Физиология бактерий (дыхание, питание, рост и размножение). Питательные среды. Биохимические признаки бактерий

Для изучения свойств коло­ний микробы культивируют на плотных питательных средах в чашках Петри. При этом посев материала проводят таким образом, чтобы получить изолированные колонии. Для характеристики колоний используют следующие признаки:

1. Размер колонии. Колонии обычно измеряют в миллиметрах или пользуют­ся для этого описательными терминами, такими, например, как точечные (диаметр менее 1 мм), мелкие (диаметр 1-2 мм), средние (диаметр 2-4 мм) и крупные (диаметр 4-6 мм и более).

2. Форма колонии. Бывает правильной (круглая), неправильной (амебовидная), ризоидной (корневидная, напоминающая переплетающиеся корни деревьев).

3. Контуры края. Определяют при рассмотрении колонии под лупой или микроскопом с малым увеличением. Различают ровные края в виде четко выраженной линии и неровные края (фестончатый, волнистый, эрозированный или зазубренный, бахромчатый).

4. Рельеф колонии характеризуется приподнятостью ее над поверхностью пи­тательной среды и формой на вертикальном разрезе. Определяется рельеф колонии невооруженным глазом или при помощи лупы при рассматривании сверху и сбоку. Различают каплеобразные и куполообразные колонии правильной круглой формы, плоско-выпуклые колонии, конусообразные колонии, колонии с приподнятой серединой, колонии с вдавленным центром, плоские колонии.

5. Поверхность колонии. Изучают при помощи лупы или под микроскопом при малом увеличении. Поверхность колонии бывает матовая или блестя­щая с глянцем, сухая или влажная, гладкая или шероховатая. Гладкие ко­лонии обозначают буквой S (smooth - гладкий), шероховатые - буквой R (rough - шероховатый).

6. Цвет колонии. Определяется пигментом, который продуцирует культура микробов. Преобладающее большинство патогенных бактерий пигмента не образует, вследствие чего колонии их бесцветны или молочно-мутного цвета. Пигментообразующие виды микробов дают колонии различных цветов: кремовые, желтые, золотисто-оранжевые, си­ние, красные, сиреневые, черные и др.

7. Структура колоний. Определяется в проходящем свете при слабом увеличе­нии микроскопа, суженной диафрагме или при несколько опущенном кон­денсоре. По структуре различают гиалиновые колонии, зернистые колонии, нитевидные или волокнистые колонии.

8. Консистенция колоний. Исследуют посредством прикосновения или взятия из нее части материала бактериоло­гической петлей. По характеру консистенции колонии бывают пастообразные, вязкие или слизистые, волокнистые или кожистые, хрупкие сухие.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МИКРОБОВ ( от позднелат. identifico — отождествляю), определение видовой или типовой принадлежности микроорганизма на основании изучения культурально-морфология., биохимия, серология и патогенных свойств.

Для культивирования анаэробных микроорганизмов необходимо создание бескислородных условий, достигаемое различными методами.

• Физические методы основаны на создании вакуума в специальных аппаратах — анаэростатах. Иногда воздух в них заменяют каким-либо другим газом, например СО2. Доступ кислорода в питательную среду можно затруднить, если культивировать анаэробов в глубине столбика сахарного агара или среды Вильсона — Блера, налитых в пробирки в расплавленном состоянии и остуженных до 43°С. По методу Вейона — Виньяля расплавленный и остуженный агар с посевным материалом набирают в стеклянные трубочки, которые запаивают с двух концов.
• Химические методы заключаются в том, что при культивировании исследуемого материала на плотных средах в эксикатор помещают химические вещества, например пирогаллол и щелочь, реакция между

• которыми идет с поглощением кислорода. В жидкие питательные среды можно добавлять различные редуцирующие вещества: аскорбиновую или тиогликолевую кислоту.
• Биологический метод основан на одновременном культивировании аэробов и анаэробов на плотных питательных средах в чашках Петри, герметически закупоренных. Вначале кислород поглощается растущими аэробами, посеянными на одной половине среды, а затем начинается рост анаэробов, посев которых сделан на другой половине. Наиболее удобна для культивирования анаэробов специальная среда Китта — Тароцци. В нее входят сахарный МПБ, который наливают в пробирки в количестве 10—12 мл, и кусочки вареных паренхиматозных органов. Перед употреблением среду Китта,— Тароцци кипятят на водяной бане для удаления растворенного в ней кислорода. Среду заливают сверху стерильным вазелиновым маслом. Заметный рост анаэробов (помутнение) может наблюдаться через 48 ч и более в зависимости от количества посевного материала.
• Рост изолированных колоний анаэробов можно получить при рассеве исследуемого материала по поверхности кровяно-сахарного агара, разлитого в чашки Петри. После посева чашки помещают в анаэростат. Исследуемый материал в убывающей концентрации можно засевать в высокий столбик агара. Образовавшиеся отдельные колонии анаэробов выделяют, распилив пробирку в месте роста. Колонии анаэробов для получения значительного количества биомассы отсевают затем на среду Китта — Тароцци. В качестве источника энергии для анаэробов используют глюкозу, добавление которой в питательную среду обязательно.

По способу питания микроорганизмы разделяют на аутотрофные и гетеротрофные.

· Аутотрофы способны синтезировать из неорганических веществ (в основном углекислого газа, неорганического азота и воды) органические соединения. В качестве источника энергии для синтеза эти микробы используют световую энергию (фотосинтез) или энергию окислительных реакций (хемосинтез).

· Гетеротрофы используют для питания в основном готовые органические соединения. Микробы, питающиеся органическими веществами отмерших животных или растительных организмов, называют сапрофитами. К ним относятся бактерии гниения, грибы и дрожжи. Паратрофные микроорганизмы, или паразиты, живут за счет питательных веществ живых клеток организма хозяина. К паратрофам относится большинство болезнетворных микробов.

Аэробные микроорганизмы (аэробы) используют энергию, выделяемую при окислении органических веществ кислородом воздуха с образованием неорганических веществ, углекислого газа и воды. К аэробам относятся многие бактерии, грибы и некоторые дрожжи. В качестве источника энергии они чаше всего используют углеводы.

Анаэробные микроорганизмы ( анаэробы) не используют для дыхания кислород, они живут и размножаются при отсутствии кислорода, получая энергию в результате процессов брожения. Анаэробами являются бактерии из рода клостридий (ботулиновая палочка и палочка перфрингенс), маслянокислые бактерии и др.

Некоторые микроорганизмы способны жить как в присутствии кислорода, гак и без него. В зависимости от условий среды они могут переходить с анаэробных процессов получения энергии на аэробные, и наоборот. Такие микроорганизмы называются факультативными анаэробами.

Обмен веществ и состав микроорганизмов. Все реакции обмена веществ в микробной клетке происходят при помощи биологических катализаторов - ферментов.Большинство ферментов состоят из белковой части и простетической небелковой группы

Питательные среды — субстраты, используемые в лабораторной практике для выращивания микроорганизмов и других биологических объектов. Рост микроорганизмов зависит от наличия в питательной среде достаточного количества органических и неорганических веществ в виде различных солей, витаминов и др.

• Элективные, или избирательные, и обогатительные среды. В таких средах созданы благоприятные условия для развития какого-нибудь одного вида микроорганизма,размножение всех остальных видов микробов угнетается. медленнее.
• Дифференциально-диагностические среды. Эти питательные среды применяются для идентификации бактериальных культур. Использование дифференциально-диагностических питательных сред основано на том, что при росте на них бактерий происходят химические изменения компонентов среды, которые легко можно наблюдать.