Дыхание бактерии

Дыхание, или биологическое окисление, основано на окисли­тельно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ -универсального аккумулятора химической энергии. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление - от­дача донорами (молекулами или атомами) водорода или электро­нов; восстановление - присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть мо­лекулярный кислород - такое дыхание называется аэробным, а если акцептором служат нитрат, сульфат, фумарат, то дыхание называ­ется анаэробным (нитратным, сульфатным, фумаратным).

Если донорами и акцепторами водорода являются органиче­ские соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органиче­ских соединений (преимущественно углеводов) в анаэробных условиях. По конечному продукту расщепления углеводов разли­чают спиртовое, молочно-кислое, уксусно-кислое и другие виды брожения.

По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы. Обли­гатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Обли­гатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой гангрены, столб­няка, бактероиды) растут на среде без кислорода, который для них токсичен. Факультативные анаэробы могут расти как при на­личии кислорода, так и без него, поскольку они способны пере­ключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение, если кислород отсутствует. Микроаэрофилы нуждают­ся в значительно меньшем количестве кислорода; высокая концен­трация кислорода, хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост. Некоторые микроорганизмы лучше растут при повышенном содержании СО₂; иначе их обозначают термином «капнофильные микроорганизмы» (актиномицеты, лептоспиры, бруцеллы).

Для выращивания анаэробов используют анаэростаты - специ­альные емкости, в которых воздух заменяется газовыми смесями, не содержащими кислород.

Рост микроорганизмов

Рост микробной клетки – это увеличение размера и массы одной особи между двумя делениями. В результате обменных процессов с окружающей средой и внутриклеточного метаболизма происходит рост и развитие организма. Конечная цель развития м/организма - размножение. Под ростом подразумевается не только рост отдельной клетки, но и большее увеличение числа клеток в результате размножения, т.е. рост культуры микроорганизмов.

Культура представляет собой совокупность особей, которое занимает определенное жизненное пространство.

Культуру называют чистой, если она представлена м/организиами одного вида.

Культуру, в которой содержится более чем один вид микробов, называют смешанной или гетерогенной.

Рост микроорганизмов зависит в первую очередь от наличия воды: грибы способны расти на субстрате, содержащий 12% воды, бактериям требуется для роста более 20%.

По потребности в воде для роста м/организмы подразделяются на три группы: гидрофиты-влаголюбивые, мезофиты-средневлаголюбивые и ксерофиты-минимально потребляющие воду. Большинство бактерий являются гидрофитами.

В питательной среде должны присутствовать все элементы, из которых строится клетка, и в такой форме, которую микроорганизм способен усваивать. В больших количествах необходимы макроэлементы: сера, фосфор, кислород и микроэлементы: цинк, никель, молибден и др.

Для роста м/организмов требуется и ряд дополнительных условий. микроорганизмы нуждаются:

в определенных концентрациях некоторых хим. веществ, особенно водородных ионов;

в совершенно определенном соотношении разных ионов;

в поддержании определенного окислительно-восстановительного потенциала среды.

Некоторые требовательные м/организмы и мутанты нуждаются кроме того, в отдельных соединениях, которые сами синтезировать не могут. Такие необходимые дополнительные вещества называют факторами роста, их роль могут играть аминокислоты, витамины, пурины.