Питание микроорганизмов.

Широкому распространению бактерий способствует разнообразие типов их питания. Микробы нуждаются в углероде, кислороде, водороде, азоте, сере, фосфоре и других элементах.

По источникам углерода бактерии делятся:

1. Автотрофы – это микроорганизмы, которые используют для построения своих клеток диоксид углерода и другие неорганические соединения и не нуждаются в сложных органических соединениях (белках, углеводах). Они способны синтезировать все необходимые соединения из простых веществ. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, серобактерии, железобактерии и цианобактерии.

2. Гетеротрофы – это микрорганизмы,которые питаются за счет готовых органических соединений. Гетеротрофы подразделяются на сапрофиты – используют органические остатки отмерших организмов и паразиты – нуждающиеся в белках живых тканей (существуют за счет органических веществ живых клеток и тканей). Выделяют облигатных и факультативных паразитов. Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки (риккетсии, хламидии, вирусы). Факультативные паразиты могут менять тип питания и размножаться на питательных средах (большинство патогенных и условно-патогенных бактерий).

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода микробы подразделяются на две группы:

1. литотофы – используют в качестве донора электронов неорганические соединения (от греч.lithos - камень);

2. органотрофы – используют в качестве доноров электронов органические соединения.

По источнику энергии среди бактерий различают:

1. фототрофы – используют энергию солнечного света;

2. хемотрофы – нуждаются в химических источниках энергии.

Большинство микробов – хемоорганотрофы – они используют энергию органических соединений.

Факторы роста – вещества, необходимые для роста и размножения микробов: витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания. Некоторые микроорганизмы синтезируют факторы роста из промежуточных продуктов обмена. Для других требуется добавлять факторы роста в среду. По отношению к факторам роста различают: а) ауксотрофы – нуждаются в одном или нескольких факторах роста; б) прототрофы – могут сами синтезировать факторы роста из глюкозы и солей аммония.

Поступление веществ в микробную клетку зависит от величины и растворимости молекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран. Выделяют следующие механизмы проникновения веществ в клетку:

1. простая диффузия – это поступление питательных веществ в клетку по градиенту концентрации;

2. облегчённая диффузия – это поступление питательных веществ в клетку по градиенту концентрации с участием ферментов (белков переносчиков – пермиаз, которые синтезируются в цитоплазматической мембране);

3. активный транспорт – это поступление питательных веществ в клетку против градиента концентрации с затратой энергии и с участием ферментов-пермиаз;

4. транслокация химических групп (перенос измененных молекул). По механизму передачи транспортируемого вещества этот процесс сходен с активным транспортом.

5. при эндоцитозе определённый участок плазмолеммы захватывает, как бы обволакивает внеклеточный материал, заключая его в мембранную вакуоль, возникшую за счёт впячивания мембраны. Эндоцитоз подразделяется на: фагоцитоз – это захват и поглощение крупных твёрдых частиц и пиноцитоз – это захват и поглощение жидких частиц.

Дыхание бактерий.

Дыхание – это биологическое окисление, которое основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление – отдача донорами (молекулами, атомами) водорода или электронов; восстановление – присоединение водорода или электронов к акцептору. Дыхание называется аэробным, если акцептором водорода или электронов является молекулярный кислород. Дыхание называется анаэробным, если акцептором служат нитрат, сульфат, фумарат (нитратным, сульфатным, фумаратным).

Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений (преимущественно углеводов) в анаэробных условиях. По конечному продукту расщепления углеводов различают спиртовое, молочно-кислое, уксусно-кислое, ацето-бутиловое, лимонно-кислое брожение.

По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на несколько групп:

1. облигатные аэробы могут расти только при наличии молекулярного кислорода (возбудитель туберкулёза, менингококки, гонококки);

2. облигатные анаэробы способны жить и размножаться только в отсутствии свободного кислорода воздуха (клостридии столбняка, ботулизма, газовой гангрены, бактероиды);

3. факультативные анаэробы могут расти как при наличии кислорода, так и без него, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного килорода на брожение, если кислород отсутствует.

4. микроэарофилы нуждаются в нбольшом количестве кислорода, высокая концентрация кислорода задерживает их рост. Различают микроаэрофилиные аэробы (например гонококк), которые лучше культивируются при уменьшенном содержании (около5%) и микроаэрофильные анаэробы, которые способны расти в анаэробных и микроаэрофильных условиях, но не культивируются в обычной воздушной среде или в СО₂ .

Выделяют также капнофильные микроорганизмы. Они представляют собой бактерии, которые лучше растут при повышенном содержании диоксида углерода (3-5%). К ним относятся актиномицеты, лептоспиры, фузобактерии, гемофильные бактерии.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: