Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Основные морфотипы микробных клеток.




Вопрос

Рост прокариотной клетки ‐ согласованное увеличение количества всех химических

компонентов, из которых она построена. Рост приводит к увеличению массы (а

следовательно, и размеров) клетки.

Рост клетки не беспределен. После достижения определенных (критических) размеров

клетка подвергается размножению – увеличение числа клеток микроорганизмов в

популяции. Кроме состава питательной среды, рост бактерий сильно зависит от условий окружающей среды, поэтому эти условия нужно строго контролировать. Микроорганизмы лучше растут при определенных температурах и рН, и они чувствительны к ряду факторов, таких как концентрация кислорода и интенсивность света. Оптимальными являются условия, при которых обеспечивается самое короткое время генерации. Каждый вид микроорганизмов приспосабливается к определенным условиям окружающей среды. Под удельной скоростью роста понимают часовой прирост, пересчи-танный на единицу растущей массы. Продолжительность жизни одного поколения (время генерации).между временем генерации и удельной скоростью роста су-ществует обратно пропорциональная зависимость. Скорость роста не явля-

ется величиной неизменной. Константу скорости деления, или число клеточных делений в единицу времени, tt 0 можно вычислить по формуле: ν = n/t,

а время одной генерации (g), по формуле: g = t/n = 1/ ν. Прирост биомасс называется урожаем. Урожай клеток отражает интенсивность развития культуры. Под урожаем клеток (Х) понимают разность между максимальной и исходной массой бактерий: X = Xmaх Х 0. Эту величину выражают в весовых единицах, чаще в граммах.

Периодическое культивирование.выращивание микроорганизмов на несменяемой среде от инокуляции до окончания роста клеток вследствие исчерпания питательных субстратов или накопления вредных веществ. В отличие от периодического культивирования в непрерывных процессах питательная среда подается непрерывно, удаление биомассы и продуктов ее жизнедеятельности также осуществляется непрерывно.

Установившиеся режимы непрерывного культивирования характеризуются постоянством концентрации микроорганизмов и удельной скорости роста популяции. Длительного удержания клеток в системе (диализная культура). В этом случае продлевается экспоненциальная фаза и фаза линейного роста. Суть процесса диализ заключается в том, что культура развивается в пространстве, ограниченном полупроницаемой мембраной, а продукты метаболизма диффундируют во внешний раствор. Наиболее простой диализный метод – культивирование в целлофановых мешках, погруженных в питательную среду.

1. Начальная фаза. промежуток времени между инокуляцией и

достижением максимальной скорости деления. Это период адаптации бактериальной популяции.

Продолжительность этой фазы зависит от:

‐ предшествовавших условий культивирования и возраста инокулята,

‐ от того, насколько пригодна для роста данная среда (количества и качества питательной

среды).

2. Экспоненциальная (логарифмическая) фаза. Численность бактериальной популяции

увеличивается в геометрической прогрессии. Характеризуется постоянной максимальной

скоростью деления клеток. Эта скорость зависит от вида бактерий и от среды. 3. Стационарная фаза. Стационарная фаза наступает тогда, когда число клеток перестает увеличиваться. Т.е. наступает равновесие между количеством погибших, вновь образующихся и находящихся в состоянии покоя клеток.Скорость роста снижается, время генерации – увеличивается. Это происходит в результате истощения питательной среды, накопления в ней продуктов метаболизма и дефицита кислорода. Количество биомассы, достигнутое в стационарной фазе, называют выходом или урожаем. Урожай зависит от природы и количества используемых питательных веществ, а также от условий культивирования. 4. Фаза отмирания. Происходит гибель бактериальных клеток. Число живых клеток может снижаться экспоненциально. Сравнительно легко понять случаи, когда в среде накапливаются кислоты (при росте Escherichia, Lactobacillus). Причины гибели в др. случаях более трудно объяснимы.

 

 

2 вопрос. Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду. Кислород как акцептор электронов в дыхательной цепи. Ферменты детоксикации активных видов кислорода: каталаза, супероксиддисмутаза. Кислород как окислитель. Моно- и диоксигеназы.

 

Кислород широко распространен в природе и находится в связанном (вода, орг. И неорг. Соед.) и индивидуальном состоянии – в атмосфере в виде молекулярного кислорода.

Объемная доля молекулярного кислорода – 21%.

Большинство мко удовлетворяет свои потребности в нем, используя обе формы кислорода.

Аэробы Анаэробы
облигатные факультативные облигатные
Растут при содержании O2 как на воздухе микроаэрофилы капнофилы аэротолерантные «строгие»
  растут при пониженном парциальном давлении О2 (2%) растут при пониженном парциальном давлении О2 и повышенном парциальном давлении СО2 (10-15%) способны расти в присутствии атмосферного кислорода, но не использовать его в качестве источника энергии, имеют ферменты, обезвреживающие реактивные формы О2 Растут в бескислородной среде, для них О2 - яд
Большинство мко Helicobacter pylori, Streptococcus intermedius, азотфиксаторы Brucella abortus Маслянокислые, молочнокислые бактерии Bacteroides, Fusobacterium
           

1: Облигатно аэробные (нуждающиеся в кислороде) бактерии собираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать максимальное количество кислорода. (Исключение: микобактерии — рост пленкой на поверхности из-за восколипидной мембраны.)

2: Облигатные анаэробные бактерии собираются в нижней части, избегая кислорода (либо не дают роста).

3: Факультативно аэробные бактерии собираются в основном в верхней части, поскольку аэробное дыхание наиболее эффективно, однако они могут быть найдены на всем протяжении среды, так как недостаток кислорода не причиняет им вреда.

4: Микроаэрофилы собираются в верхней части пробирки, но не у самой поверхности, так как им требуется низкая концентрация кислорода.

5: Аэротолерантные анаэробы не реагируют на концентрацию кислорода и равномерно распределяются по пробирке.

 

1. Кислород служит конечным акцептором электронов при аэробном дыхании и поэтому нужен всем аэробам.

О2+4е=О2-2-

Реакцию катализирует цитохромоксидаза – конечный фермент ЭТЦ. Здесь одновременно происходит перенос 4е, и в результате получаются 2 иона О2-, каждый из которых при взаимодействии с 2Н+ образует воду.

2. У всех облигатных и факультативных аэробов.

O2+2e=O22- Реакция характерна для некоторых ферментов, содержащих флавин (глюкозооксидаза, оксидазы аминокислот). Эти ферменты одновременно переносят 2е и восстанавливают О2 до иона пероксида O22-, который, реагируя с протонами образует пероксид водорода. Перекись токсична, т.к окисляет, напр, SH-группы белков, повреждает ДНК. Защитное действие оказывают каталаза и пероксидаза.

Перекись+ каталаза=вода и кислород (донор е – перекись).

3. О2+1е=О2- Реакция катализируется многами оксидазами(NADPH-оксидаза), здесь переносится только 1е. при этом образуется супероксид-ион – это радикал, очень реакционноспособен. Защитное действие оказывает супероксиддисмутаза:

2-+2Н+ супероксиддисмутаза= пероксид+ кисолород.

Совместно с каталазой она превращает радикалы в безвредный кислород.

Хемотрофы(E.Coli), Аэротолерантные анаэробы, облигатные анаэробы(Clostridium).

 

Кислород как окислитель

1.Неферментативное окисление (поглощение кислорода суспензией убитых клеток, окисление хим. Веществ в клетке,напр, SH-групп белков.)

2.Ферментативное поглощение кислорода (дыхание):

Свободное окисление (энергия не запасается в выделяется в виде тепла). Сюда относятся реакции катализируемые моно- и диоксигеназами.

Окисление, сопряженное с запасанием Е (кислород - конечный акцептор электронов):

Не связанное с фосфорилированием(т.е окисление не связано с трансформированием свободной энергии в форму макроэргических фосфорных связей(АТФ). Тут образуются метаболиты, содержащие богатые энергией связи(например тиоэфирные C-S-KoA).

Фосфорилирующее окисление(Е высвобождаемая при электронном транспорте на молекулярный кислород и возникающая сначала в форме протонного потенциала, с помощью протонной АТФ-синтазы превращается в АТФ.

По химическим механизмам, все реакции этой классификации можно разделить на 2 типа.

1. Реакции, катализируемые кислородными трансферазами – диоксидазами.

Прямое присоединение молекулярного кислорода к молекуле метаболита: А+О2=АО2

Акцепторами кислорода могут быть молекулы 2 разных субстратов: Х+У+О2=ХО+УО.

Все такие реакции –свободное окисление и не связаны с получением Е.

2. Электроны идут к кислороду, выполняющему функцию конечного акцептора.

В этом случае 1, 2 или 4 е связываются с О2 и приводят его к неполному или полному восстановлению. Реакции катализируются оксидазами и могут быть реакциями свободного окисления или связанные с запасанием энергии.

3. Промежуточные реакции – судьба каждого из 2х атомов кислорода различна:

А+О2+ДН2=АО+Н2О+Д. АО-прямое присоединение, Н2О полное восстановление.

Обе реакции катализируются одним ферментом – монооксидазой со смешанными функциями. Запасание энергии маловероятно.

 

Вопрос. Морфология микроорганизмов. Основные морфотипы микробных клеток. Типы агрегации клеток микроорганизмов. Внешние структуры микробной клетки. Слизистые слои, капсулы, чехлы, газовые баллоны, шипы, трубчатые выросты, целлюлосомы.

 

Основные морфотипы микробных клеток.

По строению клеточной стенки.
Грамположительный морфотип:20-40 слоев муреина (>10% сухой массы клетки) плотно прилегают к ЦПМ, нет наружной мембраны, тейхоевые кислоты поперечно пронизывают весь саккулус (муреиновый мешок) и выходя на поверхность являются основными антигенами грам+ бактерий. Пептидные хвосты муриена связаны перекрестносвязывающими мостиками. Липидов мало.

 

Грамотрицательный морфотип: 1-3 слоя муреина (<10% сухого вещества клетки) неплотно прилегает к мембране, есть наружная мембрана, между наружной мембраной и ЦПМ – периплазматическое пространство со слоем муреина внутри него. Наружная мембрана содержит фосфолипиды на внутренней поверхности и липополисахариды – на внешней. Нет тейхоевых кислот. Пептидные хвосты муреина не связываются, а если связываются, то напрямую, без перекрест. мостиков. Липидов много, 80% сухой массы клеточной стенки. Муреин связан с наружной мембраной липопротеидами Брауна.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных