Метаболизм и питание микроорганизмов

Содержание

Слайд 2

Химический состав микробной клетки

Химический состав микробной клетки

Слайд 3

Ферменты – активные катализаторы, ускоряющие химические процессы в живых клетках
Сложное строение, белковая

Ферменты – активные катализаторы, ускоряющие химические процессы в живых клетках Сложное строение,
природа
Строго специфичны, высоко активны
Активность зависит от факторов внешней среды
Имеют диагностическое значение
Экзо- и эндоферменты
Конститутивные и индуцибельные ферменты

Ферменты микроорганизмов

Слайд 4

Экзоферменты - ферменты, которые выделяются микробной клеткой во внешнюю среду
Эндоферменты -

Экзоферменты - ферменты, которые выделяются микробной клеткой во внешнюю среду Эндоферменты -
ферменты, которые участвуют во внутриклеточных процессах обмена веществ

Экзоферменты и эндоферменты

Слайд 5

Транспорт в клетку происходит через цитоплазматическую мембрану

Пути транспорта веществ через мембрану

Транспорт в клетку происходит через цитоплазматическую мембрану Пути транспорта веществ через мембрану

Слайд 7

Проникновение веществ в микробную клетку

Поступление питательных веществ и воды в клетку, а

Проникновение веществ в микробную клетку Поступление питательных веществ и воды в клетку,
также выделение продуктов обмена в окружающую среду происходят у микроорганизмов через всю поверхность их тела.
Возможность проникновения веществ извне в клетку обусловлена многими факторами:
величиной и структурой их молекул;
способностью растворяться в компонентах ЦПМ; концентрацией веществ в клетке и в среде;
свойствами клеточной стенки и ЦПМ, являющихся барьерами, через которые должны проникнуть в клетку питательные вещества, и др.

Слайд 8

Питательные вещества

Источники питания – вещества, которые удовлетворяют потребность микроорганизма в химических элементах,

Питательные вещества Источники питания – вещества, которые удовлетворяют потребность микроорганизма в химических
необходимых для синтеза веществ и структур клетки

Потребности различных микроорганизмов в отношении источников углерода и азота весьма разнообразны

Кислород и водород

Углерод

Азот

все микроорганизмы получают из воды

неорганические соединения – СО2, карбонаты;
органические соединения – белки, липиды, углеводы

неорганические соединения – соли аммония, нитриты, нитраты; органические соединения – белки, аминокислоты

Слайд 9

По источнику питания микроорганизмы делятся:

Литотрофы

Хемогетероорганотрофы – наиболее распространенные микроорганизмы в природе

Органотрофы

способны

По источнику питания микроорганизмы делятся: Литотрофы Хемогетероорганотрофы – наиболее распространенные микроорганизмы в
использовать неорганические доноры электронов (Н2, NH3, H2S, Fe2+ и др.)

используют в качестве доноров электронов органические соединения

Слайд 10

Культивирование микроорганизмов in vitro

Питательные среды (бактерии и грибы)
Культуры клеток и тканей, эмбрионы

Культивирование микроорганизмов in vitro Питательные среды (бактерии и грибы) Культуры клеток и
(для вирусов)
Аэробные и анаэробные условия
Температурные условия

Слайд 11

Требования к питательным средам

Достаточное количество воды
Содержание органического источника углерода и энергии
Определенный рН

Требования к питательным средам Достаточное количество воды Содержание органического источника углерода и
среды
Определенное осмотическое давление
Стерильность

Слайд 12

жидкие

плотные

Плотность среды достигается добавлением различных количеств агара
Агар – полисахариды морских водорослей
Многократно расплавляется

жидкие плотные Плотность среды достигается добавлением различных количеств агара Агар – полисахариды
без повреждения
Плавится при t 100 °С, при охлаждении остывает при t 45-50 °С
Трудно расщепляется клеткой

В зависимости от консистенции питательные среды различают:

полужидкие

Слайд 13

В зависимости от назначения питательные среды различают:

Элективные - среды, на которых растет

В зависимости от назначения питательные среды различают: Элективные - среды, на которых
какой-то определенный микроорганизм. Например, щелочной агар, имеющий рН 9,0, служит для выделения холерного вибриона

Специальные среды - это среды, которые стимулируют рост
определенного микроорганизма, ингибируя рост других 

Дифференциально-диагностические среды служат для изучения ферментативной активности бактерий. Включают индикатор. Примеры: Эндо и др.

Универсальные среды - это среды, которые служат для культивирования
различных микроорганизмов (мясо-пептонный агар, Сабуро)  

Слайд 14

Чистая культура

Чистая культура м/о – культура одного вида, полученная из одной клетки

Биопленки

Биопленка

Чистая культура Чистая культура м/о – культура одного вида, полученная из одной
– высокоорганизованные сообщества бактерий, необратимо прикрепленных к субстрату и друг к другу и защищенных продуцируемым этими клетками внеклеточным полимерным матриксом.

Слайд 15

Метаболизм

Конструктивный обмен

Энергетический обмен

Анаболизм, ассимиляция
Синтез веществ клеткой: фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белков, липидов,

Метаболизм Конструктивный обмен Энергетический обмен Анаболизм, ассимиляция Синтез веществ клеткой: фотосинтез, хемосинтез,
полисахаридов, ДНК и РНК
Сопровождается затратами энергии (распад АТФ)

Катаболизм, диссимиляция
Распад питательных веществ: аэробное и анаэробное дыхание, брожение
Сопровождается запасом энергии (синтез АТФ)

Слайд 16

Отношение к молекулярному кислороду

О2 является обязательным химическим компонентом любой клетки
Большинство организмов использует

Отношение к молекулярному кислороду О2 является обязательным химическим компонентом любой клетки Большинство
свободный и связанный кислород
100 %-й молекулярный кислород подавляет рост всех аэробов
Аэробные бактерии могут формировать колонии на поверхности твердой питательной среды в атмосфере, содержащей 40 % О2, но рост их прекращается, когда содержание О2 в атмосфере повышается до 50 %.

Кислород входит в состав молекул воды, органических и неорганических соединений
О2 присутствует в современной атмосфере, объемная доля которого составляет 21 %

Слайд 17

В отношении к молекулярному кислороду микроорганизмы разделены на несколько групп

В отношении к молекулярному кислороду микроорганизмы разделены на несколько групп

Слайд 18

Отношение к молекулярному кислороду

Аэробы – микроорганизмы, для роста которых О2 необходим.
К

Отношение к молекулярному кислороду Аэробы – микроорганизмы, для роста которых О2 необходим.
ним относится большинство бактерий, многие грибы
Микроаэрофилы – аэробы, растут при низкой концентрации О2 в окружающей среде (порядка 2 %)

Анаэробы – микроорганизмы, которые не могут расти в присутствии О2
Факультативные анаэробы – могут расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Представители: молочнокислые бактерии, энтеробактерии, дрожжи сахаромицеты
Строгие облигатные анаэробы – не выносят присутствия даже незначительных количеств О2 в среде и быстро погибают. Представители родов Clostridium, Bacteroides

Аэробы

Аэробы

Слайд 19

Способы получения энергии

Фотосинтез – процесс получения энергии с помощью света (фототрофные бактерии)
Дыхание

Способы получения энергии Фотосинтез – процесс получения энергии с помощью света (фототрофные
–  процесс получения энергии (АТФ) в реакциях окисления-восстановления, где донором электронов являются органические вещества, акцептором являются:
– при аэробном дыхании – кислород
– при анаэробном дыхании – нитраты, сульфаты и пр.
Брожение – использование различных веществ в качестве акцептора и донора электронов, протекает без кислорода

Спиртовое брожение
  Дрожжи Saccharomycetes, бактерии Erwinia, Zymomonas

Молочнокислое брожение 
Молочнокислые бактерии Lactococcus, Lactobacterium, Bifidobacterium,  E. coli.
Streptococcus

Маслянокислое брожение
Облигатно-анаэробные клостридии

Муравьинокислое (смешанное) брожение 
семейство 
Enterobacteriaceae 
и Vibrionaceae