Разделы презентаций


Тема лекции: Физиология микроорганизмов. Химический состав и метаболизм

Содержание

План лекции Химический состав бактериальной клетки Метаболизм микроорганизмов, его особенности Конструктивный метаболизм (анаболизм) Энергетический метаболизм (катаболизм) Дыхание бактерий, их потребность в кислороде Механизм питания бактерий Ферменты микроорганизмов Пигменты микроорганизмов Факторы

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1 Тема лекции: Физиология микроорганизмов. Химический состав и метаболизм бактерий. Ферменты

и пигменты микроорганизмов. Питательные среды для культивирования микробов. Биотехнология
С.И.

Похил ©
Физиология микроорганизмов
Тема лекции: Физиология микроорганизмов. Химический состав и метаболизм бактерий. Ферменты и пигменты микроорганизмов. Питательные среды для

Слайд 2План лекции
Химический состав бактериальной клетки
Метаболизм микроорганизмов, его особенности

Конструктивный метаболизм (анаболизм)
Энергетический метаболизм (катаболизм)
Дыхание бактерий, их потребность

в кислороде
Механизм питания бактерий
Ферменты микроорганизмов
Пигменты микроорганизмов
Факторы лимитирующие жизнедеятельность
микроорганизмов
Питательные среды в микробиологии: требования
к качеству, классификация, применение
Практическое использование микроорганизмов
и их ферментов в современном производстве,
биотехнология

План лекции Химический состав бактериальной клетки Метаболизм микроорганизмов, его особенности Конструктивный метаболизм (анаболизм) Энергетический метаболизм (катаболизм) Дыхание

Слайд 3Физиология микроорганизмов изучает биохимические и энергетические процессы, которые происходят в

микробной клетке и обеспечивают воссоздания ее структурного материала и энергетические

потребности.
На знании физиологию микроорганизмов
основываются: понимание патогенеза
вызванных ими заболеваний; методы лабораторных исследований, которые используются при микробиологической диагностики инфекционных заболеваний; биотехнологические процессы производства медицинских препаратов.


Физиология микроорганизмов изучает биохимические и энергетические процессы, которые происходят в микробной клетке и обеспечивают воссоздания ее структурного

Слайд 4 Химический состав бактерий.
Как

и все живые существа, бактериальная клетка состоит из четырех основных

элементов – азота (N), углерода (C), водорода (H), кислорода (O). Углерод составляет 45- 55 % сухого остатка клетки, кислород - 25-30 %, азот - 8-15 % и водород - 6-8 %. Эти элементы – основные органогены, они служат материалом, из которого построены все составные компоненты клетки: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, мно-гочисленные ферментные системы и тому подобное.
В зависимости от вида бактерии содержат от 70 до 90 % воды (в спорах бактерий количество воды уменьшается до 40 -50 %), которая может находиться у свободном (цитоплазма) или у связанном состоянии (споры бактерий).
Химический состав бактерий.   Как и все живые существа, бактериальная клетка состоит из

Слайд 5 Сухой остаток составляет 10-30 % массы бактерий,

он включает: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, липополисахариды, углеводы, низкомолекулярные органические

соединения, минеральные вещества (соли).
Тонкие физико-химические исследования позволили установить, что в клетке бактерий насчитывается свыше 25 миллионов различных органических молекул.
Сухой остаток составляет 10-30 % массы бактерий, он включает: белки, нуклеиновые кислоты, липиды, липополисахариды,

Слайд 6Функции основных компонентов клеток бактерий
Вода – структурный компонент цитоплазмы; растворитель

органических и минеральных соединений; источник водородных и гидроксильных ионов; фактор

осмотического давления (обеспечивает тургор клетки); протектор клетки от температурных перепадов внешней среды.
Белки (представлены простыми и сложными: нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды) - распределены в цитоплазме, нуклеоиде, цитоплазматической мембране и других клеточных структурах; выполняют пластическую (строительную) функцию участвуя в процессе роста и размножения; определяют видовые антигенные и иммуногенные особенности бактерий; в качестве ферментов обеспечивают биохимическую активность бактерий, а в качестве токсинов – патогенность микроорганизмов.
Функции основных компонентов клеток бактерийВода – структурный компонент цитоплазмы; растворитель органических и минеральных соединений; источник водородных и

Слайд 7Нуклеиновые кислоты (представлены ДНК и РНК) – распределены в нуклеоиде

(ДНК), рибосомах и цитоплазме (РНК); биологическая роль молекулы ДНК связана

с определением наследственных свойств, а молекулы
РНК (информационные, транспортные, рибосомальные) выполняют соответствующие функции в процессе синтеза белков.
Углеводы (представлены моносахаридами, дисахаридами, полисахаридами) – распределены в оболочке, капсуле, слизистом слое; выполняют пластическую (строительную) функцию; определяют типовые антигенные и иммуногенные особенности бактерий; являются основным источником энергии, образуют запасы питательных веществ клетки (гликоген, крахмал).


Нуклеиновые кислоты (представлены ДНК и РНК) – распределены в нуклеоиде (ДНК), рибосомах и цитоплазме (РНК); биологическая роль

Слайд 8 Липиды (представлены простыми и сложными: фосфолипиды) - распределены в

клеточной стенке, цитоплазматической мембране и других клеточных структурах); выполняют пластическую

(строительную) функцию; являются источником энергии и запасными питательными веществами, повышают устойчивость бактерий во внешней среде, образуют с белками и углеводами сложный комплекс (липополисахарид), определяющий токсические свойства микроорганизмов.
Минеральные вещества (составляют 2-4 % сухого остатка: P, K, Na, S, Mg, Ca, Fe, Cu, Co и др.) – представлены в составе витаминов, ферментов, белков и могут находиться в свободном состоянии в цитоплазме; регулируют осмотическое давление в клетке и рН (K, Na, Ca, Mg и др.), являются катализаторами активности ферментов пластических и энергетических реакций (Са, Сu, Fe, Mg и др.), а также – составной частью главных органоидов клетки (S, P, Fe и др.)


Липиды (представлены простыми и сложными: фосфолипиды) - распределены в клеточной стенке, цитоплазматической мембране и других клеточных

Слайд 9Особенности химического состава
бактерий в сравнении с химическим
составом эукариотических клеток:
в

структуре клеточной стенки бактерий (прокарио-ты) присутствует полимер пептидогликан, который отсутствует

в клетках эукариот;
в составе жирных кислот наружной мембраны клеток эвукариот имеются стеролы (холистерол - холистерин), который отсутствует в мембранах клеток бактерий;
одним из типов нуклеотидов в структуре нуклеиновых кислот (ДНК) бактерий является урацил, который отсутствует в ДНК эукариот.



Особенности химического состава бактерий в сравнении с химическимсоставом эукариотических клеток:в структуре клеточной стенки бактерий (прокарио-ты) присутствует полимер

Слайд 10Метаболизм микроорганизмов
Метаболизм (от греч. metabole – изменение) - совокупность

биохимических (ферментативных) процессов, протекающих в клетках микроорганизмов и обеспечивающих их

энергетические и биосинтетические потребности.
Конструктивный метаболизм (анаболизм, биосинтез) – поток реакций, в результате которых за счет поступающих извне веществ строится вещество клеток микроорганизмов и при этом используется запасённая клетками энергия.
Энергетический метаболизм (катаболизм) – поток реакций, сопровождающийся мобилизацией энергии и преобразованием её в электрохимическую или химическую форму, которая затем используется во всех энергозависимых процессах клеток микроорганизмов.


Метаболизм микроорганизмов Метаболизм (от греч. metabole – изменение) - совокупность биохимических (ферментативных) процессов, протекающих в клетках микроорганизмов

Слайд 11Особенности метаболизма микроорганизмов
более высокая интенсивности обмена веществ чем у многоклеточных

макроорганизмов;
процессы диссимиляции (расщепления) преобладают над процессами ассимиляции -избыточность синтеза метаболитов

и энергии;
метаболическая пластичность и разнообразие типов метаболизма - спектр потребляемых бактериями веществ очень широк: от газов (азота, метана, углекислого газа и др.) и простых минеральных соединений (нитритов, нитратов и др.) до сложных органических соединений (белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов и др.), которые могут перерабатываться, усваиваться и синтезироваться различными биохимическими путями.
Особенности метаболизма микроорганизмовболее высокая интенсивности обмена веществ чем у многоклеточных макроорганизмов;процессы диссимиляции (расщепления) преобладают над процессами ассимиляции

Слайд 12Анаболизм микроорганизмов
В конструктивном метаболизме (анаболизме) ведущая
роль принадлежит

соединениям углерода и азота, из
которых построены все компоненты клеток

микробов.
В зависимости от источника углерода, который
усваивают бактерии, они разделяются на две группы:
автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы (от греч. autos - сам, trophe - питание) –
синтезируют все углеродсодержащие вещества из углекислого
газа и минеральных солей (карбонатов) и не нуждаются в
органических соединениях.
Гетеротрофы (от греч. heteros -другой) – для своего
биосинтеза в качестве источника углерода используют
углеродсодержащие органические вещества.
К гетеротрофам относятся возбудители
инфекционных заболеваний человека и животных.



Анаболизм микроорганизмов  В конструктивном метаболизме (анаболизме) ведущая роль принадлежит соединениям углерода и азота, из которых построены

Слайд 13 В зависимости от источника азота, который
усваивают бактерии,

они тоже разделяются на две
группы: аминоаутотрофы и аминогетеротрофы.

Аминоаутотрофы -

синтезируют все азотсодержащие
вещества из атмосферного азота (азотфиксирующие
бактерии) или из азотсодержащих минеральных солей
(нитрифицирующие бактерии) и не нуждаются в
органических соединениях.
Аминогетеротрофы - для своего биосинтеза в качестве
источника азота используют азотсодержащие
органические вещества.
К аминогетеротрофам относятся
возбудители заболеваний человека и животных.


В зависимости от источника азота, который усваивают бактерии, они тоже разделяются на две группы: аминоаутотрофы

Слайд 14 Степень выражения гетеротрофии (в т. ч. амино-
гетегетеротрофии) у

бактерий может быть самая
разнообразная. Наивысшую гетеротрофность имеют
прокариотические организмы,

которые способны жить
только внутри живых клеток (риккетсии, хламидии). Их
метаболические пути полностью зависят от организма
хозяина. Такие микрорганизмы называют облигатными
(строгими) паразитами (от греч. parasitos - нахлебник).
Другие бактерии способны расти вне живых клеток
человека или животных при создании им необходимых
условий (например на специальных питательных средах),
их называют факультативными (ситуативными)
паразитами.
Большинство бактерий, которые населяют земной шар
(свыше 99 %), принадлежат к сапрофитам ( от греч.
sapros – гнилой и phyton - растение). Они не зависят
непосредственно от живых макроорганизмов и питаются за
счет их мертвых органических остатков.




Степень выражения гетеротрофии (в т. ч. амино-гетегетеротрофии) у бактерий может быть самая разнообразная. Наивысшую гетеротрофность

Слайд 15Биосинтез микроорганизмами органических соединений
Синтез основных органических соединений компонентов
бактериальных

клеток осуществляется в реакциях
полимеризации (последовательного присоединения
определенными ферментами -

полимеразами) низкомоле-
кулярных соединений – мономеров, которые поступают в
клетку из вне, или синтезируются самой клеткой.
Полипептиды (белки) - синтезируются из аминокислот;
Полисахариды - синтезируются из глюкозо-1,6-фосфота,
ацетил-коэнзимаА, пировиноградной кислоты и др.;
Липиды – синтезируются из насыщенных и ненасыщенных
жирных кислот, остатков фосфорной кислоты, спиртов
(глицерин) и др.;
Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК) – синтезируются из
нуклеотидов пуринового (аденин, гуанин) и пиримидинового
ряда (тимин, цитозин, урацил).

Биосинтез микроорганизмами органических соединений Синтез основных органических соединений компонентов бактериальных клеток осуществляется в реакциях полимеризации (последовательного присоединения

Слайд 16Катаболизм микроорганизмов
Для синтеза компонентов клеток и других процессов


жизнедеятельности, кроме питательных веществ,
микроорганизмам нужна энергия, которая в процессе
энергетического

метаболизма накапливается в форме
химической энергии универсального накопителя – молекул
аденозинтрифосфата – АТФ.
В зависимости от источника энергии все микроорганизмы
делятся на две группы: фототрофы и хемотрофы.
Фототрофы – используют в качестве источника энергии
свет, тоесть – электромагнитное излучение (цианобактерии);
Хемотрофы – используют в качестве источника энергии
минеральные вещества (литотрофы) или органические
соединения (органотрофы). Возбудители заболеваний
человека и животных являются хемотрофами.

Катаболизм микроорганизмов  Для синтеза компонентов клеток и других процессов жизнедеятельности, кроме питательных веществ, микроорганизмам нужна энергия,

Слайд 17 Процесс получения энергии (получения, передачи,
использования, выделения) осуществляется

путем дегид-
рогенирования: отщепления и переноса электронов и
протонов Н+ (что

происходит синхронно и рассматривается
как единый процесс) от субстрата, который окисляется –
“донора электронов“, к восстанавливаемому субстрату и
ко“акцептору электронов“.
У хемотрофов акцепторами электронов могут быть:
кислород - механизм получения энергии окислительное
фосфорилирование субстрата (кислородное дыхание);
нитарты, нитриты, сульфаты, карбонаты и др.
- механизм получения энергии из субстрата без участия кис-
лорода при образовании фумарата (анаеробное дыхание);
пируват, лактат и др. – механизм получения энергии
фосфорилирование субстрата при незначительном участии
кислорода (брожение: спиртовое, молочнокислое,
маслянокислое, капроновое и др.).
Процесс получения энергии (получения, передачи, использования, выделения) осуществляется путем дегид-рогенирования: отщепления и переноса электронов и

Слайд 18Группы бактерий по потребности О2
Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии

в атмосфере 20% кислорода (возбудители туберкулеза, чумы, холеры).
Облигатные (строгие) анаэробы

— бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является губи-тельным (возбудители столбняка, ботулизма).
Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов: стафилококки, возбудители кишечных инфекций - дизентерии, сальмонеллеза, эшерихиоза и др.);
Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода, его высокая концентрация хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост; некоторые микробы нуждаются в повышенном содержании углекислого газа (капнофилы: возбудители менингококковой инфекции, бруцеллеза и др.).
Аэротолерантные бактерии способны расти в присутствии кислорода, но не использовать его для получения энергии. Энергию они получают исключительно с помощью брожения (гемолитические стрептококки – возбудители гнойно-воспалительных поражений, скарлатины, ревматизма, гломерулонефрита и др.).
Группы бактерий по потребности О2Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (возбудители туберкулеза, чумы,

Слайд 19 Для культивирования (выращивания) в
лабораториях облигатно анаэробных
микроорганизмов для них

создают
специальные безкислородные условия:
используют “высокий столбик” питательной среды,
что препятствует

диффузии О2 на дно пробирки;
регенирируют (кипятят) питательную среду для уда-
ления из нее О2, а после посева микроорганизмов
среду заливают стерильным вазелиновым маслом;
добавляют в питательные среды специальные
редуцирующие – связывающие О2 вещества (чаще
всего соединения тиогликолевой и аскорбиновой
кислот);
используют специальные приборы (анаэростаты),
с которых откачивают воздух из О2 и наполняют их
инертными газами (азотом, аргоном и др.).

Для культивирования (выращивания) в лабораториях облигатно анаэробныхмикроорганизмов для них создают специальные безкислородные условия:используют “высокий столбик” питательной

Слайд 20Особенности роста на жидкой среде “высокий столбик“ бактерий с различным уровнем

кислородзависимости
Облигатные аэробы
Факультативные анаэроби
Oблигатные анаэроби

Особенности роста на жидкой среде “высокий столбик“ бактерий с различным уровнем кислородзависимостиОблигатные аэробы Факультативные анаэробиOблигатные анаэроби

Слайд 21Примеры лабораторного оборудования для выращивания микроорганизмов в условиях измененной атмосферы


Анаэростат для

Эксикатор и
культивирования GasPak-система из герметич-
анаэробов ным контейнером для выра-
щивания капнофильных
бактерий в атмосфере с по-
вышеной концентрацией СО2
Примеры лабораторного оборудования для выращивания микроорганизмов в условиях измененной атмосферы Анаэростат для

Слайд 22Механизм питания микроорганизмов
Микроорганизмы способны усваивать (ассимилировать)

из окружающей среды необходимые для их жизнедеятельности питательные вещества (белки,

нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы и др.) только из водных растворов (в окружающем бактерии растворе количество воды должно быть не менее 20 %) в форме небольших молекул – простых структур, которые образуются после расщепления больших полимерных молекул экзоферментами, выделяемыми бактериями в окружающее пространство. Такой тип питания называется
голофитным.
Существует три основных типа переноса питательных веществ в бактериальную клетку: простая (пассивная) диффузия; облегченная диффузия; активный транспорт.
Механизм питания микроорганизмов    Микроорганизмы способны усваивать (ассимилировать) из окружающей среды необходимые для их жизнедеятельности

Слайд 23Пассивная диффузия - концентрация питательных вещества внутри бактериальной клетки

выравнивается к наружной их концентрации путем самопроизвольного простого перетекания

- осмоса. Этот процесс происходит пассивно, потому что не требует затрат энергии.
Облегченная диффузия осуществляется за счет особенных белков – пермеаз (содержатся в цитоплазматичний мембране), которые связывают питательные вещества снаружи, транспортируют их в клетку и затем освобождают.
Этот процесс также происходит при наличии разности концентрации веществ и не требует затрат энергии микроорганизмами.

Пассивная диффузия -  концентрация питательных вещества внутри бактериальной клетки выравнивается к наружной их концентрации путем

Слайд 24Активный транспорт.
Большинство питательных веществ,
метаболлитов проникают в

клетку с
помощью активного транспорта.
Его также

обеспечивают белки-пермеази,
но они являются высокоспецифичными и
способными переносить только определенные
субстраты. Этот процесс происходит за счет
энергии, которую генерирует клетка
микроорганизма, потому активный транспорт
возможен и против градиента концентрации
вещества, т. е. – не зависит от него.
Если этому процессу предшествует
определенная химическая модификация
молекулы, его называют транслокацией
химических групп.
Выделяют также механизм ионного
транспорта, при котором происходит перенос
в клетку отдельных неорганических ионов.



Активный транспорт.   Большинство питательных веществ,метаболлитов проникают в клетку с помощью активного транспорта.

Слайд 25Ферменты микроорганизмов
Ферменты специфические бели, которые принимают участие во


всех реакциях метаболизма микроорганизмов и значительно их
катализируют (ускоряют).

У бактерий имеются все 6 известных
функциональных классов ферментов:
Оксидоредуктазы – катализируют окислительно-востановительные реакции, участвуют в процессе дыхания;
Гидролазы – гидролизуют (расщепляют с участием воды) субстраты;
Трансферазы – осуществляют химичесакую модификацию субстрата путем переноса функциональных групп (например: аминогрупп) с молекул одного субстрата на молекулы другого субстрата;
Изомеразы – осуществляют химическую модификацию субстрата путем переноса функциональных групп (например: фосфатных групп) внутри молекул одного субстрата;
Лиазы – катализируют реакции отщепления химических групп негидролитическим путем (без участия воды);
Лигазы – участвуют в синтезе новых веществ с использованием энергии АТФ путем соединения двух исходящих молекул.
Ферменты микроорганизмов  Ферменты специфические бели, которые принимают участие во всех реакциях метаболизма микроорганизмов и значительно ихкатализируют

Слайд 26Группирование ферментов по другим критериям
постоянства присутствия в
бактериальной клетке

и участия
в метаболизме:
конститутивные – постоянно находятся в
клетке

независимо от условий ее существования и
обмена;
адаптивные (индуцибельные) – синте-
зируются только при наличие в среде соответст-
вующего субстрата;
точки приложения действия фермента:
экзоферменты - выделяются бактериями во
внешнюю среду, где расщепляют сложные соедине-
ния до более простых (доступных к усвоению);
эндоферменты – содержатся внутри клеток, где
осуществляют пластический и энергетический
метаболизм бактерий.


Группирование ферментов по другим критериям постоянства присутствия в бактериальной клетке и участия в метаболизме: конститутивные – постоянно

Слайд 27Ферментный состав микроорганизмов
является постоянным (генетически
детерминирован), а различные виды

микробов
четко различаются по набору ферментов, которые
являются важным диагностическим признаком при


идентификации микроорганизмов.
В лабораторной практике определяют
наличие ферментов, которые характеризуют:
биохимические (метаболические) свойства бактерий: сахаролитические –расщепление углеводов;
протеолитические – расщепление белков;
липолитические – расщепление жиров;
патогенные свойства бактерий: ферменты агрессии, которые выделяются бактериями и вызывают патологи-ческие процессы в макроорганизме (расщепляют и коагулируют ткани): гиалуронидаза, коллагеназа, фибринолизин, дезоксирибонуклеаза, коагулаза и др.
Ферментный состав микроорганизмов является постоянным (генетически детерминирован), а различные виды микробовчетко различаются по набору ферментов, которыеявляются важным

Слайд 28 Пигментообразование
Некоторые микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы) в

процессе обмена веществ образуют красящие вещества различного цвета (красные, желтые,

сине-зеленые, коричневые, черные и др.) – пигменты.
Пигментообразование происходит при хорошем доступе кислорода и определенном составе питательной среды.
Пигменты бактерий защищают их от природной
ультрафиолетовой радиации, участвуют в процессах
дыхания, реакциях синтеза, обладают антибиотическим
действием (участвуют в междумикробной конкурентной борьбе).
Пигменты разделяются на группы по уровню
растворимости в воде, спирте, других органических
соединениях: растворимые в воде (сине-зеленый пигмент
синегнойной палочки – пиоцианин); растворимые в спирте и
нерастворимые в воде (красный пигмент серраций, ”чудесной
палочки” – продигиозан), нерастворимые ни в воде ни в
органических соединениях (черные и бурые пигменты плесневых
грибов).
Пигментообразование  Некоторые микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, грибы) в процессе обмена веществ образуют красящие вещества различного цвета

Слайд 29Признак пигментообразования генетически детерминирован, поэтому его используют в качестве дифференцирующего

критерия при идентификации некоторых микроорганизмов (стафилококков, синегнойной палочки, плесневых грибов

и др.)

P. eruginosa

S. marcescens

Пигменты плесневых грибов

Признак пигментообразования генетически детерминирован, поэтому его используют в качестве дифференцирующего критерия при идентификации некоторых микроорганизмов (стафилококков, синегнойной

Слайд 30Факторы лимитирующие жизнедеятельность микроорганизмов
Лимитирующими факторами для жизнедеятель-ности микроорганизмов

как в естественных, так и в лабораторных условиях является: недостаток

и несбалансированность питательных веществ, воды, парциальное давление (концентрация) кислорода (О2), температура, концентрация водородных ионов (рН), осмотическое давление и др.
Различным группам микроорганизмов свойственны соответствующие уровни переносимости лимитирующих факторов, что является стойкой, генетически детерминированной характеристикой этих микроорганизмов, которая может использоваться при их идентификации в лаборатории.
Факторы лимитирующие жизнедеятельность микроорганизмов  Лимитирующими факторами для жизнедеятель-ности микроорганизмов как в естественных, так и в лабораторных

Слайд 31Деление микроорганизмов за температурным оптимумом роста

Деление микроорганизмов за температурным оптимумом роста

Слайд 32Минимум, максимум и оптимум температуры для роста некоторых видов бактерий
                           

Температура для роста (Cо)

Минимум, максимум и оптимум температуры для роста некоторых видов бактерий                            Температура для роста (Cо)

Слайд 33Влияние температуры на рост микроорганизмов (признаки ингибирования роста при 22

и 30 С )

Влияние температуры на рост микроорганизмов (признаки ингибирования роста при 22 и 30 С )

Слайд 34По уровню оптимального pH для роста в среде микроорганизмы делятся

на три группы:
Относительная скорость роста
Ацидофилы
Нейтрофилы
Алкалофилы
1
7
12
рН

По уровню оптимального pH для роста в среде микроорганизмы делятся на три группы: Относительная скорость ростаАцидофилыНейтрофилыАлкалофилы1712рН

Слайд 35Минимум, максимум и оптимум pH для роста некоторых бактерий.

Минимум, максимум и оптимум pH для роста некоторых бактерий.

Слайд 36Значение величины осмотического давления для роста микроорганизмов
Большое

влияние на рост микроорганизмов оказывает концентрация растворенных в окружающих их

питательных субстратах ионов солей (чаще - NaCl), что определяет уровень осмотического давления и зависящего от него поступления питательных веществ внутрь клеток для их роста и размножения. Раствор с низким осмотическим давление называется гипотоническим, а с высоким - гипертоническим.
Для большинства бактерий (в т. ч. - возбудителей заболеваний человека) оптимальной для роста является концентрация NaCl в питательной среде 0,5 – 0,85 %, а при концентрациях NaCl 7,5 - 10 % и выше их рост останавливается. Исключение составляю галотолерантные и галофильные бактерии (лат. halo – соль), которые способны расти и при этих и более высоких концентрациях соли.
Значение величины осмотического давления для роста микроорганизмов   Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает концентрация растворенных

Слайд 37 В лабораторных условиях
микроорганизмы

выращивают (культивируют) на питательных средах, которые вносят в пробирки, чашки

Петри, флаконы, колбы, матрацы, миниатюризированные емкости
тест-систем.
В лабораторных условиях  микроорганизмы выращивают (культивируют) на питательных средах, которые вносят в

Слайд 38ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ
— это субстраты различного происхождения, состоящие из компонентов, обеспечивающих

необходимые условия для культивирования
(выращивания) микроорганизмов.

ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ— это субстраты различного происхождения, состоящие из компонентов, обеспечивающих необходимые условия для культивирования (выращивания) микроорганизмов.

Слайд 39Питательные среды в медицинской микробиологии
Природные и искусственные субстраты, используемые

в лабораторной практике для выделения, выращивания и длительного сохранения жизнеспособности

микроорганизмов, изучения их культураль-ных, биохимических, патогенных, антигенных свойств, фаголизабельности, чувствительности к противомикробным препаратам (антибиотикам, антисептикам, дезинфектантам и др.), для получения профилактических, диагностических и лечебных иммунобиологических препаратов (вакцин, сывороток, диагностикумов, пробиотиков и др.).
Питательные среды в медицинской микробиологии Природные и искусственные субстраты, используемые в лабораторной практике для выделения, выращивания и

Слайд 40Требования, предъявляемые к питательным средам
Питательные среды должны:
Содержать

необходимые для питания микроба питательные вещества (органические и минеральные вещества,

витамины, факторы роста и др.).
Иметь оптимальную для выращиваемого вида микроба реакцию рН (для большинства патогенных видов бактерий 7,2 – 7,4) и быть буферными (содержать соединения для нейтрализации кислых и щелочных продуктов обмена микроорганизмов).
Иметь достаточную влажность, так как микробы питаются по законам диффузии и осмоса.
Обладать изотоничностью (осмотическое давление среды должно быть таким, как в клетке микроорганизма, чаще всего близко 0,5% раствора NaCl).
Требования, предъявляемые к питательным средам Питательные среды должны: Содержать необходимые для питания микроба питательные вещества (органические и

Слайд 41 Быть стерильными, обеспечивая тем самым возможность выращивания чистых культур

микробов.
Иметь соответственный окислительно-востановительный потенциал (Hh): быть насыщеными кислородом -

для аэробов, или быть свободными от кислорода - для анаэробов.
Быть достаточно прозрачными (желательная характеристика для многих сред).
Иметь унифицированный и постоянный состав и свойства, которые характерные конкретному типу питательной среды.



Быть стерильными, обеспечивая тем самым возможность выращивания чистых культур микробов. Иметь соответственный окислительно-востановительный потенциал (Hh): быть

Слайд 42 Питательные среды делят по: происхождению сырья, консистенции, составу, назначению.

По происхождению сырья среды разделяются на: натуральные или природные (мясо,

рыба, молоко, яйца, кровь, сыворотка, соя и др.); синтетические (смесь химически чистых органических и минеральных веществ, часто используются отходи переработки нефти и других органических или неорганических ископаемых).
В зависимости от консистенции различают среды: жидкие (среды водных растворов из одного или большего числа питательных компонентов - мясопептонный бульон, сахарный бульон), плотные
(содержат кроме питательных компонентов 1-2 %
агар-агара, что обеспечивает плотность среды –
мясопептонный агар, свернутая сыворотка),
полужидкие (содержащие кроме питательных веществ

Классификация питательных сред

Питательные среды делят по: происхождению сырья, консистенции, составу, назначению. По происхождению сырья среды разделяются на: натуральные

Слайд 43 0, 2-0, 5 % агара, что определяет полужидкую консистенцию

среды), сухие (сыпучие питательные концентраты) для
быстрого приготовления

питательных сред.
Для получения питательных сред плотной и
полужидкой консистенции к жидкой основе среды
добавляют обычно агар-агар - полисахарид,
добываемый из бурых морских водорослей, или желатин
- вещество белковой природы животного происхождения.
По составу среды могут быть простыми (базовые, основные среды мясо-пептонный бульон - МПБ, мясо-пептонный агар – МПА) и сложными (к базовым, простым средам додаются дополнительные питательные компоненты: кровь, при изготовлении кровяного агара, сыворотка – сывороточного агара, углеводы для изготовления дифференциально-диагностических сред и т. д.);
В зависимости от назначения выделяют универсальные (наиболее часто применяемые простые среды МПБ, МПА) и специальные (простые или сложные среды специального назначения).

0, 2-0, 5 % агара, что определяет полужидкую консистенцию среды), сухие  (сыпучие питательные концентраты) для

Слайд 44Питательные среды специального назначения
сложные специальные питательные среды для выделения

требовательных к питательным средам видов микроорганизмов, которые не растут на

обычных питательных средах. Например: кровяной и сывороточный агары используются для выделения и культивирования гемолитических стрептококков и менингококков, которые не растут на простых средах;
элективные среды - среды на которых микроорганизм определенного вида растут быстрее, опережая в своем росте другие виды бактерий. Например: 1% пептонная вода является элективной средой обогащения для холерных вибрионов; среда Леффлера (свернутая сыворотка крови с сахарным бульоном) для выделения дифтерийной палочки;
Питательные среды специального назначения сложные специальные питательные среды для выделения требовательных к питательным средам видов микроорганизмов, которые

Слайд 45 селективные среды - содержат компоненты, которые обеспечивают рост одних

групп (видов) микроорганизмов и задерживают (подавляют) рост других. Например: щелочной

агар для выделения холерного вибриона; желточно-солевой агар для выделения патогенных стафилококков;
дифференциально-диагностические среды– содержат компоненты, изменение которых позволяет дифференцировать (отличать и определять) группы и виды бактерий по их ферментативной активности. Например: среды Эндо, Левина, Плоскирева – используются для выделения чистой культуры энтеробактерий (эшерихий, шигелл, сальмонелл и др.) и позволяют дифференцировать эти бактерии по способности ферментировать лактозу;
обогатительные среды – содержат компоненты, которые позволяют избирательно увеличивать (обогащать) концентрацию искомых микроорганизмов. Например: 10 % желчный бульон для накопления сальмонелл.
транспортные среды – содержат консервирующие
компоненты (предохраняющие микроорганизмы от
преждевременной гибели) и предназначены для
транспортировки исследуемых образцов в лабораторию.

селективные среды - содержат компоненты, которые обеспечивают рост одних групп (видов) микроорганизмов и задерживают (подавляют) рост

Слайд 46Простые (универсальные, основные) питательные среды
Мясо-пептонный бульон (МПБ) — жидкая среда
мясо-пептонный агар

(МПА) — плотная среда
Обеспечивают рост большинства бактерий
Служат основой для приготовления

сложных сред.

Простые (универсальные, основные) питательные средыМясо-пептонный бульон (МПБ) — жидкая средамясо-пептонный агар (МПА) — плотная средаОбеспечивают рост большинства

Слайд 47Сложные среды с повышенной питательной ценностью
Обогащенные углеводами (сахарный бульон/агар)

Обогащенные белками (кровяной, сывороточный, асцит бульон/агар)
Рост гноеродного стрептококка на кровяном

агаре (вокруг колоний видны зоны гемолиза)
Сложные среды с повышенной питательной ценностью Обогащенные углеводами (сахарный бульон/агар) Обогащенные белками (кровяной, сывороточный, асцит бульон/агар)Рост гноеродного

Слайд 48Элективные (избирательные) питательные среды
Обеспечивают преимущественный рост определенной группы бактерий
Среда

Леффлера (свернутая сыворотка крови с сахарным бульоном) - эффективна для

выращивания дифтерийной палочки
Элективные (избирательные) питательные среды Обеспечивают преимущественный рост определенной группы бактерийСреда Леффлера (свернутая сыворотка крови с сахарным бульоном)

Слайд 49Селективные (избирательные) питательные среды
Щелочной агар для выделения холерного вибриона
Желточно-солевой агар

для выделения патогенных стафилококков

Селективные (избирательные) питательные средыЩелочной агар для выделения холерного вибрионаЖелточно-солевой агар для выделения патогенных стафилококков

Слайд 50Селективные (избирательные) питательные среды
Агар Сабуро для выделения дрожжей и плесневых

грибов

Селективные (избирательные) питательные среды Агар Сабуро для выделения дрожжей и плесневых грибов

Слайд 51 E. coli ферментирует лактозу
Salmonella и Shigella
не

способны ферментировать лактозу

Состав: мясопептонный агар, лактоза, фуксин, сульфит натрия (Na2SO3),


Энтеробактерии, сбраживающие лактозу (кишечная палочка) образуют колонии окрашенные в малиново-красный цвет с металлическим блеском или без него.
Колонии бактерий, не сбраживающих лактозу (дизентерийные и сальмонелльозные палочки), имеют белый или слабо-розовый цвет (цвет питательной среды).

Дифференциально-диагностическая (элективная ) среда Эндо для выделения энтеробактерий

E. coli ферментирует лактозуSalmonella и Shigella   не способны ферментировать лактозуСостав: мясопептонный агар, лактоза, фуксин,

Слайд 52Дифференциально-диагностическая (селективная) среда Плоскирева для выделения шигелл и сальмонелл
В состав

среды Плоскирева 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 (эшерихий) , которые образуют колонии брусничного цвета (индикатор нейтральный красный).
лактозоотрицательные бактерии (шигеллы, сальмонеллы) вырастают в виде бесцветных или слабоокрашенных колоний.
Дифференциально-диагностическая (селективная) среда Плоскирева для выделения шигелл и сальмонеллВ состав среды Плоскирева входят ингибирующие вещества (желчные соли,

Слайд 53Состав: МПА, набор углеводов, индикатор
Принцип действия: при ферментации углевода образующиеся

кислые продукты изменяют рН, при этом изменяется окраска индикатора

Дифференциально-диагностические углеводные

среды Гисса:
Состав: МПА, набор углеводов, индикаторПринцип действия: при ферментации углевода образующиеся кислые продукты изменяют рН, при этом изменяется

Слайд 54Современные ускоренные методы определения биохимической активности микроорганизмов с использованием миниатюризированных

дифференциально-диагностических тест-систем Enterotubes Roche
Тест-система с плотными дифференциально -диагностическими средами засевается

чистой культуры бактерий путем протягивания инокуляционного стержня, инкубируется в термостате с последующей оценкой результатов биохимических реакций.
Современные ускоренные методы определения биохимической активности микроорганизмов с использованием миниатюризированных дифференциально-диагностических тест-систем Enterotubes RocheТест-система с плотными дифференциально

Слайд 55Пример определения ферментативной активности бактерий на тест-системах api
Тест-система с сухими

дифференциально -диагностическими средами заполняется суспензией из чистой культуры бактерий и

инкубируется в термостате.
Пример определения ферментативной активности бактерий на тест-системах apiТест-система с сухими дифференциально -диагностическими средами заполняется суспензией из чистой

Слайд 56Вид системы для энтеробактерий после инкубации. Верхний планшет – все

тесты положительны, нижний – все отрицательны.
Вид системы для стафилококков после

инкубации. Верхний планшет – все тесты положительны, нижний – все отрицательны.
Вид системы для энтеробактерий после инкубации. Верхний планшет – все тесты положительны, нижний – все отрицательны.Вид системы

Слайд 57Для выращивая микроорганизмов, которые являются абсолютными внутриклеточными паразитами (риккетсии, хламидии,

эрлихии, анаплазмы и др.) используют лабораторных животных, членистоногих, куриные эмбрионы,

культуры эвукариотических клеток.
Для выращивая микроорганизмов, которые являются абсолютными внутриклеточными паразитами (риккетсии, хламидии, эрлихии,  анаплазмы и др.) используют лабораторных

Слайд 58Практическое использование микробов и их ферментов на современном этапе


Биотехнология

Практическое использование микробов и их ферментов на современном этапе    Биотехнология

Слайд 59 Микроорганизмы широко применяются для: биологической очистки питьевой воды

и сточных вод; улучшений качеств плодородия почвы на основе использованием

бактериальных удобрений; получение кормового белка, стимуляторов роста, средств защиты растений от болезней и вредителей.
В настоящее время разработаны
методы получения с помощью
бактерий марганца, меди,
хрома при разработке отвалов
старых рудников, где обычные
методы добычи экономически
невыгодны.

Микроорганизмы широко применяются для: биологической очистки питьевой воды и сточных вод; улучшений качеств плодородия почвы

Слайд 60 С помощью микроорганизмов из отходов сельскохозяйственного

производства сегодня получают дополнительные источники энергии (биогаз, этанол, метанол, водород).


Микроорганизмы также используют при хлебопечении, производстве молочнокислых продуктов, получении лекарственных препаратов: ферментов, аминокислот, витаминов, антибиотиков, гормонов, вакцин, сывороток и др.
Микробиологические процессы лежат в основе производства спирта, пива, вина и других напитков.
За несколько последних десятилетий сформи-ровалась новая отрасль науки и производства – биотехнология.

С помощью микроорганизмов из отходов сельскохозяйственного производства сегодня получают дополнительные источники энергии (биогаз,

Слайд 61Биотехнология
Использование живых организмов и их биологических процессов в производстве

необходимых человеку веществ.
Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, клетки растительных

и животных тканей.
Для получения полезных субстанций их выращивают на питательных средах в больших специальных биореакторах.
Сегодня биотехнология исполь-
зуется в пищевой, текстильной,
химической, парфюмерной
и годнодобывающей промыш-
ленности, в медицине и
ветеринарии, в сельськохо-
зяйственном производстве.



Биотехнология Использование живых организмов и их биологических процессов в производстве необходимых человеку веществ. Объектами биотехнологии являются бактерии,

Слайд 63Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-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 TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика