Фізіологія мікроорганізмів

фізіологія мікроорганізмів займає одне з центральних місць в мікробіології. Вона вивчає харчування мікроорганізмів, їх метаболізм, біохімічні властивості, зростання і розмноження, дихання.

Харчові потреби мікроорганізмів. Харчовим називають речовину, яка може служити джерелом енергії або пластичним матеріалом. Бактерії не здатні захоплювати тверді частинки і тому використовують поживні речовини у вигляді простих молекул з водних розчинів. Проникнення цих речовин в бактерії відбувається кількома способами: пасивної дифузією, коли переміщення речовин йде за рахунок різниці їх концентрацій по обидва боки мембрани- шляхом «полегшеної дифузії», коли проникнення речовин відбувається за участю мембранних білків - Порінов, що проходять через мембрану бактеріальної клітини як з субстратом, так і без нього - шляхом енергозалежного транспортування - фосфорилювання.

Бактеріям властиво також «зовнішнє харчування», за допомогою якого вони утилізують «тверду пишу». Для цього вони мають потужний набір ферментів, що виділяються бактеріальної клітиною назовні. З їх допомогою харчової субстрат розпадається на прості водорозчинні молекули, які проникають через цитоплазматичну мембрану мікроорганізмів тим чи іншим шляхом. А далі процес їх засвоєння протікає у бактерій подібно метаболізму в рослинних і тварин клітинах.

Залежно від здатності засвоювати різні форми вуглецевих сполук все мікроорганізми діляться на автотрофи і гетеротрофи. При характеристиці харчування мікроорганізмів враховується джерело вуглецю, енергії і водню.

автотрофи - Бактерії, які в якості джерела вуглецю використовують вуглекислий газ або карбонати і не потребують складних органічних сполуках (ліпідах, білках). Вони здатні синтезувати складні органічні сполуки з простих речовин.

гетеротрофи - Бактерії, які в якості джерела вуглецю використовують різні вуглерод з`єднання, число яких дуже велике (амінокислоти, багатоатомні спирти і т.д.).

Бактерії-фототрофи як джерело енергії використовують світло.

Відео: 2014.11.05 - Мікробіологія - Звонарьова Е.С. Частина 1

Бактерії-хемотрофи отримують енергію в результаті окислювально-відновних реакцій за участю субстратів, які служать для них джерелом живлення.

Відповідно до потреб в кисні бактерії поділяють на п`ять основних груп:

Відео: Культивування мікробів - Єлизавета Бонч-Осмоловський

1. Облігатні (строгі) аероби. зростання бактерій навіть на збагаченої живильному середовищі припиняється при відсутності кисню. Кінцевий акцептор електронів - кисень.

2. Облігатні (строгі) анаероби. Зростання бактерій може бути зупинений навіть при низькому парціальному тиску кисню. Кінцевий акцептор електронів - нітрати, нітрити, сульфати, Fe³⁺ і т.д.

3. Факультативні анаероби здатні рости як при відсутності кисню, так і в його присутності.

4. мікроаерофільна бактерії краще ростуть при підвищеному вмісті вуглекислого газу (тобто при низькому вмісті кисню). Їх також називають капнофільнимі бактеріями.

5. аеротолерантнимі бактерії можуть виживати (але не рости) протягом тривалого періоду часу в присутності атмосферного кисню.

Гетеротрофи поділяються на сапрофітів і паразитів. Однак такий підрозділ мікробів не є абсолютним, так як різку грань між цими підгрупами не завжди можна встановити. Існують, однак, облігатні паразити, які повністю позбавлені здатності жити поза клітинами макроорганізму (рикетсії і хламідії).

Ферменти мають високу активність. Розрізняють констітуітівние ферменти, які постійно перебувають в клітці. До них відносяться основні ферменти клітинного обміну - ліпази, карбогідрази, протеїнази, оксидази. Індуктивні ферменти синтезуються тільки тоді, коли в них виникає потреба. Вони з`являються тільки в присутності відповідного субстрату, наприклад пеніціллази і ін.