Пластический метаболизм. Использование биохимических свойств микроорганизмов для их дифференцирования и систематики презентация

Содержание

Метаболизм у прокариот Амфиболизм – образование промежуточных продуктов (амфиболитов)

Слайд 1
Пластический метаболизм Использование биохимических свойств микроорганизмов для их дифференцирования и систематики
Тема:

ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Слайд 2Метаболизм у прокариот
Амфиболизм – образование промежуточных продуктов (амфиболитов)

Слайд 3Overview of cell metabolism

Слайд 4Пластический обмен - это совокупность химических процессов
направленных на образование и

обновление структурных частей клеток микроорганизмов.
Пластический обмен называют анаболизмом.

Слайд 5Виды пластического обмена у прокариот

БЕЛКОВЫЙ
УГЛЕВОДНЫЙ
ЛИПИДНЫЙ
НУКЛЕИНОВЫЙ
МИНЕРАЛЬНЫЙ

Слайд 6Биосинтез белка
важнейший процесс в живой природе.
Это создание молекул белка на основе
информации

о последовательности
аминокислот в его первичной структуре,
заключенной в структуре ДНК

Необходимые компоненты:
рибосомы,
энергия АТФ,
аминокислоты,
ферменты,
различные виды РНК

Слайд 7БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН
ВКЛЮЧАЕТ катаболизм и анаболизм
КАТАБОЛИЗМ:


БЕЛОК
ПРОТЕАЗЫ
ПЕПТИД
ПЕПТИД
ПЕПТИД
ПЕПТИДАЗЫ
АК
АК

АК
АК

Ионы аммония
Синтез основных АК прокариот

Слайд 8Основные аминокислоты синтезируемые прокариотами
Аланин A Ала
Аргинин R Арг
Аспарагиновая кислота D Асп
Аспарагин

N Асн
Валин V Вал
Гистидин H Гис
Глицин G Гли
Глутаминовая кислота E Глу
Глутамин Q Глн

Изолейцин I Иле
Лейцин L Лей
Лизин K Лиз
Метионин M Мет
Пролин P Про
Серин S Сер
Тирозин Y Тир
Треонин T Тре
Триптофан W Три
Фенилаланин F Фен
Цистеин C Цис

Ведущими из них являются АЛАНИН, ГЛУТАМИН, АСПАРАГИН

Слайд 9Рибосомы состоят из нескольких десятков белков и рРНК. У бактерий они

мельче (70S), у эукариот – 80S

Большая субъединица

Малая субъединица

Условное изображение рибосомы. Р и А – пептидильный и аминоацильный участки

Слайд 10Трансляция у прокариот
- Инициация (начало считывания, при инициации рибосома состоит из

большой и малой субъединиц, которые соединены в области инициации трансляции (translation initiation region -TIR) mRNA)
- Элонгация (во время элонгации рибосома скользит вдоль mRNA и синтезирует полипептидную цепь. Элонгация продолжается до тех пор, пока рибосома не достигает стоп-кодона на mRNA)
Терминация (рибосома отделяется от синтезированного полипептида и способна снова повторить цикл трансляции mRNA

Слайд 11Трансляция у прокариот

Слайд 12По одной мРНК могут перемещаться несколько рибосом друг за другом –

так синтезируется больше белка

Слайд 13Процессинг белка В ходе трансляции образуется первичная структура белка. Затем белок

приобретает вторичную, третичную и четвертичную структуру

Слайд 14Фолдинг – сворачивание, приобретение белком его окончательной структуры

Слайд 16Нуклеиновый обмен у прокариот связан с генетическим обменом
Синтез НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

имеет значение для процесса деления клетки
Принимают участие ферменты:
рестриктазы (вырезают участки ДНК, убирая нежелательные вставки),
ДНК-полимеразы (ответственны за репликацию дочерней ДНК по материнской),
лигазы (обеспечивают сшивку фрагментов НК),
ДНК-зависимые РНК-полимеразы (осуществляют построение РНК на матрице ДНК)

Слайд 18Транскрипция - синтез РНК по матрице ДНК

В качестве матричной выступает

цепь ДНК 3’ 5’.
Цепь 5’  3’ в транскрипции не участвует. Эту цепь называют кодогенной, т.к. последовательность нуклеотидов РНК (кодонов) совпадает с ее последовательностью

В ТРАНСКРИПЦИИ различают:
Начало – инициацию
Удлинение цепи РНК – элонгацию
Окончание - терминацию

Слайд 19Инициация транскрипции: фермент РНК-полимераза связывается с промотором на одной из цепей

ДНК. (РНК-полимераза I и III транскрибируют гены т- и р-РНК; РНК-полимераза II – гены белков)

5

3

3

5

ДНК

промотор

РНК-полимераза

Слайд 202. Элонгация – по принципу комплементарности и антипараллельности на матричной цепи

ДНК строится РНК- копия

кодогенная цепь

матричная цепь

ц

А У

Г Ц

У

Ц

Слайд 213. Терминация. Сигналом для этого служит образование «шпильки» на РНК, при

этом РНК отсоединяется от ДНК

РНК

Сигнал терминации

Самопроизвольное сворачивание

«шпилька»

Слайд 22В ОТЛИЧИЕ ОТ ЭУКАРИОТ У ПРОКАРИОТ НОВАЯ СИНТЕЗИРОВАННАЯ МОЛЕКУЛА РНК НЕ

ВСТУПАЕТ В ПОСТТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС - ПРОЦЕССИНГ ИЛИ СОЗРЕВАНИЕ РНК

Слайд 23У прокариот транскрипция (1) и трансляция (2) не разделены ни в

пространстве, ни во времени

прокариотическая клетка

Кольцевая ДНК

мРНК

рибосомы

белок

5’

3’

(1)

(2)

Слайд 24ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН У ПРОКАРИОТ
КАТАБОЛИЗМ:
Принимают участие ферменты: липопротеиназы, лецитиназы, липазы, фосфолипазы
При распаде

ЖК клетка запасает энергию
Конечным продуктом распада является АЦЕТИЛ-КоА

АНАБОЛИЗМ:
участвуют ацетилпереносящие белки – переносят ацетильные группы на глицерофосфат

ФОСФАТИДНЫХ КИСЛОТ

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ И СПИРТЫ

ФОСФОЛИПИДЫ ЦПМ

Слайд 25УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН У ПРОКАРИОТ
В углеводном обмене у прокариот катаболизм ПРЕОБЛАДАЕТ

над анаболизмом

ПОЛИ-САХАРИДЫ

ПОЛИСАХАРИДАЗЫ

ДИСАХАР

ДИСАХАР

ОЛИГОСАХАРИДАЗЫ

МОНОСАХАРА

В КЛЕТКУ МОЖЕТ ПОСТУПАТЬ ТОЛЬКО

ГЛЮКОЗА

ДИСАХАР

ДИСАХАР

Слайд 26ГЛЮКОЗА
СИНТЕЗ СОБСТВЕННЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ КЛЕТКИ
2 ПУТЬ: дальнейшее расщепление
1 ПУТЬ: синтез
АНАЭРОБНЫЙ РАСПАД –

БРОЖЕНИЕ (ГЛИКОЛИЗ)

АЭРОБНЫЙ РАСПАД
–

В зависимости от конечных продуктов различают виды брожения:
СПИРТОВОЕ (эукариоты - грибы);
ПРОПИОНОВО-КИСЛОЕ (клостридии, пропиони-бактерии);
МОЛОЧНО-КИСЛОЕ (стрептококки);
МАСЛЯНО-КИСЛОЕ (сарцины);
Бутилденгликолевое (бациллы).

У прокариот могут встречаться дополнительные пути расщепления углеводов: ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ, КЕТОДЕЗОКСИФОСФО-ГЛЮКОНАТНЫЙ И ДР. Они отличаются ключевыми продуктами и реакциями

Слайд 27МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН
Важен для синтеза органических соединений прокариот
:

ОРГАНОГЕННЫЕ МАКРОЭЛЕМЕНТЫ:
С, О, N,

H

ЗОЛЬНЫЕ МАКРОЭЛЕМЕНТЫ:
S, P, K, Ca и др.

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ:
B, Mo, Zn, Mn, Co, Ni, I, Br, Cu и др.

Например: сера в составе R-SH входит в состав цитоплазмы и регулирует все ОX-RED реакции; фосфор входит в состав НК, многих ферментов, фосфолипидов, через АТФ и АДФ-кислоты участвует в энергетическом обмене клеток

Слайд 28Ферменты бактерий
Синтезируются самой клеткой
Обладают высокой активностью
Специфичностью (ценное диагностическое значение)
Имеют сложное строение:

Слайд 29Классификация ферментов
по строению:
простые: белки с высокой молекулярной массой (пепсин, трипсин);

сложные: белковая часть- апофермент + кофактор (Ме, витамины).
Кофактор,прочно связанный с белком, называют простетической группой. (биотин, тиамин итд.)
- по месту действия:
● Эндоферменты катализируют метаболизм внутри клетки.
● Экзоферменты выделяются клеткой в окружающую среду, расщепляя макромолекулы питательных субстратов до простых соединений, которые усваиваются клеткой.
Могут инактивировать антибиотики (пенициллиназа и др.), выполняя защитную функцию
Различают:
● конститутивные ферменты - синтезируются непрерывно, независимо от наличия в питательной среде субстрата;
● индуцибельные (адаптивные) ферменты - синтезируются только при наличии в среде субстрата данного фермента;
● репресибельные ферменты– синтез подавляется избытком продукта реакции.


Слайд 30- по типу реакций, которые они катализируют:

Слайд 31Ферменты патогенности: нейраминидаза, гиалуронидаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, ДНК-аза, протеаза, фибринолизин
Прикладное значение ферментов
В

генной инженерии и генодиагностике: рестриктазы (эндонуклеазы), ДНК-синтетазы, ДНК-полимераза, обратная транскриптаза
Для идентификации – сахаролитические, протеолитические, ферменты патогенности, оксидоредуктазы, аутолитические ферменты
В медицине – стрептокиназы, стрептодорназы.

Слайд 32КУЛЬТУРАЛЬНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

«золотой стандарт» диагностики ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ, так

как результаты микробиологических исследований позволяют точно установить факт наличия возбудителя в исследуемом материале пациента

Слайд 33Задачи КУЛЬТУРАЛЬНОГО метода исследований

1. Идентифицировать микроорганизмы в исследуемом материале
2. Определить

их видовую принадлежность по морфологическим, биохимическим, токсигенным, антигенным и др. свойствам
3. Установить чувствительность к антимикробным препаратам (АМП)

Слайд 34Применение культурального метода
В клинической медицине: для диагностики инфекционных заболеваний
В эпидемиологии: для

определения микробоносительства и для выявления источника инфекции
В санитарной микробиологии: для определения патогенных микроорганизмов во внешней среде и определения санитарного состояния объектов внешней среды.

Слайд 35Задание 2. Разобрать основные этапы культурального метода исследования и записать в

тетрадь протокол исследования

Слайд 361 ЭТАП: ПОСЕВ ИССЛЕДУЕМОГО МАТЕРИАЛА
Подготовка исследуемого материала к посеву
Посев исследуемого

материала на плотные питательные среды (для получения изолированных колоний) и на жидкие питательные среды (среды обогащения)
В отдельных случаях проводится микроскопия нативного материала

Слайд 37 2 ЭТАП: ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ
Изучение колоний, выросших на плотных питательных

средах
Приготовление мазков из выросших колоний для изучения морфологических и тинкториальных свойств микроорганизмов
Выделение чистой культуры
При отсутствии роста на плотных питательных средах пересев со сред обогащения на плотные питательные среды

Слайд 383 ЭТАП: ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ВЫДЕЛЕННОЙ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ МИКРООРГАНИЗМА

1. Изучение характера роста

чистой культуры
2. Приготовление и микроскопия мазков для проверки чистоты культуры
3. Изучение культуральных, биохимических, серологических свойств выделенного микроорганизма
4. Определение чувствительности выделенного микроорганизма к АМП

Слайд 39 4 ЭТАП. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ВЫДЕЛЕННОГО МИКРООРГАНИЗМА И ВЫДАЧА БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО

ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Учет результатов изучения культуральных, биохимических, серологических свойств выделенного микроорганизма
Определение вида возбудителя
Учет результатов определения чувствительности выделенного микроорганизма к АМП и бактериофагам
Выдача бактериологического заключения

Слайд 40Протокол исследования

Слайд 41Свойства микроорганизмов, используемые для их идентификации
Морфологические признаки – форма, размеры и

взаиморасположение микробных клеток, изучаемые микроскопическим методом исследования
Тинкториальные признаки – способность микробных клеток окрашиваться красителями, изучаемые микроскопическим методом исследования
Культуральные признаки – характер роста на жидких и плотных питательных средах
Биохимические (ферментативные) признаки – способность микроорганизмов расщеплять различные субстраты
Антигенные признаки – определение специфических антигенов с использованием серологических реакций
Фаголизабельность – разрушение микробной клетки специфическим бактериофагом
Выделение биологически активных веществ – определение факторов патогенности микроорганизмов



Слайд 42КОЛОНИЯ – это видимое изолированное скопление представителей одного вида микроорганизмов, образующееся

при размножении одной колониеобразующей единицы (КОЕ) на плотной питательной среде (на ее поверхности или в глубине)

Слайд 43СВОЙСТВА МИКРОБНЫХ КОЛОНИЙ
по величине — крупные (диаметр более 4—5 мм), средние

(2—4 мм) и малые (1—2 мм)
по форме — круглые, розеткообразные, листовидные и т. д.
по цвету, зависящему от пигмента — белого, ярко-синего, красного цветов и т. д.
по консистенции — сухие, влажные, сочные, слизистые
по поверхности — гладкие, морщинистые, исчерченные, плоские, выпуклые, плосковыпуклые, вдавленные
по краю — с ровными, волнистыми, бахромчатыми краями
по структуре — могут иметь аморфную, зернистую, волокнистую внутреннюю структуру
в чистой культуре, выращенной на скошенном питательном агаре, характер роста может быть сухим, влажным, ползучим, складчатым, пигментированным.

Слайд 44Форма колонии
Характер роста на плотной питательной среде
Поверхность колонии
Края колонии

Слайд 45S тип колоний [от англ. Smooth – гладкий] характеризуется круглой, выпуклой

и правильной формой, гладкой поверхностью, влажной консистенцией.
R тип колоний [от англ. Rough- шероховатый] характеризуется шероховатой поверхностью, неправильными краями, сухой консистенцией.
М тип колоний [от англ. Mucoid - слизистый]
D тип колоний [от англ. dwar карликовый]

Типы микробных колоний

Слайд 46ПРИЗНАКИ РОСТА КУЛЬТУР НА ЖИДКОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ
Диффузное помутнение
Образуют придонный или

пристеночный рост
Образуют пленки на поверхности среды или осадок на дне пробирки

Слайд 47Задание 3. Изучить культуральные свойства бактерий при росте на твердых питательных

средах используя рисунок 1 - 7.
Рис. 1.

Слайд 48РИС. 2

Слайд 49Рис. 3.

Слайд 50Рис. 4.

Слайд 51Рис. 5.

Слайд 52Рис. 6.

Слайд 53Рис. 7.

Слайд 54Задание 4. Определить характер роста микробных культур на жидких питательных средах

и зарисовать в тетрадь

1 – ПРОБИРКА С КУЛЬТУРОЙ; 2 – КОНТРОЛЬНАЯ ПРОБИРКА

1

2

А

Слайд 56ИДЕНТИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Важным диагностическим признаком при идентификации микроорганизмов являются биохимические свойства

бактерий, которые определяются составом ферментов:
сахаролитические –расщепление углеводов;
протеолитические – расщепление белков;
липолитические – расщепление жиров.

Слайд 57Определение спектра сахаролитической активности микроорганизмов («Пестрый ряд»)
Принцип действия: при ферментации углевода

образующиеся кислые продукты меняют рН, при этом изменяется окраска индикатора, а при выделении СО² он собирается в поплавке
Применяется для обнаружения некоторых патогенных и факультативно-патогенных микроорганизмов

В тесте используется: жидкие сахара, индикатор рН и стеклянный поплавок

Слайд 58Задание. 3. Разобрать и записать «пестрый ряд» на примере возбудителя БРЮШНОГО

ТИФА

Слайд 59Состав: 1 % лактоза, 0,1% глюкоза, тиосульфат натрия и сульфат железа,

индикатор фенол рот. Посев по поверхности и уколом в столбик агара. Учет результата: При ферментации только глюкозы – желтый столбик, скошенная часть не меняет окраску. При ферментации и глюкозы, и лактозы (E.coli) – весь агар желтый При образовании сероводорода (сальмонеллы, протей) – агар чернеет

Среда Клиглера:

Слайд 60 E. coli ферментирует лактозу
Salmonella и Shigella
не способны ферментировать лактозу

Состав: мясопептонный

агар, лактоза,фуксин,сульфит натрия (Na2SO3),
Принцип действия: фуксин обесцвечивается сульфитом натрия (образуется бесцветная фуксинсернистая кислота);
Учет результата:
Энтеробактерии, сбраживающие лактозу, в процессе брожения выделяют муравьиную кислоту, которая дает цветную реакцию с реактивами на альдегиды, в том числе и с фуксинсернистой кислотой с образованием свободного фуксина, в результате чего их колонии окрашиваются в малиново-красный цвет с металлическим блеском или без него.
Колонии бактерий, не сбраживающих лактозу, имеют белый или слабо-розовый цвет (цвет питательной среды).

Среда Эндо

Слайд 61Среда Плоскирева
Селективная среда для выделения шигелл и сальмонелл.
В состав

входят ингибирующие вещества (желчные соли, бриллиантовый зеленый, йод), вследствие чего она должна полностью подавлять рост грамположительной флоры, значительно задерживать (первые 24 ч) рост эшерихий и другой сопутствующей микрофлоры, подавлять роение протея.
Дифференцирующие свойства агара Плоскирева основаны на изменении рН в кислую сторону при росте лактозоферментирующих бактерий, которые образуют колонии брусничного цвета (индикатор нейтральный красный).
Лактозоотрицательные бактерии вырастают в виде бесцветных или слабоокрашенных колоний.

Слайд 62Тест, указывающий на способность бактерий использовать цитраты в качестве единственного источника

углерода. Применяют для идентификации и дифференциации ENTEROBACTERIACEA. Появление роста и изменение цвета среды на синий дает основание считать пробу положительной, отсутствие роста и изменения цвета - отрицательной.

Среда Симмонса

Слайд 63Определение протеолитической активности прокариот
ТЕСТ С ЛАКМУСОВЫМ МОЛОКОМ
Тест позволяет определить

не только способность прокариот расщеплять белки, но и степень выраженности их протеолитической активности по «+++ системе»

Слайд 64Тест на образование индола
ИНДОЛ тест (INDOL test) предназначен для быстрого определения образования

индола в результате утилизации триптофана бактериями, обладающими триптофаназной активностью, в частности, E. сoli, для разделения индолположительных и индолотрицательных штаммов

Принцип дейсвтия:
Происходит гидролиз триптофана на индол, пировиноградную кислоту и аммиак. Образовавшийся индол реагирует с паради-метиламиноциннамальдегидом (DMACA), содержащимся в диагностической зоне полоски, с развитием сине-зеленой окраски.

Слайд 65 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
кремовый — Staphilococcus aureus
синий —Pseudomonas aeruginosa

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

Слайд 66Serracia marcescens
Pseudomonas aeruginosa
ПИГМЕНТООБРАЗОВАНИЕ у бактерий
Staphilococcus aureus

Слайд 67Определение факторов патогенности микроорганизмов
Тест на способность выделять мембранотоксины – гемолизины
Различают: α

– частичный гемолиз, β – полный гемолиз, γ – визуально не обнаруживаемый гемолиз

Слайд 68Задание. Определите и зарисуйте основные виды гемолиза
А
в
Б
Г

Слайд 69Тест на ДНКазу - ДНКазу секретирует большинство патогенных микроорганизмов. Она способна

разрушать НК клеток человека

Используется ДНКазный агар с толуидиновым синим. Колонии способные секретировать ДНКазу образуют вокруг себя «мутный венчик»

ДНКаза положительные колонии

Слайд 70Определение липолитической активности прокариот
ПРИНЦИП: Лецитовителаза расщепляет лецитин – фосфатид, содержащийся в

каждой клетке эукариот в виде фосфолипидного слоя клеточных мембран и митохондрий. Микроорганизмы, продуцирующие этот фермент, способны повреждать клетки и длительно персистировать в организме человека.
Лецитовителазо «+» колонии образуют на плотной среде «венчик»

Тест на лецитовителазу

Лецитовителазоположительные колонии S. aureus

Слайд 71Задание. Разберите и нарисуйте лецитовителазную активность у представителей рода Bacillus
А
Б
В
(сектор А

и В - Bacillus anthracis, сектор Б – Bacillus cereus)

Слайд 72С П А С И Б О ЗА ВНИМАНИЕ

Похожие презентации

Фізіологічні механізми адаптації організму людини до фізичних навантажень. (Лекція 3) 1474
Ростовые движения растений. Тропизмы 615
Get Cookin' with Smartpoints 263
Доказательства эволюции 433
Закономерности передачи генетической информации. Генетический код 753
The Structure and Function of Large Biological Molecules 339

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика