Кафедра мікробіології, вірусології та імунології Фізіологія мікроорганізмів. Живлення, ріст, розмноження, дихання, метаболізм. Вплив факторів зовнішнього середовища. Романюк Л.Б.

Фізіологія мікроорганізмів вивчає біохімічні і енергетичні процеси, що відбуваються в бактеріальній клітині і забезпечують відтворення її структурного матеріалу та енергетичні потреби Хімічний склад бактерій: Вуглець – % Вуглець – % Азот – 8-15 % Азот – 8-15 % Кисень – % Кисень – % Водень – 6-8 % Водень – 6-8 %

Хімічний склад бактерій Білки – 55% сухого залишку клітини Білки – 55% сухого залишку клітини Вуглеводи – % Вуглеводи – % Ліпіди – 10 % Ліпіди – 10 % Мінеральні речовини –2-4 % Мінеральні речовини –2-4 %

Метаболізм мікроорганізмів – обмін речовин у клітині Конструктивний біосинтез (анаболізм) –використовують енергію для створення нових речовин Конструктивний біосинтез (анаболізм) –використовують енергію для створення нових речовин Катаболізм – розщеплення речовин для вивільнення енергії Катаболізм – розщеплення речовин для вивільнення енергії

Залежно від способу засвоєння вуглецю мікрорганізми поділяються: Автотрофи – синтезують всі необхідні речовини з СО 2 самостійно Гетеротрофи – джерелом СО 2 є органічні сполуки облігатні (повністю залежні |від організму господаря) | факультативні можуть рости на поживних середовищах факультативні можуть рости на поживних середовищах

Залежно від джерела енергії мікрорганізми поділяються на: Фототрофи – (енергія світла) Фототрофи – (енергія світла) Хемотрофи – (енергія хімічних обмінів) Хемотрофи – (енергія хімічних обмінів) Літотрофи – (джерело енергії неорганічні сполуки) Літотрофи – (джерело енергії неорганічні сполуки) Органотрофи - (органічні речовини) Органотрофи - (органічні речовини)

Надходження речовин у клітину відбувається: Пасивна дифузія – за градієнтом концентрації Пасивна дифузія – за градієнтом концентрації Поолегшена дифузія – за допомогою пермеаз Поолегшена дифузія – за допомогою пермеаз Активний транспорт – пермеази з використанням енергії Активний транспорт – пермеази з використанням енергії Транслокація хімічних груп – розщеплення елементів а далі перенесення через клітинну стінку Транслокація хімічних груп – розщеплення елементів а далі перенесення через клітинну стінку Іонний транспорт –ь перенос неорганічних іонів Іонний транспорт –ь перенос неорганічних іонів

Ферменти м/о 6 класів: 6 класів: Гідролази Гідролази Оксидоредуктази Оксидоредуктази Ізомерази Ізомерази Трансферази Трансферази Ліази Ліази Лігази Лігази

За способом дії ферменти поділяються на: Адаптивні – синтезуються лише тоді коли є субстрат Адаптивні – синтезуються лише тоді коли є субстрат Конститутивні – постійно присутні в клітині Конститутивні – постійно присутні в клітині За локалізацією: Екзоферменти – виділяються в навколишнє середовище Екзоферменти – виділяються в навколишнє середовище Ендоферменти - на цитоплазматичній мембрані Ендоферменти - на цитоплазматичній мембрані

Дихання м/о Облігатні анаероби – живуть без О 2 Облігатні анаероби – живуть без О 2 Облігатні аероби – не менше 21% О 2 в середовищі Облігатні аероби – не менше 21% О 2 в середовищі Факультативні анаероби – пристосовуються до умов зовнішнього середовища Факультативні анаероби – пристосовуються до умов зовнішнього середовища Мікроаерофіли – до 2% О 2 Мікроаерофіли – до 2% О 2 Капнеїчні мікрорганізми - О % СО 2 Капнеїчні мікрорганізми - О % СО 2

Ріст – координоване відтворення бактеріальних структур і збільшення маси клітини Розмноження – здатність мікроорганізмів до самовідтворення, при чому збільшується кількість особин у популяції

Крива, яка описує залежність логарифму числа живих клітин від часу культивування, називається кривою росту Розрізняють чотири основні фази росту періодичної культури: початкову (або лаг-) фазу, експоненціальну (або логарифмічну) фазу, стаціонарну та фазу відмирання

Крива росту

Фази кривої росту 1. Ініціальна стаціонарна фаза. Тривалість 1-2 год. 2. Lag фаза. Тривалість 2 год 3. Фаза експоненціального (логарифмічного) росту. Тривалість 5-6 год 4. Фаза негативного прискорення росту. Тривалість 2 год. 5. Стаціонарна фаза (М-концентрації). Тривалість 2 год. 6. Фаза прискорення відмирання. Тривалість 3 год. 7. Фаза логарифмічного відмирання. Тривалість 5 год. 8. Фаза сповільнення відмирання.

Поділ мікроорганізмів Випередджаючий – багатоклітинні палички Випередджаючий – багатоклітинні палички Синхронний – клітина і нуклеоїд поділяються одночасно – утворюються пооодинові м/о Синхронний – клітина і нуклеоїд поділяються одночасно – утворюються пооодинові м/о Випереджаючий поділ нуклеоїду – утворюються багатоядерні клітини Випереджаючий поділ нуклеоїду – утворюються багатоядерні клітини

Вимоги до живильних середовищ 1. Забезпечення потреб в азоті, вуглеці та водні для побудови власних білків. Водень і кисень для клітин постачає вода. Джерелом азоту виступають численні речовини, в основному, тваринного походження (мясо яловиче, риба, мясо- кісткова мука, казеїн), а також білкові гідролізати, пептиди, пептони. 2. Ростові фактори (вітаміни, ферменти). Універсальним джерелом їх служать екстракти з білків тваринного й рослинного походження, білкові гідролізати. Для мікробів з більш складними харчовими потребами до складу середовищ включають нативні субстрати - кров, сироватку, асцитичну рідину, яєчний жовток, кусочки печінки, нирок, мозкової тканини та ін.

3. Середовища повинні бути збалансованими за мікроелементним складом і містити іони заліза, міді, марганцю, цинку, кальцію, натрію, калію, мати у своєму складі неорганічні фосфати. 4. Допустимим є вживання речовин, які усувають дію інгібіторів росту і токсиноутворення мікробів (окремі амінокислоти, твіни, активоване вугілля тощо). 5. Стабілізація оптимуму рН середовища, його високої буферності. 6. Середовища повинні мати певну вязкість, густину 7. Ізотонічність, прозорість, обовязково стерильність

П р о с т іС к л а д н і Рідкі: ПВ, МПБ Щільні: МПЖ, МПА Спеціальні: цукров. МПА, МПБ, сиров. МПА, кров. МПА, асцит. МПА Збагачення, накопичення: селенітовий МПБ, с-ща Мюллера, Кауффмана, Кітт-Тароцці Елективні: Ру, 1% лужна ПВ Диференціально-діагностичні: 1.для визначення цукролітичних властивостей (с-ща Гіса, Ендо, Левіна, Плоскірева) 2. для визначення протеолітичних властивостей (згорнута сироватка, МПЖ, кусочки мязів) 3. для визначення пептолітичних властивостей (МПБ, ПВ) 4. для визначення гемолітичних властивостей (кров. МПА) 5. для визначення редукуючих властивостей (середовища з різними барвниками) Класифікація живильних середовищ

Різноманіття форм і поверхні колоній

Різні види поверхні бактеріальних колоній

1 - макро- i мiкроскопiчне вивчення дослiджуваного матерiалу i посiв на щiльнi поживнi середовища для одержання окремих колонiй; 2 - макро- i мiкроскопiчне вивчення колонiй i пересiв на скошений агар; 3 - перевiрка чистоти виділеної культури та її iдентифiкацiя; 4 - висновок про видiлену культуру. Етапи видiлення чистих культур аеробних мiкроорганiзмiв :

Етапи виділення чистої культури бактерій

Методи одержання ізольованих колоній

Біохімічні властивості бактерій

Дякую за увагу