3. Физиология микроорганизмов

В микробной клетке содержится большое количество воды (80%). Вода служит не только дисперсионной средой для коллоидов, растворителем кристаллических веществ, но и сама участвует в различных химических процессах (присоединение молекулы воды приводит к гидролизу органических соединений). Кроме воды, в микробных клетках содержится около 20% сухого вещества.

Особое внимание нужно обратить на белковый состав микробной клетки; усвоить, какие протеиды содержатся в цитоплазме. Нуклеиновые кислоты, роль ДНК и РНК в жизни бактериальной клетки. Наряду с белками большое значение в жизни микробной клетки имеют углеводы и липоиды. Назовите имеющиеся в цитоплазме включения.

Питание микробов. При жизни бактериальной клетки происходит обмен веществ с окружающей их внешней средой: из окружающей среды микробы усваивают необходимые питательные вещества, а продукты обмена выделяются из клетки наружу.

По типу питания микроорганизмы делятся на аутотрофы и гетеротрофы. Гетеротрофы подразделяются на метатрофы (сапрофиты) и паратрофы. Необходимо четко знать характеристику названных групп бактерий и представителей каждой группы.

Знание особенностей питания микроорганизмов имеет не только теоретическое, но и огромное практическое значение. Создание надлежащих условий питания для отдельных видов бактерий обеспечивает накопление бактерийной массы и ее продуктов жизнедеятельности, что очень важно в условиях биопромышленности, пищевой промышленности и др. Перечислите основные питательные среды животного и растительного происхождения, употребляемые для культивирования микроорганизмов. Нужно хорошо усвоить, что следует под названием «ростовые вещества» (биоактиваторы) и их значение в развитии микроорганизмов. Необходимо получить четкое представление о механизме поступления питательных веществ в клетку. Дайте определение понятия тургор, плазмолиз и плазмоптиз; при каких условиях эти явления происходят?

Дыхание микроорганизмов. Дыхание у бактерий – сложный процесс окисления различных соединений (органических и неорганических) – протекает идентично процессу дыхания у животных и растений, однако имеет и свои особенности. У аутотрофных бактерий (серобактерий, нитрозо- и железобактерий) дыхание происходит за счет окисления неорганических соединений. Образование конечных продуктов процесса дыхания (СО₂, Н₂О) отмечается не у всех видов бактерий (напр., уксуснокислые бактерии окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты).

Все виды микробов по типу дыхания подразделяются на аэробов и анаэробов. Необходимо детально уяснить сущность каждого типа дыхания и знать, как усваивается кислород аэробами и анаэробами.

Нужно знать, что для анаэробов свободный молекулярный кислород токсичен и при доступе его анаэробы не развиваются. Дыхание анаэробов осуществляется за счет атомарного кислорода, в противоположность аэробам, которые используют молекулярный кислород. Необходимо знать, что такое облигатные и факультативные анаэробы, что такое микроаэрофилы.

Важно знать методы создания анаэробиоза, применяемые для культивирования анаэробов.

Большое теоретическое и практическое значение имеет знание ферментативной способности микробов. Что вам известно о специфичности действия ферментов, продуцируемых микроорганизмами? Использование ферментативных процессов в разных отраслях народного хозяйства (виноделие, пивоварение, производство уксуса, хлебопечение). Специфическая ферментативная активность патогенных бактерий используется для дифференциации их видов. Необходимо детально изучить классификацию ферментов бактерий.

Размножение бактерий и рост бактериальных культур. Бактерии размножаются путем поперечного деления. Процессы в цитоплазме и ядре, предшествующие делению клетки, еще пока остаются невыясненными. Уясните, как влияют различные факторы внешней среды на интенсивность размножения. Нужно знать, какие фазы развития претерпевает бактериальная культура в жидкой питательной среде и чем характеризуется каждая фаза. Рекомендуется начертить схематическую кривую роста бактериальной культуры.

Каково назначение питательных сред, применяемых в бактериологической практике? Перечислите основные плотные питательные среды. Нужно усвоить, в чем особенность проявления роста бактерий на плотных питательных средах, что собой представляет колония. Основные формы колоний и их строение.

Микроорганизмам свойственно пигментообразование. Пигментообразование – стойкий видовой признак, который учитывается при классификации бактерий, дрожжей и плесеней. Обратите внимание на условия пигментообразования; принципы классификации пигментов. Назовите наиболее распространенные виды пигментообразующих бактерий.

В природе широко распространены фотобактерии. Назовите виды светящихся бактерий и где чаще их можно обнаружить? Какие условия необходимы для получения чистых культур фосфоресцирующих бактерий?

В ряде отраслей пищевой промышленности используется способность некоторых видов бактерий продуцировать ароматические вещества (ароматобразующие бактерии). Следует ознакомиться с видами ароматобразующих бактерий, используемых в молочной промышленности.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое органогены и их содержание в бактериальной клетке?

2. Какие протеиды входят в состав цитоплазмы?

3. Как разделяются микроорганизмы по типу питания и характеристика каждого типа?

4. Характеристика метатрофов, паратрофов; представители этих групп микробов.

5. Источники азотистого питания и углеродного питания бактерии.

6. Основные питательные среды для культивирования бактерий.

7. Ростовые вещества микробов (биоактиваторы).

8. Что такое тургор бактериальной клетки и чем он обусловлен?

9. Что такое плазмолиз и плазмоптиз, при каких условиях эти явления происходят?

10. Сущность процесса дыхания у бактерий.

11. Сущность аэробного и анаэробного типов дыхания.

12. Какие ферменты участвуют в процессе дыхания?

13. Методы создания анаэробиоза.

14. Классификация ферментов бактерий.

15. Практическое использование ферментативной активности бактерий в промышленности.

16. Дифференциация различных видов бактерий по их биохимическим свойствам (ферментативная активность).

17. Каким путем размножаются бактериальные клетки и быстрота этого процесса?

18. Влияние различных факторов внешней среды на интенсивность размножения.

19. Фазы развития культур в жидких питательных средах и характеристика каждой фазы.

20. Что представляет собой бактериальная колония?

21. Морфология колоний.

22. Виды светящихся бактерий.

23. Виды ароматобразующих бактерий.