ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Тема:«Питание и дыхание бактерий. Питательные среды.

Выделение чистых культур аэробов и анаэробов. Бактериологический метод исследования»

Цель:

– на основании знания особенностей физиологии мик­роорганизмов

научиться проводить бактериологиче­ский метод исследования.

Задачи:

– освоить механизм питания и дыхания бактерий;

– научиться методам культивирования аэробов и анаэробов;

– овладеть основными методами микробиологи­ческой техники;

– уметь выбрать питательную среду для культиви­рования микробов

(аэробов и анаэробов);

– овладеть методами выделения чистых культур и их

идентификации.

Изучение физиологических и биохимических свойств мик­робов требует специальных методик исследования, в соот­ветствии с чем в данном разделе изложены основы микробиоло­гической техники, методы выделения чистых культур, идентифи­кации, методы приготовления питательных сред, методы стери­лизации и т.д.

Знание бактериологических методов исследования патоло­гического материала служит основой для изучения всех после­дующих разделов микробиологической диагностики. Прежде всего, необходимо выделить чистую культуру бактерий. Для ее получения необходимо иметь питательные среды и владеть методами выделе­ния чистой культуры.

Для культивирования микроорганизмов в баклабораториях используются искусственные питательные среды.

По химическому составу и характеру биополимеров (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды) прокариотические клетки не отличаются от эукариотических. Основными химическими компонентами бактериальной клетки являются органогены (кислород, водород, углерод, азот, фосфор). Процесс, в ходе которого бактериальная клетка получает из окружающей среды компоненты, необходимые для построения ее биополимеров, называется питанием.

Метаболизмбактерий представляет собой совокупность двух противо­положных, но взаимосвязанных процессов – катаболизма и анаболизма. Катаболизм (диссимиляция) – распад веществ в процессе ферментативных реакций и накопление выделяемой при этом энергии в молекулах АТФ. Ана­болизм (ассимиляция) – синтез веществ с затратой энергии. Метаболизм бак­терий исследуют с помощью биохимических и физико-химических методов в процессе культивирования бактерий в определенных условиях на питатель­ных средах, содержащих те или иные субстраты.

К особенностям метаболизма у бактерий относятся:

§ преобладание процессов диссимиляции над процессами ассимиляции;

§ высокая интенсивность процессов метаболизма, обусловленная тем, что соотношение поверхности к единице массы больше, чем у многоклеточных;

§ очень широкий субстратный спектр потребляемых бактериями ве­ществ – от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических соеди­нений, включая антропогенные вещества – загрязнители окружающей среды;

§ очень широкий набор ферментов – это также способствует высокой интенсивности метаболических процессов.

Ферменты бактерий делятся на следующие группы: экзоферменты, вы­деляемые во внешнюю среду и действующие на субстрат вне клетки (напри­мер, протеазы, полисахаридазы, олигосахаридазы), и эндоферменты, дей­ствующие на субстраты внутри клетки (например, ферменты, расщепляю­щие аминокислоты, моносахары, синтетазы).

Синтез ферментов генетически детерминирован, но его регуляция идет за счет прямой и обратной связи, т. е. для одних ферментов репрессируется, а для других инициируется субстратом. Ферменты, синтез которых зависит от наличия соответствующего субстрата в среде (например, β-галактозидаза, β-лактамаза) называются индуцибельными. Другая группа ферментов, синтез которых не зависит от наличия субстрата в среде, называется конститутивными. Они в определенных концентрациях всегда содержатся в микробных клетках.

Для диагностики, изучения и в биотехнологических целях микроорганизмы культивируют на искусственных питательных средах.