Типы питания микроорганизмов
По типу питания микроорганизмы делятся в зависимости от:
Источников углерода
-автотрофы-источник углерода углекислый газ,карбонаты (цианобактерии,нитрифицирующие, пурпурные серные, железобактерии)
-гетеротрофы получают углерод из органических соединений (большинство бактерий, грибы)
Источников электронов (природа окисляемого субстрата(донор электронов))
-органотрофы используют в качестве донора электронов органические вещества (большинство бактерий, грибы)
-литотрофы используют в качестве донора электронов неорганические вещества (H2S, S, H2, NO2-) (нитрифицирующие бактерии(окисляют аммиак), серные(тиобацилы), железобактерии)
Источников энергии
-фототрофы-энергия солнечного света (фототрофные бактерии)
-хемотрофы-энергия за счёт окислительно- восстановительных реакций с участием органических и неорганических веществ (большинство микроорганизмов)
Хеморганогетеротрофы: мицелиальные грибы, дрожжи, многие бактерии, простейшие
Донор электронов-органические вещества (сахара, кислоты, липиды)
Источник энергии- реакции окисления органических веществ
Источник углерода-органические соединения
Фотолитоавтотрофы: зелёные серные бактерии, пурпурные серные бактерии, цианобактерии
Бывает два вида фотосинеза:
Оксигенный-цианобектерии
Аноксигенный- зелёные серные бактерии, пурпурные серные бактерии
Большинство бактерий используют один тип питания, но в зависимости от условий некоторые бактерии могут менять тип питания.
Питательные среды — это субстраты, состоящие из компонентов, обеспечивающих необходимые условия для культивирования микроорганизмов или накопления продуктов их жизнедеятельности.
Назначение питательных сред:
-культивирование микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях
-изучение особенностей физиологии и морфологии чистых культур микроорганизмов
-сохранение микроорганизмов в виде чистых культур в лабораторных или промышленных условиях
Требования к питательным средам:
-содержать все необходимые питательные вещества (быть сбалансированными по составу)
-иметь оптимальные ля роста данного микоорганизма значения рН
-быть изотониченым относительно клетки данного микроорганизма
-быть стерильным
-иметь определённую влажность (для твёрдых сред)
-обладать определённым окислительно-восстановительным потенциалом
Классификация питательных сред
По составу:
-естественные- изготавливают из натуральных продуктов животного или растительного происхождения. Такие среды не имеют строго определённого химического состава (молоко, желчь, сыворотка крови, куриные эмбрионы)
-искусственные- изготавливают из отваров, экстрактов животного или растительного сырья с добавлением различных неорганических компонентов, таких как соли, углеводы, азотистые вещества
(МПБ (мясо-пептонный бульон),МПА(мясо-пептонный агар))
-синтетические- содержат строго определенный химический состав в точно указанных концентрациях, используют для накопления биомассы клеток и метаболитов клетки
(среда Чапика(для выращивания грибов), селективные среды для выявления Xanthomonas sp.)
По консистенции:
-жидкие применяются для изучения физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов, для накопления биомассы и продуктов метаболизма в промышленности и в лабораторных условиях. Чтобы из жидкой среды получить твёрдую нужно добавить уплотнитель-агар-агар(комплекс полисахаридов из водорослей )
(МПБ, пептонная вода, молочная сыворотка)
-полужидкие
-плотные применяются для выделения чистых культур микроорганизмов, изучения морфологии колоний, количественного учёта
Почему агар-агар? его не используют микроорганизмы, может многократно расплавляться (при 100 плавится, при 45 застывает) и не изменять своих свойств
(МПА, среда Эндо)
-сыпучие используют для хранения посевного материала и культур продуцентов, антибиотиков, выращивания продуцентов ферментов, используется в промышленности
(разваренные пшено и ячмень, активированный уголь, кварцевый песок)
Сейчас используются ограниченно
По назначению:
-универсальные (простые, основные) используют для культивирования большинства микроорганизмов
МПА, МПБ для бактерий; жидкое сусло, сусло-агар, среда Сабуро- для грибов
-специальные используются для выделение и культивирования определённых групп микроорганизмов, которые как правило не растут на простых питательных средах (культивирование патогенных микроорганизмов)
Сыворотка крови для культивирования стрептококков, МПБ с глюкозой, среда Чапека для грибов
-элективные(избирательные) используют при выделении определённого вида бактерий из мест его естественного обитания или для получения накопительных культур
В образце его может быть очень мало, поэтому используются среды специальные для выведения определённых микроорганизмов, то есть создаются условия, когда выделяемый организм растёт, а рост других подавлен. Для этого используют различные красители, соли, антибиотики, которые задерживают рост чувствительных бактерий
Щелочной агар и бульон для культивирования холерного вибриона (кишечные бактерии в таких условиях не вырастают), среды с добавлением антибиотиков, или ингибиторов роста определенных групп бактерий, малахитово-зелёные подавляет рост Грам положительных бактерий (энтеробактерии хорошо растут)
-дифференциально-диагностические применяют для изучения биохимических свойств, для дифференциации одного вида микроорганизма от другого по характеру их ферментативной активности
(среда Эндо, жидкая среда с реактивом Андере, среда Левина)
Среда Эндо-состав пептон, лактоза, индикатор(основной фуксин обесцвеченный сульфитом натрия), бледно-розовый оттенок, при росте на этой среде эшерихия коли, которая имеет фермент, расщепляющий лактозу, соответственно будет расщеплять этот сахар с образованием кислых продуктов-ацетальдегида, меняется рН среды, происходит взаимодействие с сульфитом натрия, высвобождается краситель, меняется цвет индикатора, в результате при культивировании образуются малиново-красные колонии с металическим блеском, остальные лактозоотрицательные не только кишечные палочки, но и шигеллы, сальмонеллы будут расти на чашке Петри в виде бледных колоний. Продаётся в сухом виде, далее расворяется в чашке Петри
Приготовление питательных сред
-традиционный лабораторный способ приготовления
Берется навеска компонентов, добавляется вода, разливается по колбам и автоклавируется (стерилизуется), используют в лабораториях
В промышленных более современное оборудование (сразу приготовление и стерилизация)
Есть фирмы, которые выпускают уже готовые чашки Петри с определёнными питательными средами(одноразовые)
Микробные ферменты
По локализации ферменты микроорганизмов делятся на экзоферменты (выделяются в окружающую среду) и эндофрменты (находятся внутри клетки, осуществляют основные процессы метаболизма). К эндо ферментам относятся оксидазы, трансферазы, ферменты участвующие в процессе дыхания, различные ферменты, участвующие в репликации нуклеиновых кислот, процессы биосинтеза белка. Экзоферменты участвуют в расщеплении высокомолекулярных питательных веществ, это гидролазы, бета-галоктозидаза эшерихии коли, которая расщепляет лактозу или ферменты, относящиеся к факторам патогенности различных патогенных микробов, так же сюда относятся ферменты декстрана.
Ферменты микроорганизмов по степени необходимости микробов могут быть конститутивными(постоянными) (ферменты гликолиза, ДНК-синтетазы, РНК-полимеразы) , так же для микроорганизмов характерен синтез индуцибельных ферментов(они синтезируется только при наличии определенного субстрата(по мере необходимости))(бетагалактосидаза-фермент расщепляющий лактозу, бета-лактомаза-синтез бактерий для расщепления антибиотиков пенициллинового ряда, амилаза-если в среде есть крахмал)