Бактерии по типу дыхания – Классификация бактерий по типам дыхания:
22. Дыхание бактерий. Типы дыхания бактерий.
Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. 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) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным . нитратным, сульфатным, фумаратным). Анаэробиоз (от греч. аег . воздух + bios . жизнь) . жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. 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. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое 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 и др.) растут только на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы кислорода, в том числе перекись водорода и супероксид-анион кислорода, токсичные для облигатных анаробных бактерий, поскольку они не образуют соответствующие инактивирующие ферменты. Аэробные бактерии инактивируют перекись водорода и супероксид-анион соответствующими ферментами (каталазой, пероксидазой и супероксиддисмутазой). Факультативные анаэробы могут расти как при наличии, так и при отсутствии кислорода, поскольку они способны переключаться с дыхания в присутствии молекулярного кислорода на брожение в его отсутствие. Факультативные анаэробы способны
осуществлять анаэробное дыхание, называемое нитратным: нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака. Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.Для выращивания анаэробов в бактериологических лабораториях применяют анаэростаты . специальные емкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путем кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие емкости с посевами.
ВОПРОСЫ
1. Место микробиологии и иммунологии в современной медицине.
3. Основные этапы развития микробиологии и иммунологии.
7. Основные принципы классификации микробов.
8. Принципы классификации бактерий.
12. Структура и химический состав бактериальной клетки. Особенности строения грамотрицательных и грамположительных бактерий.
14. Методы окраски бактерий (подробно методы Грама, Циля-Нельсена, сущность других методов).
15. Морфология грибов.
16. Морфология простейших.
20. Ферменты бактерий. Использование ферментативной активности бактерий при их идентификации.
22. Дыхание бактерий. Типы дыхания бактерий.
23. Рост и размножение бактерий. Фазы размножения.
27. Питательные среды и их классификация.
28. Требования, предъявляемые к питательным средам.
29. Особенности биологии вирусов.
30. Типы взаимодействия вируса с клеткой. Репродукция вирусов. Вирогения.
31. Бактериофаги. Типы взаимодействия фага с бактериальной клеткой. Умеренные и вирулентные бактериофага. Лизогения.
34. Изменчивость бактерий. Генотип. Фенотип.
36. Плазмиды бактерий и их значение.
40. Нормальная микрофлора организма человека и ее значение. Дисбиозы. Дисбактериозы.
41. Препараты, применяемые для восстановления нормальной микрофлоры (пробиотики, эубиотики).
42. Микрофлора воды. Санитарно-бактериологическое исследование воды: определение микробного числа, коли-индекса.
43. Микрофлора воздуха и санитарно-бактериологическое исследование воздуха.
54. Понятие о химиотерапии и химиотерапевтических препаратах.
Синтетические противомикробные химиопрепараты.
55. Антибиотики. История открытия.
56. Классификация антибиотиков по химической структуре, механизму и спектру действия.
57. Классификация антибиотиков по источнику получения. Способы получения.
58. Осложнения антибиотикотерапия. Их предупреждение. Лекарственная устойчивость микробов. Механизмы (биохимические, генетические аспекты). Пути преодоления.
59. Методы определения чувствительности бактерий и антибиотикам.
60. Понятие об инфекции. Условия возникновения инфекционного процесса. 61. Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Факторы патогенности.
62. Токсины бактерий, их свойства.
63. Получение эндотоксинов и экзотоксинов.
65. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета.
69. Антигены. Свойства. Антигенная структура бактериальной клетки.
71. Иммуноглобулины, структура, свойства.
72. Классы иммуноглобулинов, их характеристика.
73. Динамика антителообразования. Первичный и вторичный иммунный ответ. Иммунологическая память.
75. Гиперчувствительность немедленного и замедленного типов.
78. Иммунологическая толерантность.
85. Диагностикумы (бактериальные, вирусные, эритроцитарные), получение и использование.
88. Вакцины. Определение. Классификация. Требования, предъявляемые к вакцинным препаратам.
89. Живые вакцины. Получение, применение: достоинства и недостатки.
90. Инактивированные, корпускулярные вакцины. Приготовление и применение. Достоинства и недостатки.
91. Химические (субклеточные) вакцины. Получение. Преимущества. Применение. Роль адъювантов.
92. Анатоксины, их получение, титрование и практическое применение.
94. Антимикробные сыворотки (иммуноглобулины). Получение, применение.
95. Антитоксические сыворотки. Получение, очистка, титрование, применение.
97. Методы микробиологической диагностики инфекционных заболеваний.
102. Характеристика возбудителей дизентерии. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфического лечения и профилактика.
103. Характеристика возбудителя холеры. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
104. Характеристика возбудителей брюшного тифа и паратифов. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
105. Кишечная палочка и ее значение для микроорганизма. Принципы микробиологической диагностики заболеваний, вызываемых кишечной палочкой.
107. Характеристика возбудителя ботулизма. Принципы микробиологической диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
108. Характеристика возбудителей бруцеллеза. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
110. Характеристика возбудителей туберкулеза. Принципы микробиологической диагностики туберкулеза. Туберкулин и его использование. Препараты для специфической профилактики и лечения.
111. Характеристика возбудителя дифтерии. Принципы микробиологической диагностики. Выявление антитоксического иммунитета. Специфическая профилактика и лечение.
112. Характеристика возбудителя коклюша. Принципы микробиологической диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
114. Характеристика возбудителей .эпидемического сыпного тифа. Болезнь Брилля-Цинссера. Принципы микробиологической диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
115. Характеристика возбудителя чумы. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
117. Характеристика возбудителя сифилиса. Принципы микробиологической диагностики. Препараты для лечения сифилиса.
120. Характеристика возбудителя столбняка. Принципы микробиологической диагностики столбняка. Распространение в окружающей среде. Препараты для специфической профилактики и лечения.
121. Характеристика возбудителей газовой гангрены. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
122. Характеристика возбудителя сибирской язвы. Принципы лабораторной диагностики сибирской язвы. Препараты для специфической профилактики и лечения.
123. Возбудители хламидиоза. Принципы лабораторной диагностики. Профилактика и лечения.
127. Характеристика грибов возбудителей микозов человека. Микотоксикозы.
128. Кандидозы, условия их возникновения. Профилактика. Специфическое лечение кандидозов.
129. Характеристика возбудителя вирусного гепатита А, Е. Механизм заражения. Принципы лабораторной диагностики.
130. Характеристика возбудителя полиомиелита. Принципы лабораторной диагностики. Специфическая профилактика и лечение.
131. Характеристика вирусов гриппа. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
132. Характеристика возбудителя кори. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
135. Характеристика возбудителя краснухи. Осложнения при краснухе. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
136. Характеристика возбудителя клещевого энцефалита. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики и лечения.
137. Характеристика возбудителя ВИЧ-инфекции. Принципы лабораторной диагностики. Препарата для лечения.
138. Характеристика возбудителей гепатитов В, С, D. Механизм заражения. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для профилактики.
139. Характеристика возбудителя бешенства. Принципы лабораторной диагностики. Препараты для специфической профилактики.
Ellen, www.planeta-mma.ru
studfiles.net
6. Классификация бактерий по типу дыхания
По потребности микроорганизмов в кислороде выделяют пять групп:
1. Облигатные (строгие) аэробыспособны получать энергию только путем дыхания и поэтому обязательно нуждаются в молекулярном кислороде. Энергию получают окислительным метаболизмом, используя кислород как терминальный акцептор электронов в реакции, катализируемойцитохромоксидазой. Пример: представители родовPseudomonas иBacillus.
2. Облигатные (строгие) анаэробыне способны расти и размножаться в присутствии кислорода, поскольку у них отсутствуют ферменты, расщепляющие токсические соединения кислорода.Для них как тип окислительно-восстановительных процессов характерна ферментация, при которой происходит перенос электронов от субстрата-донора к субстрату-акцептору. Тип метаболизма у них — бродильный. Пример: микроорганизмы родовClostridiumи Bacteroides.
3. Факультативные анаэробы способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и в его отсутствии.Они обладают смешанным типом метаболизма и могут использовать в качестве терминальных акцепторов электронов как молекулярный кислород, так и органические соединения. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствиипереключаться на брожение. Пример: Escherichia coli и Saccharomyces.
4. Микроаэрофилынуждаются в низком содержании свободного кислорода 2-10%. Естественной средой обитания микроаэрофилов является мукозный слой, покрывающий эпителий желудка, где концентрация кислорода невелика. У микроаэрофилов имеются ферменты, которые инактивируются при контакте с сильными окислителями иактивны только при низких значениях парциального давления кислорода, например фермент гидрогеназа. Многие микроаэрофильные бактерии растут быстреев избыточном количестве углекислого газа (до 20%), поэтому их называют капнофилами.Пример: Helicobacter pylori, Campylobacter.
5. Аэротолерантные микроорганизмы способны расти в присутствии атмосферного кислорода, но не использовать его в качестве источника энергии. Они осуществляют анаэробный метаболизм (брожение), но устойчивы к действию кислорода при его обычных концентрациях. Пример: Streptococcus pyogenes, Lactobacillus.
Бактерии
Аэробы Микроаэрофильные Факультативные Анаэробы Аэротолерантные
микроорганизмы анаэробы микроорганизмы
Рис. 9 Характер роста бактерий с различной потребностью в кислороде
Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода. Следует отметить, что в окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода, образуются токсические продукты окисления (H2O2 — перекись водорода и О2~ — свободные кислородные радикалы), Эти соединения вызывают перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот и окислениеSH-групп белков.
Таблица 15 Ферменты бактерий с различной потребностью в кислороде
Тип дыхания | Ферменты, нейтрализующие токсические соединения кислорода |
Строгие аэробы | Каталаза H2O2–H2O+O2 Супероксид дисмутаза O2— + 2H+ — O2 + H2O2 — H2O + O2 |
Факультативные анаэробы | Каталаза Супероксид дисмутаза |
Строгие анаэробы | Обычно каталаза- и супероксид дисмутаза отрицательны* |
Микроаэрофильные микроорганизмы | Небольшие количества каталазы и супероксид дисмутазы |
Аэротолерантные микроорганизмы | Пероксидаза |
Для нейтрализации токсичных форм кислорода микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют специфические ферменты, прежде всегокаталаза, пероксидаза, а также мощную ферментную систему для нейтрализации наиболее токсичных радикалов кислорода, которая получила название супероксид дисмутаза. У анаэробов эти ферменты отсутствуют, также как и система регуляции окислительно-восстановительного потенциала,поэтому накопление токсических для мембран клеток соединений вызывает их разрыв и неизбежную гибель. Биохимически анаэробное дыхание протекает по типу бродильных процессов.
У облигатных аэробов и факультативных анаэробов накоплению закисного радикала O2~ препятствует ферменты каталаза и супероксид дисмутаза, расщепляющие кислородный радикал на перекись водорода и молекулярный кислород (табл. 15 и рис. 9).
Аэротолерантные микроорганизмы не имеют супероксид дисмутазы, и ее функцию восполняет высокая концентрация ионов марганца, который, окисляясь под действием 02~, убирает тем самым супероксидный ион. Перекись водорода у этих микроорганизмовразрушается ферментом пероксидазой в катализируемых ею реакциях окисления органических веществ.
Строгие анаэробыне имеют ни каталазу, ни пероксидазу, но содержат супероксид дисмутазу. В связи с этим некоторые строгие анаэробы (бактероиды, фузобактерии) не выносят присутствия даже незначительного количества молекулярного кислорода, тогдакак некоторые клостридии могут находиться в атмосфере кислорода, благодаря ферменту супероксид дисмутаза.
studfiles.net
3.7. Дыхание микроорганизмов
Дыхание микроорганизмов – сопряженный окислительно-восстановительный процесс, при котором происходит перенос электронов и протонов от окисляемого вещества до восстанавливаемого, в результате образуется АТФ – универсальный аккумулятор химической энергии.
Все физиологические процессы – питание, рост, размножение, образование спор, капсул, выработка токсинов – осуществляются при постоянном притоке энергии. Микробы добывают энергию за счет окисления различных химических соединений: углеводов (чаще глюкозы), спиртов, органических кислот, жиров. Основную роль в дыхании большинства микроорганизмов играет цикл трикарбоновых кислот, где органические вещества как источник энергии окисляются до углекислого газа и воды, а отнятый от них пиридиновыми и флавиновыми ферментами электрон передается по дыхательной цепи активированному кислороду. Освободившаяся в результате этих процессов энергия закрепляется в АТФ или других органических фосфатах. У микроорганизмов, кроме цикла трикарбоновых кислот, может проходить цикл дикарбоновых кислот, пентозофосфатный шунт.
По типу дыхания все микроорганизмы разделяются на:
1) облигатные (строгие) аэробы,
2) облигатные анаэробы,
3) факультативные (необязательные) анаэробы,
4) микроаэрофилы.
Строгие аэробы (Pseudomonas aeruginosa, Bordetella pertussis) не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода, так как они его используют в качестве акцептора электронов. Молекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорилировании с участием оксидаз и флавинзависимых дегидрогеназ с дальнейшим включением в цикл трикарбоновых кислот. При этом, если конечным акцептором электронов является молекулярный кислород, выделяется значительное количество энергии.
Облигатные анаэробы (Сlostridium tetani, Сlostridium botulinum, Сlostridium perfringens, бактероиды) способны жить и размножаться только в отсутствии свободного кислорода воздуха. Они могут образовывать АТФ в результате окисления углеводов, белков, липидов путем субстратного фосфорилирования до пирувата (пировиноградной кислоты). При этом выделяется небольшое количество энергии. Акцептором водорода или электронов у анаэробов может быть сульфат. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. По конечному продукту расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, муравьинокислое, маслянокислое и пропионовокислое брожение. Наличие свободного кислорода для строгих анаэробов является губительным, так как у них нет ферментов (каталаз), способных расщеплять Н2О2; понижен окислительно-восстановительный (редокс) потенциал; отсутствуют цитохромы.
Факультативные анаэробы могут расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и без него (стафилококки, кишечная палочка). Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании. Факультативные анаэробы могут осуществлять анаэробное дыхание, которое называется нитратным. Нитрат, являющийся акцептором водорода, восстанавливается до молекулярного азота и аммиака. Среди факультативных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые растут при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.
Микроаэрофилы растут при сниженном парциальном давлении кислорода. Различают микроаэрофильные аэробы (например, гонококки), которые лучше культивируются при уменьшенном содержании О2 (около 5%), и микроаэрофильные анаэробы, которые способны расти в анаэробных и микроаэрофильных условиях, но не культивируются в обычной воздушной среде или в СО2.
Выделяют также капнофильные микроорганизмы. Они представляют собой бактерии, растущие в присутствии повышенных концентраций углекислого газа (3-5%). К ним относятся бактероиды, фузобактерии, гемофильные бактерии и др.
Методы культивирования строгих анаэробов:
1) Посев уколом в высокий столбик сахарного агара, который сверху заливается слоем вазелинового масла.
2) Посев на среду Китта-Тароцци (МПБ, глюкоза, кусочки печени или мяса в качестве редуцирующих веществ, сверху среда залита слоем вазелинового масла).
3) Удаление воздуха из среды механическим путем. Используют анаэростаты, из которых выкачивается воздух.
4) Замена воздуха другим индифферентным газом, например азотом, аргоном, водородом.
5) Механическая защита от кислорода воздуха (метод Виньяль-Вейона). Берут стеклянную трубку, один конец которой вытягивают в капилляр, расплавляют агар, в него засевают культуру и затем насасывают агар в стерилизованную трубку, затем капилляр запаивают и трубку помещают в термостат. В среде вырастают колонии, которые можно извлечь, распилив трубку.
6) Химическое поглощение кислорода воздуха, например щелочным раствором пирогаллола.
7) Биологический метод – комбинированный посев культур анаэробов и аэробов. Посев производят на чашку с толстым слоем кровяного агара с глюкозой, разделенную пополам небольшой дорожкой, вырезанной посередине чашки прокаленным скальпелем. На одной половине чашки делают посев культуры аэробов, а на другой – анаэробов. Края чашки смазывают парафином для герметизации и помещают в термостат. Сначала происходит рост аэробов, когда они исчерпывают из чашки кислород, начинается рост анаэробов.
studfiles.net
Дыхание бактерий.
———————————————Дыхание (или биологическое окисление) микроорганизмов представляет собой совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микробных клеток.
Все физиологические процессы, такие как движение, рост и размножение, образование спор и капсул, выработка токсинов, могут осуществляться при постоянном притоке энергии. Микроорганизмы добывают энергию за счет окисления различных химических соединений: углеводов (чаще глюкозы), спиртов, органических кислот, жиров и т. д. Сущность окисления состоит в том, что окисляемое вещество отдает электроны, а восстанавливаемое получает их.
По типу дыхания все микроорганизмы разделяются на облигатные (строгие) аэробы, облигатные анаэробы и факультативные (необязательные) анаэробы.
Облигатные аэробы (микобактерии туберкулеза и др.) живут и развиваются при свободном доступе кислорода, т. е. реакции окисления осуществляются у них при участии молекулярного кислорода с высвобождением большого количества энергии. Примером может служить окисление глюкозы в аэробных условиях:
82,6 кД (688,5 ккал)
Существуют и микроаэрофилы, которые нуждаются в малых количествах кислорода (некоторые лептоспиры, бруцеллы).
Облигатные анаэробы (клостридии столбняка, ботулизма и др.) способны жить и размножаться только в отсутствие свободного кислорода воздуха. Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с Образованием небольшого количества энергии.
Так, при анаэробном разложении 1 моль глюкозы энергии выделяется значительно меньше, чем при аэробном дыхании:
С6Н ,2О6~2С2Н5ОН + 2СО2+130,6 кД (31,2 ккал)
Наличие свободного кислорода для облигатных анаэробов является губительным. Это связано с тем, что в присутствии кислорода конечным продуктом окисления органических соединений оказывается перекись водорода. А поскольку анаэробы не обладают способностью продуцировать фермент каталазу, расщепляющую перекись водорода, то она накапливается и оказывает токсическое действие на бактерии.
Факультативные анаэробы могут размножаться как при наличии молекулярного кислорода, так и при отсутствии его. К ним относят большинство патогенных и сапрофитных бактерий. Процессы разложения органических веществ в бескислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют также брожением. В зависимости от участия определенных микроорганизмов и конечных продуктов расщепления углеводов различают несколько типов брожения: спиртовое, осуществляемое дрожжами; молочнокислое, вызываемое молочнокислыми бактериями; масляно-кислое, обусловленное масляно-кислыми бактериями и др.
Выделение тепла при дыхании микроорганизмов можно наблюдать при выращивании культур в сосудах, защищенных от потери тепла,- температура питательной среды будет постепенно повышаться. С выделением избыточного тепла при дыхании некоторых микроорганизмов связаны процессы самовозгорания торфа, навоза, влажного сена и хлопка. Биохимические механизмы дыхания более подробно изложены в учебниках биологической химии.
www.mfm.nnov.ru
Дыхание бактерий — Основы микробиологии и иммунологии
Атмосферный воздух содержит-78% азота, 20% кислорода и 0,03—0,09% углекислого газа. Углекислота и азот воздуха могут быть использованы только аутотрофами. Кислород же играет важную роль в метаболизме (обмене веществ), дыхании и получении энергии большинства видов бактерий.
Дыхание (или биологическое окисление) — это сложный процесс, который сопровождается выделением энергии, необходимой микроорганизмам для синтеза различных органических соединений. Бактерии, как и высшие животные, для дыхания используют кислород. Однако Л. Пастером было доказано существование таких бактерий, для которых наличие свободного кислорода является губительным, энергия, необходимая для жизнедеятельности, получается ими в процессе брожения.
Все бактерии по типу дыхания подразделяются на об-лигатные аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы.
Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (микобактерии туберкулеза), содержат ферменты, с помощью которых осуществляется перенос водорода от окисляемого субстрата к кислороду воздуха.
Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода, и его высокая концентрация хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост (актиноисцеты, бруцеллы, лептоспиры).
Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов — возбудители брюшного тифа, паратифов, кишечная палочка).
Облигатные анаэробы — бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является губительным (клостри-дии столбняка, ботулизма).
Аэробные бактерии в процессе дыхания окисляют различные органические вещества (углеводы, белки, жиры, спирты, органические кислоты и пр.).
Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с образованием небольшого количества энергии. Процессы разложения органических веществ в безкислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют брожением. В зависимости от участия определенных механизмов различают следующие виды брожения: спиртовое, осуществляемое дрожжами, молочно-кислое, вызываемое мол очно-кислыми бактериями, масляно-кислое и пр.
С выделением большого количества тепла при дыхании некоторых микроорганизмов связаны процессы самовозгорания торфа, навоза, влажного сена и хлопка.
mikrobiki.ru
Дыхание бактерий, грибов, растений, классификация по типу: аэробное, анаэробное, брожение
Чтобы перерабатывать питательные вещества, поступающие в микроорганизмы, им необходимо много энергии. Она также необходима для размножения и роста. Чтобы получить ее, микроорганизмы дышат. Дыхание бактерий заключается в том, что органические вещества, имеющие более сложную формулу, окисляются до более простых. При этом процессе высвобождается биоэнергия.
В микробиологии принято было считать дыхание биологическим окислением органических веществ кислородом. Но открытие анаэробов, которым для получения энергии он не нужен, перевернуло представления об этом понятии полностью.
Классификация по типу дыхания
Чтобы получить необходимую биоэнергию для жизни и питания из органических и неорганических веществ, одни бактерии используют для этого О2, для других он, наоборот, смертелен, а третьи прекрасно приспосабливаются к любым условиям и любому его содержанию. Учитывая такую сущность, их делят по способу на два типа: аэробные, для которых необходим кислород, и анаэробные ─ те, для которых он губителен.
У грибов, так же как у бактерий, два типа дыхания: аэробное и анаэробное. Яркий пример грибов-анаэробов ─ дрожжи. Процесс выработки энергии анаэробных грибов происходит в цитоплазме и носит название гликолиз.
Такие съедобные грибы, как лисички, белые, моховики, и многие другие дышат так же, как растения и другие аэробные формы жизни. Процесс выработки энергии у аэробных грибов и растений происходит в митохондриях.
Растения являются аэробами, им, чтобы дышать, необходим О2, а продуктом его переработки является углекислый газ. Но в отличие от грибов у растений, как и у сине-зеленых водорослей, параллельно с дыханием происходит процесс фотосинтеза. Растения и сине-зеленые водоросли при этом выделяют О2 больше чем поглощают, когда дышат. При отсутствии солнечного света растения только дышат. И при нехватке кислорода растения гибнут, что не страшно факультативным формам.
Аэробные микроорганизмы
В процессе дыхания аэробные бактерии преобразуют окисление органики до воды и углекислого газа. При полном окислении выделяется вся энергия. Если происходит неполное окисление органики, то невыделившаяся часть будет оставаться в продуктах их питания. Автотрофы нужную им энергию получают за счет неорганических веществ, а гетеротрофы – из органических.
Учитывая потребность микроорганизмов в кислороде, ученые выделили такие классификации:
- облигатные;
- факультативные;
- микроаэрофилы;
- капнеические.
Облигатные аэробы
Облигатные (строгие) способны существовать, только если в среде есть наличие свободного О2 не менее 21%. Ярким примером облигатных форм являются уксуснокислые микроорганизмы, которым для жизнедеятельности и питания необходимо большое количество О2. Также к строгим аэробам относят растения, животные, многие типы грибов. Даже небольшая нехватка свободного кислорода приводит к тому, что замедляется рост и развитие аэробов.
Факультативные аэробы
К условным (факультативным) относят тех аэробов, жизнедеятельность которых может протекать как с участием О2, так и без него. Часть аэробов хорошо развивается при его большом количестве, другим, наоборот, необходим малый процент. Это обусловлено тем, что одни аэробы вместе с ферментами переносят водород на свободные соединения, а некоторые переносят вместе с водородом и кислород. В зависимости от процента содержания О2 такие микроорганизмы способны менять метаболические процессы и изменять использование свободного кислорода на продукты брожения. Их умение приспосабливаться как в кислородосодержащей среде, так и в анаэробной привело к большому числу видов.
Микроаэрофилы
Это тип аэробов, сущность жизни которых зависит от низкого содержания (около 2%) кислорода. В отличие от других аэробов для дыхания у бактерий этого типа необходим О2 пониженной концентрации. Многие из них, например, Helicobacter pylori, вызывающий гастрит и язву желудка, а также Streptococcus pyogenes, известный как возбудитель фарингита, плохо переносят нормальную концентрацию О2. Эта их сущность применяется при лечении заболеваний с применением препаратов, имитирующих атмосферный О2.
Капнеические
В микробиологии вид микроорганизмов, которым для дыхания нужен не только О2, но и СО2, носит название капнеические.
Анаэробы
Для дыхания этих микроорганизмов О2 не нужен. Это называется брожением. Нужную энергию они получают путем расщепления сложных молекул органики на простые. Процесс брожения происходит в результате распада глюкозы без наличия воздуха, к примеру, спиртовое брожение, где глюкоза преобразуется в спирт и выделяется углекислый газ. В результате такого брожения выделяется биоэнергия, температура субстрата повышается на несколько градусов. Жизнедеятельность такого вида хорошо видна при брожении и нагревании зерна, сена, силоса.
Основными особенностями анаэробов являются:
- Образование метана. Этот биопроцесс происходит в результате деятельности метановых бактерий путем разложения органических соединений.
- Образование сероводорода. Это является продуктом работы сероводородных бактерий.
- Винное брожение.
Анаэробы делятся на два вида: факультативные и облигатные. Факультативные виды могут дышать и в кислородосодержащей среде, и там, где кислород отсутствует. Самые яркие представители облигатных микроорганизмов – стрептококки, кишечная палочка, стафилококки, иерсинии, шигеллы.
Облигатные формы погибают там, где есть свободный О2. Анаэробные облигатные виды представлены двумя типами: спорообразующими (клостридиями) и неспорообразующими.
Спорообразующие часто являются возбудителями многих инфекционных заболеваний: ботулизма, гнойных инфекций, столбняка.
Неспорообразующие являются жителями организмов человека и животных. Часто они являются возбудителями таких инфекционных заболеваний, как пневмония, перитонит, отит, абсцесс головного мозга и легких, сепсис и другие. Их развитие происходит в основном при переохлаждении, снижении общей сопротивляемости организма, травмах.
В жизнедеятельности микробов, грибов и растений есть много схожих химических процессов, но только бактерии способны существовать в любой среде, при любых температурах, что привело к их расселению на планете в таких масштабах.
probakterii.ru
51. Дыхание бактерий
Дыхание бактерий-это сложный процесс, который сопровождается отбор энергии, микро для синтеза различных органических соединений. Все бактерии по типу дыхания являются облигатных аэробов, mìkroaerofìli, факультативных анаэробов и
обязывать | анаэробов. | |||
Отдел | бактерии | по | типы | дыхание: |
Обязать аэробов (агенты туберкулеза, чума, холеры)
-Микроорганизмы для оптимального роста, который необходим для 21% кислорода. Обязать анаэробов(возбудители столбняка, botulìzmu, газ анаэробные инфекции, бактероидов, fuzobakterìï) – бактерий, которые растут в отсутствие свободного молекулярного кислорода через процесс брожения. Они получают кислород от органических соединений в процессе их метаболизма. Некоторые из них не оказывают даже незначительные количества свободного кислорода.
Факультативный анаэробов (стафилококки, ešerìhìï,
сальмонеллы, шигеллы и другие) – приспособились, в зависимости от условий окружающей среды (наличие или отсутствие кислорода), переключить ваши обменные процессы, с помощью молекулярного кислорода на брожение и наоборот. Mìkroaerofìli(Лактобактерии, azotfìksuûčì бактерии) являются Специальная группа микробов, для которых концентрация кислорода в культивирование может быть уменьшена до 2%. Чем выше его концентрация может задержать рост. Kapneïčnì(возбудитель бруцеллеза буль-типа)- бактерий, которые требуют кислорода и до 10% углекислого газа.
№ 52. методы создания анаэробных условий.
Учитывая, что свободного молекулярного кислорода
не токсичен | для | обязать-анаэробные микроорганизмы | бактерии | ||
обязательное | условие | Выращивание | такие | ||
микроорганизмы-это ограничить доступ. Существует ряд методов (механические, физические, биологические), которые позволяют ему предоставлять. Физические методы. 1. перед посевом бактерий в естественной окружающей среды, он должен быть повторно удалить избыток растворенного кислорода. Для этой цели, окружающей среды, варить 15-20 минут на водяной бане а затем
быстрый | охлаждение на требуемую | Температура. |
2. | предупреждение proniknenâ кислорода | в окружающей среде |
Он заливается слой стерильной vazelìnovoï масла или воска.
3. колонка питательных веществ в пробирки должны быть высокими, достаточно (10-12 см). Кислород, как правило, проникает в столбце на глубину 2 см, поэтому ниже создаются благоприятные условия для выращивания анаэробных микробов. 4. бронированные эвакуации zamìsnij метод заключается в использовании anaerostatìv. Они представляют собой герметичные металлические или пластмассовые баночки, которые можно откачать кислород и заменив его инертным газом (гелий, азот, аргон). Разрешенное использование trikomponentnoï газовой смеси, которая состоит из 80% азота, 10% dioksidu углерода и водорода 10%. Химические методы. 1. веществ, возможность поглощать кислород. С этой целью принято является применение щелочных растворов pìrogalolu. Таким образом принимать во внимание освоения деятельности веществ: контейнеры 100 мл герметичных контейнеров, которые в чашки Петри, используйте pìrogalolu 1 г и 10 мл раствора гидроксида натрия 2,5 н. 2. применение веществ reducentìv. Учитывая, что рост обязывает анаэробных бактерий происходит в средах с низкой проницаемостью реабилитационный потенциал, они добавили специальный бальзам: хвоща (0,03 — 0,0, 5%) и tìoglìkolevu кислота или натрия tìoglìkolat (0,01-0,02%) сульфид натрия, аскорбиновая кислота (0,1%) и различные сахара. 3. Использование специальных gazogeneruûčih систем, которые позволят вам создать bezkisnevì условия в mìkroanaerostatah, транспорт в пластиковые пакеты и т.д. Одним из наиболее распространенных является «Газ генерирующая Box». Он состоит из химических водородных генераторов (borogìdrit натрия) и двуокиси углерода (таблеток бикарбоната и лимонной кислоты), а также paladìêvij катализатор, который поглощает кислород. Биологические методы. 1. метод Fortnera. Метод заключается в совместного культивирования на окружающую среду аэробных и анаэробных микроорганизмов. Первый диаметр чашки polosku агар шириной до 0,5-1,0 см. С одной стороны сеять исследовали metralì, содержащие анаэробных патогенных микроорганизмов и микробов, который является показателем анаэробных условиях (Serratia marcescens или «прекрасная палочка»). Края, Кубок parafìnuût′ или недалеко от глины. На некоторое время поверхности среды расти колонии как аэробных и анаэробных микроорганизмов. Когда поглощения кислорода Serratia marcescens дает рост бледно розовый или бесцветный колоний и когда нарушения целостности – ярко-красный. В другой половине чашки растут колонии анаэробных микробов. 2. метод Hennelâ («godinnikovih skelec′»). Он является своего рода модификацией предыдущего. Материал, содержащий анаэробных патогенных микроорганизмов, в настоящее время на поверхности питательного с диаметром 2-2,5 см. Сверху она покрыта «часы стекло», наполненный слоем МПа и zasìânim Serratia marcescens. Аэробные микробы, поглощая кислород, создавая благоприятные условия для роста анаэробных возбудителей.
studfiles.net