Химический состав бактерий

МОРФОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

План

Строение бактериальной клетки.

Химический состав бактерий.

Питание микробов.

Дыхание микроорганизмов

Рост и размножение микробов.

Образование микроорганизмами пигментов, фотогенных и ароматических веществ.

Ферменты бактерий.

Культивирование бактерий.

1.Строение бактериальной клетки. Бактериальная клетка состоит из следующих частей: трехслойной оболочки, цитоплазмы с различными включениями и ядерного вещества (нуклеоида). Дополнительными структурными образованиями являются капсулы: споры, жгутики, пили.

Оболочка клетки состоит из наружного слизистого слоя, клеточной стенки и цитоплазматической мембраны.

Слизистый капсульный слой (капсула) находится снаружи и клетки и выполняет защитную функцию.

Клеточная стенка сохраняет ее форму и отделяет клетку от окружающей среды. Важным свойством клеточной стенки является избирательная проницаемость, которая обеспечивает проникновение в клетку необходимых питательных веществ и выведение из клетки продуктов обмена. В зависимости от результатов окраски все микроорганизмы делят на две группы – грамположительные и грамотрицательные. Грамположительные бактерии содержат в клеточной стенке магниевую соль РНК, которая образует комплексное соединение с йодом и красителем. Этот комплекс не разрушается при действии спирта и бактерии сохраняют фиолетовый цвет.

Грамотрицательные бактерии не способны удержать основной краситель, т.к. не содержат магниевой соли РНК. Под действием спирта краситель вымывается. Клетки обесцвечиваются и окрашиваются дополнительным красителем в красный цвет.

Клеточная стенка у Грам + бактерий двухслойная. У Грам – трехслойная (Грам + бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет. Грам - в красный цвет). Некоторые бактерии не имеют клеточной стенки из-за действия на нее лизоцима. Такие бактерии называются протопластами.

Если под влияние лизоцима происходит частичное растворение клеточной стенки, то такая бактерия называется сферопластом.

Цитоплазматическая мембрана прилегает к внутренней поверхности клеточной стенки бактерий и окружает наружную часть цитоплазмы бактерий. Она состоит из двойного слоя липидов, а также интегральных белков, пронизывающих ее насквозь.

Цитоплазматическая мембрана участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки.

Цитоплазма – внутреннее содержимое бактериальной клетки. Она представляет собой коллоидную систему, состоящую из воды, белков, углеводов, липиды, различных минеральных солей. В цитоплазме находятся ядерное вещество, рибосомы и различные включения.

Нуклеоид (нуклеотид), ядерное вещество клетки, ее наследственный аппарат. Ядерное вещество прокариотов в отличие от эукариотов не имеет собственной мембраны. Нуклеоид (генофор) прокариотов представляет собой двойную нить ДНК, свернутую в кольцо.

Рибосомы находятся в цитоплазме клетки и выполняют функцию синтеза белка. В состав рибосомы входит 60% РНК и 40% белка.

Включения – гранулы, содержащие различные запасные питательные вещества: крахмал,

гликоген, жир, волютин. Они расположены в цитоплазме.

Клетки бактерий в процессе жизнедеятельности образуют защитные органеллы – капсулы и споры.

Капсула – внешний уплотненный слизистый слой в основном из полисахаридов, примыкающий к клеточной стенке. Капсула присуща лишь некоторым бактериям. Она выполняет защитную роль.

Споры встречаются только у палочковидных бактерий. Они образуются при попадании микроорганизма в неблагоприятные условия внешней среды (действие высоких температур, высыхание, изменение рН, уменьшение количества питательных веществ в среде и т.д).

Спорообразование является процессом обеспечивающим сохранение вида в неблагоприятных условиях. Споры могут располагаться в клетке следующим образом:

- центрально (в центре)

- терминально (на конце)

- субтерминально (ближе к концу)

Жгутики – органы движения, характерны для палочковидных бактерий. Они представляют собой очень тонкие образования. Которые клетка может терять без нарушения жизнеспособности.

По количеству расположения жгутиков все бактерии подразделяются на:

- монотрихи (с одни жгутиком)

- амфитрихи ( с пучками или единичными жгутиками на обоих концах клетки)

- лофотрихи ( с пучком жгутиков на одном конце клетки)

- перитрихи (жгутики расположены по всей поверхности клетки )

 

 

Реснички (пили) расположены на поверхности бактериальных клеток. Полагают. Что реснички способствуют передаче генетической информации и усвоению питательных субстратов.

Химический состав бактерий.

Бактерии различаются по химическому составу.

В состав бактерий входят белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, минеральные вещества.

Питание микробов.

Физиология изучает жизненные функции микроорганизмов: питание, дыхание, рост и размножение. В основе физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ (метаболизм).

По типу питания микробы делятся на автотрофы и гетеротрофы. Первые способны синтезировать сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Гетеротрофы для своего роста и развития нуждаются в готовых органических соединениях. Гетеротрофы представляют обширную группу микроорганизмов, среди которых различают сапрофитов и паразитов.

Большинство микробов, вызывающих заболевание у человека, являются гетеротрофами. В их число входят патогенные и условно-патогенные виды. Среди них выделяют облигатные и факультативные паразиты.

Облигатные паразиты способны существовать только внутри живой клетки (риккетсии, хламидии, микоплазмы, вирусы, некоторые простейшие). Факультативные паразиты могут жить как вне, так и внутри живой клетки (микробы дизентерии, гонококк и др.)

 

Тип питания микробов

 

Автотрофы Гетеротрофы

(патогенные и условно-патогенные микроорганизмы)

 

 

Сапрофиты Паразиты

 

 

Факультативные Облигатные

 

Дыхание микроорганизмов.

Дыхание (или биологическое окисление) – сложный процесс, сопровождающийся выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности микробов.

Все микробы по типу дыхания можно разделить на три основные группы:

- облигатные (строгие) аэробы (микрококки, туберкулезные бактерии и др.). Они могут расти только при наличии кислорода;

- облигатные (строгие) анаэробы (возбудители газовой гангрены, столбняка и ботулизма). Они могут расти только при полном отсутствии кислорода;

- факультативные анаэробы (большинство сапрофитов и патогенных микробов). Они растут как в присутствии, так и в отсутствии кислорода.

Аэробное дыхание протекает при наличии кислорода. Анаэробное – при его отсутствии.