Физиология бактерий. Метаболизм, питание, рост и размножение бактерий презентация

План лекции:
Химический состав бактериальной клетки.
Пищевые потребности микроорганизмов.
Типы питания по усвоению азота и углерода.
Классификация микроорганизмов по отношению к кислороду.
Ферменты бактерий.
Пигменты бактерий.
Рост и размножение бактерий.
Питательные среды. Классификация питательных сред.
Бактериологический метод исследования.

в бактериальной клетке и обеспечивают воссоздания ее структурного материала и энергетические потребности

КЛЕТКИ

азот (8— 15% сухого остатка),
углерод (45—55% сухого остатка),
кислород (30% сухого остатка),
водород (6—8% сухого остатка).

Вода (75—85%)
Вода - структурный элемент цитоплазмы. Свободная вода является растворителем для кристаллических веществ, источником водородных ионов и участником химических реакций.

Минеральные вещества бактерий

распределен в цитоплазме, нуклеоиде, цитоплазматической мембране и других клеточных структурах. К белкам принадлежат ферменты, многие токсины.

Нуклеопротеиды — соединение белка с нуклеиновыми кислотами ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты: ДНК определяет генетические свойства, РНК — биосинтез белка.

Углеводы — 12—18% сухого вещества. Это основной источник энергии и углерода. Многие структурные компоненты клетки состоят из углеводов (оболочка, капсула, слизистый слой).

Липиды — составляют ~ 10% сухого остатка. — это запасные вещества, повышающие устойчивость бактерий во внешней среде. Связываясь с белками и углеводами, липиды составляют сложный комплекс, определяющий токсические свойства микроорганизмов.

Есть два основных направления:
Первый обеспечивает синтез сложных клеточных соединений из более простых. Потому он получил название биосинтез, конструктивный метаболизм или анаболизм.
Второй -энергетический метаболизм или катаболизм представляет собой поток реакций, которые сопровождаются накоплением электрохимической энергии, что потом используется клеткой.

– синтезируют все углеродсодержащие вещества из СО2;
гетеротрофы – в качестве источника углерода используют органические вещества;

сапрофиты – питаются органическими веществами отмерших организмов;
паразиты – живут за счет органических веществ живой клетки

внутри бактериальной клетки и внешне одинаков. Она происходит пассивно, потому что не требует затрат энергии.
Облегченная диффузия осуществляется за счет особенных белков - пермеаз, которые содержатся в цитоплазматичний мембране. Этот процесс также не требует энергетического обеспечения.

транспорта.
Его также обеспечивают белки-пермеазы, но они являются высокоспецифическими и способны переносить только определенные субстраты. Этот процесс происходит за счет энергии, которую генерирует клетка, потому возможен перенос и против градиента концентрации вещества.

энергию солнечного света

Хемотрофы - получают энергию за счет окисления органических соединений


На протяжении своей эволюции бактерии произвели три способа получения энергии: брожение, дыхание и фотосинтез

анаэробы — бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является губительным

Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов)

хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост), некоторые микробы нуждаются в повышенном содержании углекислого газа (капнофилы)

Аэротолерантные бактерии способны расти в присутствии кислорода, но не использовать его в качестве источника энергии. Энергию они получают исключительно с помощью брожения

различаются по набору ферментов.

Биохимические свойства бактерий определяются составом ферментов:
сахаролитические –расщепление углеводов;
протеолитические – расщепление белков,
липолитические – расщепление жиров,
и являются важным диагностическим признаком при идентификации микроорганизмов

ПИГМЕНТООБРАЗОВАНИЕ
происходит при хорошем доступе кислорода и определенном составе питательной среды. Этот признак генетически детерминирован, поэтому его используют в качестве дифференцирующего критерия.

Бактерии могут образовывать пигменты разного цвета:
красный — Serratia marcescens
золотистый — Staphilococcus aureus
синий —Pseudomonas aeruginosa

Пигменты бактерий
- защищают их от природной
ультрафиолетовой
радиации,
- участвуют в процессах
дыхания, реакциях синтеза,
- обладают антибиотическим
действием.

и фрагментацией.

















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.

микробной клетки.
Размножение - это способность микробов к самовоспроизведению, при этом увеличивается количество особей в популяции на единицу объема среды

логарифмического роста
Стационарная фаза
Фаза отмирания

наивысшей скорости их деления. В этот период происходит адаптация бактерий к условиям существования. В клетке в 8-12 раз растет количество РНК, увеличивается концентрация ферментов. Длительность фазы 1-2 часа.

в геометрической прогрессии. Она зависит от возраста микробов и состава среды. ПР: энтеробактерии делятся каждые 15-30 мин, стрептококки - 30 мин, а почвенные нитробактерии и возбудители туберкулеза - 5-18 час.

между количеством живых микробов и тех, что отмирают. Этому способствует высокая плотность популяции, дефицит питательных веществ в среде, низкое парциальное давление кислорода, накопления токсичных продуктов обмена. Однако количество биомассы в этот период достигает наивысшего уровня, потому концентрацию клеток помечают как максимальную (М-) концентрацию, а величину биомассы - сроком выход или урожай. Этот признак является специфическим и характерным для каждого вида бактерий. Длится фаза 6-7 год.

живых клеток. Этому способствуют значительный дефицит питательных веществ в среде, нагромождения кислот, аутолиз под воздействием собственных ферментов.

сформировавшаяся в результате деления одной микробной клетки в условиях культивирования на плотной питательной среде при оптимальной температуре

и специальные.
по назначению:
избирательные среды
среды накопления
консервирующие среды
дифференциально-диагностические среды
транспортные среды

микроба, основываясь на особенностях его обмена веществ.










ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ.
В таких средах созданы благоприятные условия для развития одного вида микроорганизма, размножение всех остальных видов микробов угнетается.

необходимые для питания микроба питательные вещества.
Иметь реакцию рН, оптимальную для выращиваемого вида микроба.
Иметь достаточную влажность, так как микробы питаются по законам диффузии и осмоса.
Обладать изотоничностью.
Быть стерильными, обеспечивая тем самым возможность выращивания чистых культур микробов.