Физиология микроорганизмов

Август 1, 2022

Главная
Биология
Физиология микроорганизмов

Содержание

2. План лекции Химический состав бактерий Питание бактерий Дыхание бактерий Рост и размножение бактерий
3. Физиология микроорганизмов изучает 1. жизнедеятельность микробных клеток 2. процессы питания, 3. дыхания, 4. размножения и роста,
4. Химический состав бактерий Вода – осн. компонент, 80% ее массы. Белки – (40-60% сухой массы) определяют
5. Питание бактерий 1.Поступление питательных веществ внутрь через всю ее поверхность. 2. Высокая скорость процессов метаболизма. 3.Адаптация
6. Типы питания бактерий По источникам С для питания микроорганизмы делятся а) Аутотрофы — используют для построения
7. Типы питания бактерий В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микроорганизмы делят Литотрофы
8. Типы питания бактерий По источнику энергии среди бактерий различают Фототрофы (т.е. фотосинтезирующие бактерии) – сине-зеленые водоросли
9. Типы питания бактерий Факторы роста (ФР) микроорганизмы синтезировать не могут, их добавляют в питательные среды. К
10. Механизм питания Поступление различных веществ в бак.клетку зависит 1. от величины и растворимости их молекул в
11. Механизмы проникновения питательных веществ в клетку Простая диффузия — перемещение питательных веществ происходит без затраты энергии
12. Ферменты микроорганизмов 1.распознают соответствующие им метаболиты (субстраты), 2.вступают с ними во взаимодействие 3.ускоряют химические реакции. Ферменты
13. Экзоферменты — выделяются в окружающую среду (например, гидролазы) Эндоферменты — активны внутри клетки. Конститутивные ферменты —
14. 6 классов ферментов 1.оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты (дегидрогеназы, оксидазы и др.); 2.трансферазы, переносящие отд.радикалы и атомы
15. Ферменты имеют особо важное значение в индентификации бактерий. Гидролазы по действию на различные вещества: -сахаролитические (гликозидазы)
16. Дыхание бактерий (биологическое окисление) -основано на ОВ-реакциях, идущих с образованием АТФ При дыхании происходят процессы окисления
17. По типу дыхания бактерии делятся -облигатные аэробы -облигатные анаэробы -факультативные анаэробы
19. Самый простым приемом определения типа дыхания у бактерий служит посев культуры уколом в столбик полужидкого агара.
20. Рост и размножение бактерий Жизнедеятельность бактерий характеризуется 1. ростом — это формирование структурно-функциональных компонентов клетки и
21. Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить
22. Репликация ДНК происходит в 3 этапа: 1.инициализация 2. элонгация 3. терминация. Образовавшиеся в результате репликации 2
23. Размножение бактерий в жидкой питательной среде Бактерии, засеянные в определенный объем питательной среды, размножаются, потребляют питательные
25. При размножении бактерий в жидкой питательной среде можно наблюдать последовательную смену фаз: 1) Стационарная фаза —
26. 5) Максимальная стационарная фаза — равновесие между количеством погибших, вновь образующихся и покоящихся бактерий 6) Гибель
27. Размножение бактерий на плотной питательной среде
28. Вид, форма, цвет и другие особенности колоний на плотной питательной среде могут учитываться при идентификации бактерий,
29. Принципы культивирования бактерий Выделение м/о из различных материалов и получение чистых культур необходимо для диагностики заболеваний,
30. Время культивирования находится в прямой зависимости от времени генерации вида бактерии и находится в пределах 18
32. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции
Химический состав бактерий
Питание бактерий
Дыхание бактерий
Рост и размножение бактерий

Слайд 3

Физиология микроорганизмов
изучает 1. жизнедеятельность микробных клеток 2. процессы питания, 3. дыхания,
4.

размножения и роста,
5. закономерности взаимодействия с окружающей средой
Предмет изучения — патогенные и условно-патогенные м/о, способные вызвать заболевания человека

Слайд 4

Химический состав бактерий
Вода – осн. компонент, 80% ее массы.
Белки

– (40-60% сухой массы) определяют главные биол. свойства бактерий. МО содержат более 2000 разл.белков, находящихся в структурных компонентах и участвующих в процессах метаболизма.
Углеводы –простые вещества (моно- и дисахариды) и комплексн.соед-ми. Полисахариды (ПС) входят в состав капсул. Внутриклеточные ПС (крахмал, гликоген) являются запасными питат. веществами.
Липиды - входят в состав ЦПМ, КС. Могут выполнять в цитоплазме роль запасных питательных веществ. Это фосфолипиды, жирные кислоты и глицериды. Макс кол-во липидов(до 40%), содержат микобактерии туберкулеза.
Минеральные вещества – макро - Р, К, Na, S, Fe, Ca, Mg; микро – Zn, Cu, Co, Ba, Mn. Участвуют в регуляции осмотического давления, рН, ОВ -потенциала, активируют ферменты, сами входят в состав ферментов, витаминов и структурных элементов бактериальной клетки (БК).

Слайд 5

Питание бактерий
1.Поступление питательных веществ внутрь через всю ее поверхность.
2. Высокая скорость

процессов метаболизма.
3.Адаптация к меняющимся условиям окружающей среды.

Слайд 6

Типы питания бактерий
По источникам С для питания микроорганизмы делятся
а)

Аутотрофы — используют для построения своих клеток СО2 и другие неорганические соединения (серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии) б) Гетеротрофы — питаются за счет готовых органических соединений. Получают углерод из гексоз, спиртов, аминокислот, органических кислот.
Сапрофиты питаются отмершими органическими веществами.

Слайд 7

Типы питания бактерий
В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов

или водорода, микроорганизмы делят
Литотрофы – используют в качестве доноров водорода неорганические соединения
Органотрофы - используют в качестве доноров водорода органические соединения

Слайд 8

Типы питания бактерий
По источнику энергии среди бактерий различают
Фототрофы (т.е.

фотосинтезирующие бактерии) – сине-зеленые водоросли
Хемотрофы – бактерии, нуждающиеся в химических источниках энергии

Слайд 9

Типы питания бактерий
Факторы роста (ФР) микроорганизмы синтезировать не могут, их

добавляют в питательные среды. К ФР относят аминокислоты, необходимые для построения белков, пурины и пиримидины, необходимые для образования нуклеиновых кислот, витамины, входящие в состав некоторых ферментов.
Для обозначения отношения МО к ФР используют термины ауксотрофы и прототрофы.
Ауксотрофы нуждаются в 1 или нескольких ФР.
Прототрофы могут сами синтезировать необходимые для роста соединения.

Слайд 10

Механизм питания
Поступление различных веществ в бак.клетку зависит
1. от величины и

растворимости их молекул в липидах и воде
2. рН среды
3. концентрации веществ
4. различных факторов проницаемости мембран и др.

Слайд 11

Механизмы проникновения питательных веществ в клетку
Простая диффузия — перемещение питательных веществ

происходит без затраты энергии за счет разности их концентраций по обе стороны ЦПМ
Облегченная диффузия — процесс осуществляется пермеазами( белки-переносчики) без затраты энергии, по градиенту концентрации
Активный транспорт — процесс осуществляется пермеазами с затратой энергии против градиента концентрации
Транслокация — активный транспорт с видоизменением переносимой молекулы
ВЫХОД веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.

Слайд 12

Ферменты микроорганизмов
1.распознают соответствующие им метаболиты (субстраты),
2.вступают с ними во взаимодействие
3.ускоряют

химические реакции.
Ферменты являются БЕЛКАМИ, участвующими в процессах метаболизма. Многие ферменты взаимосвязаны со структурами бак.клетки (цитоплазме, ЦПМ, периплазматическом пространстве).

Слайд 13

Экзоферменты — выделяются в окружающую среду (например, гидролазы) Эндоферменты — активны внутри

клетки.
Конститутивные ферменты — постоянно синтезируются в клетках в определенных концентрациях ( ферменты гликолиза)
Индуцибельные ( адаптивные) —синтезируются только в случае нахождения в среде соответствующего субстрата (щелочная фосфатаза, пенициллиназа)
Ферменты агрессии разрушают ткани, обуславливая широкое распространение м/о и токсинов в инфицированной ткани: -нейраминидаза -гиалуронидаза -коагулаза -дезоксирибонуклеаза Они способствуют проявлению патогенных свойств у возбудителей некоторых инфекционных заболеваний

Слайд 14

6 классов ферментов
1.оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты (дегидрогеназы, оксидазы и др.);
2.трансферазы,

переносящие отд.радикалы и атомы от одних соединений к другим;
3.гидролазы, ускоряющие реакции гидролиза, т.е. расщепления веществ на более простые с присоединением молекул воды (эстеразы, фосфатазы, глюкозидазы);
4.лиазы, отщепляющие от субстратов химические группы негидролитическим путем (карбоксилазы и др.);
5.изомеразы, превращающие органические соединения в их изомеры (фосфогексоизомераза и др.);
6. лигазы, или синтетазы, ускоряющие синтез сложных соединений из более простых (аспарагинсинтетаза, глю-аминсинтетаза и др.)

Слайд 15

Ферменты имеют особо важное значение в индентификации бактерий.
Гидролазы по действию на

различные вещества: -сахаролитические (гликозидазы) -протеолитические (пепсин, трипсин) -липолитические.
Ферменты микроорганизмов используют в генетической инженерии.

Слайд 16

Дыхание бактерий (биологическое окисление)
-основано на ОВ-реакциях, идущих с образованием АТФ
При дыхании

происходят процессы окисления и восстановления, сопровождающиеся переносом электронов от окисляющейся системы к восстанавливающейся

Слайд 17

По типу дыхания бактерии делятся
-облигатные аэробы -облигатные анаэробы -факультативные
анаэробы

Слайд 18

Слайд 19

Самый простым приемом определения типа дыхания у бактерий служит посев культуры

уколом в столбик полужидкого агара. Рост облигатных аэробов будет на поверхности среды, облигатных анаэробов — у дна пробирки, факультативных анаэробов — по всему ходу укола

Слайд 20

Рост и размножение бактерий
Жизнедеятельность бактерий характеризуется
1. ростом — это

формирование структурно-функциональных компонентов клетки и увеличение самой бактериальной клетки,
2. размножением — это самовоспроизведение, приводящее к увеличению количества БК в популяции.
Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования.

Слайд 21

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь

ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра — нуклеотида. Репликация хромосомной ДНК осуществляется от начальной точки ori (от англ. origin- начало). Хромосома БК связана в области ori с ЦПМ. Репликация ДНК катализируется ДНК-полимеразами. Сначала происходит раскручивание (деспирализация) двойной цепи ДНК, в результате чего образуется репликативная вилка (разветвленные цепи); одна из цепей достраиваясь, связывает нуклеотиды от 5'- к 3'- к концу, другая – достраивается посегментарно.

Слайд 22

Репликация ДНК происходит в 3 этапа:
1.инициализация 2. элонгация 3.

терминация.
Образовавшиеся в результате репликации 2 хромосомы расходятся, чему способствует увеличение размеров растущей клетки: прикрепленные к ЦПМ хромосомы, по мере увеличения объема клетки удаляются друг от друга. Окончательное их обособление завершается образованием перетяжки или перегородки деления. Клетки с перегородкой деления расходятся в результате действия аутолитических ферментов, разрушающих сердцевину перегородки деления. Аутолиз при этом происходит неравномерно: делящиеся клетки в одном участке остаются связанными частью КС в области перегородки деления. Такие клетки располагаются под углом друг к другу

Слайд 23

Размножение бактерий в жидкой питательной среде
Бактерии, засеянные в определенный объем

питательной среды, размножаются, потребляют питательные вещества, что приводит к истощению питательной среды и прекращению роста бактерий.

Слайд 24

Слайд 25

При размножении бактерий в жидкой питательной среде можно наблюдать последовательную смену

фаз:
1) Стационарная фаза — начинается с высева культуры и продолжается до двух часов — бактерии не растут и не размножаются
2) Фаза лаг+(фаза задержки) — рост интенсивный, но скорость деления невысокая
3) Фаза лог(фаза логарифмического роста) — скорость размножения максимальная, численность увеличивается в геометрической прогрессии
4) Фаза отрицательного ускорения — размножение замедляется из-за истощения питательной среды и накопления продуктов метаболизма

Слайд 26

5) Максимальная стационарная фаза — равновесие между количеством погибших, вновь образующихся и

покоящихся бактерий
6) Гибель бактерий
7) Лаг- — отмирание происходит с постоянной скоростью
8) Фаза уменьшения скорости отмирания клеток и прекращения процессов отмирания
*Продолжительность фаз у различных видов бактерий варьирует

Слайд 27

Размножение бактерий на плотной питательной среде

Слайд 28

Вид, форма, цвет и другие особенности колоний на плотной питательной

среде могут учитываться при идентификации бактерий, а также отборе колоний для получения чистых культур.

Слайд 29

Принципы культивирования бактерий
Выделение м/о из различных материалов и получение чистых

культур необходимо для диагностики заболеваний, в производстве вакцин, антибиотиков и других БАВ. Для этого необходимы условия: -температура -время культивирования -значение рН среды -состав среды

Слайд 30

Время культивирования находится в прямой зависимости от времени генерации вида

бактерии и находится в пределах 18 - 20 часов для энтеробактерий, 3-4 недель для микобактерий
По температуре культивирования -психрофилы (холодолюбивые) — растут и размножаются при 10-15°C -мезофилы — при 37°C -термофилы — при 45°C и выше
рН среды культивирования: -от 6,7 -различные добавки (каталита с рН 7,5 ускоряет рост и размножение бактерий)

Физиология микроорганизмов

Содержание

План лекцииХимический состав бактерийПитание бактерийДыхание бактерийРост и размножение бактерий

Физиология микроорганизмовизучает 1. жизнедеятельность микробных клеток 2. процессы питания, 3. дыхания, 4.

Химический состав бактерий Вода – осн. компонент, 80% ее массы. Белки

Питание бактерий1.Поступление питательных веществ внутрь через всю ее поверхность.2. Высокая скорость

Типы питания бактерий По источникам С для питания микроорганизмы делятся а)

Типы питания бактерий В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов

Типы питания бактерий По источнику энергии среди бактерий различают Фототрофы (т.е.

Типы питания бактерий Факторы роста (ФР) микроорганизмы синтезировать не могут, их

Механизм питанияПоступление различных веществ в бак.клетку зависит 1. от величины и

Механизмы проникновения питательных веществ в клеткуПростая диффузия — перемещение питательных веществ

Ферменты микроорганизмов1.распознают соответствующие им метаболиты (субстраты),2.вступают с ними во взаимодействие 3.ускоряют