1. Основные компоненты химического состава бактериальной клетки, их функции.

Бактериал кл на 80-90%состоит из воды, и10%приходится на долю сух в-ва. Вода в кл находится в свобод или связ состоянии. Ф-ции-механич роль в обеспечен тургора-участвует в гидролитич р-циях.

Удаление воды из кл путем высушивания приводит к приостановке процессов метаболизма, прекращению размножения. Высушивание микроорг в вакууме из замороженного состояния (лиофилизация) прекращает размножение микробов и способствует длит их сохр. Состав сухого в-ва распределен след обр: 52 % сост белки, 17 % — углеводы, 9 % - липиды, 16 % - РНК, 3 % - ДНК и 3 % — минерал в-ва. Белки явл ферментами, а также со­ставной частью кл, входят в состав цитоплазматич мембраны (ЦПМ) и ее производных, клет стенки, жгутиков, спор и некот капсул. Некот бактериал белки явл антигенами и токс бакт. В состав белков бак входят отсутст у чела Д-аминок-ты, а также диаминопимелиновая к-та. Ф-ции: Строител, каталитич, токсич, энергетич, запасающ, метаболич. Углеводы предст в бактериал кл в виде моно-, ди-, олиго- и полисахаридов, а также входят в состав комплексных соед с белками, липидами и др соед. Полисах находятся в составе некот капсул, клет стенки; крахмал и гликоген явл запасн пит в-вами. Некот полисах принимают участие в формирован антигенов. Ф-ции. Запасающ, строител. Липиды или жиры входят в состав ЦПМ и ее производных, клет стенки грам- бак, а также служат запасн в-вами, входят в состав эн­дотокс грам- бак, в составе ЛПС формируют антигены. Микоплазмы — единственные представит царства Procaryotae, имеющие в составе ЦПМ стеролы. Остальные бак в составе ЦПМ и ее производных не имеют стеролов. Ф-ции. Запасающ, строител. Нуклеин к-ты. В бактериал кл присутствуют все типы РНК: иРНК, тРНК, рРНК. Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды — это те строител блоки, из кот синтезируются нуклеин к-­ты. пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды входят в состав многих коферментов и служат для активации и переноса амино­к-т, моносахаров, органич к-т. Ф-ции: транспортн, строител. ДНК выполняет в бактериал кл на­след ф-цию. Молекула ДНК построена из 2х полинуклеотидных цепочек. Процентное содержание кол-ва гуанинцитозин (ГЦ)-пар в ДНК опред степень родства между бакт и испол при опред таксономи­ч положения бак. Ф-ции. Хранение и передача наслед инф-ции, биосинтез белка. Минерал в-ва обнаруживаются в золе, полученной после сжигания кл. В большом кол-ве предст минерал в-ва: N, S, Р, Са, К, Mg, Fe, Mn, а также микроэлементы: Zn, Сu, Со, Ва. Азот входит в состав белков, нуклеотидов, коферментов. Сера в виде сульфгидрильных гр в структуру белков. Фосфор в виде фосфатов представлен в нуклеин к-тах, АТФ, коферментах. В кач-ве активаторов ферментов испол ионы Mg, Fe, Mn. Ионы К и Mg необход для акти­вации рибосом. Са явл составной частью клет стенки грам+ бак. У многих бак имеются сидерохромы, кот обеспечивают транспортировку ионов Fe внутрь кл в виде растворим комплексных соед. Ф-ции. Строител, регуляц осмотич давления, рН среды, окислит-восстановит потенциала, активируют ферменты.

2. Питание бактерий. Особенности питания бактерий.

метаболизм микроорг состоит из 2х взаимосвязанных, одновр протекающих, но противоположных процессов – анаболизма\конструктивного метаболизма, и катаболизма\энергетич метаб. Ов у микроорг имеет свои особенности. 1) Быстрота и интенсивность обмен процессов. За сут микробная кл может переработать такое кол-во пит в-в, кот превышает ее собственный вес в 30-40 р. 2) Выраженная приспособляемость к изменяющимся условиям внеш среды. 3) Питание осущ через всю поверхн кл. Прокариоты не проглатывают пит в-ва, не переваривают их внутри кл, а расщепляют их вне кл с помощью экзоферментов до более простых соед, кот транспортируются в кл. В зависимости от способности усваивать органич или неорганич источники углерода и азота микроорг делятся на 2 гр - автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы (сам, питающийся) получают углерод из углек-ты (СО2) или ее солей. Из простых неорганич соед они синтезируют белки, жиры, углеводы, ферменты. Гетеротрофы (др, питающ) испол сложные органич соед, такие как углеводы, спирты, аминок-ты, органич к-ты. Среди гетеротрофных микроорг различают сапрофитов (гнилой, раст) и паразитов. Сапрофиты испол мертвые органич соед. Они широко распростр в природе, разлагают органич в-ва, отбросы, участвуя т о в санитарной очистке окр среды. Паразиты живут и размножаются в тк чела, животных, раст. Микробы могут изменять свой тип питания с паразитич на сапрофитный. Их можно культивировать вне орг, на пит средах. Среди прокариотов искл составл риккетсии и хламидии, кот могут жить только в живых кл хозяина. Их называют строгими, или облигатными паразитами (обязательный). Облигатными паразитами явл также все вирусы.

3. Механизмы питания бактерий.

Поступление в бактериал кл пит в-в предст собой сложный физико-химич процесс, кот способствует ряд ф-ров: разница в концентрации в-в, величина молекул, их растворим в воде или липидах, рН среды, проницаемость клет мембран. В проникновении пит в-в в кл различают 4 механизма. 1. Наиб прост способ — пассивн диффузия, при кот поступление в-ва в кл происходит из-за различия градиента концентрации (разницы концентрации по обе стороны цитоплазматич мембраны). Решающее значение имеет величина молекулы. в мембране есть участки, через кот и возможно проникновение в-в небольших размеров. 1им из таких соедин явл вода. 2 облегченная диффузия, кот происходит при большей концентрации в-ва вне кл, чем внутри. — процесс специфич и осущ особыми мембранными белками, переносчиками, получившими название пермеаз, т к они выполняют ф-цию ферментов и обладают специфичностью. Они связывают молекулу в-ва, переносят в неизмененном виде к внутр поверхн цитоплазматич мембраны и высвобождают в цитоплазму. Т к перемещение в-ва происходит от более высокой концентрации к более низкой, этот процесс протекает без затраты энергии. 3. активного переноса процес наблюдается при низких концентрациях субстрата в окр среде и перенос растворенных в-в также в неизмененном виде осущ против градиента концентрации. В активном переносе в-в участвуют пермеазы. Поскольку концентрация в-ва в кл может в несколько тыс р превышать ее во внеш среде, активный перенос обязательно сопровождается затратой энергии. Расходуется аденозинтрифосфат (АТФ), накапливаемый бактериал кл при окислит-восстановит процессах.4. транслокация радикалов — активный перенос химически измененных молекул, кот в целом виде не способны проходить через мембрану. В переносе участвуют пермеазы.

4. Типы питания микробов.

По ист углерода бак делят на: - автотрофы – ист явл СО2; - гетеротрофы – ист явл различные органич соед (глюкоза, спирты, аминок-ты, органич к-ты); По ист энергии: - фототрофы – испол энергию солнеч света; - хемотрофы – испол энергию химич р-ций окисления неорганич и органич соед. По донору Н2 (е): - литотрофы – донором явл неорганич соед (Н2О, H2S); - органотрофы – донором явл органич соед (карбоновые к-ты, аминок-ты, глюкоза). По источнику азота: - аминоавтотрофы – ист явл атмосферный азот, аммонийные соли, нитраты, нитриты; - аминогетеротрофы – ист явл белки (органич в-ва). Фотоавтотрофы – это фотосинтезирующ бак, испол энергию солнечного света для синтеза органич соед из неорганич соед. Хемоавтоторофы синтезируют органич в-ва из СО2 за счет энергии р-ций окисления неорганич соед. К ним относятся нитрифицирующие бак (NH3  HNO3), серобак (H2S  S; H2SO4), железобак (Fe2+  Fe3+). Хемо(органо)гетеротрофы для синтеза собственных органич соед испол энергию окисления др органич в-в, кот явл одновр и ист углерода. К ним относится бол-во бак: а) сапрофиты, испол органич в-ва отмерших орг (бак брожения и бак гниения); б) симбионты, испол органич в-ва др живых орг, не нанося им вреда (образуют симбиоз); в) паразиты, испол органич в-ва живых орг, нанося им вред. Паразиты бывают облигатные (способны жить и расти только внутри живой кл) и факультативные (после гибели хозяина пит сапрофитно). Микроорг, способные синтезировать все соед из глюкозы и солей аммония называются прототрофами. Микроорг, кот не способны синтезировать все соед, назыв ауксотрофами (многие патогенные бактерии).

5. Общие требования к искусственным питательным средам.

Пит среды служат для выделения из исслед материала чистых культур микроорг, для накопления, сохр и изучения их св-в, получения вак, токс, а\б. Требования к ним:1.среды д б питат, обладать буферностью (содержать в-ва, нейтрализ продукты обмена микроорг, чтобы не изменялось значение рН среды), содержать все необход для жизнедеят в-ва оптимальное рН- 7,2-7,4 для патоген микробов бол-ва 2. изотоническими, т.е. осмотич давл в среде д б таким же, как внутри кл. 3.влажными и не слишком вязкими. 4.опред окислит-восстановит потенциалом /КН-2/ для аэробов rH2–не ниже 10; для анаэробов–не выше 5. 5.иметь опред концентрацию водородных ионов /рН/ для бол-ва патоген микробов оптимал явл рН 7,2-7,4;6.стерильными. 7.Среды д б унифицированными, т.е. содержать постоянное кол-во отдельных ингредиентов. е) содержать достаточное кол-во Н2О, т.к. бакт питаются по законам осмоса и диффузии; з) быть прозрачными;

6. Классификация питательных сред по происхождению, по консистенции, по составу и назначению.

Классификация пит сред :а)По составу 1. Простые среды (МПБ, МПА, желатин, пептонная вода). Мясо-пептонный бульон (МПБ) явл белковой основой всех сред. Существует несколько способов приготовления МПБ: а) на мясной воде с добавлением готового пептона; б) на переварах продуктов гидролиза исходного сырья при помощи ферментов. 2. Сложные среды готовятся на основе простых с опред добавками (углеводы, кровь, желчь, яйца, сыворотка, молоко, соли, ф-ры роста) б)По консистенции: жидкие (среды без агара), полужидкие (с агаром до 1%), плотные (агаровые – 1,5-2,5%). г) сыпучие: разваренное пшено, кварцевый песок; д) сухие – гигроскопические порошки, выпускаемые промышленностью; Жидкие -для изучения физиолого-биохимич особен микроорг, для накопления биомассы и продуктов обмена. Полужидкие среды испол для хранения культур, плотные — для выделения микроорг, изучения морфологии колоний, диагностич целей, колич-ного учета, опред антагонистич св-в и др. в) По целевому назначению: универсальные (общеупотребительные) и спец. Универсальные (основные) среды- испол для культивирования бол-ва относительно неприхотливых микроорг или применяют в кач-ве основы для приготовления специал сред, добавляя к ним кровь, сахар, молоко, сыворотку и др ингредиенты, необход для размножения того или иного вида микроорг. К этой гр относятся: МПБ – мясо-пептонный бульон, МПА — мясо-пептонный агар, МПЖ – мясо-пептонный желатин. Специал среды. Предназначены для выделения и избирательного культивирования опред видов микроорг, кот не растут на прост средах. Различают след виды специал сред: среды обогащения, элективные, дифференциально-диагностич, консервирующие и среды накопления. Для уплотнения сред испол агар, желатин или селикагель. Агар – полисахарид, выделенный из морских водорослей. Он образует в воде гели, кот плавятся при т 100 С и застывают при 45 С. По составу: а) естествен – натурал продукты (яйца, овощи), животные тк, желчь, сыворотка крови; б) искусствен– среды, приготовленные из различных настоев или отваров с добавлением неорганич солей, углеводов, азотистых в-в; в) синтетич – среды, приготовленные из опред химич соед в точно указанных концентрациях. По назначению: а) основные (простые) – испол для культивирования многих видов микроорг: ПВ, МПБ, МПА; на простых средах хорошо растут прототрофные бак; прост среды служат основой для приготовления ряда сложных пит сред;б) специал (сложные) - испол для тех микроорг, кот не растут на прост средах: сахарный МПБ, сахарный МПА, сывороточный МПБ и МПА, кровяной МПА, асцитический МПБ; в) элективные (избирательные) – испол для опред видов; создаются оптимал условия для этих видов, а др виды не растут или растут плохо: щелочная ПВ (для холерного вибриона), среда Сабуро (для грибов), желточно-солевой агар (для стафилококка), сывороточные среды – среда Ру и среда Леффлера (для дифтерийных коринебак), среда Китта-Тароцци (для анаэробов), среды с желчью (для тифо-паратифозных бак), среды с глицерином (для микобак тубика); г) дифференциально-диагностич среды испол для изучения биохимич св-в и дифференцировки (отличия) 1го вида микроорг от др по его ферментативным св-вам: среды Эндо, Левина, Плоскирева, среды Гисса. Состав сред подбирается так, чтобы выявить характ отличия ферментативных св-в 1го вида от др. Среда Эндо состоит из МПА, 1 % лактозы, фуксина и сульфита натрия, кот его обесцвечивает, исходная среда имеет светло-розовый цвет. Среда Левина состоит из МПА, лактозы, эозина, метиленовой сини и фосфорнокислого натрия, исходная среда имеет красно-фиолет цвет. Среда Плоскирева состоит из МПА, лактозы, бриллиантового зеленого, йода, нейтрал красного, солей желчных к-т, минерал солей. Эта среда также явл элективной, т.к. подавляет рост многих микробов (кишеч палочки) и способствует лучшему росту некот болезнетворных бак (возбуд брюш тифа, паратифов). Среды Гисса служат для изучения сахаролитич св-в микробов

7. Простые питательные среды, их приготовление и стерилизация.

Простые среды (МПБ, МПА, желатин, пептонная вода). Мясопептонный бульон (МПБ) В состав МПБ входят мясная вода, пептон и поваренная соль. Для приготовл мясной воды испол свежее мясо крупного рогатого скота или лошадей. Мясо освобождают от костей, жира и сухожилий и пропускают через мясорубку. Полученный фарш заливают водой из расчета 1:2 (н, 1 кг фарша заливают 2 л воды). Ставят на 18—20 ч в прохладное место (4—6° С), затем кипятят в теч ч и фильтруют через ватно-марлевый фильтр. Фарш отжимают, к фильтрату добавляют воды до первоначального объема, разливают его по колбам или бутылям и стерилизуют в автоклаве при избыточном давлении 0,1 МПа. (120 С) в теч 30 мин. При варке мясной воды на поверхн жидкости появл некот кол-во жира, кот необхо­д снять. Для приготовления МПБ к мясной воде добавляют 1% пептона и 0,5% химич чистой поварен соли, кипятят 10 мин, фильтруют через бумажный фильтр, уст рН 7,2—7,4 прибавлением щелочи или двууглекислой соды и снова кипятят 10 мин. Профильтрованный бульон д б цвета соломы и совершенно прозрачным. Бульон разливают по пробиркам и колбам, закрывают ватными пробками, пробки обвязывают пергаментной бумагой и стерилизуют 20—30 мин при избыточном давлении 0,1 МПа. Мясопептонный агар (МПА). К мясопептонному бульону добавляют 2—3% нарезанного агар-агар; нагревают в автоклаве или в текучепаровом аппарате до полного расплавления агар-агара. Уст рН 7,2—7,4. Дают остыть до 50° С, осветляют путем добавления белка 1го куриного яйца, разведенного двойным кол-вом дистил воды . Ставят на 20 мин в автоклав при избыточном давлении 0,1 МПа для свертывания белка и тем самым осветляют среду, фильтруют через слой марли и ваты. др методикой. К мясопептонному бульону добавляют 2—3% нарезанного агар-агара, нагревают до полного расплавления его. После остывания застывший плотный агар вынимают из посу­ды и отрезают нижнюю часть, содержащую осадок. За­тем вновь расплавляют, разливают по пробиркам и стерилизуют при избыточном давлении 0,1 МПа в теч 20 мин. Необход, чтобы прозрачность агара позволяла свободно читать напечатанный на бумаге шрифт при наложении на него бактериологич чашки с агаром, налитым слоем толщиной 20 мм. После стерилизации для того, чтобы агар в пробирках застыл столбиком, их оставляют в вертикальном положении. Если нужно при­готовить агар скошенной формы, пробирки с расплавлен­ным агаром располагают в наклонном положении так, чтобы среда заняла 2 трети пробирки, и в таком виде оставляют до застывания среды . При этом про­бирки необходимо предохранять от д-вия солн света. Перевар Хоттингера готовят из мясных отходов путем их триптического гидролиза. Жир, фасции, сухожилия нарезают, заливают кипящей водой 1:2, кипятят, охлаждают до 45 С, добавляют панкреатин, подщелачивают р-ром карбоната натрия, встряхивают, добавляют хлороформ, закрывают и выдерживают в теплом месте 10 д. Мясо-пептонная желатина (МПЖ). К 1 л МПБ добавляют желатин до конечной концентрации 10-20%, нагревают, уст слабо-щелочную pH, кипятят, фильтруют, разливают по пробиркам и стерилизуют в кипятильнике Коха текучим паром 3 д или однократно автоклавированием при 120 С при 1 атм. теч 20 мин. Полужидкий мясо-пептонный агар (ПЖА) готовят, как МПА, но добавляют 0,25% агара, кипятят до его расплавления, уст требуемую pH, фильтруют в горячем виде и стерилизуют автоклавированием. Агар Хоттингера готовят, добавляя к бульону Хоттингера 2% агар-агара. Питат бульон содержит: триптический гидролизат кильки –10,05, NaCI- 4,95. 15 г порошка этого бульона растворяют в 1 л дист Воды, кипятят 2 мин, фильтруют, разливают по емкостям и стерилизуют в автоклаве при 120 С 20 мин (Ph 7,3). основные (простые) – испол для культивирования многих видов микроорг: ПВ, МПБ, МПА; на простых средах хорошо растут прототрофные бак; простые среды служат основой для приготовления ряда сложных пит сред;

8. Специальные питательные среды, их примеры. Элективные питательные среды, их примеры.

Спец среды служат для выделения и выращивания микроорг, не растущих на прост средах. Различают след виды спец сред: среды обогащения, элективные, дифференциально-диагностические, консервирующие и среды накопления. 1.Среды обогащения. Многие микроорг не растут на обычных средах, поэтому для повыш питат ценности среды в нее добавляют углеводы (сахарн бульон или агар) или белки (сывороточ агар и бульон, кровяной агар и бульон).Кров агар или кров бульон – получают путем добавления к пит среде 5-10% подогретой стерильной дефибринированной крови барана, кролика, лошади, чела. Среда испол для выделения стрептококков, пневмококков и др бак, для изучения гемолитич активности. Сывороточ бульон или сывороточ агар получают, путем добавления к простым средам 15-20% лошад\бычьей сыворотки. 2. Элективные (избирательные) среды. Эти среды предназначены для избирательного выделения и накопления микроорг опред вида из материала, содержащ несколько видов микробов. При посеве на них материала, содерж смесь различных микроорг, раньше всего будет проявл рост того вида, для кот данная среда будет элективной. Избирательность среды достигается путем создания условий, оптимал для культивиров опред микробов (рН, Eh, концентрация солей, состав питат в-в), т.е. положит селекцией. Или путем добавления в среду в-в, угнетающих др микроорг (желчь, высокие концентрации NaCl, а\б), т.е. отриц селекцией. К этой гр относятся: Селенитовая среда — явл лучшей средой обогащ для сальмонелл и дизентерийных микробов Зонне. Селенит натрия, содержащийся в среде, стимулирует рост этих бак и подавляет рост сопутствующей флоры. Висмут-сульфит агар – содержит соли висмута, бриллиантовую зелень. Сальмонеллы растут на этой среде в виде колоний черного цвета. Др бак не растут. Желточно-солевой агар (ЖСА) –среда для выделения стафилококков, содержит до 10% хлорида натрия, что подавляет бол-во бак, содержащихся в материале. эта среда явл и дифференциа-диагностич, т к присутствие яичного желтка позволяет выявить фермент лецитиназу (лецитовителлазу), кот образуют патогенные стафилококки. Лецитиназа расщепляет лецитин на фосфорхолины и нерастворимые в воде жирн к-ты, поэтому среда вокруг лецитиназо+ колоний мутнеет и появл опалесцирующая зона в виде «радужного венчика». Желчный бульон элективен для сальмонелл, размножение кот стимулирует добавленная 10% желчь, одновр тормозящая рост сопутствующ микроорг. Щелочн агар или щелочн пептонная вода элективны для холерных вибрионов, щелочная р-ция среды (рН 9,0) не препятствует росту холерных вибрионов, но тормозит рост др микроорг. 3.Дифференциально-диагностич среды применяют для дифференцировки 1го вида микроорг от др по характеру их ферментативной активности. Состав этих сред подбирают с таким расчетом, чтобы четко выявить наиб характерные св-ва опред вида микроорг, основываясь на особенностях его ов. Среды для выявл протеолитич и гемолитич способности микробов, содержащие в своем составе белковые в-ва: кровь, молоко, желатин. Наиб распростран средами явл мясо-пептонный желатин (МПЖ) свернувшаяся лошад сыворотка, молоко и кровяной агар (КА). Среды для изучения гликолитич св-в вкл 3 основных компонента: питат основа (бульон, агар), субстрат (моно- и дисахара, многоатомные спирты) и индикатор для выявл соответств ферментов. Ферментативное расщепление субстратов приводит к сдвигу рН и изменению окраски среды. Наиб распростр цветные среды с различными углеводами. широко распростр среды Гисса, на кот учитывают различия в способности ферментировать различные углеводы с образованием к-ты, либо к-ты и газа. Для дифференцировки энтеробак примен пептонную воду с набором различных углеводов, индикатором Андреде и поплавками, облегчающими обнаружение газообразования и помогающие визуально опред изменение рН, характерное для различных микроорг. сдвиг в кислую сторону вызывает покраснение среды с реактивом Андреде или пожелтение при испол среды с бромтимоловым синим, тогда как при защелачивании индикатор Андреде и бромтимоловый синий не меняют цвет среды. Основными компонентами среды Эндо явл МПА, лактоза и основной фуксин, обесцвеченный сульфитом натрия. Исходная пит среда окрашена в светло-розовый цвет. При сбраживании лактозы образуется ацетальдегид, кот реагирует с сульфитом и, высвободившийся при этом, фуксин окрашивает колонии в ярко-красный цвет. 4. Среды накопления, на кот происходит быстрый рост опред видов микроорг. 5.Консервирующие (транспортные) среды. Предназначены для сохр микроорг во вр транспортировки к месту исслед. среды, содержат добавки, предупреждающие размножение и гибель микробов, что способствует сохр их жизнеспособности. Наибольшее применение нашли глицериновая смесь (среда Тига), фосфатно-буферная смесь и среды Кари-Блэйра, Амиеса (с активир углем и без), Стюарта и др.