Микробиология. ЗАНЯТИЕ 2 2. 1) Физиология бактерий (питание, дыхание, размножение) 2) Классификация питательных сред 3) Стерилизация и дезинфекция
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
ЗАНЯТИЕ 2: 1) Физиология бактерий (питание, дыхание, размножение); 2) Классификация питательных сред; 3) Стерилизация и дезинфекция; 4) Культивирование аэробов и факультативных анаэробов ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЛ, МС, МД ПОДГОТОВИЛА СТАРШИЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, К.Б.Н., ШАРОВА ИРИНА НИКОЛАЕВНА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЛЬНОЙ КЛЕТКИ ТЕМА 1: ПИТАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ Основными физиологическими функциями микроорганизмов, необходимыми для их жизнедеятельности, роста и размножения, являются питание, брожение и/или дыхание. Эти процессы участвуют в микробном метаболизме, обеспечивая микробную клетку необходимыми питательными веществами (из них микробы синтезируют составные части своего тела) и энергией ( её получают путем окисления и восстановления различных веществ). Способы питания 1. ГОЛОЗОЙНЫЙ - большинство животных, включая человека, способны заглатывать и переваривать плотные частички пищи в специализированных органах (пищеварительные вакуоли, ЖКТ). ● есть бактерии-голозои, которые способны утилизировать «твердую пищу» с помощью внешнего питания, реализуемого вне клеток. Для этого они имеют мощный ферментативный набор → контакт пищевых ферментов с субстратом приводит к образованию простых водорастворимых молекул, проникающих через клеточную стенку в цитоплазму. 2. ГОЛОФИТНЫЙ – характерен для растений и бактерий. ● бактерии – голофиты не способны захватывать твердые объекты; утилизируют питательные вещества в виде простых молекул в водных растворах. (продолжение) Питание микроорганизмов 2. По характеру использования углерода и источника энергии бактерии подразделяются на : ▪ Фототрофы - бактерии, для которых источником энергии является свет; ▪ Хемотрофы - извлекают энергию из веществ окружающей среды в ходе окислительно- восстановительных реакций; ▪ Аутотрофы – бактерии, использующие в качестве углерода СО 2 ▪ Гетеротрофы – бактерии, которые нуждаются для своего питания в органическом углероде (углеводы, жирные кислоты). - сапрофиты – способны усваивать мертвые органические вещества; - паразиты – могут жить только за счет других живых организмов; являются патогенными и условно-патогенными; Облигатные паразиты: способны существовать только внутри живой клетки (риккетсии, хламидии, вирусы, микоплазмы, некоторые простейшие); Факультативные паразиты : могут жить как вне, так и внутри живой клетки (микробы дизентерии, гонококк) 3. По типу питания бактерии дифференцируют на: ▪ фотоаутотрофы – источником энергии для них является солнечный свет, а источником углерода - СО 2; ▪ фотогетеротрофы – источником энергии служит свет, источником углерода – органические соединения; ▪ хемоаутотрофы - источником энергии для них являются восстановленные неорганические соединения, источником углерода - СО 2; ПОСТУПЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В БАКТЕРИАЛЬНУЮ КЛЕТКУ Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) - важнейший структурный элемент у всех известных живых существ; является барьером для обмена веществами между клеточным содержимым и внешней средой. Т.к. живая материя не может поддерживать свое существование в полной изоляции от внешней среды – необходимы системы специфического трансмембранного транспорта молекул. Поскольку у бак- терий отсутствует эндоцитоз и экзоцитоз , поэтому транспорт через ЦПМ является практически единственным способом их обмена веществами с окружающей средой. I.ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ – не требует затрат энергии и всегда протекает по градиенту концентраций (из области большей концентрации в область меньшей): ▪ простая диффузия через мембраны наблюдается для малых неполярных молекул (вода, мочевина, углекислый газ); ▪ облегченная диффузия – происходит с участием специфических трансмембранных белков пермиаз. Они распознают и связывают молекулу субстрата на внешней стороне мембраны и переносят через мембрану. Главное свойство пермиаз – способность проходить через мембрану как с присоединенной молекулой субстрата, так и без нее. Проходит по градиенту концентраций; протекает со значительно более высокой скоростью. II. АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ- происходит перенос веществ против градиента концентраций с затратой энергии; ▪ системы первичного активного транспорта – осуществляют с использованием энергии АТФ; ▪ системы вторичного активного транспорта – одновременно переносят два вещества – одно по градиенту концентраций, другое – против него. Активный транспорт используется для переноса в клетки большого количества субстратов - аминокислот, витаминов, некоторых углеводов, а также для выкачивания из клеток антибиотиков и др чужеродных низкомолекулярных веществ (ксенобиотиков). КЛАССИФИКАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД I. По происхождению: 1 - Естественные 2 – Искусственные II . По составу: 1 – простые 2 – сложные III по консистенции: 1 – жидкие 2 – плотные (твердые) 3 – полужидкие IV По назначению 1 – универсальные 2 – элективные (избирательные) 3 – селективные 4 – дифференциально-диагностические 5 - консервирующие Требования, предъявляемые к питательным средам: 1. Оптимальное содержание питатель- ных веществ в легкоусвояемой форме (органические источники углерода, минеральных солей, факторы роста); 2. Адекватные для соответствующей группы микроорганизмов значение рН и окислительно-восстановительного потенциала; 3. Достаточное содержание воды; 4. Стерильность. РОСТ БАКТЕРИЙ НА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ Бактерии, засеянные в определенный объем жидкой среды, размножаются до тех, пор, пока не наступит истощение среды и накопление токсических продуктов жизнедеятельности, после чего рост прекращается. Такая культура называется «периодической». Размножение бактерий в периодической культуре графически представлено в виде кривой роста, которая отражает зависимость числа живых клеток от времени культивирования. На этой кривой выделяют несколько фаз: 1. Лаг-фаза – период адаптации культуры к пита- тельной среде и условиям культивирования; необходима для синтеза индуцибельных ферментов и других изменений физиологии микробных клеток. 2. Экспоненциальная (логарифмическая) фаза – характеризуется интенсивным делением клеток и увеличением бактериальной популяции в геометриче ской прогре ссии. В эту фазу определяется время генерации культуры – время, за которое концентрация микробных клеток удваивается. 3. Стационарная фаза – период, в который концентрация бактерий достигает максимального значения, и скорость образования новых клеток соответствует скорости гибели бактерий. 4. Фаза отмирания – гибель бактериальной популяции вследствие нехватки питательных веществ и токсического действия продуктов метаболизма. Визуальным проявлением роста микроорганизмов на жидких питательных средах является помутнение среды, выпадение осадка, либо формирование пленки на поверхности, на плотных средах – образование колоний. ТЕМА: ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР БАКТЕРИЙ (АЭРОБОВ И ФАКУЛЬТАТИВНЫХ АНАЭРОБОВ) ● Ч и с т а я к ул ьт у р а – э т о с о в о к у п н о с т ь микроорганизмов, полученных in vitro на питательной среде из одной микробной клетки; они считаются генетически идентичными и схожими по биологическим свойствам (морфологическим, культуральным, биохимичес-ким). ● Выделение чистой культуры – обязательный этап бактериологического исследования. ● Метод Дригальского – осуществляется в 3 этапа: 1 этап: рассев исследуемого материала по поверхности плотной питательной среды для получения изолированных колоний→инкубация в термостате 37ºС, 18-24 ч; перед посевом - микроскопия исследуемого материала; 2 этап: изучение выросших колоний (макро- и микроскопическое) с последующим отбором и пересевом колоний на косой агар для получения чистой культуры→ инкубация в термостате 37ºС, 18-24 ч; 3 этап: выросшие колонии микроскопируют для подтверждения того, что это чистые культуры. ● Полученные чистые культуры идентифицируют до вида. ТЕМА: СТЕРИЛИЗАЦИЯ ● Асептика – система мероприятий и приемов работы, предупреждающих попадание микроорганизмов и вирусов из окружающей среды в организм человека, а также в исследуемый материал. Она предусматривает использование стерильных инструментов и материалов, обработку рук сотрудников, соблюдение особых санитарно-гигиенических правил и приемов работы. ● Антисептика – комплексмероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов и вирусов, способных вызвать инфекционный процесс при попадании на поврежденные или интактные участки кожи и слизистых оболочек. В качестве антисептиков используют химические вещества: 70%-ый этиловый спирт, 5%-ый спиртовой раствор йода, 0,5-3%-ый раствор хлорамина, 0,1%-ый раствор перманганата калия, 0,5-1%-ый раствор формалина, 1-2%-ый спиртовой раствор бриллиантового зеленого ● Дезинфекция – обеззараживание объектовокружающей среды путем уничтожения патогенных для человека и животных микроорганизмов и вирусов физическими способами и с помощью химических веществ: растворами хлорной извести (0,1-10%-ым), формалина, хлорамина (0,5-5%-ым), фенола (3-5%-ым), едкой щелочи (2-3%-ым). Выбор дезинфицирующего вещества и его концентрации зависит от материала, подлежащего дезинфекции. ● Стерилизация – обеспложивание, т.е. полное уничтожение микроорганизмов и вирусов в различных материалах. №№ Методы стерилизации Объекты, подлежащие стерилизации Режим стерилизации Прибор 1. Прокаливание (фламбирование) 2. Кипячение 3. Стерилизация сухим жаром 4. Стерилизация текучим паром 5. Тиндализация (дробная стерилизация) 6. Пастеризация 7. Автоклавирование 8. Фильтрование 9. УФ-лучи Контрольные вопросы к занятию 2: 1. Химический состав бактериальной клетки. Роль воды, минеральных солей, белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов в жизнедеятельности бактерий. 2. Способы питания организмов. 3. Подразделение микроорганизмов в зависимости от источника углерода и энергии 4. Механизмы переноса питательных веществ из внешней среды в клетку. 5. Основные требования, предъявляемые к питательным средам. 6. Подразделение питательных сред по происхождению, составу, консистенции, назначению (универсальные, селективные, избирательные, элективные, дифференциально-диагностические, консервирующие – примеры, применение). 7. Способы выделения чистых культур. Бактериологический метод, основные этапы и цели каждого этапа. 8. Изучение физиологии роста микробной культуры. Кривая роста периодической микробной популяции, характеристика фаз (периодов). 9. Выделение чистой культуры аэробов и факультативных анаэробов : А) методы, основанные на принципе механического разобщения микроорганизмов в питательной среде – Пастера, Коха, Дригальского; Б) методы, основанные на использовании биологических особенностей (свойств) микроорганизмов - Шукевича, заражение лабораторных животных; В) метод Дригальского – схема 3-дневного выделения чистой культуры и ее изучение с целью идентификации. 10. Стерилизация, определение. Методы стерилизации и применяемая аппаратура. 11. Асептика, антисептика, дезинфекция – определение; примеры антисептиков и дезинфицирующих веществ. ВЫДЕЛЕНИЕ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ АНАЭРОБОВ Для занятия 3 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВЫДЕЛЕННОЙ ЧИСТОЙ КУЛЬТУРЫ Для занятия 3 |