Презентация на тему "физиология микроорганизмов". Физиология Презентация по микробиологии дыхание бактерий

• Размер: 583 Кб
• Количество слайдов: 37

Описание презентации Презентация Лекция 1 Морфология и физиология бактерий по слайдам

Классификация бактерий. Морфология и физиология бактерий, методы ее изучения Лекция

План: 1. Морфология бактерий 2. Особенности строения бактериальной клетки: 3. Рост и размножение бактерий. 4. Питание бактерий 5. Дыхание бактерий. 6. Ферменты бактерий 7. Пигменты бактерий 8. Токсины бактерий

1. Морфология бактерий. 1. Кокки – шаровидные клетки размером 0, 5 – 1, 0 мкм. Микрококки – отдельно расположенные клетки; Диплококки – парные кокки (пневмококк – возбудитель пневмонии (ланцетовидный,) гонококк – возбудитель гонореи, менингококк – возбудитель эпидемического менингита (бобовидные)

Стрептококки – клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку. Сарцины – имеют вид пакетиков из 8 и более кокков. Стафилококки – кокки, расположенные в виде грозди винограда. Такое расположение характерно для чистой культуры, в мазках возможно в виде единичных кокков.

2. Палочковидные формы называются бактериями. Размеры: 1 – 6 мкм в длину и 0, 5 – 2 мкм в толщину. Имеют закругленные концы – кишечная палочка; Имеют обрубленные концы – возбудитель сибирской язвы; Имеют заостренные концы – возбудитель чумы; Имеют утолщенные концы – возбудитель дифтерии;

Палочковидные бактерии Истинные Спорообразующие Бациллы Клостридии спор не образуют споры в присутствие кислорода, прорастают в вегетативные формы в кислородной среде возбудитель сибирской язвы образуют споры в присутствие кислорода, но прорастают в вегетативные формы в бескислородной среде (столбняк, ботулизм, газовая гангрена)

3. Извитые формы: Вирионы – в форме запятой, возбудитель холеры; Спириллы. Большинство не болезнетворны; Спирохеты – от 6 до 18 завитков.

2. Особенности строения бактериальной клетки Не имеют обособленного ядра В клеточной стенке бактерий содержится особый пептидогликан – муреин. Единственными органоидами являются рибосомы. Роль митохондрий выполняют мезосомы – выросты цитоплазматической мембраны. Могут иметь специальные органеллы движения – жгутики. Размеры – от 0, 3-0, 5 до 5-10 мкм.

Органеллы бактериальной клетки Основные: Дополнительные: Нуклеоид Цитоплазма Рибосомы Цитоплазматическая мембрана Клеточная стенка Споры Капсулы Ворсинки Жгутики

1. Клеточная стенка Значение: сохраняет и придает форму; регулирует осмотическое давление внутри клетки; обеспечивает взаимосвязь с внешней средой; участвует в регуляции обмена веществ; антигенная функция; рецепторная функция; косвенно участвует в регуляции роста и деления;

Бактерии Грамположительные (грам +) бактерии Муреиновый слой составляет 80% от массы клеточной стенки. По Грамму они окрашиваются в синий цвет. Клеточная стенка выглядит аморфно. Граморицательные (грам -) бактерии Муреиновый слой составляет 20% от массы клеточной стенки. По Грамму они окрашиваются в красный цвет. Клеточная стенка четко выражена.

2. Цитоплазматическая мембрана имеет обычное строение: билипидный слой и 2 слоя белков. Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором хромосом.

4. Нуклеоид – ядерное вещество, распыленное в цитоплазме клетки. не имеет ядерной мембраны, ядрышек. В нем локализуется кольцевая двухнитевая молекула ДНК. Функции нуклеоида: контролирует признаки и свойства клетки, участвует в передаче генетической информации. Внехромосомные участки ДНК называются плазмидами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ БАКТЕРИЙ 1. Капсула – дополнительная поверхностная оболочка. Образуется при попадании бактерий в макроорганизм. Капсула защищает микробную клетку: -от фагоцитоза — от антител

Бактерии Истинно капсульные – сохраняют капсулообразование и при росте на питательных средах, а не только в макроорганизме (род Klebsiella); Ложно капсульные – образуют капсулу только при попадании в макроорганизм (возбудители пневмонии, сибирской язвы);

2. Споры – это особые формы существования некоторых бактерий при неблагоприятных условиях внешней среды. При попадании споры в благоприятные условия она прорастает в вегетативную форму. Спорообразующие аэробные бактерии – бациллы, а анаэробные – клостридии.

Расположение спор: центральное — возбудитель сибирской язвы. Размер споры не превышает поперечника клетки; субтерминальное – ближе к концу клетки и превышает ширину клетки – возбудитель ботулизма; терминальное – на конце клетки – возбудитель столбняка.

3. Жгутики – органеллы движения. Монотрихи – имеют 1 жгутик на конце клетки; обеспечивает быстрое движение; Перетрихи – имеют несколько жгутиков, расположенных по периметру; Лофотрихи – пучок жгутиков расположены на одном конце клетки; Амфитрихи – имеют по одному жгутику на каждом конце.

Фазы размножения бактериальной клетки на жидкой питательной среде: начальная стационарная фаза – лаг-фаза (фаза покоя). Продолжительность 3 – 4 часа; фаза логарифмического размножения; максимальная стационарная фаза; фаза ускоренной гибели;

5. Дыхание бактерий 1) аэробы –могут расти только в присутствие кислорода. 2) облигатные анаэробы – растут на среде без кислорода, который для них токсичен (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столбняка). 3) факультативные анаэробы – могут расти как при наличии кислорода, так и без него.

6. Ферменты бактерий белки, участвующие в процессах анаболизма и катаболизма. Известно более 200 ферментов. 1) эндоферменты – действуют в самой клетке, обеспечивают синтез и распад различных веществ. 2) экзоферменты – действуют вне клетки, принимают участие в процессе распада крупных молекул, которые не могут проникнуть внутрь бактериальной клетки, характерны для грамположительных бактерий).

7. Пигменты – красящие вещества Значение: Защищают микробную клетку от природной ультрафиолетовой радиации; Принимают участие в процессах дыхания; Некоторые обладают антибиотическим действием.

8. Токсины Экзотоксины — секретируются в окружающую среду. Имеют белковое происхождение. Специфичны Малоустойчивы Высокотоксичны Переходят в анотоксин. Образуются в основном грамположительными бактериями Эндотоксины – липополисахаридопротеин овый комплекс. Не специфичны. Малотоксичны. Термостабильны. Образуются в основном грамотрицательными бактериями.

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСТОЧНИКОВ
УГЛЕРОДА И АЗОТА ВЫДЕЛЯЮТ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
(СО2, НИТРИТЫ,
НИТРАТЫ и др.)
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
АУТОТРОФЫ
ГЕТЕРОТРОФЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ
ОБЛИГАТНЫЕ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
ВЫДЕЛЯЮТ
ФОТОТРОФЫ:
ПОЛУЧЕНИЕ
ЭНЕРГИИ
ПУТЁМ
ФОТОСИНТЕЗА
ХЕМОТРОФЫ:
ИСПОЛЬЗУЮТ
ЭНЕРГИЮ,
ЗАКЛЮЧЁННУЮ
В ХИМИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВАХ

ФОТОТРОФЫ
НАКОПЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В
БИОСФЕРЕ.
ФОТОСИНТЕЗ ПРОТЕКАЕТ В АЭРОБНЫХ ИЛИ
АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ.
ФОТОСИНТЕЗ ПРОТЕКАЕТ С УЧАСТИЕМ
БАКТЕРИАЛЬНОГО ХЛОРОФИЛЛА, ФИКОЦИАНА И
ФИКОЭРИТРИНА.
ИСТОЧНИК ВОДОРОДА – СЕРОВОДОРОД
(НЕ ВОДА, КАК У РАСТЕНИЙ).
НЕ ВЫДЕЛЯЮТ СВОБОДНЫЙ КИСЛОРОД.
ИСТОЧНИК УГЛЕРОДА – УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ ИЛИ
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

АУТОТРОФЫ
ГЕТЕРОТРОФЫ
МИКРОБНЫЙ
СИНТЕЗ
МИКРОБНАЯ
БИОДЕГРАДАЦИЯ
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ
АУТОТРОФЫ И ГЕТЕРОТРОФЫ СОСТАВЛЯЮТ
ОСНОВУ КРУГОВОРОТА ВЕЩЕСТВ В БИОСФЕРЕ

АУТОТРОФЫ
АЭРОБНОЕ ИЛИ
АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ
ВОССТАНОВЛЕННЫХ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ (СЕРЫ,
ЖЕЛЕЗА, АММИАКА
И ДР.)
ХЕМОЛИТОАУТОТРОФЫ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
ЛУЧИСТОЙ
ЭНЕРГИИ В
ХИМИЧЕСКУЮ
ФОТОАУТОТРОФЫ
СВОБОДНОЖИВУЩИЕ БАКТЕРИИ, ГРИБЫ, ПРОСТЕЙШИЕ,
ВОДОРОСЛИ.
РАСПРОСТРАНЕНЫ В ПОЧВЕ И ВОДЕ ОТКРЫТЫХ ВОДОЁМОВ

ГЕТЕРОТРОФЫ
ПОЛУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ –
БИОЛОГИЧЕСКИМ
ОКИСЛЕНИЕМ
ХЕМООРГАНОТРОФЫ
СИНГЕННЫЕ И ПАТОГЕННЫЕ
ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
БАКТЕРИИ И ГРИБЫ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В
ХИМИЧЕСКУЮ
ФОТОГЕТЕРОТРОФЫ
СВОБОДНОЖИВУЩИЕ
БАКТЕРИИ И ГРИБЫ

ФЕРМЕНТЫ МИКРООРГАНИЗМОВ
ЛОКАЛИЗУЮТСЯ В
СТРУКТУРАХ
МИКРОБНОЙ КЛЕТКИ –
ЭНДОФЕРМЕНТЫ
СЕКРЕТИРУЮТСЯ В
ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ –
ЭКЗОФЕРМЕНТЫ
ФУНКЦИОНИРУЮТ
ТОЛЬКО ВНУТРИ КЛЕТКИ,
КАТАЛИЗИРУЮТ
РЕАКЦИИ БИОСИНТЕЗА
И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБМЕНА
ВЫДЕЛЯЮТСЯ КЛЕТКОЙ В
СРЕДУ, КАТАЛИЗИРУЮТ
РЕАКЦИИ ГИДРОЛИЗА
СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ НА БОЛЕЕ
ПРОСТЫЕ, ДОСТУПНЫЕ
ДЛЯ АССИМИЛЯЦИИ
МИКРОБНОЙ КЛЕТКОЙ

ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ
ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ.
ТРАСФЕРАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ ПЕРЕНОСА
РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ОТ ДОНОРА К АКЦЕПТОРУ.
ЛИАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РЕАКЦИИ РАЗРЫВА СВЯЗЕЙ
В СУБСТРАТЕ БЕЗ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВОДЫ ИЛИ
ОКИСЛЕНИЯ.
ГИДРОЛАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ РАЗРЫВ СВЯЗЕЙ В
СУБСТРАТАХ С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ВОДЫ.
ИЗОМЕРАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ ПРЕВРАЩЕНИЯ В
ПРЕДЕЛАХ ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ (ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ПЕРЕСТРОЙКИ).
ЛИГАЗЫ - КАТАЛИЗИРУЮТ ПРИСОЕДИНЕНИЕ
ДВУХ МОЛЕКУЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ
ФОСФАТНЫХ СВЯЗЕЙ.

СПОСОБЫ ТРАНСПОРТА ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ
КЛЕТОЧНУЮ МЕМБРАНУ У БАКТЕРИЙ
ПРОСТАЯ ДИФФУЗИЯ
- без участия специальных механизмов,
по градиенту концентрации,
без затраты энергии
(малые биомолекулы – Н2О, СО2, О2,
мочевина, низкомолекулярные вещества)

ОБЛЕГЧЁННАЯ ДИФФУЗИЯ
- при помощи белковых каналов или
специальных белков-переносчиков, по
градиенту концентрации без затраты энергии
(моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды,
глицерол, различные ионы).
АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
требует участия специальных белковпереносчиков, но перенос происходит против
градиента концентрации
и требует затраты энергии
(ионы Na+, K+, Ca2+, Mg2+, протоны)

ДЫХАНИЕ – ОДИН ИЗ ПУТЕЙ
БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ,
ПРИ КОТОРОМ КОНЕЧНЫМ АКЦЕПТОРОМ
ОТНЯТОГО ОТ СУБСТРАТА ЭЛЕКТРОНА
В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ ЯВЛЯЕТСЯ
КИСЛОРОД, А В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ –
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ (НИТРАТЫ,
СУЛЬФАТЫ)
ОСНОВНУЮ РОЛЬ В ДЫХАНИИ У МИКРОБОВ
ИГРАЕТ ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ.
ТАКЖЕ ВСТРЕЧАЮТСЯ ЦИКЛ ДИКАРБОНОВЫХ
КИСЛОТ,
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ШУНТ

КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
ПО ТИПУ ДЫХАНИЯ
АНАЭРОБЫ
АЭРОБЫ
ОБЛИГАТНЫЕ
ОБЛИГАТНЫЕ
МИКРОАЭРОФИЛЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЭРОБНОГО ДЫХАНИЯ
ПУТЬ
ПОЛУЧЕНИЯ
ЭНЕРГИИ
НЕОБХОДИМОСТЬ
ПРИСУТСТВИЯ О2
НАЛИЧИЕ
ФЕРМЕНТОВ
АКЦЕПТОРЫ
ЭЛЕКТРОНОВ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СУБСТРАТА
ОБЛИГАТНЫЕ
АНАЭРОБЫ
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ
АНАЭРОБЫ
БРОДИЛЬНЫЙ ИЛИ
АНАЭРОБНЫЙ
ФОТОСИНТЕЗ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ИЛИ
БРОДИЛЬНЫЙ
НЕТ
ДА/НЕТ
ТОЛЬКО ПИРИДИНОВЫЕ
ИЛИ ПИРИДИНОВЫЕ И
ФЛАВИНОВЫЕ
ДЕГИДРОГЕНАЗЫ
ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ
ДЕГИДРОГЕНАЗЫ
ЛЕГКОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ ОРГАНИЧЕСКИЕ И
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
МОЛЕКУЛЫ
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ О2
ИЛИ
ЛЕГКОВОССТАНАВЛИВАЮЩИЕСЯ
МЕТАБОЛИТЫ
НИЗКАЯ
СРЕДНЯЯ
ИЛИ ВЫСОКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА АЭРОБНОГО ДЫХАНИЯ
ПУТЬ ПОЛУЧЕНИЯ
ЭНЕРГИИ
НЕОБХОДИМОСТЬ
ПРИСУТСТВИЯ О2
НАЛИЧИЕ
ФЕРМЕНТОВ
АКЦЕПТОРЫ
ЭЛЕКТРОНОВ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
СУБСТРАТА
ОБЛИГАТНЫЕ
АЭРОБЫ
МИКРОАЭРОФИЛЫ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ
ДА
ДА, НО ПАРЦИАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ НИЖЕ
ОКСИДАЗЫ, ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ ФЕРМЕНТЫ
ОКСИДАЗЫ,
ЦИТОХРОМЫ,
КАТАЛАЗА,
ПЕРОКСИДАЗА,
ФЛАВИНОВЫЕ
ФЕРМЕНТЫ
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
КИСЛОРОД
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
КИСЛОРОД
ВЫСОКАЯ
СРЕДНЯЯ

БРОЖЕНИЕ
– СОВОКУПНОСТЬ ПРОЦЕССОВ
АНАЭРОБНОГО
РАСЩЕПЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
(ЧАЩЕ УГЛЕВОДОВ), С ПОМОЩЬЮ
КОТОРЫХ МИКРОБЫ ПОЛУЧАЮТ
НЕОБХОДИМУЮ ИМ ЭНЕРГИЮ

ВИДЫ
БРОЖЕНИЯ
МИКРОБЫ
КОНЕЧНЫЙ
ПРОДУКТ
СПИРТОВОЕ
ДРОЖЖИ,
МУКОРОВЫЕ ГРИБЫ
ЭТАНОЛ И ДР.
СПИРТЫ
МОЛОЧНОКИСЛОЕ
МОЛОЧНОКИСЛЫЕ
БАКТЕРИИ
МОЛОЧНАЯ К-ТА,
СПИРТ, АЦЕТОН
МАСЛЯНОКИСЛОЕ
КЛОСТРИДИИ
Н2, СО2, МАСЛЯНАЯ,
УКСУСНАЯ К-ТЫ
ЛИМОННОКИСЛОЕ
ГРИБЫ
ЛИМОННАЯ К-ТА
ПРОПИОНОВОКИСЛОЕ
ПРОПИОНИБАКТЕРИИ
ПРОПИОНОВАЯ
КИСЛОТА
МУРАВЬИНОКИСЛОЕ
ЭНТЕРОБАКТЕРИИ
МУРАВЬИНАЯ,
УКСУСНАЯ,
МОЛОЧНАЯ К-ТЫ
БУТАНОЛОВОАЦЕТОНОВОЕ
КЛОСТРИДИИ
БУТАНОЛ, АЦЕТОН
МЕТАНОВОЕ
МЕТАНОВЫЕ
БАКТЕРИИ
МЕТАН

ДЛЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ТАК ЖЕ,
КАК И ДЛЯ
ДРУГИХ ОРГАНИЗМОВ ХАРАКТЕРНЫ
РОСТ
РАЗМНОЖЕНИЕ
ГИБЕЛЬ

РОСТ ПРОЦЕСС УВЕЛИЧЕНИЯ БИОМАССЫ
(РАЗМЕРОВ, ОБЪЕМА, МАССЫ)
ОРГАНИЗМА ИЛИ ЕГО ЧАСТЕЙ В ХОДЕ
ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ,
ОБУСЛОВЛЕННЫЙ СИНТЕЗОМ НОВЫХ ВЕЩЕСТВ.
ХАРАКТЕРЕН ДЛЯ ВСЕХ ГРУПП МИКРОБОВ,
КРОМЕ ВИРУСОВ.
СПОСОБНОСТЬ И ТЕМПЫ РОСТА
ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ,
ПРИРОДОЙ (НАСЛЕДСТВЕННОСТЬЮ) САМОГО
ОРГАНИЗМА,
СОВПАДЕНИЕМ УСЛОВИЙ ОБИТАНИЯ
С ПОТРЕБНОСТЯМИ МИКРОБА.

РОСТ НАЧИНАЕТСЯ ПОСЛЕ ДЕЛЕНИЯ
МАТЕРИНСКОЙ КЛЕТКИ И
СОСТОИТ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ
УВЕЛИЧЕНИИ КОЛИЧЕСТВА:
РНК ДНК БЕЛКА
ВСЕХ ПАРАМЕТРОВ КЛЕТКИ,
ОТДЕЛЬНЫХ ЕЁ СТРУКТУР.
КЛЕТКА БЫСТРО (МИН, Ч) ДОСТИГАЕТ
СТАДИИ ЗРЕЛОСТИ И ПРИСТУПАЕТ
К РАЗМНОЖЕНИЮ ИЛИ ПЕРЕХОДИТ
В СТАДИЮ ПОКОЯ.

РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
– ПРОЦЕСС ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СЕБЕ ПОДОБНЫХ
ОСОБЕЙ
(САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ),
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ПРОДОЛЖЕНИЕ
СУЩЕСТВОВАНИЯ ВИДА.
ВАЖНЕЙШЕЙ ОСОБЕННОСТЬЮ
МИКРООРГАНИЗМОВ ЯВЛЯЮТСЯ
ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ВЫСОКИЕ ТЕМПЫ
РАЗМНОЖЕНИЯ В БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ
(ВЗРЫВНОЙ ТИП РАЗМНОЖЕНИЯ)
И
СПОСОБНОСТЬ ИХ ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ
ОБХОДИТЬСЯ БЕЗ РАЗМНОЖЕНИЯ В
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ

СПОСОБЫ РАЗМНОЖЕНИЯ У МИКРОБОВ
ПОЛОВОЙ
КОНЪЮГАЦИЯ
КОПУЛЯЦИЯ
ПАРАПОЛОВОЙ
ТРАНСДУКЦИЯ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
БЕСПОЛЫЙ
ВЕГЕТАТИВНЫЙ
(ПРОСТОЕ
ДЕЛЕНИЕ,
ПОЧКОВАНИЕ,
МНОЖЕСТЕННОЕ
ДЕЛЕНИЕ,
СПОРООБРАЗОВАНИЕ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДЕЛЕНИЯ БАКТЕРИИ

СПОСОБЫ ДЕЛЕНИЯ У ПРОКАРИОТ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ОБРАЗОВАНИЯ
ПОПЕРЕЧНОЙ ПЕРЕГОРОДКИ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ОБРАЗОВАНИЯ
ПЕРЕТЯЖКИ
ДЕЛЕНИЕ ПУТЁМ ПОЧКОВАНИЯ
МНОЖЕСТВЕННОЕ ДЕЛЕНИЕ

КОЛИЧЕСТВОВО БАКТЕРИАЛЬНЫХ
КЛЕТОК
РОСТ ПОПУЛЯЦИИ МИКРОБОВ В ЗАКРЫТОЙ
СИСТЕМЕ
ЛАГ-ФАЗА
(ЗАДЕРЖКА
РОСТА)
СТАЦИОНАРНАЯ
ФАЗА
ФАЗА
ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ
ГИБЕЛИ
ИСХОДНАЯ
ФАЗА
ЛОГ-ФАЗА
(ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫЙ
РОСТ)
ВРЕМЯ, ч

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБНОСТИ К РОСТУ И
РАЗМНОЖЕНИЮ РАССМАТРИВАЮТ ДВЕ СТАДИИ
ОНТОГЕНЕЗА МИКРОБОВ:
ВЕГЕТАТИВНУЮ –
ЖИЗНЕСПОСОБНУЮ
И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНУЮ
ПОКОЯЩУЮСЯ –
ЖИЗНЕСПОСОБНУЮ,НО
НЕ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНУЮ
ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ МИКРОБОВ –
ФОРМЫ ИЛИ СТАДИИ РАЗВИТИЯ
МИКРОБОВ С РЕЗКО СНИЖЕННЫМ
ОБМЕНОМ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
(ГИПОБИОЗ, АНАБИОЗ)

РАЗЛИЧИЯ ПОКОЯЩЕЙСЯ И ВЕГЕТАТИВНОЙ
ФОРМ МИКРОБОВ
ПРИЗНАК
ВЕГЕТАТИВНАЯ
ФОРМА
ПОКОЯЩАЯСЯ
ФОРМА
МОРФОЛОГИЯ
ХАРАКТЕРНАЯ
ДЛЯ ВЕГ.ФОРМ
ОСОБАЯ
РОСТ И
РАЗМНОЖЕНИЕ
+
-
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
+
-
ЧУВСТ-НОСТЬ К
ПОВРЕЖДАЮЩИ
ФАКТОРАМ
+
-
ФУНКЦИЯ
2)
1) РОСТ,
РАЗМНОЖЕНИЕ
1) ПЕРЕЖИВАНИЕ
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ
УСЛОВИЙ,
2) РАЗМНОЖЕНИЕ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
(МОРФОЛОГИЯ РЕЗКО ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ
ВЕГЕТАТИВНОЙ ФОРМЫ)
ПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ МИКРОБОВ
СПОРЫ БАКТЕРИЙ И ГРИБОВ
ЦИСТЫ СПИРОХЕТ И ПРОСТЕЙШИХ
ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ТЕЛЬЦЕ ХЛАМИДИЙ
ВИРИОН ВИРУСОВ
L-форма БАКТЕРИЙ,
ЛИЗОГЕННАЯ (ИНТЕГРАТИВНАЯ ФОРМА,
ПРОВИРУС) ФОРМА ВИРУСОВ

СПОРЫ BACILLUS ANTHRACIS, окраска по Ожешко

СПОРЫ BACILLUS ANTHRACIS

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ И РЕТИКУЛЯРНЫЕ ТЕЛЬЦА ХЛАМИДИЙ

УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ПРОИСХОДИТ
ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ ФОРМЫ В
ПОКОЯЩУЮСЯ, ЗАВИСЯТ ОТ:
1. ОСОБЕННОСТЕЙ МИКРООРГАНИЗМА
(УРОВНЯ ЕГО БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ)
2. УСЛОВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ОБЩИЕ ОТЛИЧИЯ ПОКОЯЩЕЙСЯ ФОРМЫ ОТ
ВЕГЕТАТИВНОЙ
1. РЕПРЕССИЯ ГЕНОМА
2. УМЕНЬШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА
СВОБОДНОЙ ВОДЫ В ЦИТОПЛАЗМЕ
3. УТРАТА ПОВЕРХНОСТНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
4. ПОЯВЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОБОЛОЧЕК
1. УМЕНЬШЕНИЕ РАЗМЕРОВ
2. УВЕЛИЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К
ДЕЙСТВИЮ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

СХЕМА СТРОЕНИЯ СПОРЫ БАКТЕРИИ
ВНЕШНЯЯ МЕМБРАНА СПОРЫ
ЭКЗОСПОРИУМ
КОРА
СЕРДЦЕВИНА
ВНУТРЕНЯЯ МЕМБРАНА СПОРЫ

ВЫСОКАЯ ТЕРМОУСТОЙЧИВОСТЬ И
УСТОЙЧИВОСТЬ К ВЫСУШИВАНИЮ,
ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ СПОР,
ОБУСЛОВЛЕНЫ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ
ИОНОВ КАЛЬЦИЯ И НАЛИЧИЕМ ОСОБОГО
ВЕЩЕСТВА СПОРОВОГО ПЕПТИДОГЛИКАНАДИПИКОЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ.

Расположение эндоспор в клетке:
1, 4 - центральное
2, 3, 5 - терминальное
6 - латеральное

Культивирование микроорганизмов

МИКРООРГАНИЗМЫ ИССЛЕДУЮТ В
ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ, ИСПОЛЬЗУЯ
ЧИСТЫЕ КУЛЬТУРЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ПОПУЛЯЦИИ
КЛЕТОК ОДНОГО ВИДА
С ЭТОЙ ЦЕЛЬЮ МИКРООРГАНИЗМЫ
КУЛЬТИВИРУЮТ НА РАЗНООБРАЗНЫХ
ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ
ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ ДЛЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
ДОЛЖНЫ СОДЕРЖАТЬ ИСТОЧНИКИ УГЛЕРОДА И
ЭНЕРГИИ, ОРГАНИЧЕСКИЕ И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА, МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, В
КОЛИЧЕСТВАХ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ
ПОТРЕБНОСТЯМ ДАННОГО ВИДА
ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ, ДОБАВЛЯЮТ ФАКТОРЫ
РОСТА: ВИТАМИНЫ, АМИНОКИСЛОТЫ, ПУРИНЫ И
ПИРИМИДИНЫ

1. Обмен веществ как главная особенность живого организма. Химический состав микробной клетки. Физиология микроорганизмов. Организм находится в сложных взаимоотношениях с окружающей средой. Из нее он получает пищу, воду, кислород, свет, тепло. Создавая посредством этих веществ и энергии массу живого вещества, строит свое тело. Однако, используя эту среду, организм благодаря своей жизнедеятельности одновременно и воздействует на нее, изменяет ее. Следовательно, главным процессом взаимосвязи организма и среды является обмен веществ и энергией.

Обмен веществ является одним из основных свойств живой материи, необходимым условием жизни. В процессе обмена веществ происходит как расходование свободной энергии, так и накопление ее в сложных органических соединениях или в форме электрических зарядов на поверхности клеточных мембран.

Физические и химические процессы в живом организме не теряют своего внутреннего качественного содержания, но существенно изменяются в направлении, определяемом законами развития живой материи. Накопление свободной энергии стало возможно только в живом организме. Эта качественно новая форма обмена энергии появилась с момента выделения живого из неживого.

Химический состав микробной клетки Клетки микроорганизмов на 7585 % состоят из воды и на 1525 % из сухого вещества. В состав сухого вещества клетки входят углерод, кислород, азот, водород и минеральные элементы. Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других меньше.

Макроэлементы К макроэлементам относят кислород (6575 %), углерод (1518 %), водород (810 %), азот (2,03,0 %), калий (0,150,4 %), сера (0,150,2 %), фосфор (0,21,0 %), хлор (0,050,1 %), магний (0,020,03 %), натрий (0,02 0,03 %), кальций (0,042,00 %), железо (0,010,015 %). Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.

Микроэлементы К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0, % массы тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк.

Ультрамикроэлементы Ультрамикроэлементы составляют менее 0, % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие, ртуть, подавляющую обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов ещё мало понятны.

Физиология микроорганизмов Физиология микроорганизмов изучает функции, а также биохимические процессы, происходящие в их клетках и окружающей среде. Конкретно физиология микроорганизмов рассматривает их питание, дыхание, размножение, движение, спорообразование и превращение веществ.

Питание микроорганизмов происходит по средствам диффузии (самостоятельное проникновение) и осмоса (проникновение под влиянием чего-то) жидких питательных веществ сквозь полупроницаемую оболочку клетки и выделения наружу продуктов обмена. Быстрота процесса проникновения питательных веществ через оболочку зависит от строения клетки, в том числе от концентрации питательных веществ в ней и окружающей среде, и внешних условий.

Большинство микроорганизмов живет в солевых растворах, приближающихся к 0,5 %- ному раствору хлористого натрия, обеспечивающих осмотическое давление клеточного сока в пределах 36 атмосфер. При внесении микроорганизмов в концентрированные гипертонические растворы поваренной соли или сахара вода из них отсасывается наружу и протоплазма клеток сморщивается. Это явление называется плазмолизом. В таких условиях микроорганизмы прекращают развитие и в большинстве случаев гибнут.

Микроорганизмы, помещенные в гипотонические растворы (дистиллированную воду), сильно набухают под воздействием притекающей извне воды, округляются, некоторые из них разрываются. Явление набухания носит название плазмоптиса. Микроорганизмы для питания используют самые разнообразные вещества. В живой микробной клетке концентрация веществ всегда несколько выше, чем в окружающей среде. Поэтому происходит слабый избыточный приток воды из внешней среды внутрь клетки, вследствие чего ее эластичная оболочка напрягается. Такое состояние клетки называется туpгopом, а давление, растягивающее оболочку, тургорным.

По способу использования углерода микроорганизмы делятся на автотрофов (автос сам, трофе питание) и гетеротрофов (гетерос другой). Автотрофы, или прототрофы (протос простой), усваивают углерод из углекислоты воздуха. Гетеротрофы микроорганизмы, усваивающие углерод только из готовых органических соединений. К ним относятся микроорганизмы брожения, гнилостные и патогенные (болезнетворные) микроорганизмы.

Гетеротрофные микроорганизмы, в свою очередь, делятся на метатрофы (мета после и трофе питание), или сапрофиты (сапрос гнилой, фитон растение), и паратрофы (пара возле, трофе питание), или патогенные. Первые питаются мертвыми питательными веществами, вторые размножаются только в живых существах. Паратрофы являются возбудителями болезней растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Деление микроорганизмов на автотрофов, метатрофов и паратрофов весьма условно. Резких граней между ними нет. Многие паратрофы (патогенные микроорганизмы) могут развиваться и на мертвых питательных средах.

Дыхание микроорганизмов. Питание микроорганизмов обеспечивает построение оболочки, цитоплазмы и ядерной субстанции, а также размножение. Питание, как правило, сопровождается эндотермическими реакциями (с поглощением тепла), а дыхание, наоборот, экзотермическими реакциями (с освобождением тепла). Эти процессы протекают одновременно и обеспечивают необходимый для жизни обмен веществ, выражающийся в ассимиляции (усвоении) нужных веществ и диссимиляции (выведении) отработанных вредных шлаков.

По типу дыхания микроорганизмы делятся на аэробы (аэр воздух) и анаэробы (не нуждающиеся в кислороде воздуха). Аэробы живут в присутствии кислорода воздуха и получают тепловую энергию при окислении и расщеплении углеводов, при этом углевод расщепляется до воды и углекислоты, выделяя большое количество энергии. Так, грамм- молекула глюкозы образует 688 больших калорий тепла. Реакция протекает по формуле С6Н = 6СО + 6Н килокалорий.

Анаэробы могут жить и развиваться только при отсутствии кислорода воздуха, для анаэробов такой кислород является ядом. Эти микроорганизмы в процессе дыхания получают энергию и необходимый для построения клетки связанный кислород путем расщепления органических соединений. Между облигатными (строгими) аэробами и анаэробами существует много переходных групп. Имеются микроорганизмы факультативные (необязательные)аэробы и анаэробы, могущие развиваться в тех и других условиях.

2. Брожение Брожение это анаэробный метаболический распад молекул (например, сахаров или глюкозы) с помощью микроорганизмов с получением таких продуктов как этанол, углекислый газ, молочная кислота, уксусная кислота, этилен и т.д. Брожение часто используется для приготовления или хранения продуктов питания. Чаще, говоря о брожения, имеют в виду превращение сахара в спирт с помощью дрожжей, но, например, при производстве йогуртов используется брожения с помощью других бактерий.

Брожение делится на 2 группы: 1. Типичные анаэробные брожения; 2. Относительные аэробные брожения. Типичные анаэробные брожения бывают: 1. Спиртовое брожение; 2. Молочнокислое брожение; 3. Маслянокислое брожение; Относительные аэробные брожения: 1. Уксуснокислое брожение; 2. Лимоннокислое брожение.

Типичные брожения Спиртовое брожение это процесс окисления углеводов, в результате которого образуются этиловый спирт, углекислота и выделяется энергия. Спиртовое брожение есть процесс разложения сахара на спирт и углекислый газ. Оно протекает под действием микроорганизмов в виде следующей реакции: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО ккал сахар этиловый углекислый энергия спирт газ Кроме этилового спирта и углекислого газа, при этом получаются также побочные продукты: уксусный альдегид, глицерин, сивушные масла (бутиловый, изобутиловый, амиловый и изоамиловый спирты), уксусная и янтарная кислоты и др.

Спиртовое брожение углеводов вызывается дрожжами, отдельными представителями мукоровых грибов и некоторыми бактериями. Однако грибы и бактерии вырабатывают спирта значительно меньше, чем дрожжи. Сбраживаться могут лишь углеводы, и притом весьма избирательно. Дрожжи сбраживают только некоторые 6-углеродные сахара (глюкозу, фруктозу, маннозу). Процесс спиртового брожения многоступенчатый, состоящий из цепи химических реакций. Биологический смысл спиртового брожения заключается в том, что образуется определенное количество энергии, которая запасается в форме АТФ, а затем расходуется на все жизненно необходимые процессы клетки.

Спиртовое брожение делится: 1. Верховое; 2. Низовое. Верховое брожение протекает очень энергично, с образованием на поверхности субстрата большого количества пены и с бурным выделением углекислого газа, потоками которого дрожжи выносятся в верхние слои субстрата. Дрожжи, вызывающие такое брожение, называются верховыми дрожжами. После окончания брожения они оседают на дно бродильных сосудов.

Низовое брожение, вызываемое низовыми дрожжами, идет значительно спокойнее, с образованием небольшого количества пены. Углекислый газ выделяется постепенно и дрожжи остаются в нижнем слое сбраживаемого субстрата. Верховые дрожжи применяют для получения спирта и пекарских дрожжей, низовые - для производства вина и пива. Для получения вина и пива иногда используют и верховые дрожжи.

Молочнокислое брожение - процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характерному продукту молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путем катаболизма углеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Молочнокислые бактерии подразделяют на 2 группы – гомоферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии (например, Lactobacillus delbrückii) расщепляют моносахариды с образованием двух молекул молочной кислоты. Гетероферментативные бактерии (например, Bacterium lactis aerogenes) ведут сбраживание с образованием молочной кислоты, уксусной кислоты, этилового спирта и CO2, а также образуют небольшое количество ароматических веществ - диацетила, эфиров и другие.

Гомоферментативное молочнокислое брожение используется для получения молочной кислоты, при изготовлении различных кислых молочных продуктов, хлеба и в силосовании кормов в сельском хозяйстве. Гетероферментативное молочнокислое брожение происходит при консервировании различных плодов и овощей путём квашения. Молочнокислое брожение представляет собой разложение сахара под действием молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты. В общем суммарном виде его можно представить следующим уравнением: С6Н12О6 = 2С3Н6О ккал.

Молочнокислые бактерии бывают шаровидной и палочковидной формы. Они неподвижны, спор не образуют и являются факультативными анаэробами. Молочнокислые бактерии способны сбраживать только моно- и дисахариды и совсем не сбраживают крахмал и другие полисахариды, так как не выделяют соответствующих ферментов. Некоторые из этих бактерий вырабатывают антибиотические вещества, действующие против возбудителей кишечных заболеваний. Молочнокислые бактерии широко распространены в природе, они постоянно встречаются в почве, на различных растениях, на плодах и овощах, в молоке и т. д. Наибольшее значение имеют следующие молочнокислые бактерии: молочнокислый стрептококк, болгарская, ацидофильная, сырная, дельбрюковская, огуречная, капустная палочки и др.

Маслянокислое брожение брожение, в ходе которого образуется масляная кислота C3H7COOH. При этом водород и углекислота являются побочными продуктами. Маслянокислое брожение результат деятельности анаэробных бактерий, в том числе рода Клостридиум. Как следует из названия, такое брожение связано с прогорканием жиров. Этот вид брожения применяют для производства масляной кислоты, которая широко используется в промышленности. Кроме масляной кислоты образуются также уксусная, пропионовая, валериановая, капроновая, янтарная, муравьиная и другие кислоты, этиловый, бутиловый, амиловый, пропиловый спирты. В щелочной среде преобладает выход бутилового спирта и ацетона, что имеет большое промышленное значение.

Маслянокислые бактерии представляют собой подвижные, довольно крупные палочки. Они образуют споры, которые располагаются центрально или ближе к одному из концов клетки, придавая ей форму веретена или теннисной ракетки. Споры довольно термоустойчивы, выдерживают кипячение в течение нескольких минут. Характерной особенностью этих бактерий является наличие в клетках крахмалоподобного полисахарида гранулезы (в виде зернышек-гранул), окрашивающегося от йода в синеватый или коричневато-фиолетовый цвет.

Маслянокислые бактерии могут вызывать массовую гибель картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов (бомбаж), прогоркание молока, увлажнение муки и других продуктов, чем наносят большой ущерб народному хозяйству. Они вызывают порчу квашеных овощей; образующаяся при этом масляная кислота придает продукту острый прогорклый вкус, резкий и неприятный запах. В производствах, основанных на жизнедеятельности дрожжей, маслянокислые бактерии являются вредителями, так как масляная кислота отравляет дрожжи. Борьба с ними затруднительна из-за высокой устойчивости спор.

Аэробные окислительные процессы К окислительным (аэробным) относятся вызываемые микроорганизмами биохимические процессы, протекающие с участием кислорода воздуха. Большинство аэробных микроорганизмов окисляют органические вещества в процессе дыхания до С02 и Н2О. Однако некоторые окисляют их лишь частично. Конечными продуктами такого неполного окисления чаще являются кислоты. Поскольку эти продукты сходны с теми, которые образуются при брожениях, некоторые процессы неполного окисления условно называют окислительными брожениями.

Уксуснокислое брожение это окисление бактериями этилового спирта в уксусную кислоту: СН3СН2ОН + О2"=СН3СООН + Н2О. При уксуснокислом брожении реакция окисления этилового спирта протекает в две стадии: сначала образуется уксусный альдегид, который затем окисляется в уксусную кислоту: 2СН8СН2ОН + О2 -> 2СН3СНО + 2Н2О; 2СН8СНО * 2СН8СООН. 2СН3СНО + 2Н2О; 2СН8СНО + 02 -* 2СН8СООН.">

Возбудителем уксуснокислого брожения является уксусный гриб (Mycoderma aceti) Уксуснокислые бактерии представляют собой грамотрицательные, палочковидные, бесспоровые, строго аэробные организмы. Среди них есть подвижные и неподвижные бактерии. Оптимальная температура роста для различных уксуснокислых бактерий 2035° С. Некоторые из них способны синтезировать витамины В1 В2, B12, однако многие сами нуждаются в витаминах и прежде всего в пантотеновой кислоте.

Уксуснокислые бактерии часто встречаются в виде длинных нитей и многие образуют пленки на поверхности субстрата. Например, для A. pasteurianum характерна пленка сухая морщинистая, для A. xylinum мощная, хрящевидная. Некоторые бактерии сплошной пленки не образуют, а дают только островки ее на поверхности жидкости или «кольцо» около стенок сосуда. Появление пленок связано с ослизнением клеточных оболочек. Уксуснокислым бактериям свойственна изменчивость формы клеток. В неблагоприятных условиях развития бактерии приобретают необычную форму толстые длинные нити, иногда раздутые, уродливые клетки. Уксуснокислые бактерии широко распространены в природе, они встречаются на зрелых плодах, ягодах, в квашеных овощах, вине, пиве, квасе. На уксуснокислом брожении основано промышленное получение уксуса для пищевых целей.

Лимоннокислое брожение. При лимоннокислом брожении сахар под воздействием грибов окисляется в лимонную кислоту. Эту кислоту раньше получали из сока цитрусовых – лимонов и апельсинов. В настоящее время ее производят в основном путем брожения. В качестве возбудителя лимоннокислого брожения применяется гриб асспергиллус нигер. Сырьем для производства лимонной кислоты служит сахаросодержащий продукт - меласса. Мелассный раствор, включающий около 15% сахара и необходимые грибу питательные вещества, разливают в плоские открытые сосуды и засевают спорами гриба. Сосуды помещают в бродильные камеры, которые хорошо проветривают. Процесс брожения продолжается в течение 6-8 дней при температуре около 30°С.

По окончании брожения мелассный раствор из-под пленки гриба сливают, затем из него выделяют лимонную кислоту, которую подвергают последующей очистке и кристаллизации. Выход лимонной кислоты составляет % от количества израсходованного сахара. В последнее время начинают применять новый метод получения лимонной кислоты. При этом гриб находится не на поверхности сбраживаемого субстрата, а внедряется своим мицелием в толщу субстрата, который энергично насыщают воздухом. Такой способ ускоряет процесс накопления лимонной кислоты в сбраживаемом субстрате. Лимонная кислота находит широкое практическое применение, она используется, например, при изготовлении кондитерских и кулинарных изделий, безалкогольных напитков и т. д.

3. Гниение. Гниением называется разложение белковых веществ микроорганизмами. Белки являются важнейшей составной частью живого и отмершего органического мира, содержатся во многих пищевых продуктах. Белки характеризуются большим разнообразием и сложностью строения. Разложение белка начинается с его гидролиза под влиянием протеолитических ферментов, выделяемых микробами в окружающую среду. Гидролиз белков протекает в несколько стадий. Первичными продуктами гидролиза являются пептоны и полипептиды, мало отличающиеся от исходного белка, но обладающие меньшим молекулярным весом. Пептоны и полипептиды затем расщепляются более глубоко, до образования аминокислот, которые являются конечными продуктами гидролиза.

Процесс гидролиза белка можно представить в виде следующей схемы: белок пептоны полипептиды аминокислоты. Аминокислоты подвергаются дальнейшему расщеплению, в результате чего образуются различные продукты гниения, многие из которых характеризуются неприятным запахом (аммиак, сероводород, индол, скатол, меркаптаны и др.). В качестве конечных продуктов гниения при этом образуются аммиак, углекислый газ, вода, сероводород и соли фосфорной кислоты, то есть минеральные вещества.

В анаэробных условиях не происходит полного окисления органических соединений, являющихся продуктами распада аминокислот. Поэтому кроме аммиака и углекислоты среди конечных веществ гниения накапливаются различные органические кислоты, спирты, амины и другие органические соединения, сообщающие гниющему материалу отвратительный тошнотворный запах. Гнилостные микроорганизмы широко распространены в природе. Среди гнилостных микроорганизмов наибольшее значение имеют бактерии. Гнилостные бактерии бывают спорообразующие и бесспоровые, аэробные и анаэробные.

Чаще других гниение вызывают следующие аэробные бактерии: бациллус субтилис (сенная палочка) и бациллус мезентерикус (картофельная палочка). Обе эти бактерии подвижны и образуют споры, отличающиеся устойчивостью к высоким температурам. К числу гнилостных бактерий, разрушающих белковые вещества в аэробных условиях, относится также бациллус. микоидес. Эта бактерия широко распространена в почве. Она представляет собой подвижную спорообразующую палочку. Наиболее распространенными и активными возбудителями гниения в анаэробных условиях являются бациллус путрификус и бациллус спорогенес.

Среди факультативных анаэробов разложение белка вызывает протеус вульгарис (протей). Бактерии представляют собой мелкие, бесспоровые, очень подвижные палочки. Эта бактерия обладает способностью менять форму и размеры на разных питательных субстратах. При разложении белка протей образует сероводород и индол, а на средах, богатых углеводами, выделяет большое количество углекислоты и водорода. Хорошо развивается при температуре в пределах 25-37°С. Оптимальная температура развития для большей части гнилостных микроорганизмов находится в пределах 25-35°С. Низкие температуры не вызывают их гибели, а лишь приостанавливают развитие. При температуре 4-6°С жизнедеятельность гнилостных микроорганизмов подавляется. Бесспоровые гнилостные бактерии погибают при температуре выше 60°С, а спорообразующие бактерии выдерживают нагревание до 100°С.

В природе гниение играет большую положительную роль. Оно является составной частью круговорота веществ. Гнилостные процессы обеспечивают обогащение почвы такими формами азота, которые необходимы растениям. Однако гнилостные микроорганизмы могут вызывать порчу многих пищевых продуктов и материалов, содержащих белковые вещества. Для предотвращения порчи продуктов гнилостными микроорганизмами следует обеспечивать такой режим их хранения, который исключал бы развитие этих микроорганизмов.

Презентация по теме "Классификация и морфология бактерий" по дисциплине Основы микробиологии и иммунологии, специальность 34.02.01. Сестринское дело подготовлена для проведения теоритических занятий. Охватывает один из основных разделов дисциплины. Разделы презентации: размер бактерий, форма бактерий, строение бактериальной клетки, классификация бактерий по Берджи, физиология бактерий.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Раздел 2: Бактериология Тема 2.1: « Классификация бактерий. Морфология бактерий ».

Классификация микроорганизмов Неклеточные формы Клеточные формы Прокариоты Эукариоты Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной (вириона) и внутриклеточной (вируса). Размер: от 15–18 до 300–400 нм. Бактерии – одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла и не имеющие ядра. Размер: от 0,3–0,5 до 5-10 мкм. Простейшие являются одноклеточными животными организмами. Размер: от 2 до 50 мкм Грибы – одноклеточные и многоклеточные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла, но имеющие черты животной клетки. Размер: от 0,2 до 100 мкм

Основные понятия: Классификация - распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фенотипическими признаками) по различным таксонам. Систематика- распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством. Таксономия - наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией. Наиболее часто используют следующие таксономические единицы (таксоны)- штамм, вид, род. Последующие более крупные таксоны - семейство, порядок, класс.

1.Морфологические- форма, величина, особенности взаиморасположения, структура. 2. Тинкториальные - отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму. По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные. 3. Культуральные- характер роста микроорганизма на питательных средах.

4. Биохимические - способность образовывать в процессе жизнедеятельности различные биохимические продукты за счет активности различных ферментных систем и особенностей обмена веществ. 5.Антигенные- зависят преимущественно от химического состава и строения клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы, распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать антитела и другие формы иммунного ответа, выявляются в иммунологических реакциях. 6. Физиологические - способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы).

7. Подвижность и типы движения. 8. Способность к спорообразованию, характер спор. 9. Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование. 10. Химический состав клеточных стенок - основные сахара и аминокислоты, липидный и жирнокислотный состав. 11. Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам. 12. Г енотипические.

Размеры БАКТЕРИЙ Размеры бактериальных клеток колеблются в пределах от 1 до 10-15 мкм

По форме выделяют следующие основные группы микроорганизмов. Шаровидные или кокки. Палочковидные. Извитые. Нитевидные.

Кокковидные бактерии (кокки) по характеру взаиморасположения после деления подразделяются на: 1. Микрококки. Клетки расположены в одиночку. Входят в состав нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. Заболеваний у людей не вызывают. 2. Диплококки. Деление этих микроорганизмов происходит в одной плоскости, образуются пары клеток. Среди диплококков много патогенных микроорганизмов- гонококк, менингококк, пневмококк. 3. Стрептококки. Деление осуществляется в одной плоскости, размножающиеся клетки сохраняют связь (не расходятся), образуя цепочки. Много патогенных микроорганизмов- возбудители ангин, скарлатины, гнойных воспалительных процессов.

4. Тетракокки. Деление в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с образованием тетрад (т.е. по четыре клетки). Медицинского значения не имеют. 5. Сарцины. Деление в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, образуя тюки (пакеты) из 8, 16 и большего количества клеток. Часто обнаруживают в воздухе. 6. Стафилококки (от лат.- гроздь винограда). Делятся беспорядочно в различных плоскостях, образуя скопления, напоминающие грозди винограда. Вызывают многочисленные болезни, прежде всего гнойно - воспалительные (фурункулёз)

Палочковидные формы 1 . Бактерии - палочки, не образующие спор. 2. Бациллы - аэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры обычно не превышает размера (“ширины”) клетки (эндоспоры). 3. Клостридии - анаэробные спорообразующие микробы. Диаметр споры больше поперечника (диаметра) вегетативной клетки, в связи с чем клетка напоминает веретено или теннисную ракетку.

Извитые формы 1. Вибрионы и кампилобактерии - имеют один изгиб, могут быть в форме запятой, короткого завитка. (холерный вибрион) 2. Спириллы - имеют 2- 3 завитка. 3. Спирохеты - имеют различное число завитков, Из большого числа спирохет наибольшее медицинское значение имеют представители трех родов- Borrelia , Treponema , Leptospira .

Строение бактериальной клетки.

Обязательные органоиды: ядерный аппарат - нуклеоид - , цитоплазма, цитоплазматическая мембрана. 1.В центре бактериальной клетки находится нуклеоид - ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. 2. Цитоплазма - сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).

3. Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно - восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки). 4. Клеточная стенка - присуща большинству бактерий (кроме микоплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов).. В составе – два основных слоя, из которых наружный- более пластичный, внутренний- ригидный.

Строение клеточной стенки грам (+) микроорганизмов (слева) грам (-) микроорганизмов (справа)

Классификация микроорганизмов по Берджи

К поверхностным структурам бактерий (необязательным, как и клеточная стенка), относятся капсула, жгутики, микроворсинки. Капсула или слизистый слой окружает оболочку ряда бактерий. Выделяют микрокапсулу, выявляемую при электронной микроскопии в виде слоя микрофибрилл, и макрокапсулу, обнаруживаемую при световой микроскопии. Капсула является защитной структурой.

Жгутики. Подвижные бактерии могут быть скользящие (передвигаются по твердой поверхности в результате волнообразных сокращений) или плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных спирально изогнутых белковых образований - жгутиков.

По расположению и количеству жгутиков выделяют ряд форм бактерий. А. Монотрихи - имеют один полярный жгутик. (холерный вибрион, синегнойная палочка). В. Лофотрихи - имеют полярно расположенный пучок жгутиков. С. Амфитрихи - имеют жгутики по диаметрально противоположным полюсам. D . Перитрихи - имеют жгутики по всему периметру бактериальной клетки. (Е. coli , сальмонеллы брюшного тифа, паратифов А и В).

Фимбрии или реснички – короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прокрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек).

Спорообразование - способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоплиятных факторов окружающей среды. Бактерии образуют только одну спору

Выживание бактерий при высушивании Холерный вибрион до 2 дней Чумная палочка до 8 дней Палочка дифтерии до 30 дней Палочка тифа до 70 дней Туберкулезная палочка до 90 дней Палочка стафилококка до 90 дней

Споры могут располагаться: в центре клетки - центрально (возбудитель сибирской язвы) 2 .ближе к концу - субтерминально, (возбудителяь газовой гангрены) 3.на самом конце - терминально, (возбудительи столбняка и ботулизма)

БАЦИЛЛЫ – споры НЕ превышают диаметр клетки Bacillus anthracis - возбудителя сибирской язвы

КЛОСТРИИИ - споры больше диаметра клетки Clistridium , Cl . b otulinum – клостридия ботулизма Clostridium tetani – клостридия столбняка

РИККЕТСИОЗЫ Род Rickettsia , виды делят на две группы: 1) группу тифов: а) R. provacheka – возбудитель эпидемического (вшивого) сыпного тифа; б) R. typhi – возбудитель эндемического (крысино-блошиного) тифа; 2) группу клещевых риккетсиозов: а) R. rickettsi – возбудитель лихорадки скалистых гор; б) R. conori – возбудитель геморрагической лихорадки

Сыпной тиф Сыпной тиф - вызываемое риккетсиями Провачека общее острое инфекционное заболевание, передающееся от больного человека здоровому через вшей; оно характеризуется преимущественным поражением сосудистой и нервной систем, типичной температурной кривой и сыпью на коже. Сыпной тиф является одной из разновидностей обширной группы риккетсиозных заболеваний человека, к числу которых, в частности, относятся: - эндемический (крысиный) сыпной тиф, -клещевой сыпной тиф.

Микоплазмы Микоплазмы – это бактерии, которые относятся к кла ссу Mollicutes (мягкокожие). Самые мелкие грам « - « бактерии (0,3-0,9 мкм). Главная черта– отсутствие клеточной стенки. Клетки окружены только ЦПМ, поэтому они имеют разнообразную форму: кокки, палочки, колбовидные, грушевидные или нитевидные. Снаружи ЦПМ – капсулоподобный слой, в цитоплазме – нуклеоид, рибосомы, мезосомы. Спор не образуют. Вызывают заболевание у человека по типу острой респираторной инфекции (Mycoplasma pneumonia); поражают органы дыхания, мочеполовую и ЦНС.

№ Формы и виды бактерий Особенности расположения и строения бактериальной клетки Заболевания, вызываемые данным видом бактерий 1 Шаровидные (кокки) 2 Палочковидные (палочки) 3 Извитые формы Заполнить таблицу: «Основные формы бактерий».

Спасибо за внимание! 

МИКРООРГАНИЗМОВ

Введение

Химический состав

Питание, дыхание и размножение

Наследственность и генетические рекомбинации у бактерий

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Человек использовал бактерии, ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих бактерии, приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто и т.д.

Человек использовал бактерии, ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих Бактерии, приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто.

Впервые бактерии увидел А. Левенгук - создатель микроскопа, исследуя растительные настои и зубной налёт.

Впервые бактерии увидел А. Левенгук -

создатель микроскопа

К концу 19 - началу 20 вв. было выделено большое число бактерий, обитающих в почве, воде, пищевых продуктах и т.п., были открыты многие виды болезнетворных бактерий. Классические исследования Л. Пастера в области физиологии бактерии послужили основой для изучения у них обмена веществ. Вклад в исследование бактерии внесли русские и советские учёные С.Н. Виноградский, В.Л. Омелянский, Л. Исаченко, выяснившие роль бактерии в круговороте веществ в природе, который делает возможной жизнь на Земле. Это направление в микробиологии неразрывно связано с развитием геологии, биогеохимии, почвоведения, с учением В.И. Вернадского о биосфере.

Физиология микроорганизмов изучает жизнедеятельность микробных клеток, процессы их питания, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой.

Выяснение физиологии этих микроорганизмов важно для постановки микробиологического диагноза, проведения лечения и профилактики инфекционных заболеваний, регуляции взаимоотношений организма с окружающей средой.

МИКРООРГАНИЗМЫ НАХОДЯТСЯ БУКВАЛЬНО ВЕЗДЕ: В ПОЧВЕ, ВОДЕ, ВОЗДУХЕ, В ТОМ ЧИСЛЕ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА. КАЖДОГО ИЗ НАС ОКРУЖАЮТ НЕСМЕТНОЕ КОЛИЧЕСТВО МИКРОБОВ.

НА КАЖДОМ САНТИМЕТРЕ НАШЕЙ КОЖИ НАХОДИТЬСЯ КАК МИНИМУМ 2000 БАКТЕРИЙ.

КАЖДАЯ ИЗ КОТОРЫХ ДЫШИТ, ПИТАЕТСЯ А ИНОГДА ДАЖЕ ПЕРЕМЕЩАЕТСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ.

Мы переносим на себе больше микробов, чем имеем клеток в организме.

2. ХИМИЧЕСКИЙ

По химическому составу бактерииСОСТАВ не

отличаются от клеток других организмов. Бактериальная клетка содержит 80% воды и 20% сухого остатка. Около 90% сухого остатка бактерии составляют высокомолекулярные соединения: нуклеиновые кислоты (10%), белки (40%), полисахариды (15%}, пептидогликон (10%) и липиды (15%); остальные 10% приходятся на моносахара, аминокислоты, азотистые основания, неорганические соли и другие низкомолекулярные соединения

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Вода - основной компонент бактериальной клетки. Она находится в свободном или связанном состоянии со структурными элементами клетки. В спорах количество воды уменьшается до 18-20%. Вода является растворителем для многих веществ, а также выполняет механическую роль в обеспечении тургора. При плазмолизе - потере клеткой воды в гипертоническом растворе - происходит отслоение протоплазмы от клеточной оболочки. Удаление воды из клетки, высушивание приостанавливают процессы метаболизма. Большинство микроорганизмов хорошо переносят высушивание. При недостатке воды микроорганизмы не размножаются.

Белки (40-80% сухой массы) определяют важнейшие биологические свойства бактерий и состоят обычно из сочетаний 20 аминокислот. В состав бактерий входит диаминопимелиновая кислота, отсутствующая в клетках человека и животных. Бактерии содержат более 2000 различных белков, находящихся в структурных компонентах и участвующих в процессах метаболизма. Большая часть белков обладает ферментативной активностью. Белки бактериальной клетки обусловливают антигенность и иммуногенность, вирулентность, видовую принадлежность бактерий. Нуклеиновые кислоты бактерий выполняют функции, аналогичные нуклеиновым кислотам эукариотических клеток: молекула ДНК в виде хромосомы отвечает за наследственность, рибонуклеиновые кислоты (информационная, или матричная, транспортная и рибосомная) участвуют в биосинтезе белка.

Углеводы бактерий представлены простыми веществами (моно- и дисахариды) и комплексными соединениями. Полисахариды часто входят в состав капсул. Некоторые внутриклеточные полисахариды (крахмал, гликоген и др.) являются запасными питательными веществами.