Слайд 1ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ У ПРОКАРИОТ
Слайд 2Классификация бактерий по источнику углерода
Автотрофы - синтезируют все углеродсодержащие компоненты
клетки из СО2
Гетеротрофы - используют готовые органические углеродсодержащие соединения:
-гексозы
(глюкоза),
-многоатомные спирты,
-углеводороды,
-органические кислоты,
аминокислоты и др.
Слайд 3Классификация бактерий по источнику энергии
Фототрофы (фотосинтезирующие) -
используют солнечную энергию,
например:
зеленые или пурпурные бактерии
Хемотрофы (хемосинтезирующие) -
получают энергию за счет окислительно-восстановительных
реакций,
например: серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии и др.
Слайд 4Классификация бактерий по природе донора электронов
Литотрофы (греч. litos – камень)
-
хемотрофные организмы, которые используют неорганические соединения: Н2, H2S, СН3 и
др.
Органотрофы - хемотрофные организмы, которые используют органические соединения: сахара, оксикислоты, многоатомные спирты
Слайд 5Классификация бактерий по источнику азота
Прототрофы - усваивают азот из атмосферы,
солей аммония, нитратов, нитритов, глюкозы; способны сами синтезировать все компоненты
клетки
Ауксотрофы - усваивают готовые азотсодержащие вещества из окружающей среды или организма хозяина;
-теряют способность к синтезу какого-либо в-ва и требуют его наличия в среде культивирования
В-во наз-ся фактор роста
Слайд 6Дыхание бактерий
или энергетический обмен веществ – цепь последовательных окислительно-восстановительных реакций,
сопровождающихся переносом электронов от окисляющей системы к восстанавливающей и катализируемых
строго специфичными ферментными системами.
Слайд 7Классификация бактерий по типу дыхания
1. Облигатные аэробы
2. Облигатные анаэробы
3.
Факультативные анаэробы
Среди них выделяют:
А) Микроаэрофилы
Б) Капнеические
Слайд 8Облигатные аэробы
Не развиваются без доступа кислорода,
Используют энергию, освобождающуюся при
реакциях окисления, протекающих с поглощением свободного молекулярного кислорода.
Растут на
поверхности питательных сред.
Например: холерный вибрион, возбудители сибирской язвы и туберкулеза
Слайд 9Облигатные анаэробы
Кислород для них – яд!
Они осуществляют ферментативное расщепление углеводов
в анаэробных условиях – брожение.
Растут на дне или в толще
плотной питательной среды.
Например: клостридии столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции
Слайд 10Факультативные анаэробы
растут как при доступе кислорода, так и при его
отсутствии.
Используют энергию как от окислительных реакций, так и от
брожения.
Например: эшерихии, сальмонеллы, стафилококки
Слайд 11Особенности метаболизма риккетсий, хламидий, микоплазм
Риккетсии
Не способны синтезировать некоторые макромолекулы →
облигатный внутриклеточный паразитизм
Хламидии
Не способны синтезировать некоторые макромолекулы → облигатный
внутриклеточный паразитизм
Не способны синтезировать АТФ – «энергетические паразиты»
Микоплазмы
Не способны синтезировать стерины для ЦПМ – «мембранные паразиты»
Слайд 12Ферменты микроорганизмов
белки, участвующие в метаболизме бактерий,
распознают соответствующие им метаболиты,
вступают с ними во взаимодействие и ускоряют течение химических реакций
Слайд 13Классификация бактериальных ферментов по механизму действия
1. Оксидоредуктазы – окислительно-восстановительные ферменты
2.
Трансферазы – переносят отдельные радикалы и атомы от одних соединений
к другим
3. Гидролазы – ускоряют реакции гидролиза = расщепление веществ на более простые с присоединением молекулы воды
Слайд 14Классификация бактериальных ферментов по механизму действия
4. Лиазы (карбоксилазы) – отщепляют
от субстратов химические группы негидролитическим путем
5. Изомеразы – превращают органические
соединения в их изомеры
6. Лигазы = синтетазы – ускоряют синтез сложных соединений из простых
Слайд 15Классификация бактериальных ферментов
Экзоферменты
Синтезируются во внешнюю среду
Эндоферменты
Локализация:
Периплазматическое пространство
ЦПМ
Цитоплазма
Слайд 16Классификация бактериальных ферментов
Конститутивные
Синтезируются постоянно (в том числе и при
отсутствии субстрата)
Индуцибельные
Синтезируются только при наличии субстрата
Ферменты вирулентности (патогенности):
коллагеназа, ДНКаза, нейраминидаза, лецитиназа – разрушают ткань и клетки, обусловливая распространение бактерий и их токсинов в инфицированной ткани
Слайд 18Рост – координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее
к увеличению массы клетки,
- согласованное увеличение количества всех компонентов клетки.
Размножение
– увеличение числа клеток в популяции
Слайд 19Способы размножения бактерий
Бинарное деление
Большинство бактерий:
перегородка формируется от КС к центру
клетки – Г+
перетяжка клетки (клетка истончается посередине) – Г–
Почкование
Микоплазмы
дрожжи
Фрагментация нитевидных форм
Актиномицеты
Микоплазмы
Экзоспоры
Стрептомицеты
Особый цикл деления
Хламидии
Слайд 21Характер роста бактерий на жидких питательных средах
диффузная муть – большинство
бактерий
плёнка – «коховские бактерии»
придонный или пристеночный рост –
стрептококки
плёнка со спускающимися вниз «сталактитами» – возбудитель чумы
Слайд 22Характер роста бактерий на плотных питательных средах
S-форма колоний («гладкая»)
кокки
Грамотрицательные палочки,
кроме возбудителя чумы
R-форма колоний («шероховатая»)
Грамположительные палочки
Возбудитель чумы
Слайд 23Требования к условиям культивирования бактерий
1.Питательные потребности
простые – растут на универсальных
питательных средах
сложные – растут на специальных питательных средах
2.Температура культивирования
≈
37°С – мезофилы (бол-во патогенных бактерий)
6 – 20°С – психрофилы (возбудители чумы и лептоспироза),
50 – 60°С – термофилы (актиномицеты, спороносные бациллы).
Слайд 24Требования к условиям культивирования бактерий
3. Реакция среды (рН)
кислая –рН =
4,0-6,0
нейтральная – большинство патогенных бактерий
щелочная – для холерного вибриона рН
= 7,8-8,6
4.Условия аэрации
не принимают во внимание – факультативные анаэробы
↓ О2 – микроаэрофилы
↑ СО2 – капнофилы
без доступа воздуха – анаэробы
с обязательным доступом воздуха – облигатные аэробы
Слайд 25Требования к условиям культивирования бактерий
5. Длительность культивирования - зависит от
времени генерации,
- для большинства бактерий составляет 24-48 ч;
некоторые растут
дольше:
- бактерии коклюша – 2-5 сут,
- микробактерии туберкулеза – 3-4 нед.
6. Освещение - например, микобактерии.
Слайд 26Питательные среды
А) должны содержать воду, т к все процессы осуществляются
в воде
Б) должны содержать органический источник углерода и энергии:
- Органические соединения: углеводы (Глюкоза!) аминокислоты, органические кислоты, липиды,
- пептон- продукт неполного гидролиза белков, состоит из поли-, олиго- дипептидов,
Слайд 27Питательные среды
В) должна содержать:
- источники азота – пептон и
соли аммония,
- серы - сульфаты,
- фосфора - фосфаты,
- микроэлементы
= ионы кальция, магния, магранца, железа – соли (фосфаты)
Г) должна обладать буферными свойствами = фосфатный буфер или фосфатный буфер + карбонат кальция
Д) должна быть изотонической – 0,87% хлорид натрия
Слайд 28Классификация искусственных
питательных сред
По происхождению:
Естественные – натуральные продукты животного,
растительного или микробного происхождения (молоко, сыворотка, кровь, картофель, морковь),
Синтетические –
химически чистые соединения в строго определенных концентрациях = минимальные среды (Основа: минеральные соли и глюкоза),
Полусинтетические – минимальные среды, к которым добавлен пептон и дрожжевой экстракт
Слайд 29Классификация искусственных
питательных сред
По сложности изготовления:
Простые – выпускаются
промышленностью в сухом виде;
основу их составляют пептоны – продукты
ферментативного или кислотного гидролиза белков животных и рыбы (питательный бульон, питательный агар),
Сложные - готовятся на основе простых: добавляют 1% сахара, 10-20% сыворотки крови или 5-10% крови Кровяной агар, сахарно-сывороточный агар)
Слайд 30Классификация искусственных
питательных сред
По консистенции
Жидкие – мясной или рыбный
бульон на дистиллированной воде (Питательный бульон),
Плотные – готовятся на основе
жидких, добавляют 1,5% агар-агара (полисахарид, получ-й из морских водорослей), силикагеля или 10-15% желатины (Питательный агар)
Полужидкие – готовят на основе жидких, но агар-агара или силикагеля добавляют 0,7%, а желатины – 5-7,5%
Слайд 31Классификация искусственных
питательных сред
По составу
Натуральные
простые
мясо-пептонный агар и бульон (МПА и
МПБ)
желатин
молоко
кусочки овощей
сложные
простые + добавка
Синтетические
Слайд 32Классификация искусственных
питательных сред
По назначению
Консервирующие – применяются для предотвращения отмирания
бактерий в патологическом материале (Глицериново-солевая смесь),
Основные – применяются для культивирования
большинства бактерий (Питательные бульон и агар),
Элективные – обеспечивают оптимальные условия для выращивания одного вида бактерий (Желточно-солевой бульон для стафилококка, желчный бульон для сальмонелл),
Дифференциально-диагностические – применяются для изучения биохимических свойств при идентификации бактерий (Среды Гисса, Ресселя, Эндо)
Слайд 34Методы создания анаэробных условий для культивирования бактерий
Слайд 35Физические
культивирование в анаэростате (выкачивается воздух) или аппарате Киппа (замещается инертным
газом, например азотом)
засев уколом в высокий столбик (полужидкой среды)
культивирование под
слоем масла
Слайд 36Химические
включение в питательную среду редуцирующих веществ (связывают растворённый в среде
кислород)
глюкоза
тиогликолевая кислота и др.
Слайд 37Биологические
метод Фортнера (в замкнутом объёме культивируются анаэробы и жадный аэроб
– после прекращения роста которого в безкислородной среде начинают расти
анаэробы)
Слайд 38Метод Китта-Тароцци
среда Китта-Тароцци
МПБ с глюкозой
на поверхности – масло
на дне –
кусочки печени
Слайд 39Этапы бактериологического исследования
1. Забор материала
2. Транспортировка
3. Посев на плотные питательные
среды для получения изолированных колоний.
4. Выделение чистой культуры
5. Идентификация
Слайд 40
1. Забор материала
а) выбор материала определяется клинической картиной:
- при
заболеваниях верхних дыхательных путей – слизь из носа и зева,
мокрота;
- при заболеваниях желудочно-кишечного тракта – испражнения, промывные воды, рвотные массы;
- при генерализованных формах – кровь;
б) материал берут до начала лечения – антибиотики затрудняют выделение;
в) в разные стадии заболевания берут разный материал- н-р, брюшной тиф
г) материал берут асептически в стерильную посуду
Слайд 41
2.Транспортировка
а) необходимы специальные транспортные среды,
б) важно соблюдать условия транспортировки:
температура,
влажность,
время.
Слайд 42
3. Посев материала на плотные питательные среды для получения изолированных
колоний
Колония – видимое скопление микроорганизмов, выросшее из одной бактериальной
клетки на плотной питательной среде
Изолированная колония – не соприкасается краями с другими колониями
Слайд 44
4.Выделение чистой культуры и накопление биомассы:
4.1 . Изучение культуральных
признаков
4.2. Изучение морфологических и тинкториальных (отношение к окраске) признаков =
приготовление мазка и окраска по Граму
4.3. Посев на скошенный столбик элективной питательной среды
4.4. Проверка чистоты культуры = мазок, окраска по Граму
Слайд 45
Культуральные признаки бактерий
– это характер колоний на плотной питательной
среде
Слайд 465. Идентификация выделенной чистой культуры
Это изучение биохимических и серологических свойств
бактерий:
А) Определение сахаролитических ферментов
Б) Определение протеолитических ферментов
Слайд 47Определение сахаролитических ферментов
= посев на «пестрый ряд» (среды Гисса –
включают в себя углевод и индикатор Андреде).
Для сбора газообразных
продуктов в пробирки помещают поплавок.
Слайд 48Определение сахаролитических ферментов
Различают:
- Короткий «пестрый ряд» включает углеводы: глюкоза,
лактоза, мальтоза, сахароза, маннит
- Длинный «пестрый ряд» включает те же
углеводы, что и короткий ряд: глюкоза, лактоза, мальтоза, сахароза, маннит и дополнительно в его состав входят:
1) моносахариды: арабиноза, ксилоза, рамноза, галактоза;
2) полисахариды: инулин, крахмал, гликоген;
3) спирты: глицерин, дульцит, инозит
Слайд 49Определение сахаролитических ферментов
Принцип действия
утилизация содержащегося в среде углевода
сдвиг рН
в кислую сторону
изменение цвета среды
Слайд 50Определение сахаролитических ферментов
Учет результатов:
Если цвет среды изменился, бактерии ферментируют этот
углевод до кислых продуктов (ставят в таблице букву К).
2. Если
наряду с изменением цвета среды в поплавке обнаруживается газ, бактерии ферментируют этот углевод до кислоты и газа (ставят – КГ).
3. Если цвет среды не изменился, бактерии не ферментируют этот углевод
Слайд 51Определение протеолитических ферментов
= посев бактерий уколом в столбик 10-20% желатины
и пептонную воду (в пробирку к пробке прикрепляют индикаторные бумажки:
- 1. на индол = С8Н7N – Способ Эрлиха: в пробирку с культурой добавляют 2-3 мл эфира и реактив Эрлиха (спиртовый раствор пара-диметил-амино-бенз-альдегид с хлористоводородной кислотой →встряхивают → розовое окрашивание
или + горячий насыщенный раствор щавелевой кислоты → красное),
Слайд 53Определение протеолитических ферментов
- 2. сероводород – Н2S – бумажка, смоченная
сульфатом железа → при выделении Н2S образуется нерастворимый сульфит железа
→ черная окраска
- или в пробирку с питательной средой добавляют смесь солей (сульфат железа, тиосульфат натрия, сульфит натрия) и уколом засевают истыпуемый штамм → по ходу укола черное окрашивание,
- 3. аммиак=N Н3 – лакмусовая бумажка.
Слайд 54Определение протеолитических ферментов
Учет результатов:
1. При наличии протеолитических ферментов бактерии разжижают
желатин, образуя «воронку» или «елочку».
2. При образовании газообразных продуктов разложения
пептона бумажки меняют цвет:
бумажка на аммиак – синеет,
бумажка на сероводород - чернеет,
бумажка на индол – розовеет.
Слайд 55Определение наличия отдельных ферментов
Для обнаружения каталазы на стекло наносят культуру
и каплю
1-3% р-ра Н2О2 → пузырьки газа.
Слайд 56Определение наличия отдельных ферментов
оксидазная активность = покраснение индикаторной бумажки
