание слайда:

Газовая гангрена: При ощупывании – крепитация, т.е. типичное похрустывание, как снег в мороз. 1.Симптом лигатуры - при наложении лигатуры на участок конечности очень быстро нить начинает впиваться в кожу. 2.Симптом шпателя - при постукивании металлическим шпателем по поражённой области слышен характерный хрустящий, с тимпаническим оттенком звук. 3.Симптом пробки шампанского - при извлечении тампона из раневого хода слышен хлопок. 4. Межмышечные скопления газа на рентгеновском снимке визуализируются в виде «ёлочек».

14 слайд

Описание слайда:

Пример аэробного микроорганизма: Синегнойная палчка - Pseudomonas aeruginosa. Называется синегнойной, так как продуцирует специальный пигмент, который окрашивает питательную среду в сине-зеленый цвет

15 слайд

Описание слайда:

Pseudomonas aeruginosa До 50% случаев внутрибольничных инфекций вызваны синегнойной палочкой. Этот микроорганизм нередко выделяют с дверных ручек, щеток для мытья рук, водопроводных кранов, мыла, детских весов, пеленальных столов, наркозных аппаратов, с рук медперсонала. Бактерия вызывает заболевание у ослабленных людей при массивном обсеменении организма и при нарушениях иммунитета.

16 слайд

Описание слайда:

Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду NB! Группа микроорганизмов Отношение к кислороду О2 Тип метаболизма Пример Место обитания АЭРОБЫ Облигатные Требуют Аэробное дыхание Micrococcusluteus Обитатель кожи здорового человека Факультативаные Не требуют, но растут лучше Аэробное или анаэробное дыхание или брожение E.coli Обитатель толстого отдела кишечника человека Микроаэрофиллы Требуют, но в концентрацииниже атмосферной Аэробное дыхание Borreliaburgdorferi Возбудительболезни Лайма у человека АНАЭРОБЫ Аэротолерантные Не требуют, рост не стимулирует Брожение Streptococcuspyogenes Дыхательные путиздорового человека Облигатные Угнетает рост или приводит к гибели Брожение ианаэробное дыхание Метаногены,сульфидогены,ацетогены C.botulinum Природныеэпитопы(илы, болота и т.п.) В пищевых продуктах в анаэробных условиях.

Описание слайда:

Брожение или ферментация: процесс получения энергии, при котором как донором, так и акцептором электронов служат органические вещества. Кислород участия в брожении не принимает. Продукты брожения: кислоты, газы, спирты. Соответственно им разделяют: спиртовое, молочнокислое, муравьинокислое, маслянокислое брожение. Спиртовое брожение встречается в основном у дрожжей. Конечными продуктами являются этанол и СО2. Спиртовое брожение используется в хлебопекарной промышленности и виноделии. Молочнокислое брожение происходит у S. pyogenes, E. faecalis, S. Salivarius, а также у бактерий родов Lactobacillus и Bifidobacterium. Продуктами этого типа брожения являются молочная кислота, этанол и уксусная кислота. Продукты молочнокислого брожения играют большую роль в формировании колонизационной резистентности бактериями рода Lactobacillus и Bifidobacterium, составляющих облигатную флору кишечника. Молочнокислые бактерии широко используются в молочной промышленности для получения молочнокислых продуктов, а также в создании пробиотиков. Муравьинокислое (смешанное) брожение встречается у представителей семейств Enterobacteriaceae и Vibrionaceae. Различают два типа этого брожения. При первом происходит расщепление пирувата с образованием через цепь реакций муравьиной, янтарной и молочной кислот. Сильное кислотообразование можно выявить реакцией с индикатором метиленовым красным, который меняет окраску в сильнокислой среде. При втором типе брожения образуется целый ряд кислот, однако главным продуктом брожения являются ацетоин и 2,3-бутандиол, образующиеся через цепь реакций из двух молекул пирувата. Эти вещества при взаимодействии с α-нафтолом в щелочной среде вызывают образование окраски бурого цвета, что выявляется реакцией Фогеса-Проскауэра, используемой при идентификации бактерий. Маслянокислое брожение. Масляная кислота, бутанол, ацетон, изопропанол и ряд других органических кислот, в частности уксусная, капроновая, валериановая, пальмитиновая, являются продуктами сбраживания углеводов сахаролитическими строгими анаэробами. Спектр этих кислот, определяемый при помощи газожидкостной хроматографии, используется как экспресс-метод при идентификации анаэробов. Ферментация белков. Если для бактерий с бродильным метаболизмом источником энергии служат белки, то такие бактерии называются пептолитическими. Пептолитическими являются некоторые клостридии, в частности С. histolyticum и C. botulinum. Пептолитические бактерии гидролизуют белки и сбраживают аминокислоты. Многие аминокислоты сбраживаются совместно с другими, при этом одна выполняет функцию донора, а другая - функцию акцептора водорода. Аминокислота-донор дезаминируется в кетокислоту, которая в результате окислительного декарбоксилирования превращается в жирную кислоту.

19 слайд

Описание слайда:

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСТОЧНИКОВ
УГЛЕРОДА И АЗОТА ВЫДЕЛЯЮТ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
(СО2, НИТРИТЫ,
НИТРАТЫ и др.)
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
АУТОТРОФЫ
ГЕТЕРОТРОФЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ
ОБЛИГАТНЫЕ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
ВЫДЕЛЯЮТ
ФОТОТРОФЫ:
ПОЛУЧЕНИЕ
ЭНЕРГИИ
ПУТЁМ
ФОТОСИНТЕЗА
ХЕМОТРОФЫ:
ИСПОЛЬЗУЮТ
ЭНЕРГИЮ,
ЗАКЛЮЧЁННУЮ
В ХИМИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВАХ

ФОТОТРОФЫ
НАКОПЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В
БИОСФЕРЕ.
ФОТОСИНТЕЗ ПРОТЕКАЕТ В АЭРОБНЫХ ИЛИ
АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ.
ФОТОСИНТЕЗ ПРОТЕКАЕТ С УЧАСТИЕМ
БАКТЕРИАЛЬНОГО ХЛОРОФИЛЛА, ФИКОЦИАНА И
ФИКОЭРИТРИНА.
ИСТОЧНИК ВОДОРОДА – СЕРОВОДОРОД
(НЕ ВОДА, КАК У РАСТЕНИЙ).
НЕ ВЫДЕЛЯЮТ СВОБОДНЫЙ КИСЛОРОД.
ИСТОЧНИК УГЛЕРОДА – УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ ИЛИ
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

АУТОТРОФЫ
ГЕТЕРОТРОФЫ
МИКРОБНЫЙ
СИНТЕЗ
МИКРОБНАЯ
БИОДЕГРАДАЦИЯ
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ
АУТОТРОФЫ И ГЕТЕРОТРОФЫ СОСТАВЛЯЮТ
ОСНОВУ КРУГОВОРОТА ВЕЩЕСТВ В БИОСФЕРЕ

АУТОТРОФЫ
АЭРОБНОЕ ИЛИ
АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ
ВОССТАНОВЛЕННЫХ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ (СЕРЫ,
ЖЕЛЕЗА, АММИАКА
И ДР.)
ХЕМОЛИТОАУТОТРОФЫ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
ЛУЧИСТОЙ
ЭНЕРГИИ В
ХИМИЧЕСКУЮ
ФОТОАУТОТРОФЫ
СВОБОДНОЖИВУЩИЕ БАКТЕРИИ, ГРИБЫ, ПРОСТЕЙШИЕ,
ВОДОРОСЛИ.
РАСПРОСТРАНЕНЫ В ПОЧВЕ И ВОДЕ ОТКРЫТЫХ ВОДОЁМОВ

ГЕТЕРОТРОФЫ
ПОЛУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ –
БИОЛОГИЧЕСКИМ
ОКИСЛЕНИЕМ
ХЕМООРГАНОТРОФЫ
СИНГЕННЫЕ И ПАТОГЕННЫЕ
ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
БАКТЕРИИ И ГРИБЫ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В
ХИМИЧЕСКУЮ
ФОТОГЕТЕРОТРОФЫ
СВОБОДНОЖИВУЩИЕ
БАКТЕРИИ И ГРИБЫ

ФЕРМЕНТЫ МИКРООРГАНИЗМОВ
ЛОКАЛИЗУЮТСЯ В
СТРУКТУРАХ
МИКРОБНОЙ КЛЕТКИ –
ЭНДОФЕРМЕНТЫ
СЕКРЕТИРУЮТСЯ В
ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ –
ЭКЗОФЕРМЕНТЫ
ФУНКЦИОНИРУЮТ
ТОЛЬКО ВНУТРИ КЛЕТКИ,
КАТАЛИЗИРУЮТ
РЕАКЦИИ БИОСИНТЕЗА
И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБМЕНА
ВЫДЕЛЯЮТСЯ КЛЕТКОЙ В
СРЕДУ, КАТАЛИЗИРУЮТ
РЕАКЦИИ ГИДРОЛИЗА
СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ НА БОЛЕЕ
ПРОСТЫЕ, ДОСТУПНЫЕ
ДЛЯ АССИМИЛЯЦИИ
МИКРОБНОЙ КЛЕТКОЙ

ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ
ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ.
ТРАСФЕРАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ ПЕРЕНОСА
РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ОТ ДОНОРА К АКЦЕПТОРУ.
ЛИАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ РАЗРЫВА СВЯЗЕЙ
В СУБСТРАТЕ БЕЗ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВОДЫ ИЛИ
ОКИСЛЕНИЯ.
ГИДРОЛАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РАЗРЫВ СВЯЗЕЙ В
СУБСТРАТАХ С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ВОДЫ.
ИЗОМЕРАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ ПРЕВРАЩЕНИЯ В
ПРЕДЕЛАХ ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ (ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ПЕРЕСТРОЙКИ).
ЛИГАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ ПРИСОЕДИНЕНИЕ
ДВУХ МОЛЕКУЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ
ФОСФАТНЫХ СВЯЗЕЙ.

СПОСОБЫ ТРАНСПОРТА ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ
КЛЕТОЧНУЮ МЕМБРАНУ У БАКТЕРИЙ
ПРОСТАЯ ДИФФУЗИЯ
- без участия специальных механизмов,
по градиенту концентрации,
без затраты энергии
(малые биомолекулы – Н2О, СО2, О2,
мочевина, низкомолекулярные вещества)

ОБЛЕГЧЁННАЯ ДИФФУЗИЯ
- при помощи белковых каналов или
специальных белков-переносчиков, по
градиенту концентрации без затраты энергии
(моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды,
глицерол, различные ионы).
АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
требует участия специальных белковпереносчиков, но перенос происходит против
градиента концентрации
и требует затраты энергии
(ионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+, протоны)

ДЫХАНИЕ – ОДИН ИЗ ПУТЕЙ
БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ,
ПРИ КОТОРОМ КОНЕЧНЫМ АКЦЕПТОРОМ
ОТНЯТОГО ОТ СУБСТРАТА ЭЛЕКТРОНА
В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ ЯВЛЯЕТСЯ
КИСЛОРОД, А В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ –
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ (НИТРАТЫ,
СУЛЬФАТЫ)
ОСНОВНУЮ РОЛЬ В ДЫХАНИИ У МИКРОБОВ
ИГРАЕТ ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.
ТАКЖЕ ВСТРЕЧАЮТСЯ ЦИКЛ ДИКАРБОНОВЫХ
КИСЛОТ,
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ШУНТ

КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
ПО ТИПУ ДЫХАНИЯ
АНАЭРОБЫ
АЭРОБЫ
ОБЛИГАТНЫЕ
ОБЛИГАТНЫЕ
МИКРОАЭРОФИЛЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЭРОБНОГО ДЫХАНИЯ
ПУТЬ
ПОЛУЧЕНИЯ
ЭНЕРГИИ
НЕОБХОДИМОСТЬ
ПРИСУТСТВИЯ О2
НАЛИЧИЕ
ФЕРМЕНТОВ
АКЦЕПТОРЫ
ЭЛЕКТРОНОВ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СУБСТРАТА
ОБЛИГАТНЫЕ
АНАЭРОБЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ
АНАЭРОБЫ
БРОДИЛЬНЫЙ ИЛИ
АНАЭРОБНЫЙ
ФОТОСИНТЕЗ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ИЛИ
БРОДИЛЬНЫЙ
НЕТ
ДА/НЕТ
ТОЛЬКО ПИРИДИНОВЫЕ
ИЛИ ПИРИДИНОВЫЕ И
ФЛАВИНОВЫЕ
ДЕГИДРОГЕНАЗЫ
ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ
ДЕГИДРОГЕНАЗЫ
ЛЕГКОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ ОРГАНИЧЕСКИЕ И
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
МОЛЕКУЛЫ
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ О2
ИЛИ
ЛЕГКОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ
МЕТАБОЛИТЫ
НИЗКАЯ
СРЕДНЯЯ
ИЛИ ВЫСОКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА АЭРОБНОГО ДЫХАНИЯ
ПУТЬ ПОЛУЧЕНИЯ
ЭНЕРГИИ
НЕОБХОДИМОСТЬ
ПРИСУТСТВИЯ О2
НАЛИЧИЕ
ФЕРМЕНТОВ
АКЦЕПТОРЫ
ЭЛЕКТРОНОВ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СУБСТРАТА
ОБЛИГАТНЫЕ
АЭРОБЫ
МИКРОАЭРОФИЛЫ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ДА
ДА, НО ПАРЦИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ НИЖЕ
ОКСИДАЗЫ, ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ ФЕРМЕНТЫ
ОКСИДАЗЫ,
ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ
ФЕРМЕНТЫ
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
КИСЛОРОД
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
КИСЛОРОД
ВЫСОКАЯ
СРЕДНЯЯ

БРОЖЕНИЕ
– СОВОКУПНОСТЬ ПРОЦЕССОВ
АНАЭРОБНОГО
РАСЩЕПЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
(ЧАЩЕ УГЛЕВОДОВ), С ПОМОЩЬЮ
КОТОРЫХ МИКРОБЫ ПОЛУЧАЮТ
НЕОБХОДИМУЮ ИМ ЭНЕРГИЮ

ВИДЫ
БРОЖЕНИЯ
МИКРОБЫ
КОНЕЧНЫЙ
ПРОДУКТ
СПИРТОВОЕ
ДРОЖЖИ,
МУКОРОВЫЕ ГРИБЫ
ЭТАНОЛ И ДР.
СПИРТЫ
МОЛОЧНОКИСЛОЕ
МОЛОЧНОКИСЛЫЕ
БАКТЕРИИ
МОЛОЧНАЯ К-ТА,
СПИРТ, АЦЕТОН
МАСЛЯНОКИСЛОЕ
КЛОСТРИДИИ
Н2, СО2, МАСЛЯНАЯ,
УКСУСНАЯ К-ТЫ
ЛИМОННОКИСЛОЕ
ГРИБЫ
ЛИМОННАЯ К-ТА
ПРОПИОНОВОКИСЛОЕ
ПРОПИОНИБАКТЕРИИ
ПРОПИОНОВАЯ
КИСЛОТА
МУРАВЬИНОКИСЛОЕ
ЭНТЕРОБАКТЕРИИ
МУРАВЬИНАЯ,
УКСУСНАЯ,
МОЛОЧНАЯ К-ТЫ
БУТАНОЛОВОАЦЕТОНОВОЕ
КЛОСТРИДИИ
БУТАНОЛ, АЦЕТОН
МЕТАНОВОЕ
МЕТАНОВЫЕ
БАКТЕРИИ
МЕТАН

ДЛЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ТАК ЖЕ,
КАК И ДЛЯ
ДРУГИХ ОРГАНИЗМОВ ХАРАКТЕРНЫ
РОСТ
РАЗМНОЖЕНИЕ
ГИБЕЛЬ

РОСТ ПРОЦЕСС УВЕЛИЧЕНИЯ БИОМАССЫ
(РАЗМЕРОВ, ОБЪЕМА, МАССЫ)
ОРГАНИЗМА ИЛИ ЕГО ЧАСТЕЙ В ХОДЕ
ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ,
ОБУСЛОВЛЕННЫЙ СИНТЕЗОМ НОВЫХ ВЕЩЕСТВ.
ХАРАКТЕРЕН ДЛЯ ВСЕХ ГРУПП МИКРОБОВ,
КРОМЕ ВИРУСОВ.
СПОСОБНОСТЬ И ТЕМПЫ РОСТА
ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ,
ПРИРОДОЙ (НАСЛЕДСТВЕННОСТЬЮ) САМОГО
ОРГАНИЗМА,
СОВПАДЕНИЕМ УСЛОВИЙ ОБИТАНИЯ
С ПОТРЕБНОСТЯМИ МИКРОБА.

РОСТ НАЧИНАЕТСЯ ПОСЛЕ ДЕЛЕНИЯ
МАТЕРИНСКОЙ КЛЕТКИ И
СОСТОИТ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ
УВЕЛИЧЕНИИ КОЛИЧЕСТВА:
РНК ДНК БЕЛКА
ВСЕХ ПАРАМЕТРОВ КЛЕТКИ,
ОТДЕЛЬНЫХ ЕЁ СТРУКТУР.
КЛЕТКА БЫСТРО (МИН, Ч) ДОСТИГАЕТ
СТАДИИ ЗРЕЛОСТИ И ПРИСТУПАЕТ
К РАЗМНОЖЕНИЮ ИЛИ ПЕРЕХОДИТ
В СТАДИЮ ПОКОЯ.

РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
– ПРОЦЕСС ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СЕБЕ ПОДОБНЫХ
ОСОБЕЙ
(САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ),
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ПРОДОЛЖЕНИЕ
СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИДА.
ВАЖНЕЙШЕЙ ОСОБЕННОСТЬЮ
МИКРООРГАНИЗМОВ ЯВЛЯЮТСЯ
ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ВЫСОКИЕ ТЕМПЫ
РАЗМНОЖЕНИЯ В БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ
(ВЗРЫВНОЙ ТИП РАЗМНОЖЕНИЯ)
И
СПОСОБНОСТЬ ИХ ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ
ОБХОДИТЬСЯ БЕЗ РАЗМНОЖЕНИЯ В
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ

СПОСОБЫ РАЗМНОЖЕНИЯ У МИКРОБОВ
ПОЛОВОЙ
КОНЪЮГАЦИЯ
КОПУЛЯЦИЯ
ПАРАПОЛОВОЙ
ТРАНСДУКЦИЯ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
БЕСПОЛЫЙ
ВЕГЕТАТИВНЫЙ
(ПРОСТОЕ
ДЕЛЕНИЕ,
ПОЧКОВАНИЕ,
МНОЖЕСТЕННОЕ
ДЕЛЕНИЕ,
СПОРООБРАЗОВАНИЕ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДЕЛЕНИЯ БАКТЕРИИ

СПОСОБЫ ДЕЛЕНИЯ У ПРОКАРИОТ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ОБРАЗОВАНИЯ
ПОПЕРЕЧНОЙ ПЕРЕГОРОДКИ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕРЕТЯЖКИ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ПОЧКОВАНИЯ
МНОЖЕСТВЕННОЕ ДЕЛЕНИЕ

КОЛИЧЕСТВОВО БАКТЕРИАЛЬНЫХ
КЛЕТОК
РОСТ ПОПУЛЯЦИИ МИКРОБОВ В ЗАКРЫТОЙ
СИСТЕМЕ
ЛАГ-ФАЗА
(ЗАДЕРЖКА
РОСТА)
СТАЦИОНАРНАЯ
ФАЗА
ФАЗА
ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ
ГИБЕЛИ
ИСХОДНАЯ
ФАЗА
ЛОГ-ФАЗА
(ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ
РОСТ)
ВРЕМЯ, ч

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБНОСТИ К РОСТУ И
РАЗМНОЖЕНИЮ РАССМАТРИВАЮТ ДВЕ СТАДИИ
ОНТОГЕНЕЗА МИКРОБОВ:
ВЕГЕТАТИВНУЮ –
ЖИЗНЕСПОСОБНУЮ
И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНУЮ
ПОКОЯЩУЮСЯ –
ЖИЗНЕСПОСОБНУЮ,НО
НЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНУЮ
ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ МИКРОБОВ –
ФОРМЫ ИЛИ СТАДИИ РАЗВИТИЯ
МИКРОБОВ С РЕЗКО СНИЖЕННЫМ
ОБМЕНОМ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
(ГИПОБИОЗ, АНАБИОЗ)

РАЗЛИЧИЯ ПОКОЯЩЕЙСЯ И ВЕГЕТАТИВНОЙ
ФОРМ МИКРОБОВ
ПРИЗНАК
ВЕГЕТАТИВНАЯ
ФОРМА
ПОКОЯЩАЯСЯ
ФОРМА
МОРФОЛОГИЯ
ХАРАКТЕРНАЯ
ДЛЯ ВЕГ.ФОРМ
ОСОБАЯ
РОСТ И
РАЗМНОЖЕНИЕ
+
-
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
+
-
ЧУВСТ-НОСТЬ К
ПОВРЕЖДАЮЩИ
ФАКТОРАМ
+
-
ФУНКЦИЯ
2)
1) РОСТ,
РАЗМНОЖЕНИЕ
1) ПЕРЕЖИВАНИЕ
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ
УСЛОВИЙ,
2) РАЗМНОЖЕНИЕ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
(МОРФОЛОГИЯ РЕЗКО ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ
ВЕГЕТАТИВНОЙ ФОРМЫ)
ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ МИКРОБОВ
СПОРЫ БАКТЕРИЙ И ГРИБОВ
ЦИСТЫ СПИРОХЕТ И ПРОСТЕЙШИХ
ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ТЕЛЬЦЕ ХЛАМИДИЙ
ВИРИОН ВИРУСОВ
L-форма БАКТЕРИЙ,
ЛИЗОГЕННАЯ (ИНТЕГРАТИВНАЯ ФОРМА,
ПРОВИРУС) ФОРМА ВИРУСОВ

СПОРЫ BACILLUS ANTHRACIS, окраска по Ожешко

СПОРЫ BACILLUS ANTHRACIS

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ И РЕТИКУЛЯРНЫЕ ТЕЛЬЦА ХЛАМИДИЙ

УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ПРОИСХОДИТ
ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ ФОРМЫ В
ПОКОЯЩУЮСЯ, ЗАВИСЯТ ОТ:
1. ОСОБЕННОСТЕЙ МИКРООРГАНИЗМА
(УРОВНЯ ЕГО БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ)
2. УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ОБЩИЕ ОТЛИЧИЯ ПОКОЯЩЕЙСЯ ФОРМЫ ОТ
ВЕГЕТАТИВНОЙ
1. РЕПРЕССИЯ ГЕНОМА
2. УМЕНЬШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА
СВОБОДНОЙ ВОДЫ В ЦИТОПЛАЗМЕ
3. УТРАТА ПОВЕРХНОСТНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
4. ПОЯВЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОБОЛОЧЕК
1. УМЕНЬШЕНИЕ РАЗМЕРОВ
2. УВЕЛИЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К
ДЕЙСТВИЮ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

СХЕМА СТРОЕНИЯ СПОРЫ БАКТЕРИИ
ВНЕШНЯЯ МЕМБРАНА СПОРЫ
ЭКЗОСПОРИУМ
КОРА
СЕРДЦЕВИНА
ВНУТРЕНЯЯ МЕМБРАНА СПОРЫ

ВЫСОКАЯ ТЕРМОУСТОЙЧИВОСТЬ И
УСТОЙЧИВОСТЬ К ВЫСУШИВАНИЮ,
ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ СПОР,
ОБУСЛОВЛЕНЫ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ
ИОНОВ КАЛЬЦИЯ И НАЛИЧИЕМ ОСОБОГО
ВЕЩЕСТВА СПОРОВОГО ПЕПТИДОГЛИКАНАДИПИКОЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ.

Расположение эндоспор в клетке:
1, 4 - центральное
2, 3, 5 - терминальное
6 - латеральное

Культивирование микроорганизмов

МИКРООРГАНИЗМЫ ИССЛЕДУЮТ В
ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ, ИСПОЛЬЗУЯ
ЧИСТЫЕ КУЛЬТУРЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОПУЛЯЦИИ
КЛЕТОК ОДНОГО ВИДА
С ЭТОЙ ЦЕЛЬЮ МИКРООРГАНИЗМЫ
КУЛЬТИВИРУЮТ НА РАЗНООБРАЗНЫХ
ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ
ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ ДЛЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
ДОЛЖНЫ СОДЕРЖАТЬ ИСТОЧНИКИ УГЛЕРОДА И
ЭНЕРГИИ, ОРГАНИЧЕСКИЕ И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА, МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, В
КОЛИЧЕСТВАХ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ
ПОТРЕБНОСТЯМ ДАННОГО ВИДА
ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ, ДОБАВЛЯЮТ ФАКТОРЫ
РОСТА: ВИТАМИНЫ, АМИНОКИСЛОТЫ, ПУРИНЫ И
ПИРИМИДИНЫ

Выполнила: Торокулова А. КЛД 13.- 04

Слайд 2

Физиология микроорганизмов - раздел микробиологии, изучающий химический состав, процессы питания, дыхания и размножения микроорганизмов.

Слайд 3: ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Вода - основная составная часть бактериальной клетки, которая составляет 75- 85 %. Сухое вещество составляет 15-25 %. Одна часть воды находится в свободном состоянии, другая часть - в связанном. Связанная вода является структурным растворителем. Свободная вода служит дисперсионной средой для коллоидов и растворителем для кристаллических веществ, источником водородных и гидроксильных ионов.

Слайд 4: Ведущая роль принадлежит четырем органогенам - кислороду, водороду, углероду и азоту

Например, в процентном отношении к сухому веществу бактерии содержат: углерода - 45-55, азота - 8-15, кислорода - 30, водорода - 6-8%. Соответственно дрожжи содержат (%): углерода - 49, азота - 12, кислорода - 31, водорода - 6.

Слайд 5: Минеральные вещества

Кроме органогенов в микробных клетках находятся зольные элементы - минеральные вещества, составляющие от 3 до 10 % сухого вещества микроорганизмов. Среди них преимущественное значение имеет фосфор, который входит в состав нуклеиновых кислот, липидов, фосфолипидов. Сера содержится в аминокислотах, например в цистине и цистеине. Магний обеспечивает активность ряда ферментов, например протеазы. Микробы без магния не способны проявлять протеолитические свойства. Железо является необходимым элементом для осуществления процессов дыхания и энергетического обмена. Микроэлементы: молибден, кобальт, бор, марганец, цинк, медь, никель стимулируют процессы роста и размножения. Химические элементы образуют в микробных клетках различные органические вещества: белки, углеводы, липиды, витамины, которые распределяются в сухом веществе.

Слайд 6: Белки

Это высокомолекулярные биологические полимерные соединения, образующие при гидролизе аминокислоты. Структурные компоненты вирусов, бактерий, клеток растений и животных. Роль белков в жизни микроба важна и разнообразна: основной структурный материал всех клеточных мембран и выполняют различные функции:

Слайд 7

Слайд 8: Белки составляют 50-80 % сухого вещества микробов. Различают два основных вида их: протеины и протеиды

Протеины, или простые белки (альбумины, глобулины, гастоны и др.), при гидролизе распадаются на аминокислоты (тирозин, лейцин, триптофан и др.). Они могут содержать углеводный или липидный компонент. Протеиды, или сложные белки, - соединения простых белков (протеинов) с небелковыми группами, нуклеиновой кислотой, полисахаридами, жироподобными и другими веществами. Отсюда различают нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды и др.

Слайд 9: Нуклеиновые кислоты

Представляют собой высокомолекулярные биологические полимеры, построенные из мононуклеотидов. Особенно характерно для них содержание фосфора (8-10 %) и азота (15-16 %), они также содержат углерод, кислород и водород. Содержание нуклеиновых кислот в бактериальной клетке может быть от 10 до 30 % сухого вещества, что зависит от вида бактерий и питательной среды.

10

Слайд 10: Углеводы

В бактериях содержится углеводов 12-18 % от сухого вещества. Это: многоатомные спирты (сорбит, маннит, дульцит); полисахариды (гексозы, пентозы, гликоген, декстрин), моносахариды (глюкоза, глюкуроновая кислота и др.). Углеводы выполняют энергетическую роль в микробной клетке.

11

Слайд 11: Липиды и липоиды

Липиды - истинные жиры, липоиды - жироподобные вещества. Липиды играют роль резервных веществ, и в ряде случаев могут быть использованы как исходные компоненты для синтеза белков. С ними связана кислотоустойчивость микобактерий. Они же существенно влияют на проницаемость клеточных мембран, формируют систему пограничных мембран, выполняющих различные функции по обеспечению метаболизма микробной клетки.

12

Слайд 12: ФЕРМЕНТЫ

Ферменты - глобулярные белки. Питание и дыхание в микробной клетке происходит с участием ферментов (энзимов), которые являются биологическими катализаторами, т. е. веществами, влияющими на скорость химических реакций, из которых слагается метаболизм микроорганизмов. Ферменты вырабатываются клетками и способны действовать, даже будучи выделенными из нее, что имеет большое практическое значение.

13

Слайд 13

14

Слайд 14: Принято различать экзо- и эндоферменты

Экзоферменты не связаны со структурой протоплазмы, легко выделяются в субстрат при жизни микробной клетки (гидролитические ферменты), растворимы в питательной среде и проходят через бактериальные фильтры. Эндоферменты прочно связаны с бактериальной клеткой и действуют только внутриклеточно, осуществляя дальнейшее разложение питательных веществ и превращение их в составные части клетки.

15

Слайд 15: Ферменты разделяют на шесть классов:

Оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции. Играют большую роль в процессах биологического получения энергии. Трансферазы - ферменты, катализирующие перенос отдельных радикалов, частей молекул или целых атомных группировок (не водорода) от одних соединений к другим.

16

Слайд 16

Гидролазы - ферменты, катализирующие реакции расщепления и синтеза таких сложных соединений, как белки, жиры и углеводы, с участием воды. Лиазы - ферменты, катализирующие отщепление от субстратов определенных химических групп с образованием двойных связей или присоединение отдельных групп или радикалов по двойным связям. Изомеразы - ферменты, осуществляющие превращение органических соединений в их изомеры. Изомеризации подвергаются углеводы и их производные, органические кислоты, аминокислоты и т. д. Ферменты этой группы играют большую роль в ряде процессов метаболизма. Лигазы - ферменты, катализирующие синтез сложных органических соединений из простых.

17

Слайд 17

Большое число разнообразных ферментов, синтезируемых клетками микроорганизмов, позволяет использовать их в промышленном производстве для приготовления уксусной, молочной, щавелевой, лимонной кислот, молочных продуктов (сыр, ацидофилин, кумыс), в виноделии, пивоварении, силосовании.

18

Слайд 18: МЕТАБОЛИЗМ

Все реакции жизнеобеспечения, происходящие в микробной клетке и катализируемые ферментами, составляют обмен веществ, или метаболизм. Промежуточные или конечные продукты, образующиеся в соответствующей последовательности ферментативных реакций, в результате которых разрушается или синтезируется ковалентно связанный скелет конкретной биомолекулы, называют метаболитами.

19

Слайд 19: По типу питания живые существа делятся на две группы: голозойные,голофитные

Голозойный тип питания характерен для животных (от высших до простейших). Микробы относятся к голофитному типу питания. Они не имеют органов для принятия пищи, и питательные вещества у них проникают через всю поверхность тела.

20

Слайд 20: Типы питания микробов

1. Аутотрофы, или прототрофы, (греч. autos - сам, trophe - пища) - микроорганизмы, способные воспринимать углерод из угольной кислоты (СО2) воздуха. К ним относят нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др. 2. Гетеротрофы (heteros - другой) получают углерод главным образом из готовых органических соединений. Гетеротрофы - возбудители различного рода брожений, гнилостные микробы, а также все болезнетворные микроорганизмы: возбудители туберкулеза, бруцеллеза, листериоза, сальмонеллеза, гноеродные микроорганизмы - стафилококки, стрептококки, диплококки и ряд других патогенных для животного организма возбудителей.

21

Слайд 21: Гетеротрофы включают в себя две подгруппы: метатрофных и паратрофных микроорганизмов

22

Слайд 22: По способу усвоения азотистых веществ микробы делят на четыре группы:

Протеолитические, способные расщеплять нативные белки, пептиды и аминокислоты. Дезаминирующие, способные разлагать только отдельные аминокислоты, но не белковые вещества. Нитритно-нитратные, усваивающие окисленные формы азота. Азотфиксирующие, обладающие свойством питаться атмосферным азотом.

23

Слайд 23: ДЫХАНИЕ

Дыхание микробов - это биологический процесс, сопровождаемый окислением или восстановлением различных, преимущественно органических, соединений с последующим выделением энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), необходимой микробам для физиологических нужд.

24

Слайд 24: По типу дыхания микроорганизмы классифицируют на четыре основные группы:

Облигатные (безусловные) аэробы растут при свободном доступе кислорода, обладают ферментами, позволяющими передать водород от окисляемого субстрата конечному акцептору - кислороду воздуха. К ним относятся уксуснокислые бактерии, возбудители туберкулеза, сибирской язвы и многие другие. Микроаэрофильные бактерии развиваются при низкой (до 1 %) концентрации кислорода в окружающей атмосфере. Такие условия благоприятны для актиномицетов, лептоспир, бруцелл.

25

Слайд 25

Факультативные анаэробы вегетируются как при доступе кислорода воздуха, так и в отсутствие его. Имеют соответственно два набора ферментов. Это многочисленная группа микроорганизмов, к которой относятся, в частности, энтеробактерии, возбудитель рожи свиней. Облигатные (безусловные) анаэробы развиваются при полном отсутствии кислорода в окружающей среде. Анаэробные условия необходимы маслянокислым бактериям, возбудителям столбняка, ботулизма, газовой гангрены, эмфизематозного карбункула, некробактериоза.

26

Слайд 26: РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ

Термин « рост » означает увеличение цитоплазматической массы отдельной клетки или группы бактерий в результате синтеза клеточного материала (например, белка, РНК, ДНК). Достигнув определенных размеров, клетка прекращает рост и начинает размножаться. Под размножением микробов подразумевают способность их к самовоспроизведению, увеличению количества особей на единицу объема. Иначе можно сказать: размножение - это повышение числа особей микробной популяции.

27

Слайд 27: Фазы развития бактериальной популяции

Общую закономерность роста и размножения бактериальной популяции принято показывать графически в виде кривой, которая отражает зависимость логарифма числа живых клеток от времени. Типичная кривая роста имеет S-образную форму и позволяет различать несколько фаз роста, сменяющих друг друга в определенной последовательности.

28

Слайд 28

29

Слайд 29

1. Исходная (стационарная, латентная, или фаза покоя). Представляет собой время от момента посева бактерий на питательную среду до их роста. В этой фазе число живых бактерий не увеличивается, а может даже уменьшаться. Продолжительность исходной фазы 1-2 ч. 2. Фаза задержки размножения. В течение этой фазы бактериальные клетки интенсивно растут, но слабо размножаются. Период этой фазы занимает около 2 ч и зависит от ряда условий: возраста культуры (молодые культуры приспосабливаются быстрее, чем старые); биологических особенностей микробных клеток (для бактерии кишечной группы характерен короткий период приспособления, для микобактерий туберкулеза - длительный); полноценности питательной среды, температуры выращивания, концентрации СО2, рН, степени аэрации среды, оксилительно-восстановительного потенциала и др. Нередко обе фазы объединяют термином «лаг-фаза» (англ. lag - отставание, запаздывание).

30

Слайд 30

3. Логарифмическая фаза. В этой фазе скорость размножения клеток и увеличение бактериальной популяции максимальны. Период генерации (лат. generatio - рождение, воспроизведение), т. е. время, прошедшее между двумя последовательными делениями бактерий, в этой стадии будет постоянным для данного вида, а количество бактерий станет удваиваться в геометрической прогрессии. Это означает, что в конце первой генерации из одной клетки формируются две, в конце второй генерации обе бактерии, разделяясь, образуют четыре, из полученных четырех формируются восемь и т. д. Длительность логарифмической фазы составляет 5-6 ч.

31

Слайд 31

4. Фаза отрицательного ускорения. Скорость размножения бактерий перестает быть максимальной, число делящихся особей уменьшается, а число погибших увеличивается (длительность около 2 ч). Одна из возможных причин, замедляющих размножение бактерий, - истощение питательной среды, т. е. исчезновение из нее веществ, специфических для данного бактериального вида. 5. Стационарная фаза максимума. В ней число новых бактерий почти равно числу отмерших, т. е. наступает равновесие между погибшими клетками и вновь образующимися. Продолжается эта фаза 2ч.

32

Слайд 32

6. Фаза ускорения гибели. Характеризуется прогрессивным превосходством числа погибших клеток над количеством вновь нарождающихся. Длится она около 3 ч. 7. Фаза логарифмической гибели. Отмирание клеток происходит с постоянной скоростью (длительность около 5 ч). 8. Фаза уменьшения скорости отмирания. Остающиеся в живых клетки переходят в состояние покоя.

33

Слайд 33: Синтез микробных пигментов, фосфоресцирующих и ароматобразующих веществ

Микроорганизмы в процессе жизнедеятельности синтезируют красящие вещества - пигменты, придающие колониям бактериальных культур разнообразный цвет и оттенки, что учитывается при дифференциации микроорганизмов. Различают красные пигменты (актиномицеты, дрожжи, грибы, «чудесная палочка» - Bact. prodigiosum), желтые или оранжевые (микобактерий туберкулеза, сарцины, стафилококки), синие (синегнойная палочка - Pseudomonos aeruginosa, бактерия синего молока - Bact. syncyaneum), фиолетовые (Chromobacterium violaceum), черные (некоторые виды грибов, дрожжей, почвенных микробов).

34

Слайд 34

Образование пигментов происходит в присутствии кислорода при комнатной температуре и пониженном освещении. Микроорганизмы, развиваясь на пищевых продуктах (молоко, сыр, мясо, рыба, масло, творог), изменяют их цвет. Различают пигменты, растворимые в воде (синегнойная бактерия, бактерии сине-зеленого молока - пиоцианин, синцианин), в спирте (пигменты «чудесной» бактерии, стафилококков и сарцин - красный, золотистый, лимонно-желтый и желтый), не растворимые ни в воде, ни в спирте (черные пигменты дрожжей, грибов, азотобактера), выделяющиеся в окружающую среду (хромонарные), остающиеся в теле микроорганизмов (хромофорные).

35

Слайд 35

Светящиеся микроорганизмы (фотобактерии) вследствие окислительных процессов в бактериальной клетке обладают способностью свечения (люминесценции). Фотобактерии являются строгими аэробами, при прекращении доступа кислорода свечение у них приостанавливается. Наблюдаемое в природе свечение гнилушек, старых деревьев, мяса, чешуи рыбы, светящиеся термиты, муравьи, пауки, другие предметы и объекты объясняются наличием в них фотобактерий. Среди них встречаются кокки, вибрионы, некоторые грибы и бактерии. Они хорошо развиваются на обычных питательных средах, на рыбных и мясных субстратах при температуре от 15 до 37 °С. Типичным представителем фотобактерий является Photobacterium phosphoreum. Патогенных фотобактерий не найдено.

36

Слайд 36

Ароматобразующие микробы обладают способностью вырабатывать летучие ароматические вещества, например уксусноэтиловый и уксусноамиловый эфиры, которые придают ароматические свойства винам, пиву, молочнокислым продуктам, сену, почве. Типичным представителем ароматобразующих бактерий является Leuconostoc cremoris, который широко используют при выработка молочнокислых продуктов.

Слайд 2

Энергия в бактериальной клетке накапливается в форме молекул АТФ. У хемоорганотрофных бактерий реакции, связанные с получением энергии в форме АТФ, - это реакции окисления-восстановления, сопряженные с реакциями фосфорилирования.

Слайд 3

При использовании в качестве источника углерода и энергии глюкозы или других гексоз начальные этапы окисления глюкозы являются общими, как при оксидативном,так и при бродильномметаболизмах. К ним относятся пути превращения глюкозы в пируват (при использовании в качестве источника энергии отличных от глюкозы гексоз, или дисахаридов, они врезультате химических превраще­ний вступают вцепь реакций, превращающих глюкозу в пируват).

Слайд 4

Пути расщепления глюкозы.

Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, одному из важнейших промежуточных продуктов обмена веществ, у бактерий происходит 3 путями

Слайд 5

Пути расщепления глюкозы

1) через образование фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ-путем, или гликолитическим распадом, или, по имени изучавших его ис­следователей, путем Эмбдена-Мейергофа- Парнаса); 2) через пентозофосфатный путь (ПФ-путь); 3) через путь Энтнера-Дудорова, или КДФГ-путь (путь 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислоты).

Слайд 6

Глюкоза в бактериальной клетке сначала фосфорилируется при участии АТФ и фермента гексокиназы до метаболически активной формы глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), которая служит исходным соединением для любого из трех указанных выше путей.

Слайд 7

ФДФ-путь.

Г-6-Ф изомеризуется до фруктозо-6-фосфата, который под действием фосфофруктокиназы превращается во фруктозо-1,6-дифосфат, который в дальнейшем через образование З-фосфоглицеринового альдегида окисляется до пировиноградной кислоты. Баланс окисления глюкозы по ФДФ-пути слагается из образования 2 молекул пирувата, 2 молекул АТФ и 2 молекул восстановленного НАД.

Слайд 8

ПФ-путь.

Вэтом случае глюкозо-6-фосфат через реакции дегидрирования и декарбоксилирования превращается в рибулезо-5-фосфат (Ри-5-Ф), который находится в равновесии с рибозо-5-фосфатом и ксилулозо-5-фосфатом. Ри-5-Ф расщепляется до З-фосфоглицеринового альдегида, промежуточного продукта превращения глюкозы в пируват.

Слайд 9

Образовавшиеся пентозофосфаты превращаются в результате транскетолазных и трансальдолазных реакций во фруктозо-6-фосфат, замыкая реакции в цикл, и в 3-фосфоглицериновый альдегид, промежуточный продукт превращения глюкозы в пируват по ФДФ-пути. При одном обороте цикла образуется 1 молекула З-фосфоглицеринового альдегида, 3 молекулы С02 и 2 молекулы восстановленного НАДФ.

Слайд 11

Процесс начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконовой кислоты. От нее под действием дегидрогеназы отщепляется вода и образуется 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислота (КДФГ), которая расщепляется альдолазой на пируват и 3-фосфоглицериновый альдегид. Последний окисляется до пировиноградной кислоты так же, как и по ФДФ-пути.

Слайд 12

На каждую молекулу глюкозы образуется 1 молекула АТФ, 1 молекула восстановленного НАД и 1 молекула восстановленного НАДФ, которая эквивалента 1 молекуле АТФ и 1 молекуле восстановленного НАД.

Слайд 13

Окислительный метаболизм у бактерий (дыхание)

Слайд 14

Окислительный метаболизм

Бактерии, обладающие окислительным метаболизмом, энергию получают путем дыхания. Дыхание- процесс получения энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями окислительного фосфорилирования, при котором донорами электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические (у литотрофов) соединения, а акцептором - только неорганические соединения.

Слайд 15

В зависимости от акцепторов протонов и электронов среди бактерий различают аэробы, факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Для аэробов акцептором является кислород. Факультативные анаэробы в кислородных условиях используют процесс дыхания, в бескислородных – брожение. Для облигатных анаэробов характерно только брожение, в кислородных условиях наступает гибель микроорганизмов из-за образования перекисей, идет отравление клетки.

Слайд 16

Облигатные аэробы (бруцеллы, легионеллы, псевдомонады, микобактерии, возбудитель сибирской язвы) растут и размножаются только в присутствии кислорода. Используют кислород для получения энергии путем кислородного дыхания. Они подразделяются на: 1) строгие аэробы (менингококки, бордетеллы), которые растут при парциальном давлении атмосферы воздуха; 2) микроаэрофилы(листерии) растут при пониженном парциальном давлении атмосферного возхдуха.

Слайд 17

Облигатные анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, клостридии)не используют кислород для получения энергии. Тип метаболизма у них бродильный. Они подразделяются на: 1) строгие анаэробы – микроорганизмы для которых молекулярный кислород токсичен; он либо убивает микроорганизмы, либо ограничивает их рост. Энергию строгие анаэробы получают маслянокислым брожением; 2) аэротолерантные микроорганизмы (молочнокислые бактерии) используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере. Энергию получают гетероферментативным молочнокислым брожением

Слайд 18

Факультативные анаэробы (пневмококки, энтерококки, энтеробактерии, коринебактерии, франциселлы)способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и в отсутствии его. Они обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствии переключаться на брожение. Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода.

Слайд 19

В окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода образуются токсические продукты: перекись водорода Н2О2 и закисный радикал кислорода О2-. Для нейтрализации токсичных форм кислорода, микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют защитные механизмы.

Слайд 20

У бактерий, обладающих окислительным метаболизмом, акцептором электронов (или водорода (Н+)) является молекулярный кислород. В этом случае пируват полностью окисляется в цикле трикарбоновых кислот до С2.

Слайд 21

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Слайд 22

Цикл трикарбоновых кислот выполняет функции как поставщика предшественников для биосинтетических процессов, так и атомов водорода, который в форме восстановленного НАД переносится на молекулярный кислород через серию переносчиков, обладающих сложной структурно оформленной мультиферментной системой - дыхательной цепью. Дыхательная цепь у бактерий локализована в ЦПМ и во внутриклеточных мембранных структурах.

Слайд 23

Типичная цепь выглядит следующим образом: ЦТК → НАД(Н2)→флавопротеид→хинон → →цитохромы: в→с→а→О2

Слайд 24

Среди бактериальных цитохромов различают цитохромы в, с, а и а3. Конечным этапом переноса электронов (протонов) по дыхательной цепи является восстановление цитохромов а - а3 (цитохромоксидазы). Цитохромоксидаза является конечной оксидазой, передающей электроны на кислород. Образующиеся при окислении ФАД или хинонов протоны связываются ионами О2- с образованием воды.

Слайд 25

Образование АТФ вдыхательной цепи связывают с хемоосмотическим процессом. Особая ориентация переносчиков в ЦПМ приводит к тому, что передача водорода происходит с внутренней на внешнюю поверхность мембраны, в результате чего создается градиент атомов водорода, проявляющийся в наличии мембранного потенциала. Энергия мембранного потенциала используется для синтеза локалиизованной в мембране АТФазой АТФ.

Слайд 26

У некоторых бактерий цитохромы отсутствуют, и при контакте с кислородом происходит непосредственный перенос водорода на кислород с помощью флавопротеидов, конечным продуктом при этом оказывается перекись водорода - Н2О2.

Слайд 27

Помимо углеводов прокариоты способны использовать другие органические соединения, в частности белки, в качестве источника энергии, окисляя их полностью до СО2 и Н2О.

Слайд 28

Аминокислоты могут использоваться в конструктивном метаболизме, а могут у аммонифицирующих бактерий служить основным материалом в энергетических процессах при окислительном дезаминировании, в результате которого происходит выделение аммиака и превращение аминокислоты в кетокислоту, которая через цикл трикарбоновых кислот вступает в конструктивный метаболизм: 2R–CHNH2 –СООН + О2 →2R– СО –COOH + +2NH3

Посмотреть все слайды

Cлайд 1

Лекция №2. Тема: Физиология, биохимия микроорганизмов (прокариотов: бактерий, эукариотов: простейших, грибов, вирусов). (практика №2)

Cлайд 2

Физиология- наука, изучающая жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост, размножение, метаболизм (обмен веществ). Формы метаболизма: ассимиляция (аноболизм) - процесс усвоения питательных веществ и использование их для синтеза клеточных структур; диссимиляция (катоболизм) - процесс разложения и окисления питательных веществ с выделением энергии для жизни микроорганизма.

Cлайд 3

Особенности метаболизма: 1. высокий уровень интенсивности, чем у многоклеточных; 2. процессы диссимиляции преобладают над процессами ассимиляции; 3. спектр потребляемых бактериями веществ очень широк - от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических соединений, включая антропогенные вещества - загрязнители окружающей среды (обеспечивая тем самым процессы ее самоочищения); Метаболиз проходит с участием ферментов. Ферменты - вещества белковой природы, вырабатываемые живой клеткой, локализуются в основном в цитоплазме, некоторые в ядре и клеточной стенке.

Cлайд 4

Виды ферментов: экзоферменты - ферменты бактерий, выделяемые во внешнюю среду, расщепляют питательные вещества до более простых соединений, которые может усвоить микроорганизм (фермент гидролаза - расщепляет белков, жиров, углеводов; протеазы - расщепляет белки; липаза - расщепляют жиры; карбогидразы- расщепляют углеводы); эндоферменты - ферменты бактерий, участвуют в процессе обмена веществ внутри клетки (ферменты, расщепляющие аминокислоты, моносахара, синтетазы). адаптивные - ферменты, синтезирующиеся при наличии соответствующего субстрата в данной питательной среде, микроорганизм вынужден их усваивать (если бактерии не вырабатывающие фермент амилазу, расщепляющий крахмал, засеять на питательную среду, где единственный источник углеводов- крахмал, то микроорганизм вынужден вырабатывать амилазу, чтобы выжить). Ферменты агрессии - для преодоления защитных барьеров макроорганизма (гиалуронидаза расщепляет межклеточное вещество соединительной ткани, способствуя распространению микроорганизма в макроорганизме).

Cлайд 5

Различия в ферментативном составе бактерий в медицине используют для их идентификации (дифференциально - диагностические среды (определяют сахаролитическую активность на средах Гиса, Плоскирева, Левина, Эндо); протеолитическую активность (разложение белков в МПБ, образование индола, сероводорода, аммиака, разжижжение желатина)

Cлайд 6

Химические компоненты бактериальной клетки: Органогены: а) Макроэлементы (много в клетке): (кислород 30%, водород 6-8%, углерод 45-55%, азот 8-10%, фосфор), которые используются для построения белков, углеводов, липидов, фосфор, входящий в нуклеиновые кислоты, ферментов, АТФ; сера, натрий участвуют в поддержании осмотического давления в клетке; магний, калий, кальций, железо ферментов АТФ накапливают энергию в клетке), б) Микроэлементы (мало в клетке): (молибден, кобальт, бор - находятся в дыхательных ферментах; марганец, цинк, медь - активизируют работу ферментов), т.е. регуляция осмотического давления, рН среды, окислительно - восстановительного потенциала, входят в состав витаминов и структурных компонентов клетки.

Cлайд 7

Вода микробной клетке участвует в химических реакциях, как растворитель, с ней поступают в клетку и удаляются из неё все вещества. Вода занимает 75-85% бактериальной клетки. В спорах количество воды снижается до 20% Белки (50-80% сухого вещества клетки): простые - протеины, сложные- протеиды. Белки входят в состав клеточной стенки (липопротеиды, гликопротеиды), нуклеиновых кислот (нуклеопротеиды), ферментов, токсинов (яды микроорганизмов). Нуклеиновые кислоты: ДНК содержится в ядре, несёт генетическую информацию; РНК участвует в биосинтезе клеточных белков, содержится в ядре и цитоплазме.

Cлайд 8

Углеводы - источник энергии и углерода, входят в состав клеточной оболочки, капсулы, тейхоевой кислоты (у грамположительных микроорганизмов), в запасные вещества клетки (крахмал, гликоген). Липиды - входят в состав цитоплазматической мембраны и клеточной стенки, включений участвуют в энергетическом обмене. Чем больше липидов в микробной клетке, тем она устойчивее к факторам внешней среды (микобактерия туберкулёза).

Cлайд 9

Питание – процесс получения из окружающей среды компонентов, необходимых для построения её биополимеров (органоидов). Бактериальные клетки не имеют специальных органов питания, т.е. являются голофитными. Питание происходит через всю поверхность микроорганизма. Поступление питательных веществ в микробную клетку происходит: 1. за счет осмоса и диффузии (градиенту концентрации без затрат энергии); 2. за счет пассивного транспорта (по градиенту концентрации с помощью белков-переносчиков, без затрат энергии, отличается от диффузии большей скоростью); 3. за счет активного транспорта (против градиента концентрации с затратой энергии).

Cлайд 10

Cлайд 11

Типы питания м/о по усвоению азота. 1. аминоавтотрофы (клубеньковые бактерии) для синтеза белка клетки используют молекулярный азот воздуха, 2. аминогетеротрофы (патогенные микроорганизмы, многие сапрофиты) получают азот из органических соединений (аминокислоты, сложные белки).

Cлайд 12

По источникам получения энергии микроорганизмы делятся: 1. фототрофы (пурпурные серобактерии, сине - зелёные водоросли), способные использовать для биосинтетических реакций солнечную энергию; 2. хемотрофы, получающие энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии) и органических соединений (большинство бактерий), т.е. в химических реакциях. (окисление- отдача водорода, восстановление- присоединение водорода)

Cлайд 13

Особенности белкового и углеводного обмена бактерий Белковый обмен - процесс синтеза собственных аминокислот и белков путем ассимиляции компонентов из внешней среды, с другой стороны - внеклеточное расщепление белков под воздействием различных ферментов. Если расщепление белков происходит в анаэробных условиях, то этот процесс называется гниение, а если он идет в аэробных условиях - тление. Углеводный обмен - процесс синтеза и распада углеводов. Расщепление углеводов бактериями (сахаролитические свойства) в аэробных условиях с образованием углекислого газа и воды называется горением, а расщепление ими углеводов в анаэробных условиях – брожением (спиртовое, молочнокислое, масляно - кислое, уксусно - кислое).

Cлайд 14

Типы дыхания бактерий. Дыхание (биологическое окисление) - процесс, сопровождающийся выделением энергии, необходимой микроорганизмам для синтеза органических соединений. Органеллами дыхания - производная цитоплазматической мембраны - мезосомы, с дыхательными ферментами типа цитохромоксидаз.

Cлайд 15

По типу дыхания бактерии делят: 1. облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии 20% кислород в атмосфере. 2. микроаэрофилы- бактерии, нуждающиеся в меньшем количестве кислорода (бруцеллы, лептоспиры). Большое количество кислорода будет задерживать их рост. 3. облигатные анаэробы – бактерии (клостридии столбняка, ботулизма, бациллы газовой гангрены), растущие только в бескислородной среде. 4. факультативные анаэробы - бактерии, способные расти как в присутствии, так и в отсутствии кислорода (большинство патогенных и сапрофитных бактерий - возбудители брюшного тифа, кишечная палочка).

Cлайд 16

Рост и размножение бактерий. Рост бактерий - увеличение размеров отдельной особи. Размножение бактерий - способность организма к самовоспроизведению, в результате чего увеличивается число особей в популяции. В основном размножение происходит путём поперечного деления в разных плоскостях (чаще за 15-30 минут, микобактерия туберкулёза делится 1 раз в сутки). В результате деления образуются сочетания клеток: цепочки (стрептококки), парные соединения (диплококки), тетрады кокков, тюки (сарцины), гроздья (стафилококки). Размножение бактерий на полужидких средах микробы вызывают помутнение толщи среды, неподвижные растет только по «уколу», оставляя остальную среду прозрачной. При культивировании (выращивании) на плотных питательных средах: бактерии образуют колонии - видимое невооруженным глазом скопление бактерий одного вида, являющееся чаще всего потомством одной клетки. Микроорганизмы могут давать пышный, умеренный, скудный рост, сплошной налёт («газон») или изолированные колонии. 20 Физиология эукариотов Грибы - гетеротрофы, аэробы и факультативные анаэробы, растут при 25-30 градусах на сусле - агаре, среде Сабуро, среде Чапека. Размножение половое и бесполое. Простейшие - питание с помощью пищеварительной вакуоли, выделение с помощью сократительной вакуооли. По типу питания - гетеротрофы, аутотрофы. Размножение половое и бесполое. Растут на питательных средах с белком, аминокислотами. Физиология вирусов Вирусы – рост, размножение и питание на биологических моделях (животные, куринный эмбрион, гетеротрофы).