Физиология бактерий

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Дисциплина: Основы микробиологии

и иммунологии

бактерий
Фазы роста на жидкой питательной среде
Принципы культивирования и идентификации микроорганизмов

В основе физиологический функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм).
Изучение

физиологии, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов необходимо для исследования патогенеза; инфекционных заболеваний, вызываемых этими микроорганизмами, для постановки микробиологической диагностики, проведения лечения и профилактики инфекционных заболеваний, для использования бактерий с целью получения биологически активных веществ.

связанном состоянии. Она участвует в гидролитических реакци­ях. Удаление воды из

клетки путем высуши­вания приводит к приостановке процессов метаболизма, прекращению размножения. Высушивание микроорганизмов в вакууме из замороженного состояния прекращает размножение микробов и спо­собствует длительному их сохранению.

со­ставной частью клетки, входят в состав цитоплазматической мембраны (ЦПМ) и

ее производных, клеточной стенки, жгутиков, спор и некоторых капсул. Распределены в цитоплазме и нуклеотиде. К белкам относятся ферменты и многие токсины бак­терий. Существуют экзотоксины- это белки, которые клетка выделяет во внешнюю среду; и эндотоксины-это белки, локализованные в клеточной стенке, которые освобождаются при гибели клетки.

Углеводы представлены в бактериальной клетке в виде моно-, ди-, олигосахаров и полисахаридов, а также входят в состав ком­плексных соединений с белками, липидами и другими соединениями. Полисахариды нахо­дятся в составе некоторых капсул, клеточной стенки; крахмал и гликоген являются запас­ными питательными веществами. Некоторые полисахариды принимают участие в формировании антигенов.

в энергетическом обмене и служат запасными веществами.
Минеральные вещества-это неорганические компоненты

клетки:
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, ферментов, фосфолипидов, а также АТФ.
Натрий участвует в поддержании осмотического давления в клетке.
Железо содержится в дыхательных ферментах.
Микроэлементы участвуют в синтезе некоторых ферментов и активируют их.

Нуклеиновые кислоты. В бактериальной клетке присутствуют все типы РНК: иРНК, тРНК, рРНК. Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды — это те строительные блоки, из которых синтезируются нуклеиновые кисло­ты.
ДНК выполняет в бактериальной клетке на­следственную функцию

на:
Аутотрофы
(литотрофы)
Гетеротрофы
(органотрофы)
Это бактерии, которые синтезируют сложные органические вещества из неорганических, используя

СО2.
Например: нитевидные серобактерии и железобактерии

Это бактерии, которые для своего роста и развития нуждаются в готовых органических соединениях.
Например: животные (травоядные, хищники), грибы

молекулярный азот воздуха (клубеньковые бактерии)
2. аминогетеротрофы-это бактерии, которые получают азот

из органических соединений. (Патогенные микроорганизмы и сапрофиты)

бактерии, которые используют энергию за счёт окислительно-восстановительных реакций (ОВР)

наличии в атмосфере 20% кислорода. (Микобактерии туберкулёза)

и в отсутствии кислорода. (Возбудители брюшного тифа и паратифов, кишечной

палочки)

(Клостридии столбняка, гангрены)
Клостридии столбняка

вырабатываемые живой клеткой.
Они строго специфичныи играют важнейшую роль в

обмене веществ микроорганизмов

Экзоферменты

Эндоферменты

Выделяяюсь во внешнюю среду расщепляют макромолекулы питательных веществ до более простых соединений, которые могут быть усвоены микробной клеткой (экзоферменты гидролиза вызывают гидролиз жиров, белков и углеводов)

Участвуют в реакциях обмена веществ, происходящих внутри клетки

С помощью ферментов получают витамины, гормоны и алкалозы

популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения.
Половой способ размножения наблюдается только

у эукариот.
Бесполые способы размножения:
Равновеликое бинарное поперечное деление (простое деление, изоморфное деление, митоз) наблюдается у большинства одноклеточных микроорганизмов (бактерий, риккетсий, простейших, дрожжей), в результате образуются две новые дочерние полноценные особи, наделенные генетической информацией мате­ринской клетки

Mycoplasma и дрожжеподобных грибов. При почковании материнская клетка дает начало

дочерней клетке: на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), увеличивающийся в процессе роста. Постепенно почка достигает размеров материнской клетки, после чего отделяется.

множественного деления лежит принцип равновеликого бинарного деления. Отличие заключается в

том, что в этом случае после бинарного деления не происходит роста образовавшихся дочерних клеток, а они снова подвергаются делению

А — деление путем образования поперечной перегородки;
Б —деление путем перетяжки;
В —почкование;
Г —множественное деление.
1 —КС (толстой линией обозначена КС материнской клетки, тонкой—заново синтезированная);
2 —ЦПМ;
3 — мембранная структура;
4 — цитоплазма, в центре которой расположен нуклеоид;
5 —дополнительный фибриллярный слой КС

Рис. 1.Способы деления и синтез КС у прокариот:

количество бактерий, которое попало в питательную среду и в ней

находится;

2) лаг-фаза (фаза покоя); продолжительность – 3–4 ч, происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения еще нет; в это время увеличивается количество белка, РНК;

3) фаза логарифмического размножения; активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение преобладает над гибелью, фаза длится около 5 часов.

4) максимальная стационарная фаза; бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции; количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит;

5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде. Накапливаются токсические продукты, продукты метаболизма. Этой фазы можно избежать, если использовать метод проточного культивирования: из питательной среды постоянно удаляются продукты метаболизма и восполняются питательные вещества

питательных компонентов.
Оптимальная температура, концентрация ионов, степень насыщенности кислорода, газовый состав

и давление.

Микроорганизмы культивируют на питательных средах при оптимальной температуре в термостатах, обеспечивающих условие инкубации.

питательные среды.

Специальные среды-это среды для микроорганизмов, не растущих на универсальных средах
в)

дифференциально-диагностические среды-используют для дифференциации м/о по ферментативной активности и культуральным свойствам

и подавления роста сопутствующих
По происхождению:
Естественные, полусинтетические и синтетические питательные среды.

роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой. Исследование физиологических процессов, присущих

микроорганизмам, имеет важное значение, так как они оказывают активное воздействие на окружающую среду, живой и неживой мир. Знание физиологии микроорганизмов позволяет целенаправленно использовать их полезные свойства в практической деятельности человека, успешно вести борьбу с вредными микроорганизмами. Воздействие микроорганизмов на окружающую среду связано с обменом веществ, в процессе которого из внешней среды поступают
Необходимые организму соединения, а из клеток во внешнюю среду выделяются продукты их жизнедеятельности. В результате этого обеспечивается рост и развитие микроорганизмов. Основными процессами обмена веществ организма являются питание и дыхание.