Понятия хемо- и фототаксиса.

Таксис – направленное движение у бактерий в ответ на внешний раздражитель, простейшая поведенческая реакция бактерий.

Фототаксис – движение мко в направлении или от источника света. Фототаксис называется положительным, если движение происходит по направлению к источнику света и отрицательным, если в противоположном направлении.

Хемотаксис – двигательная реакция микроорганизмов на химический раздражитель.

Эффекторы, вызывающие хемотаксис, делятся на аттрактанты (например, О2 для аэробов) и репелленты (например, О2 для анаэробов).

5 вопрос. Остов пептидогликана одинаков у всех бактерий и состоит из чередующихся молекул аминосахаров — N-ацетилглюкозамина (N-АцГлю) и N-ацетилмураминовой кислоты (N-АцМур), связанных между собой р-гликозидными связями. Боковые цепочки в каждой молекуле пептидогликана представлены набором идентичных тетрапептидов. Поперечные цепочки также представлены набором из идентичных для данной молекулы пептидогликана пентапептидов, содержащих глицин, — пентаглицинов, однако у разных видов бактерий боковые и поперечные пептиды различны.

В тетрапептидной боковой цепочке у большинства грамотрицательных бактерий имеется диаминопимелиновая (диаминопимеловая) кислота (ДАП) — уникальный компонент клеточной стенки, обнаруженный только у прокариот. Кроме того, в составе боковых цепочек пептидогликана обнаружены D-аминокислоты (D-аланин, D-глутамин). Боковые тетрапептиды связаны с N-ацетилмураминовой кислотой остова. Связывание боковых тетрапептидов между собой происходит путем образования поперечных пентаглициновых мостиков между D-аланином одной цепи и диаминопимелиновой кислотой (или иной аминокислотой) другого бокового пептида.

Наличие двух типов связей (гликозидные и пептидные), которые соединяют субъединицы пептидогликанов, придает этому гетерополимеру структуру молекулярной сети. Благодаря этим связям пептидогликановый слой клеточной стенки образует огромного размера ригидную мешковидную макромолекулу, которая окружает протопласт, уравновешивает его тургорное давление (у Е. coli — до 15 атм.) и придает ему определенную постоянную форму. Пептидогликан может разрушаться под действием различных ферментов, а его синтез блокируют бета-лактамные антибиотики.

Связь между N-ацетилмураминовой кислотой и N-ацетилглюкозамином разрушается лизоцимом, связь между N-ацетилмураминовой кислотой и боковым пептидом (его L-аланином) расщепляют амидазы, а связи межпептидные — эндопептидазы. Пентаглициновый мостик стафилококкового пептидогликана разрушается лизоста-фином. Образование поперечных сшивок между боковыми цепочками тетрапептидов блокируется пенициллинами (беталактамными антибиотиками). Это приводит к разрыхлению пептидогликановой сети, следствием чего является осмотический лизис растущих клеток. Пептидогликан, помимо того что он определяет постоянную форму бактерий, обладает следующими важнейшими иммунобиологическими свой­ствами.

1. В его составе обнаружены родоспецифические антигенные детерминанты. Они содержатся в гликановом остове и в тетрапептидах. В межпептидных мостиках имеются видоспецифические антигенные детерминанты.

2. Пептидогликан запускает классический и альтернативный пути активации системы комплемента.

3. Он тормозит фагоцитарную активность макрофагов, т. е. защищает бактерии, особенно грамположительные, от фагоцитоза.

4. Угнетает миграцию макрофагов.

5. Способен индуцировать развитие гиперчувствительности замедленного действия.

6. Обладает противоопухолевым действием.

7. Оказывает пирогенное действие на организм человека и животных.

Таким образом, клеточная стенка является чрезвычайно важной биологической структурой бактерий, определяющей многие их специфические свойства. Как отмечалось выше, все бактерии, в зависимости от их отношения к окраске по Граму, делятся на грамположительные и грамотрицательные. Суть окраски по Граму заключается в том, что вначале бактерии окрашивают кристаллическим или генциановым фиолетовым, а затем — раствором Люголя, после чего мазок обрабатывают спиртом и докрашивают водным фуксином. Грамотрицательные бактерии обесцвечиваются спиртом и поэтому окрашиваются в красный цвет, а грамположительные не обесцве­чиваются и сохраняют фиолетовую окраску. Это свойство грамположительных бактерий зависит исключительно от особенностей химического состава и структуры их клеточных стенок, так как при разрушении клеточных стенок или утрате их (в случае L-трансформации) они становятся грамотрицательными.

Причину различного отношения бактерий к окраске по Граму объясняют тем, что после обработки раствором Люголя образуется не растворимый в спирте комплекс йода с генциановым фиолетовым, который у грамположительных бактерий в связи со слабой проницаемостью их стенки не может диффундировать из клетки, в то время как у грам-отрицательных легко удаляется при промывании их этанолом, а затем водой.Большинство архей (но не Thermoplasma и Ferroplasma) обладают клеточной стенкой]. У большей части из них она сформирована молекулами поверхностных белков, образующих наружный S-слой[]. S-слой представляет собой жёсткую сетку из белковых молекул, покрывающих клетку снаружи, подобно кольчуге[]. Этот слой защищает клетку от физических и химических воздействий, а также предотвращает контакт макромолекул с клеточной мембраной[. В отличие от бактерий, клеточная стенка архей не содержит пептидогликан[]. Метанобактерии (лат. Methanobacteriales) имеют клеточные стенки, содержащие псевдопептидогликан, который напоминает пептидогликан эубактерий по морфологии, функции и физической структуре, но отличен по химической: в нём нет остатков D-аминокислот и N-ацетилмурамовой кислоты Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Окраска по граму-метод дифференциальной окраски клеток прокариот, разработанный датским микробиол. X. Громом в 1884 г. Заключается в последовательной обработке мазка клеток основными красителями (напр., кристаллическим фиолетовым) и иодом и последующем отмывании его в этаноле или ацетоне. В зависимости от свойств клеточной стенки бактерий красители могут удерживаться ими в разной степени. Бактерии, сохраняющие окраску после обработки растворителями, получили название грамположительных (Гр+), а обесцвечивающиеся – грамотрицательных (Гр–). О. б. Г. – систематический признак.бактериальные S-слои (англ. bacterial S-Layers) — поверхностные структуры бактериальных клеток, состоящие из отдельных молекул белков или гликопротеидов, собранных в упорядоченный 2-мерный слой, который полностью покрывает поверхность клетки.

Толщина бактериального S-слоя находится в диапазоне 5–15 нм. Такой слой имеет поры, величина диаметра которых равномерно распределена в диапазоне 2–6 нм. Эти слои можно использовать в качестве компонентов наноэлектронных устройств и биосенсоров.ПРОТОПЛА́СТ (от прото... и греч. plastos — вылепленный, образованный), все содержимое клетки, за исключением клеточной оболочки.сферопласт

(сферо- + греч. plastos созданный, образованный) бактериальная клетка с частично разрушенной (редуцированной) клеточной стенкой, характеризующаяся неустойчивостью к изменениям осмотического давления.L-формы — бактерии, частично или полностью лишённые клеточной стенки, но сохранившие способность к развитию. Впервые обнаружены в 1894 году Н.Ф. Гамалеем.Было показано, что L-формы возникают спонтанно или индуцировано - под воздействием агентов, блокирующих синтез клеточной стенки: антибиотиков (пенициллины циклосерин, цефалоспорины, ванкомицин), ферментов (лизоцим, амидаза, эндопептидаза) ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, аминокислоты глицина.Все L-формы независимо от вида бактерий, из которого они возникли, обладают общими особенностями:

Сходство морфологических изменений: образование нитевидных, волокнистых, колбасовидных, шаровидных и гранулярных форм.

Сходные культуральные свойства: анаэробные или микроаэрофильные условия роста, потребность в холестерине и сывороточном белке, рост на плотных средах в виде колоний двух типов А и В Колонии типа А растут на поверхности агара, имеют очень мелкие размеры. Они состоят главным образом из гранулярных структур, лишённых клеточной стенки, и очень похожи на микоплазмы. Колонии типа В состоят из центральной зоны, врастающей в агар, и прозрачной фестончатой периферической зоны. Они похожи по внешнему виду на колонии типа "глазуньи", образуемые микоплазмами, но более крупные и грубые. В этих колониях обнаруживаются крупные тела, содержащие компоненты клеточной стенки, сходные со стенкой родительских бактерий, но лишённые ригидности. Многие бактерии могут образовывать колонии А и В типов, однако грамположительные бактерии чаще образуют колонии только типа А L-формы из колоний типа В легко ревертируют в исходные формы. Колонии типа А более стабильны и ревертируют в исходные формы значительно реже.

Постепенное (по мере нарушения синтеза клеточной стенки) превращение из грамположительных в грамотрицательные структуры.

Образование стабильных и нестабильных L-форм (в зависимости от степени полноты утраты способности синтезировать клеточную стенку.)

Изменение антигенных свойств (утрата К- и О-антигенов, как следствие нарушения синтеза клеточной стенки).

Снижение вирулентности по сравнению с исходными родительскими формами в связи с утратой различных факторов патогенности (адгезии, инвазии, эндотоксина и т.п)

Способность длительно персистировать (переживать) в организме. Утрата клеточной стенки делает L-формы нечувствительными к различным химиопрепаратам и антителам.

Способности при неполной утрате синтеза клеточной стенки возвращаться в исходную бактериальную форму.R-форма

термин, используемый для обозначения бактерий, образующих на плотных питательных средах колонии неправильно-округлой формы, с зазубренными краями, плоской и морщинистой поверхностью

6 вопрос. Систематика-теория многообразия живых микроорганизмов,изучающая отношения между их группами.

Классификация-распределение множества организмов по группам.Таксономия-наименование групп организмов и установлении границ в отношении подчинения.цель классификации:установить степень сходства и революционную взаимосвязь.Царство Протисты-название с 1866года Э. Геккель.Monera-доклеточные формы,Protista-одноклеточные про и эукариоты,Fungi-грибы,Plantae-растения,Animalia-животные.Вид-основная единица систематики.группа близких между собой организмов,имеющие общий корень происхождения,характеризующийся определенными морфологическими,биохимическими,физиологическими и генетическими признаками,обособленные отбором от других видов и живущие в определенной среде обитания.Классификация делится на:искусственную(ключевая) и естественная (филогенетическая).Цель естественной -объединение родственных форм,связанных с общностью происхождения,установляемые иерархического подчинения от групп..часто мы пользуемся искусственной класификацией.она объединяет организмы на основе сходства морфологических,биохимических,цитологических признаков.И благодаря этому они объединяются в таксономические группы.Д. Берджи написал главный определитель бактерий по принципу искусственной классификации.Признаки:Морфология,агрегаты,жгутики,споры,окраска по граму,отношение к кислороду,как получают энергию,рост в пределах ph,пит вещества,место обитания,симбиотическая или паразитическая формы,клеточные включения,юкомпоненты клеточной стенки,серологическая характеристика,состав днк,чувствительность к антибиотикам.

Штамм-происхождение из конкретного источника.Варианты-чисто микробное понятие,когда учитывается нестабильность признаков.

7 вопрос. отличие про и эукариот:.Ядро:у прокариот "прокариотное ядро",нуклеоид,нет мембраны,.нуклеиновые кислоты:отдельные молекулы,нет гистонов.состав мембран:внутренняя мембрана у цианобактерий,мембраны имеют инвагинации.нет стеролов.Дыхательная система:находится в мезосомах или в мембране.Рибосомы:70 S.Движения цитоплазмы не обнаружено.Состав клеточной стенки:пептидогликан,муреин,а археи в клеточной стенки содержат много белков.1 или несколько фибрилл(жгутики).Вакуоли встречаются очень редко,но есть газовые вакуоли в клетках синезеленых бактерий.положительное действие антибиотиков.предельная температура около 90 градусов у вегетативных клеток,100 градусов у термофилов,выше могут выдержаь только споры.есть бактериохлорофилл,осуществляют фотосинтез,половой процесс представлен фрагментарным процессом.1 кольцевая гаплоидная хромосома.цитоплазматическая днк кольцевая(плазмида),не окруженная мембраной.Эукариоты:есть ядро и ядерная мембрана,днк организована в хромосомы,есть гистоны.в митохондриях расположена дых система,80 S рибосомы.есть движение цитоплазмы.клеточная стенка есть у растений и содержит целлюлозу,хитин.жгутиков 11,вакуоли есть у растений у животных нет,но могут вакуолизироваться в случае прионной болезни.действие антибиотиков отрицательно.предел температуры около 60 градусов.у растений есть фотосинтез.половой процесс в виде мейоза,хромосомы диплоидные больше одной линейные.Запасные вещества прокариот представлены полисахаридами, липидами, полипептидами, полифосфатами, отложениями серы Из полисахаридов в клетках откладываются гликоген, крахмал и крахмалоподобное вещество - гранулеза. Последняя - специфический запасной полисахарид анаэробных споровых бактерий группы клостридиев. Названные полисахариды построены из остатков глюкозы. В неблагоприятных условиях они используются в качестве источника углерода и энергии.

8 вопрос. Изменение условий внешней среды оказывает воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Физические, химические, биологические факторы среды могут ускорять или подавлять развитие микробов, могут изменять их свойства или даже вызывать гибель.

К факторам среды, оказывающим наиболее заметное действие на микроорганизмы, относятся влажность, температура, кислотность и химический состав среды, действие света и других физических факторов.

Влажность

Микроорганизмы могут жить и развиваться только в среде с определенным содержанием влаги. Вода необходима для всех процессов обмена веществ микроорганизмов, для нормального осмотического давления в микробной клетке, для сохранения ее жизнеспособности. У различных микроорганизмов потребность в воде не одинакова. Бактерии относятся в основном к влаголюбивым, при влажности среды ниже 20 % их рост прекращается. Для плесеней нижний предел влажности среды составляет 15%, а при значительной влажности воздуха и ниже. Оседание водяных паров из воздуха на поверхность продукта способствует размножению микроорганизмов.

При снижении содержания воды в среде рост микроорганизмов замедляется и может совсем прекращаться. Поэтому сухие продукты могут храниться значительно дольше продуктов с высокой влажностью. Сушка продуктов позволяет сохранять продукты при комнатной температуре без охлаждения.

Некоторые микробы очень устойчивы к высушиванию, некоторые бактерии и дрожжи в высушенном состоянии могут сохраняться до месяца и более. Споры бактерий и плесневых грибов сохраняют жизнеспособность при отсутствии влаги десятки, а иногда и сотни лет.

Температура

Температура — важнейший фактор для развития микроорганизмов. Для каждого из микроорганизмов существует минимум, оптимум и максимум температурного режима для роста. По этому свойству микробы подразделяются на три группы:

психрофилы - микроорганизмы, хорошо растущие при низких температурах с минимумом при -10-0 °С, оптимумом при 10-15 °С;

мезофилы - микроорганизмы, для которых оптимум роста наблюдается при 25-35 °С, минимум — при 5-10 °С, максимум — при 50-60 °С;

термофилы - микроорганизмы, хорошо растущие при относительно высоких температурах с оптимумом роста при 50-65 °С, максимумом — при температуре более 70 °С.

Большинство микроорганизмов относится к мезофилам, для развития которых оптимальной является температура 25-35 °С. Поэтому хранение пищевых продуктов при такой температуре приводит к быстрому размножению в них микроорганизмов и порче продуктов. Некоторые микробы при значительном накоплении в продуктах способны привести к пищевым отравлениям человека. Патогенные микроорганизмы, т.е. вызывающие инфекционные заболевания человека, также относятся к мезофилам.

Низкие температуры замедляют рост микроорганизмов, но не убивают их. В охлажденных пищевых продуктах рост микроорганизмов замедленно, но продолжается. При температуре ниже О °С большинство микробов прекращают размножаться, т.е. при замораживании продуктов рост микробов останавливается, некоторые из них постепенно отмирают. Установлено, что при температуре ниже О °С большинство микроорганизмов впадают в состояние, похожее на анабиоз, сохраняют свою жизнеспособность и при повышении температуры продолжают свое развитие. Это свойство микроорганизмов следует учитывать при хранении и дальнейшей кулинарной обработке пищевых продуктов. Например, в замороженном мясе могут длительно сохраняться сальмонеллы, а после размораживания мяса они в благоприятных условиях быстро накапливаются до опасного для человека количества.

При воздействии высокой температуры, превышающей максимум выносливости микроорганизмов, происходит их отмирание. Бактерии, не обладающие способностью образовывать споры, погибают при нагревании во влажной среде до 60-70 °С через 15-30 мин, до 80-100 °С — через несколько секунд или минут. У спор бактерий термоустойчивость значительно выше. Они способны выдерживать 100 °С в течение 1-6 ч, при температуре 120-130 °С споры бактерий во влажной среде погибают через 20-30 мин. Споры плесеней менее термостойки.

Тепловая кулинарная обработка пищевых продуктов в общественном питании, пастеризация и стерилизация продуктов в пищевой промышленности приводят к частичной или полной (стерилизация) гибели вегетативных клеток микроорганизмов.

При пастеризации пищевой продукт подвергается минимальному температурному воздействию. В зависимости от температурного режима различают низкую и высокую пастеризацию.

Низкая пастеризация проводится при температуре, не превышающей 65-80 °С, не менее 20 мин для большей гарантии безопасности продукта.

Высокая пастеризация представляет собой кратковременное (не более 1 мин) воздействие на пастеризуемый продукт температуры выше 90 °С, которая приводит к гибели патогенной неспороносной микрофлоры и в то же время не влечет за собой существенных изменений природных свойств пастеризуемых продуктов. Пастеризованные продукты не могут храниться без холода.

Стерилизация предусматривает освобождение продукта от всех форм микроорганизмов, в том числе и спор. Стерилизация баночных консервов проводится в специальных устройствах — автоклавах (под давлением пара) при температуре 110-125°С в течение 20-60 мин. Стерилизация обеспечивает возможность длительного хранения консервов. Молоко стерилизуется метолом ультравысокотемпературной обработки (при температуре выше 130 °С) в течение нескольких секунд, что позволяет сохранить все полезные свойства молока. Реакции среды:

Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н+) или гидроксильных (ОН-) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (рН около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (рН ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты. Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий. Концентрация соли и сахара:

Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов.

Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3-4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7-12% — прекращается.

Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.

Высокие концентрации сахара (выше 55-65 %) прекращают размножение большинства микроорганизмов, это используется при приготовлении из плодов и ягод варенья, джема или повидла. Однако эти продукты тоже могут подвергаться порче в результате размножения осмофильных плесеней или дрожжей. Свет:

Некоторым микроорганизмам свет необходим для нормального развития, но для большинства из них он губителен. Ультрафиолетовые лучи солнца обладают бактерицидным действием, т. е. при определенных дозах облучения приводят к гибели микроорганизмов. Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей ртутно-кварцевых ламп используют для дезинфекции воздуха, воды, некоторых пищевых продуктов. Инфракрасные лучи тоже могут вызвать гибель микробов за счет теплового воздействия. Воздействие этих лучей применяют при тепловой обработке продуктов. Негативное воздействие на микроорганизмы могут оказывать электромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие физические факторы среды. Химические факторы:

Некоторые химические вещества способны оказывать на микроорганизмы губительное действие. Химические вещества, обладающие бактерицидным действием, называют антисептиками. К ним относятся дезинфицирующие средства (хлорная известь, гипохлориты и др.), используемые в медицине, на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания.

Некоторые антисептики применяются в качестве пищевых добавок (сорбиновая и бензойная кислоты и др.) при изготовлении соков, икры, кремов, салатов и других продуктов. Биологические факторы:

Между различными микроорганизмами могут устанавливаться разные взаимоотношения: симбиоз- взаимовыгодные отношения; метабиоз — жизнедеятельность одного за счет другого без принесения вреда; паразитизм — жизнедеятельность одного за счет другого с причинением ему вреда; антагонизм — один из видов микроорганизмов угнетает развитие другого, что может привести к гибели микробов. Например, развитие молочнокислых бактерий угнетает рост гнилостных, эти антагонистические взаимоотношения используют при квашении овощей или для поддержания нормальной микрофлоры в кишечнике человека.

Антагонистические свойства некоторых микроорганизмов объясняются способностью их выделять в окружающую среду вещества, обладающие антимикробным (бактериостатическим, бактерицидным или фунгицидным) действием, - антибиотики. Антибиотики продуцируются в основном грибами, реже бактериями, они оказывают свое специфическое действие на определенные виды бактерий или грибов (фунгицидное действие). Антибиотики применяются в медицине (пенициллин, левомицетин, стрептомицин и др.), в животноводстве в качестве кормовой добавки, в пищевой промышленности для консервирования пищевых продуктов (низин).

Антибиотическими свойствами обладают фитонциды — вещества, обнаруженные во многих растениях и пищевых продуктах (лук, чеснок, редька, хрен, пряности и др.). К фитонцидам относятся эфирные масла, антоцианы и другие вещества. Они способны вызывать гибель патогенных микроорганизмов и гнилостных бактерий.

9 вопрос.Вода. Основная составная часть бактериальной клетки, приходящаяся нга воду, — 75—85 %, сухое вещество составляет 15—25 %. Часть воды находится в свободном состоянии, а часть — в связанном. Связанная вода является струк­турным растворителем. Свободная вода служит дис­персионной средой для коллоидов, растворителем для кри­сталлических веществ, источником водородных и гидроксиль-ных ионов. (Например, гидролитические процессы расщепле-

Ведущая роль принадлежит четырем органогенам — кислороду, водороду, углероду и азоту. В процентном отно­шении к сухому веществу бактерии содержат: углерода — 45—55, азота — 8—15, кислорода — 30, водорода-—6—8. Соот­ветственно дрожжи содержат: углерода — 49, азота— 12, кис­лорода—-.31, водорода — 6%. В микроскопических грибах, углерода — 47, азота — 5, кислорода — 40, водорода — 6%. Минеральные вещества. Кроме органогенов в микробных клетках находятся так называемые зольные элементы — минеральные вещества, составляющие от 3 до 10 % сухого вещества микроорганизмов.

Белки — это высокомолекулярные азотсодержащие орга­нические соединения, молекулы которых построены из ами­нокислотных остатков, соединенных между собой ковалент-ными пептидными связями.

Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолеку­лярные биологические полимеры, построенные из мононук-леотидов. Особенно характерно для них содержание фосфора (8—10%) и азота (15—16%), они также содержат углерод, кислород и водород.

Углеводы. В бактериях их содержится 12—18% от сухого вещества. Это многоатомные спирты (сорбит, маннит, дуль-цит); полисахариды (гексозы, пентозы, гликоген, декстрин); моносахариды (глюкоза, глюкуроновая кислота и др.). Угле­воды выполняют энергетическую роль в микробной клетке. Липид ы-истинные жиры ,липоиды -жироподобные вещества. Факторы роста- это биологически активные вещества((ряд аминокислот, витамины, пуриновые и пиримидиновые основания, стерины и др.), в отсутствии к-рых мн. микроорганизмы не растут даже на питат.средах, содержащих необходимые источники энергии, углерода и азота. М. ф. р. оказывают действие в ничтожных количествах. Неспороносные бактерии (Pseudomonas, Mycobacterium), мн. плесневье грибы (Aspergillus, Penicillium) и др. микроорганизмы не нуждаются в М. ф. р., так как способны их синтезировать Аминокислоты необходимы для биосинтеза белка, пурнновые и пиримидиновые основания - для образования нуклеиновых к-т. Нек-рые виды дрожжей, молочнокислые бактерии не растут на питат. средах без биотина, тиамина пантотеновой и никотиновой к-т, пиридоксипа и др. Считали, что нек-рые болезнетворные микроорганизмы растут только на средах содержащих кровь или eё сыворотку, асцитическую жидкость, молочную сыворотку, дрожжевой автолизат. Оказалось, что эти микробы могут расти и без таких веществ, если к питат. среде добавить соответствующие М. ф. р. Если М. ф. р. имеют сложное химич. строение, то потребность в них у разных микроорганизмов может варьировать. Т. н. дикие формы микроорганизмов, способные к синтезу М. ф. р., паз. прототрофными. Воздействуя на них мутагенами, можно получить мутанты, нуждающиеся в том или ином М. ф. р. Их называют ауксотрофными или дефицитными мутантами и применяют для количеств, определения витаминов, аминокислот и т. д., а также при селекции мутантов, образующих повышенные кол-ва этих веществ. Способность к синтезу М. ф. р. может определять характер взаимоотношений между организмами. Так, если определённый вид дрожжей не растёт из-за отсутствия в питат. среде М. ф. р., то подсев и размножение вида, синтезирующего их, приведёт к одновременному росту обоих видов. У нек-рых насекомых и ракообразных имеются микроорганизмы-симбионты, размножающиеся в кишечнике или особых органах и снабжающие организм хозяина различными витаминами, аминокислотами и т. п. Микроорганизмы, обитающие в рубце и кишечнике жвачных, а также в кишечнике др. животных и человека, выполняют ту же функцию. Основные принципы культивирования микрорганизмов на питательных средах: 1.использование всех необходимых для микробов питательных веществ.2.оптимальные температуры,pH,концентрация ионов, степень насыщения кислородом, газовый состав и давление. Микроорганизмы культивируют на питательных средах при оптимальной температуре и в термостатах,обеспечивающие условия инкубации. По температурному оптимуму выделяют:Психрофилы-растут при температуре ниже 20 градусов.2.Мезофилы-растут в диапазоне от 20-45 градусов.3.Термофилы растут при температуре выше плюс 40 градусов. Среды выделяют жидкие,полужидкие(0,3-0,7 % агара),плотные(1,5-3 % агара).

10 вопрос: Подобно прочим формам жизни, бактерии нуждаются в одних и тех же макроэлементах — С, Н, О, N, P, S, К, Са, Mg, Fe. Микроэлементы (следовые элементы) — Mn, Mo, Zn, Си, Со, Ni, Va, В, С], Na, Se, Si, Wo — не нужны каждому организму, но бактериям они необходимы для синтеза коферментов либо поддержания специфического тина метаболизма. Например, для оптимального роста некоторые бактерии нуждаются в высоких концентрациях Na+; их называют галофилами [от греч. hals, соль]. Помимо источников углерода, энергии и элементов минерального питания, многие микроорганизмы нуждаются в некоторых дополнительных веществах, называемых факторами роста. Количественная потребность в питательных элементах и их содержание у различных бактерий варьируют, но принципиально химический состав бактериальной клетки сходен с другими живыми клетками (исключением является отсутствие у бактерий стеролов).

Ферменты: 1) снижают энергию активации хим.реакций, 2) увеличивают скорость реакций, 3) обуславливают узнавание субстрата (специфичность) и стерические свойства (ключ-замок). Каждый фермент может катализировать реакцию в обоих направлениях.

Классификация ферментов: 1) оксидоредуктазы – перенос электронов, 2) трансферазы – перенос групп, 3) гидролазы – перенос групп на молекулу Н₂О, 4) лиазы - образования и разрыва двойных связей С, 5) изомеразы – перенос грцпп внутри молекулы, 6) лигазы – сшивают С-С, C-S, C-O,C-N; распад АТФ.

Пассивный транспорт - протекает без затраты энергии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.

Простая диффузия. Проникновение веществ носит неспецифический характер и целиком зависит от размеров молекул и их липофильности. Скорость подобного переноса незначительна.

Облегчённая диффузия. Механизм транспорта носит аналогичный характер, но проникновение облегчают помощники — специфические мембранные белки-пермеазы, способствующие прохождению различных молекул через ЦПМ. Транспорт сопровождается образованием комплекса «вещество-пермеаза». После преодоления ЦПМ комплекс диссоциирует, а перме-аза используется для последующего «проведения» других молекул. Подобный тип транспорта реализуется по градиенту концентрации и характерен для эукариотов при поглощении сахаров.

Активный транспорт — перенос вещества через клеточную мембрану, протекающий против градиента концентрации из области низкой концентрации в область высокой, т. е. с затратой свободной энергии организма. В большинстве случаев, но не всегда, источником энергии служит энергия макроэргических связей АТФ.

Механизм активного транспорта лучше всего изучен для натрий-калиевого насоса (Na+/K+-нaсоса) — транспортного процесса, который выкачивает ионы натрия через мембрану клетки наружу и в то же время закачивает в клетку ионы калия. Этот насос отвечает за поддержание различной концентрации ионов натрия и калия по обе стороны мембраны, а также за наличие отрицательного электрического потенциала внутри клеток.

Мембранный транспорт веществ различается также по направлению их перемещения и количеству переносимых данным переносчиком веществ:1) Унипорт — транспорт одного вещества в одном направлении в зависимости от градиента 2) Симпорт — транспорт двух веществ в одном направлении через один переносчик. 3) Антипорт — перемещение двух веществ в разных направлениях через один переносчик.

Транспорт, обусловленный фосфорилированием — энергозависимый процесс, используемый при утилизации углеводов. Основной механизм транспорта связан с фосфорилированием субстрата, что делает невозможным его выход из клетки. Первоначально происходит фосфорилирование мембранного фермента (так называемый фермент 2, или Ф2) в цитоплазме за счёт фосфоенолпирувата. Фосфорилированный фермент связывает углевод (например, глюкозу или маннозу) на поверхности ЦПМ и транспортирует его в цитоплазму. Затем комплекс диссоциирует с высвобождением углевода, связанного с фосфатной группой. За счёт фосфорилирования углевод аккумулируется в клетке и не способен выходить из неё.

11 вопрос. Пищевые потребности микроорганизмов. Способы питания микроорганизмов. Источники углерода. Источники энергии. Доноры электронов.

Пищей принято называть любое вещество, которое попав в организм служит источником Е и/или пластическим материалом для синтеза молекул, используемых для роста.

По типу питания существует несколько типов классификации:

1) Голозои(тв.пища) / голофиты (жидк.растворен.пища). Мко относятся к голофитам(питаются растворенной пищей). Мко секретируют ферменты (литические), они действуют на целлюлозное волокно(полимер), образуется глюкоза – она может поглощаться мко. Род целлюлозоразлагающих бактерий – Cytophaga. При ферментативном гидролизе целлюлозы бактериями, обитающими в ЖКТ жвачных животных образуется целлобиоза. Она расщепляется бактериальным ферментом β-глюкозидазой (целлобиазой) до глюкозы, что обеспечивает усвоение жвачными целлюлозной части биомассы.

Протеазы – ферменты, расщепляющие белки. Липазы – ферменты, расщепляющие жиры.

2) живое орг.в-во / мертвое орг.в-во

Хищники (исп-ют жив.орг.в-во,быстро) – Паразиты (исп-ют жив.орг.медленно) – Сапрофиты (исп-ют мертв.орг.). Мко относятся ко всем трем. Род Bdellvibrio(подвижный вибрион) питается грам- бактериями (род Pseudomonas – очищают воду)

3) источник С

Вода. 80% веса бактерий. Если сдвинуть рн клетки от 7,2 до 7,4, то можно имитировать деление клетки(В.П.Скулачев) – среда для реакций, ф-ция регуляторная.

Основные соед-я, которые усваивает бактериальная клетка: углеводы, белки, амк, жирные к-ты, минер.соли, витамины и др. Некоторые мко могут разложить(утилизировать) мыло, парафин, карбоновые к-ты.

Макроэл-ты бактер.клетки: С, Н, О, N, P, S, K, Ca, Fe. Микроэл-ты бак.клетки: Мо, Zn, Cu, Co, Ni, B, Cl, Na, Se, Si, Wo…-необязательны всегда явл-ся частью системы поддерж-й микробный гомеостаз. Либо для коферментов, либо для специфического метаболизма. Дополнит.в-ва – необходимы некотор.мко, которые сами не способны их синтезировать (Ауксотрофы–бактерия не может синтезировать что-то): гистидин, пурин. Мед.значимые формы.

В зависимости от источника углерода микроорганизмы делятся на: автотрофы (сами себя питающие), которые используют углерод из неорганических соединений (углекислого газа и карбонатов); гетеротрофы (питаются за счет других) – используют углерод из органических соединений.

В зависимости от источника энергии различают: фототрофы – микроорганизмы,которые в качестве источника энергии используют энергию солнечногосвета; хемотрофы – энергетическим материалом для этих микроорганизмов являются разнообразные органические и неорганические вещества.

В зависимости от источника электронов (природы окисляемого субстрата) микроорганизмы делятся на: литотрофы – окисляют неорганические вещества и за счет этого получают энергию; органотрофы – получают энергию путем окисления органических веществ.

Восстановленные соединения являются донорами е- и [Н+]. H2S(отдает е-)

Кроме углерода, важнейшим элементом питательной среды является азот. Автотрофы обычно используют азот из минеральных соединений, а гетеротрофы, кроме неорганических соединений азота, используют аммонийные соли органических кислот, аминокислоты, пептоны и другие соединения. Некоторые гетеротрофы усваивают атмосферный азот (азотфиксаторы).

Вопрос 12: Фруктозо-1,6-дисфосфатный путь (гликолиз)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: