Особенности жизнедеятельности бактерий

Понятие о физиологии микроорганизмов

Лекция №3.

Тема: Физиология микроорганизмов.

План:

1. Понятие о физиологии микроорганизмов

2. Особенности жизнедеятельности бактерий:

А) Химический состав

Б) Питание

В) Дыхание

Г) Рост и размножение

3. Особенности физиологии вирусов

Микроорганизмам, как и всем живым существам, присущи процессы питания, дыхания, роста и размножения. Однако эти процессы у микробов характеризуются своеобразием и рядом особенностей.

Микробы занимают особое место среди других живых существ: они способны использовать в качестве питательных веществ как неорганические, так и разнообразные органические соединения; могут существовать и размножаться в аэробных и анаэробных условиях; длительно сохраняются во внешней среде с помощью спор; обладают исключительной приспособляемостью к меняющимся факторам окружающей среды.

В основе всех физиологических функций лежит непрерывный обмен веществ, или метаболизм.

Обмен веществ состоит из двух противоположных, но при этом взаимосвязанных процессов:

1) Ассимиляция (анаболизм) – совокупность процессов синтеза в живом организме

2) Диссимиляция (катаболизм) – процесс распада сложного органического вещества на более простые обычно с выделением энергии в виде тепла и молекул АТФ

А) Химический состав бактерий.

Бактерии состоят из тех же химических элементов, что и клетки всех живых организмов: органогены - азот, кислород, водород, углерод, которые входят в состав белков, липидов, углеводов; минеральные элементы - большая их часть связана с органическими веществами, остальные соединения в виде солей.

Вода – 75 – 85% - является растворителем, участвует в химических реакциях.

Сухой остаток – 15-25%:

1) Белки – протеины (простые) и протеиды (сложные). Находятся в цитоплазме, нуклеоиде, они входят в состав структуры клеточной стенки, являясь строительным материалом. Видовая специфичность микроорганизмов зависит от соотношения белков. Ферменты и токсины бактерий являются белками.

2) Углеводы – моно-, ди-, полисахариды, используются как источник энергии, запасных веществ, углерода. Из них состоит клеточная стенка, капсула.

3) Липиды – нейтральные жиры, жирные кислоты, фосфолипиды, входят в состав цитоплазматической мембраны, клеточной стенки, являются источником энергии, запасных веществ.

4) Нуклеиновые кислоты – ДНК (наследственный аппарат клетки), РНК (синтез белка).

5) Минеральные вещества – макроэлементы (фосфор, натрий, калий, марганец, сера, железо) и микроэлементы (медь, цинк, кобальт).

Б) Питание бактерий.

Особенно­сти:

- поступление питательных веществ проис­ходит через всю поверхность клетки;

- микро­бная клетка обладает исключительной быстротой метабо­лических реакций;

- микроорганизмы способны довольно быстро адаптироваться к изменяющимся услови­ям среды обитания.

По усвоению углерода и азота различают:

· Автотрофы (аутотрофы и литотрофы) - синтезируют органические вещества из простых неорганических (почвенные бактерии).

· Гетеротрофы (органотрофы) - используют готовые органические соединения:

1. Сапрофиты - получают готовые органические соединения от отмерших организмов.

2. Паразиты - используют органические вещества живых клеток растений,

животных, человека.

Факторы роста микроорганизмов – вещества, которые нужны микробным клеткам в небольших количествах и должны поступать в микробную клетку из окружающей среды. К ним относят различные витамины, некоторые аминокис­лоты (необходимые для синтеза белка), пуриновые и пиримидиновые основания (идущие на построение нуклеиновых кислот) и др.

Транспорт питательных веществ:

- пассивная диффузия

- облегченная диффузия

- активный транспорт

- перенос радикалов

Ферменты -это вещества белковой природы, которые являются биологическими катализаторами и играют важную роль в обмене веществ микроорганизмов.

- они обладают специфичностью, т.е. фермент катализирует определенную химическую реакцию.

- действуют только при определенной температуре (37 – 50⁰С) и рН среды (7,2 – 7,4).

Различают:

Экзоферменты – выделяются клеткой наружу, расщепляют питательные субстраты до более простых.

Эндоферменты – участвуют в реакциях, происходящих внутри клетки.

Ферменты агрессии - служат для преодоления естественных защитных барьеров макроорганизма и являются факторами патогенности.

В) Дыхание бактерий

Дыхание (или биологическое окисление) - совокупность биохимических про­цессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микробных клеток.

По источникам энергии среди микроорганизмов разли­чают:

- фототрофы, использующие для биосинтетических реакций энергию солнечного света (пурпурные серобакте­рии)

- хемотрофы, которые получают энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии и др.) и органических соединений (большинство бактерий, в том числе и патогенные для человека виды).

По типу дыхания различают:

1. облигатные аэробы – кислород для них обязателен

2. облигатные анаэробы – для них кислород губителен

3. факультативные анаэробы – растут как при доступе кислорода, так и при его отсутствии

Г) Рост и размножение бактерий

Рост – увеличение размеров отдельной особи и упорядоченное воспроизведение всех клеточных структур.

Размножение – способность микроорганизмов к самовоспроизведению. Размножаются бактерии поперечным делением. В начале удваивается ДНК, затем в цитоплазме появляется перегородка, идентичные дочерние клетки отходят друг от друга. Так как у микроорганизмов быстрый обмен веществ, скорость деления высокая, одно деление происходит в интервале пятнадцать – тридцать минут.

Дата добавления: 2014-01-07