Физиология и биохимия микроорганизмов

Слайд #1

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Слайд #2

Таблица 1. Макроэлементы, их источники и функции в бактериальной клетке. N1

Слайд #3

Катаболизм Источник энергии Анаболизм Фотосинтез Биополимеры (напр. белки) Свет Фотосинтетические механизмы Внутриклеточный пул предшественников Внеклеточные питательные вещества АДФ Биосинтетические промежуточные соединения АДФ Тепло АТФ АТФ Тепло Конечный продукт

Слайд #4

Метаболизм прокариот. Метаболизм – совокупность ферментативных процессов, протекающих в клетке и обеспечивающих её энергетические и биосинтетические потребности. Энергетический метаболизм (катаболизм) – поток реакций, сопровождающийся мобилизацией энергии и преобразованием её в электрохимическую или химическую форму,которая затем используется во всех энергозависимых процессах. Конструктивный метаболизм (биосинтез, анаболизм) – поток реакций, в результате которых за счет поступающих извне веществ строится вещество клетки и при этом используется запасённая клеткой энергия.

Слайд #5

Метаболизм прокариот В зависимости от источника углерода для конструктивного метаболизма микроорганизмы делятся на автотрофы и гетеротрофы. В зависимости от источника энергии – на фототрофы и хемотрофы. В зависимости от источника электронов в энергетическом процессе – на литотрофы и органотрофы.

Слайд #6

Table 2. Основные пищевые типы прокариот

Слайд #7

Метаболизм прокариот Факторы роста – вещества,которые прокариоты по каким-либо причинам не могут синтезировать самостоятельно из используемого источника углерода (аминокислоты, пурины, пиримидины, витамины и др.). Такие вещества добавляют в питательные среды в готовом виде в небольших количествах. Микроорганизмы, которым в дополнение к основному источнику углерода необходимы факторы роста, называются ауксотрофы. Микроорганизмы, которые синтезируют все необходимые органические соединения из основного источника углерода самостоятельно, называются прототрофы.

Слайд #8

Table 3. Общие витамины, требующиеся в питании некоторым бактериям.

Слайд #9

Table 4a. Минимальная питательная среда для роста Bacillus megaterium. Пример химически-определенной питательной среды для роста гетеротрофных бактерий.

Слайд #10

Table 4b. Синтетическая питательная среда (также среда обогащения) для роста литотрофных бактерий (Thiobacillus thiooxidans). * Периодически среду продувают воздухом с 5% CO2. 

Слайд #11

Table 5a. Комплексная питательная среда для роста требовательных бактерий.

Слайд #12

Табл 6. Термины, описывающие отношения микроорганизмов к O2.  

Слайд #13

Table 7. Распределение супероксид дисмутазы, каталазы и пероксидазы в прокариотах с различным уровнем толерантности к O2.

Слайд #14

[O2-] + [O2-] + 2H+ O2 + H2O2 Cупероксид дисмутаза Пероксидаза Каталаза Н2О NADH + H+ NAD+ 2H2O 2H2O + O2 . . O=O 1e- Хинолы или FAD и FMN- зависимые ферменты (неспецифические)

Слайд #15

Культивирование анаэробных микроорганизмов.

Слайд #16

Фигура 2. Уровни pH окружающей среды для роста трех классов прокариот. Большинство свободноживущих бактерий выращивают в диапазоне pH приблизительно три единицы. Обратите внимание на симметрию кривых ниже и выше оптимума pH для роста. Относительная скорость роста Ацидофилы Нейтрофилы Алкалофилы 1 7 12 рН

Слайд #17

Table 8. Минимум, максимум и оптимум pH для роста некоторых бактерий.

Слайд #18

Table 9. Термины используемые для описания температурных характеристик микроорганизмов. 

Слайд #19

Уровень роста в зависимости от температуры для четырех классов бактерий окружающей среды. Большинство бактерий растут в температурном диапазоне равном, приблизительно, 30 градусам. Кривые показывают три кардинальные точки: минимум, оптимум и максимум температуры для роста. Имеется устойчивое увеличение уровня роста между минимальными и оптимальными значениями температуры, но резкое снижение уровня роста с приближением Т к максимуму. Генерации/час Экстремальные термофилы (Thermococcus) Термофилы (Thermus) Мезофилы (Eschrichia) Психрофилы (Flavobacterium)

Слайд #20

ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ БАКТЕРИЙ НА ГРУППЫ ПО ОТНОШЕНИЮ К ТЕМПЕРАТУРЕ. ПСИХРОФИЛЫ – оптимум менее 20 ⁰ С - Vibrio marinus - Pseudomonas fluorescens - Yersinia enterocolitica МЕЗОФИЛЫ - оптимум 30 - 40 ⁰ С ТЕРМОФИЛЫ - оптимум 45 - 65 ⁰ С - Bacillus stearotermophilus - Thermoactinomyces vulgaris

Слайд #21

Table 10a. Минимум, максимум и оптимум температуры для роста некоторых бактерий и archaea.                              Температура для роста (Cо)

Слайд #22

РОСТ – координированное увеличение размеров и веса клетки. РАЗМНОЖЕНИЕ –увеличение во времени числа клеток микроорганизмов в питательной среде. Изменение численности популяции микроорганизмов выражается кривой роста.

Слайд #23

Слайд #24

Время генерации (время удвоения) для разных видов прокариот в благоприятных условиях Escherichia coli & 20 мин Staphylococcus aureus Borrelia hermsii 8ч Mycobacterium tuberculosis 14-16 ч Treponema pallidum 33 ч Mycobacterium leprae 21 день

Слайд #25