Большинство патогенных микроорганизмов выращивают

8.2. Методы культивирования бактерий

Для успешного культивирования бактерий, кроме правильно подобранных сред и проведенного посева, необходимы оптимальные условия: температура, влажность, аэрация. В среднем температура для культивирования большинства микробов должна быть в пределах 37-38 °С.

Для выращивания микробов в лабораторных условиях используют специальный аппарат — термостат, в котором поддерживается постоянная и определенная температура (рис. 26).

Термостаты бывают различного устройства и размера. Термостат представляет собой шкаф с полками внутри и открывающейся дверцей, сделанные из теплоизолирующих материалов. Источником нагрева в современных термостатах являются электронагревательные элементы, которые прогревают воздух или воду.

Существенной частью любого термостата является система терморегуляции, которая обеспечивает поддержание температуры на оптимальном уровне. Датчиком температуры в большинстве термостатов является ртутный контактный термометр с магнитной головкой. Такой термометр имеет два контакта, один из которых представляет собой платиновую подвижную проволоку, заключенную в канал термометра, другой присоединяется к ртути. Уровень температуры по положению подвижного контакта регулируется магнитной головкой. При нагревании термостата выше 37° замыкаются контакты термометра, и сигнал поступает в электронное устройство, которое с помощью реле отключает источники нагрева. При снижении температуры контакты размыкаются и подается сигнал для включения источников нагрева. Таким образом, в термостатах постоянно поддерживается нужная температура.

В больших лабораториях по такому же принципу создаются комнаты-термостаты.

Рис. 26. Различные системы термостатов: сухо-воздушный (А), с водяной рубашкой (Б)

Свет подавляющему большинству патогенных микробов не нужен: их культивируют в темноте. Однако для изучения пигментообразования, которое происходит активнее на рассеянном свету, бактериальные культуры после термостата выдерживают 2-3 дня при комнатном освещении.

Для успешного культивирования бактерий необходимо применять свежие питательные среды, содержащие определенное количество влаги. Особенно это касается использования плотных питательных сред, которые разливают в чашки и скашивают в пробирках в день посева.

При выращивании аэробов и факультативных анаэробов аэрация происходит в естественных условиях без применения каких-либо дополнительных приспособлений.

Сроки культивирования большинства патогенных микроорганизмов составляют 18-24 часа, но есть и культуры, растущие медленно – до 4-6 недель.

8.3. Методы выделения чистых культур бактерий

Морфологические, культуральные и биохимические особенности микроорганизмов, необходимые для определения вида с целью постановки бактериологического диагноза, изучают, используя чистые культуры бактерий.

Микробы, выделенные из внешней среды, организма животных или людей и размноженные на питательных средах, называют культурами.

В исследуемом материале патогенные микроорганизмы во многих случаях находятся в числе других, чаще сапрофитных бактерий. Выделить чистую культуру возбудителя болезни является основной задачей при проведении бактериологической диагностики.

Чистая культура микробов содержит только один вид микроорганизмов, который определяется по совокупности его свойств. Культура микроорганизмов, выделенная из определенного источника (организм животного, воздух, почва и др.) получила название штамм.

Если выделенная бактериальная культура одного вида различается по некоторым признакам, то она называется – вариант.

Методы выделения микроорганизмов из исследуемого материала можно отнести к двум группам – механические и биологические.

А. Механические методы

Они основаны на механическом разъединении одной бактериальной клетки от другой с целью получения отдельных изолированных колоний на плотной питательной среде. После культивирования посевов в термостате из отдельной нужной колонии делается пересев на питательную среду, в которой вырастают чистые культуры бактерий.

1-й день исследования

Из исследуемого материала готовят мазки и окрашивают их по Граму. При микроскопии устанавливают наличие бактерий, их морфологические особенности и отношение к окраске по Граму.

Для получения изолированных колоний исследуемый материал высевают на поверхность плотной питательной среды в чашках Петри.

Агар в чашки разливают следующим образом: флакон со стерильной питательной средой помещают в водяную баню. После расплавления агара и его охлаждения до 42°С флакон берут в правую руку, левой рукой извлекают пробку, обжигают горлышко флакона, большим и указательным пальцами левой руки слегка приподнимают крышку чашки. Вводят горлышко флакона под крышку чашки (не касаясь краев), наливают 15-20 мл питательного агара, быстро выводят горлышко флакона и закрывают чашку крышкой. Края горлышка флакона подводят к пламени и закрывают его обожженой пробкой. Слегка покачивая круговыми движениями чашку, достигают равномерного распределения среды. Чашки оставляют на месте, пока среда не застынет, а затем их переносят в термостат, поворачивая вверх дном, снимают крышку и оставляют в таком виде на 15-20 минут для подсушивания.

Существует несколько методов посева материала для выделения чистой культуры бактерий. Посев на чашки штрихом производится при помощи петли, которой набирают небольшое количество исследуемого материала и, не вынимая петлю из пробирки, стряхивают излишнее его количество. Чашку с питательной средой помещают на столе вверх дном. Левой рукой берут дно чашки, держа ее почти вертикально, и густо заштриховывают петлей небольшой участок агара в верхней части чашки. Петлю следует держать свободно большим и указательным пальцами правой руки, ближе к концу петледержателя. Освободив таким образом петлю от излишнего материала, легкими движениями, не повреждая поверхности среды, наносят, отрывая друг от друга, параллельные штрихи на расстоянии около 0,5 см.

В отдельных случаях можно производить последовательный рассев материала, используя для этого несколько чашек с питательной средой. Набрав петлей материал, производят посев штрихами на первой чашке и той же петлей, не набирая материала, вновь наносят штрихи на вторую и третью чашки с питательным агаром. На первой чашке обычно получают рост в виде сплошных штрихов, на второй и, особенно на третьей бактерии развиваются в виде изолированных колоний (рис. 27).

Рис. 27. Рост бактерий на плотной питательной среде при последовательном посеве

Посев шпателем. Посев исследуемого материала нередко производят шпателем, который заранее заворачивают в бумагу и стерилизуют горячим воздухом. Исследуемый материал в количестве одной петли или капли наносится пастеровской пипеткой в центр чашки со средой, каплю шпателем распределяют на небольшом участке среды, а затем круговыми движениями по всей ее поверхности. На время посева крышка чашки, поддерживаемая левой рукой, остается слегка открытой.

Шпатель из первой чашки быстро переносят во вторую чашку, а затем в третью. По окончании посева шпатель погружают в банку с дезинфицирующим раствором. Чашку с соответствующей надписью на дне помещают в термостат вверх дном для того, чтобы конденсационная вода, скапливающаяся на внутренней поверхности крышки, не попадала на поверхность посева и не размывала выросшие колонии.

Читать еще:  Африканская чума свиней

2-й день исследования

Изучают культуральные свойства чистой культуры, выросшие колонии на третьей чашке. Их изучают невооруженным глазом, с помощью лупы, при малом увеличении микроскопа и иногда под стереоскопическим микроскопом.

Нужную колонию отмечают со стороны дна чашки восковым карандашом. Из нее делают мазок и окрашивают по Граму. При микроскопии изучают морфологические особенности и отношение бактерий к окраске по Граму. Из этой колонии делают пересев на питательные среды (МПА и МПБ). Посевы помещают в термостат для культивирования.

3-й день исследования

Изучают культуральные свойства бактерий на МПА и МПБ, делают мазок, окрашивают по Граму, микроскопируют. Убедившись в том, что бактериальная культура чистая, приступают к изучению ее биохимических (ферментативных) свойств, устанавливают подвижность, определяют чувствительность к антибиотикам и др.

В научно-исследовательской работе, особенно при генетических исследованиях, необходимо получать культуры заведомо из одной клетки. Такая культура называется клон. Для его получения чаще всего пользуются микроманипулятором. Этот прибор снабжен инструментами (иглами, пипетками) микроскопических размеров. С помощью держателя под контролем микроскопа их вводят в препарат с бактериями на предметном стекле и одну нужную клетку засевают в питательную среду.

Б. Биологические методы

Они основаны на учете тех или иных биологических особенностей выделяемых бактерий в чистую культуру.

1. Выделение спорообразующих микроорганизмов

При выделении чистых культур из исследуемого материала, содержащего споровые формы микробов, его прогревают 10 мин при 80° или 2-3 мин при 100° в расчете на то, что менее стойкие неспоровые формы погибнут при этой температуре. При этом споровые формы останутся жизнеспособными.

Из прогретого материала проводится посев на питательные среды, на которых вырастают спорообразующие микроорганизмы.

2. Выделение кислоустойчивых микроорганизмов.

Для выделения чистой культуры возбудителей туберкулеза и па-ратуберкулеза из патологического материала используют химический метод. С этой целью исследуемый материал после его гомогенизации обрабатывают 6%-ным раствором серной кислоты в течение 5-7 мин, добавляя ее в равном объеме. Благодаря этому погибают микробы сопутствующей микрофлоры, а кислотоустойчивые остаются жизнеспособными.

После нейтрализации раствора кислоты проводят посев на специальные питательные среды, на которых вырастают кислотоустойчивые микробы.

3. Выделение подвижных микроорганизмов (метод Шукевича)

Исследуемый материал, из которого выделяется подвижный микроб, засевают в конденсационную воду скошенного МПА. При посеве необходимо следить, чтобы петля с материалом не коснулась поверхности среды над конденсационной водой. Бактерии, обладающие активной подвижностью, вырастут не только в конденсационной воде, но и вне ее, на поверхности МПА. Из верхней части роста производят повторно посев в конденсат свежей питательной среды. Производя таким образом несколько пересевов, в конце концов получают чистую культуру подвижных бактерий.

4. Выделение патогенных микроорганизмов

Чистые культуры патогенных бактерий выделяют путем заражения исследуемым материалом лабораторных животных, наиболее восприимчивых к тому или иному возбудителю.

После гибели животного из крови и органов трупа делают посевы на питательные среды, на которых в большинстве случаев вырастает чистая культура возбудителя (этот метод подробно представлен в разделе «Заражение лабораторных животных»).

Задания для самостоятельной работы

1. Приготовить мазки-препараты из смеси бактерий, окрасить по Граму и провести микроскопию.

2. Овладеть техникой посева на скошенный МПА и МПБ.

3. Освоить методы и приемы выделения чистой культуры бактерий (1-й день исследования);

а) из смеси бактерий произвести рассев на солевой МПА для выделения чистой культуры стафилококка;

б) из смеси бактерий произвести рассев на среде Эндо для выделения чистой культуры кишечной палочки;

в) взвесь бактерий прогреть в течение 10 мин при 80° или 2-3 мин при 100°. Прогретую взвесь микробов рассеять на МПА для выделения чистой культуры вакцинного штамма сибиреязвенной палочки.

4. Посевы поместить в термостат и ознакомиться с его устройством.

5. Сведения о проделанной работе внести в бланк экспертизы.

Вопросы для самоподготовки и контроля знаний

1. Найдите каждому определению соответствующий термин:

1. Популяция микробов, состоящая из особей одного вида.

2. Культура микроорганизмов, полученная из одной особи (одноклеточная культура).

3. Культура микробов одного вида, выделенная из определенного источника (организм животного, окружающая среда).

4. Культура микроорганизмов одного вида, различающаяся по некоторым признакам (в пределах характеристики вида).

А. Клон. В. Вариант.

Б. Штамм. Г. Чистая культура.

2. В ветеринарную лабораторию поступил исследуемый материал после убоя животного с подозрением на туберкулез. Какой обработке необходимо подвергнуть материал перед посевом для выделения возбудителей туберкулеза?

А. Прогреть при 80° 2-3 мин.

Б. Обработать 6%-ным раствором серной кислоты в соотношении 1:6.

В. Засеять без обработки.

3. В ветеринарную лабораторию поступил несвежий патологический материал (кусочки мышц) после гибели коровы с подозрением на эмфизематозный карбункул. Какой обработке необходимо подвергнуть материал перед посевом для выделения возбудителя?

А. Прогреть при 80° 15-20 мин.

Б. Обработать 6%-ным раствором серной кислоты в соотношении 1:6.

В. Засеять без обработки.

4. В ветеринарную лабораторию на экспертизу поступили пробы мяса после вынужденного убоя животного. Необходимо исключить присутствие в них вульгарного протея, который может вызвать массовые отравления людей. Какой метод используете для выделения чистой культуры этого микроба?

А. Рассев на МПА в чашках Петри.

Б. Прогрев материала с последующим посевом на МПА.

Г. Посев на скошенный МПА в конденсат.

5. В ветеринарную лабораторию поступил исследуемый материал (ухо) от павшей нетели с подозрением на сибирскую язву. Какой метод используете для выделения чистой культуры возбудителя?

А. Посев на МПА и МПБ.

Б. Посев на среду Эндо.

В. Заражение лабораторного животного.

Г. Посев на скошенный агар в конденсат.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Питательные среды, используемые для выращивания микроорганизмов, их общая характеристика и компонентный состав

Питательные среды, используемые для выращивания микроорганизмов, их общая характеристика и компонентный состав.

Микроорганизмам для нормального роста, развития и размножения необходим комплекс питательных, веществ, позволяющий поддерживать в рабочем состоянии все структурные компоненты и функциональную активность микробной клетки. Поэтому в микробиологии в целом и биотехнологии в частности успехи в культивировании микроорганизмов в значительной степени определяются знанием их физиолого-биохимических особенностей и подбором питательных сред.

Питательные среды применяют при выращивании микроорганизмов и выделении их в чистой культуре, при получении биотехнологическими методами различных микробных препаратов (антибиотиков, вакцин, аминокислот, биостимуляторов, витаминов и т.д.) и изучении свойств микробов. Состав питательных сред и условия культивирования микроорганизмов в значительной степени определяют результаты микробиологических исследований.

Для построения белков клетки требуется азот, углерод, водород, кислород. Снабжение водородом и кислородом осуществляется за счет воды. Источники углерода многочисленны и многообразны. На первом месте стоят сахара, многоатомные спирты и кислоты. Углерод является также составной частью всех органических соединений, в том числе белков, пептонов, аминокислот. Поэтому в составе питательных сред специальные дополнительные источники углерода не нужны.

Читать еще:  Какие сорта персиков можно выращивать в подмосковье?

Основное внимание следует уделять источникам азота. Все искусственные питательные среды как самостоятельно изготавливаемые в лабораториях, так и» выпускаемые централизованно (сухие питательные среды), имеют в своей основе вещества, содержащие азот. В качестве азотистого субстрата для изготовления питательных сред служат в основном белки животного происхождения — мясо (преимущественно говяжье), рыба, мясокостная мука, казеин. В ряде случаев используются заменители полноценного мяса — отходы мясомолочной промышленности, плаценту, кровяные сгустки, а также дрожжи и белки растительного происхождения (соевые бобы, горох, ячмень и др.).

Микробам для нормального роста и развития нужны микроэлементы — небольшие количества некоторых металлов (железо, медь, марганец и др.). Микроэлементы участвуют в образовании коферментов, посредством которых сложные вещества подвергаются гидролизу до более простых и растворимых в воде соединений, ассимилируемых микробами. Не-органические вещества — соли, содержащие хлор, фосфор, натрий, калий, кальций, магний и некоторые другие элементы, нужны для построения и нормального функционирования различных структур микробной клетки. Ростовые вещества или «факторы роста», которыми в основном являются витамины группы В, играют важную роль стимуляторов и регуляторов обмена веществ у микробов.

Синтетическим питательными средаминазываются такие, которые состоят из растворов химически чистых соединений в точно установленных дозировках. В качестве источника азота обычно используют различные аминокислоты или аммонийные соли.

По консистенциипитательные среды могут быть плотными, жидкими и полужидкими.Плотные среды готовят путем добавления к жидкой основе 1.5-2% агара, полужидкие 0.3-0.4% агара, который представляет собой сложный полисахарид — продукт переработки особого вида морских водорослей, и в застывшем состоянии придает среде плотность. Агар плавится при температуре 80-86°С и затвердевает при температуре около 40°С. В некоторый случаях для получения плотных питательных сред используют желатин (10-15%). Такие естественные среды, как свернутая сыворотка крови, свернутый яичный белок, сами по себе являются плотными.

По целевому назначениипитательные среды делят на основные, элективные и дифференциально-диагностические. К основнымотносятся среды, применяемые для выращивания многих бактерий. По составу принято выделять естественные или натуральные среды неопределенного состава и синтетические среды, о которых уже говорилось выше. К основным средам, используемым в .микробиологии, относят триптические гидролизаты казеина, рыбных продуктов, мясокостной муки и др., из которых готовят жидкую среду — питательный бульон и плотную — питательный агар. Такие среды служат основой для приготовления более сложных: сахарных, кровяных, сывороточных и др., удовлетворяющих пищевой потребности более требовательных патогенных бактерий.

Элективные питательные средыпредназначены для избирательного выделения и накопления микроорганизмов определенного вида в местах их естественного обитания из материалов, содержащих разнообразную постороннюю микрофлору. Создавая элективные (для определенных микробов) питательные среды, исходят из биологических особенностей, которые, отличают данные микроорганизмы от большинства других. Например, избирательный рост стафилококка наблюдается при повышенной концентрации хлорида натрия, холерного вибриона — в щелочной среде.

Дифференциально-диагностические питательные средыприменяются для разграничения отдельных видов или групп микроорганизмов. Принцип построения дифференциально-диагностических сред основан на том, что равные виды бактерий различаются между собой по биохимической активности и имеют неодинаковый набор ферментов, расщепляющих субстраты, входящие в состав питательной среды. Компонентами дифференциально-диагностических сред являются: а) основная питательная среда, обеспечивающая размножение бактерий; б) определенный химический субстрат (например, лактоза в среде Эндо), различное отношение к которому является диагностическим признаком для микроорганизмов; в цветной индикатор (например, индикатор Андреде), изменение цвета которого свидетельствует о биохимической реакции и наличии данной ферментной системы у исследуемого микроорганизма. Дифференциально-диагностические среды широко используются в диагностических исследованиях для идентификации бактерий.

Реакция среды.Для роста разных видов микробов требуется определенная реакция среды, которая выражается показателем концентрации водородных ионов (рН). Для большинства бактерий устанавливают рН среды в пределах 6.8-8.0. Ориентировочную реакцию питательной среды можно устанавливать стандартной индикаторной бумагой. Чаще всего для ее изготовления используют индикатор крезоловый красный (диапазон изменения цвета смотри табл.1). Для более точного измерения среды используют рН-метр.

Для успешного роста микробов недостаточно правильно установить первоначальную реакцию питательной среды. Микроорганизмы в процессе роста образуют ряд кислот, что делает реакцию среды кислой и является основной причиной прекращения роста. Во избежание этого необходимо создать условия, препятствующие резкому изменению реакции среды. Отчасти препятствуют изменению рН азотистые вещества, имеющиеся в среде. Чем больше аминокислот в субстрате, тем большими буферными свойствами обладает среда. В настоящее время ко многим питательным смесям прибавляют еще фосфатные буферные смеси.

Индикаторы, меняющие свай цвет при изменении рН среды, используют не только для определения реакции среды. Их вводят также в состав специальных сред, которые служат для выявления биохимических свойств микробов. Изменение цвета среды указывает на образование кислоты или щелочи при ферментативной деятельности микробов. Известны индикаторы, приобретающие ту или иную окраску лишь при щелочной или кислой реакции, вне этой реакции они бесцветны. Так, среда, содержащая индикатор Андредеменяет свою интенсивную красную окраску при значениях рН=5.3-5.5, в случае подщелачивания среды, становится бесцветной — при рН=7.2. Фенолфталеинбесцветен при кислой реакции, а окраску приобретет з диапазоне рН=8.3-10.0.

Более удобны двухцветные индикаторы, имеющие разную окраску в кислой и щелочной среде. Наиболее широко распространены индикаторы Кларка.Они имеют различную окраску в кислой и щелочной среде. В средах, содержащих такие индикаторы, хорошо выражены переходные тона. Кроме того, диапазон чувствительности индикаторов Кларка весьма широк.

Дата добавления: 2016-12-16 ; просмотров: 2641 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Условия выращивания (культивирования) микроорганизмов

К важнейшим условиям выращивания микроорганизмов на питательных средах относятся температура, свет, аэрация среды.

4.4.1 Температура. Для оптимального развития микроорганизмов необходима температура, соответствующая видовым потребностям культуры. По отношению к температуре микроорганизмы подразделяются на холодолюбивые (психрофилы), среднетеплолюбивые (мезофилы) и теплолюбивые (термофилы).

Оптимальные температуры развития психрофилов составляет 6-10 о С, но некоторые могут развиваться и при температуре около 0 о С. Температурный оптимум для мезофилов составляет 25 — 30 о С, а термофилов 50-60 о С.

Большинство видов бактерий активно размножаются при температуре 30-37 о С, а мицеллиальные грибы – при 20-22 о С. При отклонении температуры от оптимальной развитие микроорганизмов задерживается. Поэтому для выращивания микроорганизмов используются специальные приборы – термошкафы с термоизоляцией, способные поддерживать постоянную температуру, соответствующую потребностям культур. Такие приборы называются термостатами.

Читать еще:  Какой сорт доски лучше?

4.4.2 Свет. Большинство микроорганизмов не нуждаются в свете, а прямые солнечные лучи подавляют их развитие. В связи с этим микроорганизмы выращивают в неосвещенных термостатах.

4.4.3 Аэрация. Потребности в свободном кислороде у микроорганизмов неодинаковы. Аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы выращивают в обычных условиях воздушной среды. Культивирование строгих анаэробов должно производиться в бескислородных условиях, которые создаются различными приемами.

Для культивирования анаэробов применяют:

а) специальные приборы – анаэростаты, из которых выкачивают воздух посредством насоса, а затем помещают в термостат;

б) эксикаторы, из которых воздух либо удаляется, либо заменяется инертным газом (азотом, водородом, диоксидом углерода);

в) аппарат Аристовского – герметически замкнутый сосуд, где происходит связывание кислорода воздуха с помощью химических соединений (щелочного раствора пирогаллола, металлического железа и т.д.);

г) выращивание микроорганизмов в жидкой среде – пробирке 10-15см 3 , залитой слоем стерильного индиффирентного (вазелинового) масла или парафина;

д) розливка среды в узкие пробирки высоким столбиком;

е) совместное выращивание анаэробов и аэробов, обильно поглощающих кислород в герметично залитой парафином чашке Петри.

4.4.4 Сроки культивирования. Большинство культур аэробных бактерий выращивают в течение 24-36ч, анаэробных – 36-72ч, плесневые грибы культивируют в течение недели.

4.4.5 Счет колоний. При небольшом количестве выросших колоний их считают методом прямого счета, с помощью лупы, отмечая сосчитанные колонии восковым карандашом. Для удобства чашки Петри можно разделить на равные сектора, подсчитать количество колоний в одном секторе и, перемножив это количество на число секторов, можно определить общее число колоний, выросших на чашке Петри. Если количество колоний велико и прямой счет их затруднителен, то можно применять специальные счетные камеры – аппарат Вольфюгеля, пластинки Лафара и др.

1) Подготовить пробирки, чашки Петри и пипетки к стерилизации.

2) Приготовить МПА из сухого питательного агара, разлить в пробирки, колбы и простерилизовать в автоклаве.

3) Приготовить агар-«столбик» и агар-«косячок» в пробирках.

4) Разлить МПА в чашки Петри.

5) Произвести посев «штрихом», «уколом» из пробирки в пробирку и посев «газоном» из пробирки в чашку Петри.

6) Оформить протокол исследования, схематически изобразив посев «штрихом», «уколом», «газоном», и представить способы стерилизации в виде следующей таблицы.

Таблица 2 — Способы стерилизации

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы:

1) Что представляют собой питательные среды и каким требованиям они должны удовлетворять?

2) Классификация питательных сред.

3) Какие вещества и в каких концентрациях применяются в микробиологической практике для уплотнения питательных сред?

4) Что такое стерилизация и ее основные способы?

5) Что понимаем под термином «дробная» стерилизация и пригодна ли она для стерилизации стеклянной посуды? Обосновать.

6) Что в микробиологической практике называется посевом, пересевом микроорганизмов?

7) Методы посевов (пересевов) микроорганизмов.

8) Какие условия нужны для успешного выращивания микроорганизмов?

9) Способы культивирования анаэробов.

10) Назначение термостата в лаборатории микробиологии.

Большинство патогенных микроорганизмов выращивают

1. Особенности физиологии бактерий. Типы и механизмы питания. Рост и размножение. Фазы размножения. Особенности физиологии грибов и простейших.

Физиология микроорганизмов – раздел микробиологии, изучающий жизнедеятельность микробов, процессы их питания, обмена, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой .

Значение физиологии микроорганизмов

· Физиологические и биохимические особенности микроорганизмов положены в основу их систематики.

· Важны для изучения механизмов патогенного действия, культивирования, дифференцировки и идентификации отдельных микроорганизмов.

· Для разработки биотехнологии производства вакцин, антибиотиков и других биологически активных продуктов.

· Для понимания патогенеза, постановки микробиологического диагноза, проведения лечения и профилактики инфекционных заболеваний, регуляции взаимоотношений человека с окружающей средой и т.д.

Классификация микроорганизмов по типу питания

Прототрофы – не нуждаются в дополнительных факторах роста.

Ауксотрофы – не растут на питательных средах без добавления факторов роста.

Факторы роста – чаще витамины, аминокислоты, азотистые основания. Их источник – чаще всего дрожжевой автолизат

Олиготрофы – растут только при низких концентрациях питательных веществ (от долей до 100мг/л).

Копиотрофы – растут при высокой концентрации питательных веществ (1-100г/л.)

Механизмы проникновения питательных веществ в бактериальную клетку

§ Пассивная диффузия : перемещение веществ происходит по градиенту концентрации, без затраты энергии (органические молекулы, лекарственные препараты, H 2 O , O 2 , CO 2 , N 2 .

§ Облегченная диффузия происходит также по градиенту концентрации, без затраты энергии. С помощью молекул-переносчиков, пермеаз.

§ Активный транспорт происходит с затратой метаболической энергии – АТФ.

§ Транслокация (перенос) групп является активным транспортом при участии мембранных белков-транслоказ и фосфорилировании переносимой молекулы в процессе ее прохождения через мембрану (глюкоза).

Пути выхода соединений из бактериальной клетки

§ Фосфотрансферазная реакция . Происходит при фосфорилировании переносимой молекулы.

§ Контрансляционная секреция . Синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепиться к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка смогут выйти в окружающую среду. Токсины столбняка, дифтерии и другие молекулы.

§ Почкование мембраны . Молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.

РАЗМНОЖЕНИЕ И РОСТ

Большинство бактерий размножаются бинарным делением.

· Грамотрицательные бактерии делятся путем перетяжки в результате образования гантелевидных фигур, из которых затем образуются две одинаковые клетки.

· Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтезирующихся перегородок деления внутрь клетки. Клетки расходятся в результате действия аутолитических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки. Аутолиз при этом может происходить неравномерно: делящиеся клетки на одном участке остаются связанными частью клеточной стенки в области перегородки деления. Такие клетки располагаются под углом друг к другу (дифтерийные коринебактерии).

Некоторые бактерии размножаются иными способами:

  1. Почкованием (фотосинтезирующие несерные бактерии, железобактерии)
  2. С помощью конъюгации (неполного полового процесса, энтеробактерии)
  3. Спорами, фрагментацией мицелия (актиномицеты).

При росте бактерий в стационарной культуре (однократной инокуляции в непополняемый объем питательной среды) проявляется зависимость числа клеток от времени культивирования, описываемая кривой роста

Количественная оценка роста культуры бактерий

  1. Концентрация клеток (клеток/мл)
  2. Время генерации – промежуток времени, за который число клеток удваивается.
  3. Константа скорости деления – число удвоений в час.
  4. Константа скорости роста.

Существует два подхода к определению числа клеток в конкретный момент:

  1. Прямые методы (непосредственный подсчет клеток под микроскопом в счетных камерах или на фиксированных мазках).
  2. Косвенные методы (высевы на плотные питательные среды, осаждение на мембранных фильтрах, определение биомассы, мутности суспензии, общего белка, поглощения кислорода и выделения углекислоты).

При условии пополнения питательного субстрата и отведения токсических продуктов обмена бактерии выращивают в непрерывной культуре в специальных биореакторах – турбидостатах и хемостатах.

С помощью этой аппаратуры культура бактерий поддерживается в логарифмической стадии роста

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector