Тема: Фізіологія мікроорганізмів. Виділення чистих культур аеробних

Актуальність теми. Мікроорганізмам як всьому живому властиві три основні фізіологічні функції: живлення, дихання і розмноження.

Живленнянеобхідне для синтезу в клітині всіх органічних структур, воно здійснюється з поглинанням енергії. Основним джерелом енергії є окислю-вально-відновні процеси (дихання). За типом живлення мікроби діляться на аутотрофів і гетеротрофів.Аутотрофи засвоюють азот і вуглець з неорганіч-них речовин (СО2 і ін.), а гетеротрофи — з складних органічних сполук (амінокислоти, моноцукру та ін.), синтезованих раніше іншими живими організмами. Гетеротрофи у свою чергу діляться на сапрофітів і паразитів.

Дихання мікроорганізмів — біологічне окислення субстрата з виділенням необхідної для метаболізму енергії. За типом дихання мікроорганізми діляться на три основні групи: аероби, анаероби, факультативні анаероби/аероби.

Розмноження бактерій відбувається шляхом простого поперечного ділення клітини.

Культивування мікроорганізмів здійснюють при створенні ряду умов з урахуванням типів живлення, дихання і швидкості розмноження. Для культи-вування сапрофітів і факультативних паразитів використовують штучні живильні середовища, які по своєму призначенню бувають прості, елективні і диференціально-діагностичні, а по консистенції — рідкі, напіврідкі і щільні.

Бактеріологічний метод є основним при діагностиці інфекційних захворювань. Його суть полягає у визначенні виду збудника інфекції, отже, на підставі результатів бактеріологічного методу можна поставити етіологічний (остаточний) діагноз.

Знання фізіології мікроорганізмів дозволяє правильно підібрати живильне середовище і умови культивування для виділення бактерій з патологічного матеріалу і накопичення їх чистої культури. Біохімічна активність мікроорга-нізмів генетично детермінована. Певний набір ферментів є надійною видовою ознакою. Це широко використовується при діагностиці інфекційних захворю-вань, коли біохімічна ідентифікація бактерій доповнює і уточнює попередній діагноз, отриманий на основі вивчення їх морфологічних і тинкториальных особливостей.

Мета (загальна): умітипроводити виділення та ідентифікацію аеробних бактерій для використання цих знань-умінь у комплексі діагностичних заходів на наступних кафедрах.

Конкретні цілі – уміти:

1.Пояснювати особливості мікробного метаболізму.

2.Класифікувати мікроорганізми за типом дихання та типом живлення.

3.Описувати найбільш вживані поживні середовища та їх приготування.

4.Визначати біохімічні властивості бактерій за допомогою диференційно-діагностичних середовищ.

5.Застосовувати методи виділення чистих культур аеробних бактерій.

6.Трактувати результати ідентифікації виділених чистих культур бактерій та робити висновок.

Вихідний рівень знань – умінь:

1.Пояснювати хімічний склад клітини: вода, хімічні елементи та мінеральні речовини, нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди, вуглеводи. Особливості хіміч-ного складу еукаріотичних клітин (кафедра біології).

2.Інтерпретувати дві сторони обміну речовин та енергії клітини: конструктивний і енергетичний обмін, їх взаємозв’язок (кафедра біохімії).

3.Пояснювати роль азоту, вуглецю, мінеральних речовин і ростових факторів у живленні клітин (кафедра біохімії).

4.Характеризувати джерела та шляхи одержання енергії клітиною (кафедра біології).

5.Трактувати біологічну роль ферментів, давати їх класифікацію (кафедра біохімії).

Для того, щоб ви могли уяснити, чи відповідає вихідний рівень Ваших знань-умінь необхідному, пропонуємо виконати ряд завдань:

Завдання 1. Встановіть зв‘язок між хімічними складовими клітини та їх функцією у клітині еукаріотів:

Завдання 2. Яка властивість характерна для речовин - амфіболітів?

Завдання 3. Розподіл живих організмів за джерелом енергії.

Завдання 4. Що таке фактори росту клітин?

Завдання 5. Як відбувається дихання на клітинному рівні?

Завдання 6. Роль ферментів у живій клітині.

Інформацію для поповнення знань-умінь можна знайти у наступних підручниках:

1.Березов Т.Т., Коровкин В.Ф. Біологічна хімія.- М.: Медицина.- 1998.

2.Афанасьев Ю.И., Юріна Н.А. Гістологія, цитологія і ембріологія.- М.: Медицина.- 1999.

Теоретичні питання, на основі яких можливе виконання цільових видів діяльності:

1.Хімічний склад бактеріальної клітини: вода, хімічні елементи та мінеральні речовини, нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди, вуглеводи. Особливості хіміч-ного складу бактерій порівняно з еукаріотичними клітинами.

2.Особливості обміну речовин та енергії у бактерій (інтенсивність обміну речо-вин, різноманітність типів метаболізму, метаболічна пластичність, надлиш-ковий синтез метаболітів та енергії). Конструктивній та енергетичний обмін, їх взаємозв’язок.

3.Живлення бактерій. Джерела азоту, вуглецю, мінеральних речовин і ростових факторів. Аутотрофи та гетеротрофи. Голофітний спосіб живлення. Механіз-ми перенесення поживних речовин у бактеріальну клітину: енергонезалежний (проста та полегшена дифузія), енергозалежний (активний транспорт), значення ферментів периплазми та пермеаз. Класифікація бакте-рій за типами живлення.

4.Дихання бактерій. Енергетичні споживи бактерій. Джерела та шляхи одер-жання енергії у фотоаутотрофів, хемоаутотрофів.

5.Типи біологічного окислення субстрату і способи одержання енергії у гетеро-хемоорганотрофів: окислювальний метаболізм; гниття – як сукупність анаеробного і аеробного розщеплення білків; бродильний метаболізм та його продукти; нітратне дихання. Аероби, анаероби, факультативні анаероби, мікроаерофіли, капничні бактерії.

6.Ферменти бактерій та їх класифікація. Конститутивні та індуктивні фермен-ти, генетична регуляція. Специфічність дії ферментів. Екзо- та ендофермен-ти. Використання мікробів та їх ферментів у біотехнології для одержання амінокислот, пептидів, органічних кислот, вітамінів, гормонів, антибіотиків, кормового білка, для обробки харчових та промислових продуктів, біологіч-ної очищення стічних вод, одержання рідкого та газоподібного палива.

7.Вікористання мікробів та їх ферментів у біотехнології.

8.Поживні середовища для культивування мікроорганізмів.

Література для засвоєння знань-умінь за даною темою:

1.Борисов Л.Б., Смирнова А.М. Микробиология. М.: Медицина , 2005.-С.46-55.

2.Руководство к практическим занятиям по микробиологии. /Под ред. Л.Б.Борисова. - М.: Медицина, 1984.- С.96-104.

3.Руководство к практическим занятиям по микробиологии. /Под ред. О.В.Бухарина. -М.: Медицина.-2002.-С.32-40.

4.Скеля Л.З., Нехорошева Н.Г., Лукин И.Н., Груднина С.А. Практические аспекты современной клинической микробиологии.-М. : Медицина -2004. -С.9 – 18.

5.Медицинская микробиология, вирусология и иммунология /Под ред. А.А. Воробьёва.- М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 2008 - С. 52-53, 55-62.

6.Практикум по микробиологии /Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр "Академия", 2005 – С. 96-100, 115-118.

Зміст навчання повинен забезпечити досягнення цілей навчання, чому сприяє граф логічної структури теми: „Фізіологія мікрорганізмів ” (додаток 1).

Матеріали та обладнання:живильні середовища: МПА, Левіна, Плоскірєва, Ендо, Чистовіча, Гісса, Ресселя, ЖСА, кров'яний агар, набір індикаторних сму-жок, набір для фарбування за Грамом, мікроскоп, тести для біохімічної іденти-фікації м/о.