классификация бактерий по условиям культивирования время отношение к кислороду температура

8. Условия культивирования бактерий

Культивирование микроорганизмов— размножение микроорганизмов путем создания оптимальных условий для их роста и размножения. Для культивирования бактерий необходимо соблюдать такие условия:

1.Наличие полноценной питательной сре­ды. Каждая питательная среда независимо от сложности состава и цели применениядолжна обладать водной основой, органичес­ким источником углерода и энергии, опреде­ленным рН, осмотическим давлением.

2. Температура культивирования. Температура влияет на скорость размножения. В зависимости от температурного режима выделяют:

мезофилы размножаются в диапазонетемператур 20—40 ‘С, оптимум температуры разви­тия для них 37°С.К мезофиллам относит­ся большинство болезнетворных для человека бактерий;

термофи.лы растут в диапазоне температур 40—60 = С. Их оптимум развития которых лежит в пределах 55°С (в организме теплокровных не размножа­ются и медицинского значения не имеют. К термофилам относятся актиномицеты и некоторые спороносные бациллы;

психрофилы, холодолюбивые, размножаются в диапазоне температур 0-20 °С. Это иерсинии, психро­фильные варианты клебсиелл, псевдомонады, вызывающие заболева­ния человека. Размножаясь в пищевых продуктах, они более вирулент­ны при низких температурах.

3.Атмосфера культивирования. Для роста и размножения строгих аэробов необходим кислород. Аэробы хорошо растут на поверхности агара на чашках Петри или в тонком верхнем слое жидкой среды. Для обеспечения роста и размножения строгих аэробов в глубинных сло­ях жидкой среды необходимо диффузное рас­пределение кислорода по всему объему пита­тельной среды. Это достигается непрерывным перемешиванием или встряхиванием питатель­ной среды, т. е. аэрированием. Аэрированиеосуществляется на специальных аппаратах — встряхивателях.

Для культивирования факультативных ана­эробов используют те же методы, так как вприсутствии кислорода у них преобладает оксидативный метаболизм над ферментацией, как наиболее энергетически выгодный.

Микроаэрофилы размножаются при пони­женном парциальном давлении кислорода. Этого можно достичь повышением в атмос­фере культивирования парциального дав­ления С0₂до концентрации 1-5 % против0,03 % С0₂ в атмосфере воздуха. Для этих же целей используют специальные С0₂-инкубаторы, или же посевы помещают в эксикаторы, в которых устанавливают горящую свечу.

Облигатные анаэробы для своего роста и размножения требуют исключения доступакислорода воздуха. Это достигается следую­щими мерами:

добавлением к питательным средам реду­цирующих кислород веществ: тиогликолевой кислоты, аскорбиновой кислоты, цистеина, сульфидов;

регенерацией от кислорода воздуха жидких питательных сред путем их кипячения с после­дующим плотным закупориванием сосудов, в которые налиты среды, резиновыми пробками;

использование поглотителей кислорода, щелочного пирогаллола, и других, помещаяих в герметически закрываемые емкости «газ-паки». Этот метод используется для культивирования аэротолерантных бактерий;

механическим удалением кислорода воз­духа с последующим заполнением емкостиинертным газом (для этих целей используют анаэростаты и анаэробные боксы).

Для культивирования хемо- и фотоавтотрофных бактерий создается атмосфера, насы­щенная С0₂.

4.Время культивирования. Зависит от вре­мени генерации. Большинство бактерий куль­тивируют для получения видимого роста в течение 18—48 ч. Для культивирования возбу­дителя коклюша требуется 5 суток, а для куль­тивирования М. tuberculosis — 2—4 недели (табл. 16).

Таблица 16. Время генерации бактерий

Время генерации (мин)

Время образования визуализируемой колонии на плотной питательной среде (ч)

Источник

Занятие № 6

ТЕМА: «Рост и размножение бактерий. Принципы культивирования бактерий. Питательные среды. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий»

Основные этапы бинарного деления бактериальной клетки

Скорость размножения зависит от вида бактерий и условий культивирования. Скорость размножения определяется временем генерации каждой особи, временем удвоения бактериальной клетки.

Условия культивирования бактерий

Культуральные свойства бактерий –

Классификация бактерий по условиям культивирования

Фактор, определяющий условия культивирования

А) добавление к простым средам органических соединений и/или крови, сыворотки

Б) простые питательные среды, МПА, МПБ

А) аэробы облигатные

Д) облигатные анаэробы

А) необходима аэрация

Б) безразличны к аэрации

В) безразличны к аэрации

Д) аэрация губительна

А)только в присутствии кислорода

Б)способны к существованию в анаэробных условиях за счет существования альтернативных метаболических путей

В)устойчивы к кислороду, но не используют его в своих метаболических процессах

Г)нуждаются в небольших количествах кислорода

Д)растут только в отсутствие кислорода

Б) медленно растущие

Группы питательных сред

Требования, предъявляемые к питательным средам

1.Содержание питательных веществ в сбалансированном виде

2.Содержание достаточного количества воды

3.Оптимальные значения температуры и рН

Характер роста бактерий на питательных средах

На жидких питательных средах бактерии могут давать рост в виде

Фазы развития бактериальной популяции при периодическом культивировании ее на жидкой питательной среде

Источник

Условия культивирования бактерий

Для культивирования бактерий необходимо соблюдать ряд условий.

1.Наличие полноценной питательной среды. Каждая питательная среда независимо от сложности состава и цели применения должна обладать водной основой, органичес­ким источником углерода и энергии, опреде­ленным рН, осмотическим давлением.

2.Температура культивирования. Температура влияет на скорость размножения. К температу­ре бактерии относятся по-разному:

— мезофилы размножаются в диапазоне температур 20—40 °С. К мезофиллам относит­-
ся большинство болезнетворных для человека бактерий;

— термофилы растут в диапазоне температур 40—60 °С. К термофилам относятся актиномицеты, некоторые спороносные бациллы;

— психрофилы размножаются в диапазоне температур 0—20 °С.

3.Атмосфера культивирования. Для роста и размножения строгих аэробов необходим

кис­лород. Аэробы хорошо растут на поверхности агара на чашках Петри или в тонком верхнем слое жидкой среды. Для обеспечения роста и размножения строгих аэробов в глубинных сло­ях жидкой среды необходимо диффузное рас­пределение кислорода по всему объему пита­тельной среды. Это достигается непрерывным перемешиванием или встряхиванием питатель­ной среды, т. е. аэрированием. Аэрирование осуществляется на специальных аппаратах — встряхивателях.

Для культивирования факультативных ана­эробовиспользуют те же методы, так как в присутствии кислорода у них преобладает оксидативный метаболизм над ферментацией, как наиболее энергетически выгодный.

Микроаэрофилыразмножаются при пони­женном парциальном давлении кислорода. Этого можно достичь повышением в атмос­фере культивирования парциального дав­ления СО₂ до концентрации 1—5 % против 0,03 % СО₂ в атмосфере воздуха. Для этих же целей используют специальные СО₂-инкуба-торы, или же посевы помещают в эксикаторы, в которых устанавливают горящую свечу.

Облигатные анаэробыдля своего роста и размножения требуют исключения доступа кислорода воздуха. Это достигается следую­щими мерами:

—добавлением к питательным средам реду­цирующих кислород веществ: тиогликолевой
кислоты, аскорбиновой кислоты, цистеина, сульфидов;

—регенерацией от кислорода воздуха жидких питательных сред путем их кипячения с после­дующим плотным закупориванием сосудов, в которые налиты среды, резиновыми пробками;

—использование поглотителей кислорода, щелочного пирогаллола, и других, помещая
их в герметически закрываемые емкости «газ-паки». Этот метод используется для культиви­-
рования аэротолерантных бактерий;

—механическим удалением кислорода воз­духа с последующим заполнением емкости
инертным газом (для этих целей используют анаэростаты и анаэробные боксы).

Для культивирования хемо- и фотоавтотрофных бактерий создается атмосфера, насы­щенная СО₂.

4.Время культивирования. Зависит от вре­мени генерации. Большинство бактерий куль­тивируют для получения видимого роста в течение 18—48 ч. Для культивирования возбу­дителя коклюша требуется 5 суток, а для куль­тивирования М. tuberculosis — 3—4 недели.

Культивирование абсолютных внутрикле­точных паразитов, бактерий, относящихся к родам Rickettsia, Ehrlichia, Coxiella, Chlamydia, осуществляют на культурах клеток или в ор­ганизме животных и членистоногих, а также в куриных эмбрионах (за исключением эрлихий). Куриные эмбрионы используют также для культивирования бактерий, обладающих высоким уровнем гетеротрофное™, напри­мер: родов Borrelia, Legionella.

В промышленных условиях для получения биомассы бактерий или грибов с целью по­лучения антибиотиков, вакцин, диагности­ческих препаратов, пробиотиков культивиро­вание осуществляется в аппаратах (фермен­терах) различной вместимости при строгом соблюдении оптимальных параметров роста и размножения культур.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Исследовательская работа «Анализ условий питательной среды для бактерий»

Управление образования администрации города Черемхово

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Анализ условий питательной среды для бактерий

Вид работы: исследовательская

Автор: обучающаяся 8 класса

Булгакова Светлана Владимировна,

1.1. Бактерии и условия их культивирования

1.2. Принципы культивирования бактерий

1.3. Основные питательные среды.

2.Влияние окружающей среды на микроорганизмы

3. Проведение бактериологического исследования

3.1. Организация проведения бактериологического исследования

3.2. Результаты бактериологического исследования

Список использованных источников

Полезные и опасные, милые и ужасные, смертоносные и дающие жизнь. Они вокруг и их невозможно увидеть. Непросто отыскать более интересный объект для исследований. По количеству невероятных сюжетов мир бактерий можно сравнить с миром привидений. Но в отличие от изучения привидений, из информации о бактериях можно извлечь массу практической пользы, чем научное сообщество и занимается вот уже более ста лет .

Учёные прогнозируют, что результаты изучения жизни бактерий в будущем приведут к:

открытию секрета долголетия и даже бессмертия (во льдах найдены бактериальные сообщества, в которых обнаружены представители возрастом более миллиона лет);

получению альтернативных источников энергии, в том числе и пищи;

получение новых материалов биологического происхождения;

формированию новых экосистем.

Любое открытие в микробиологии сразу же подхватывается промышленниками, которые внедряют новые технологии в современное производство и предлагают результаты рынку.

Знакомясь с новинками, человек получает возможность не только оперировать более значительным объемом средств в достижении утилитарных целей, но и самостоятельно заглянуть в прошлое планеты Земля и в ее будущее.

Цель исследования : изучение условий среды, способствующей росту и размножению бактерий.

Получить представление о бактериях и условиях их культивирования;

Рассмотреть виды питательных сред для размножения бактерий;

Понять особенности размножения бактерий на жидких и плотных питательных средах;

Раскрыть влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы;

Провести бактериологическое исследование.

Объект исследования : бактерии.

Предмет исследования : рост бактерий на различных питательных средах.

Гипотеза : скорость размножения микроорганизмов помимо видовой принадлежности зависит от состава питательной среды, рН, температуры, аэрации и других факторов.

Методы исследования: поисковый метод; наблюдение; анализ, синтез, сравнение; обобщение.

Бактерии и их размножение привлекло внимание учёных со времён Левенгука, когда он впервые увидел их в микроскоп. В 1850-х годах Луи Пастер положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства. Это послужило возникновению микробиологии – науки, которая

В разное время изучением бактерий занимались Гусев М. В.и Минеева Л. А., Заварзин Г. А., Герхардт Ф . и др. учёные микробиологи.

Рассмотрим наиболее значимые на современном этапе развития микробиологии научные труды, посвящённые питательным для бактерий средам.

К. Френкель в своей монографии «Основы учения о бактериях» 1 подробно охарактеризовал питательные среды, принципы их классификации, требования, предъявляемые к питательным средам, условия культивирования микроорганизмов.

Питательные среды для размножения бактерий: условия, виды

Бактерии и условия их культивирования

1.Размножение бактерий на жидких и плотных питательных средах

Бактерии, как правило, характеризуются высокой скоростью размножения по сравнению с другими прокариотами. Скорость их размножения, помимо видовой принадлежности, зависит от состава питательной среды, рН, температуры, аэрации и других факторов. На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток, называемые колониями. Внешний вид колоний у многих бактерий настолько характерен, что может служить одним из дифференциальных признаков для их идентификации. Колонии разных видов отличаются по своим размерам, форме, поверхности, окраске, прозрачности и др. Однако эти признаки могут изменяться в зависимости от условий культивирования.

На жидких средах рост бактерий характеризуется образованием пленки на поверхности питательной среды, равномерного помутнения, либо осадка.

При выращивании бактерий в жидкой питательной среде наблюдается последовательная смена отдельных фаз в развитии популяции, отражающая общую закономерность роста и размножения бактериальных клеток.

Динамика развития бактериальной популяции представлена на рис.1

Рис.1. Динамика развития бактериальной популяции

1.2.Принципы культивирования бактерий

Микроорганизмы культивируют, как правило, на искусственных питательных средах. В зависимости от пищевых потребностей того или другого вида питательные среды должны содержать соответствующие исходные вещества, необходимые для пластического и энергетического метаболизма.

Выделение микроорганизмов из различных материалов и получение их культур широко используется в лабораторной практике для микробиологической диагностики инфекционных заболеваний, в научно-исследовательской работе и в микробиологическом производстве вакцин, антибиотиков и других биологически активных продуктов микробной жизнедеятельности. 4

Условия культивирования также зависят от свойств соответствующих микроорганизмов. Большинство патогенных микробов выращивают на питательных средах при температуре 37 °С в течение 1–2 сут. Однако некоторые из них нуждаются в более длительных сроках. Например, бактерии коклюша – в 2–3 сут, а микобактерии туберкулеза – в 3–4 нед.

Для стимуляции процессов роста и размножения аэробных микробов, а также сокращения сроков их выращивания используют метод глубинного культивирования, который заключается в непрерывном аэрировании и перемешивании питательной среды. Глубинный метод нашел широкое применение в биотехнологии.

В первую очередь, бактерии нуждаются в азоте, углероде и водороде для построения собственных белков. Водород и кислород для клеток поставляет вода. Источником азота выступают многочисленные вещества, в основном, животного происхождения (мясо говяжье, рыба, мясо-костная мука, казеин. Можно использовать и заменители мяса – плаценту, кровяные сгустки, дрожжи. Следовательно, в состав сред должны быть введены источники питательных веществ и вода, а также ростовые факторы (витамины группы В, ферменты). Универсальным источником их служат экстракты из белков животного и растительного происхождения. Для микробов с более сложными пищевыми потребностями в состав сред включают субстраты – кровь, сыворотку, яичный желток, кусочки печенки, почек, мозговой ткани и др. 5

Среды должны быть сбалансированными за микроэлементным составом и содержать ионы железа, меди, марганца, цинка, кальция, натрия, калию, иметь в своем составе неорганические фосфаты.

Среды должны иметь определенную вязкость, плотность, иметь определенную влажность (до 20 % воды), быть прозрачными и обязательно стерильными.

Oсновные требования к питательным средам: прозрачность; стерильность; лёгкая усвояемость; определенный состав азотистых веществ, углеводов, витаминов; определённая вязкость.

1. 3. Основные питательные среды.

Многочисленные потребности микроорганизмов предопределяют большое разнообразие питательных сред, а для отдельных видов бактерий существуют специальные среды. Часть их готовят в лабораториях непосредственно перед посевом, но с каждым годом появляются все новые и новые среды заводского изготовления (сухие), которые способны удовлетворить самые прихотливые потребности микробиологов. Они сохраняются длительное время, имеют стандартный состав.

Среды разделяются на естественные и искусственные. Для создания естественных сред используют свернутую сыворотку, молоко, яйца, мышечную ткань.

Искусственные среды создают путем комбинирования разнообразных субстратов, которые обеспечивают те или другие потребности микроорганизмов. Их используют в основном для экспериментального изучения отдельных звеньев метаболизма бактерий.

В зависимости от своей плотности, среды разделяются на жидкие, полужидкие и плотные. Полужидкие и плотные среды готовятся из жидких, добавляя соответственно 0,3-0,7 % но 1,5-2,0 % агара. Последний представляет собой волокнистый материал, который добывают из морских водорослей. Состоит он из полисахаридов (70-75 %), белков (2-3 %). Для создания плотных сред используют также желатин (10-15 %), свернутую сыворотку крови.

Первая группа – универсальные (простые) среды. К ним принадлежат мясо-пептонний бульон (МПБ) и мясо-пептоннийагар (МПА). За своим составом, наличием питательных веществ они пригодны для культивирования многих видов бактерий.

Вторая группа – специальные среды. Они используются в тех случаях, когда микроорганизмы не растут на простых. К ним принадлежит кровяной, сывороточный агары, сывороточный бульйон, асцитический бульйон, асцит-агар и другие.

Третья группа – элективные среды, на которых микроорганизмы определенного вида растут быстрее, более интенсивно, опережают в своем развитии другие виды бактерий.

Четвертая группа селективные среды, которые благодаря добавлению определенных компонентов (желчь, краски, антибиотики и др.) способны подавлять развитие одних видов микроорганизмов, но не влияют на другие виды.

Пятая группа – дифференциально-диагностичнеские среды. Это большая группа сред, которые позволяют определить определенные биохимические свойства микроорганизмов и проводить их дифференциацию.

Рис.2.Среда Плоскирева. Рис.3. Среда Левина

2.Влияние окружающей среды на микроорганизмы

Рассмотрим факторы окружающей среды, влияющие на микроорганизмы.

Температура. Низкие температуры бактерии выдерживают сравнительно легко. Культуры микроорганизмов в замороженном виде сохраняются в лабораторных условиях более чем 80 лет. Выделено жизнеспособный микроорганизм из толщи ледников, возраст которых 12 000 лет.

Низкие температуры прекращают процессы гниения и брожения. На этом принципе основывается использование в практике ледников, погребов и холодильных установок для хранения пищевых продуктов.

Ультразвук имеет бактерицидные свойства, которые используют для стерилизации пищевых продуктов, изготовления вакцин и дезинфекции предметов.

3. Проведение бактериологического исследования

3.1 Организация проведения бактериологического исследования

Поиск информации по теме, т.е. изучение литературы, материалов Интернет-ресурсов о принципах культивирования бактерий

Изучение научных источников, подбор краткой информации, раскрывающей тему.

Проведение экспериментальной работы в лаборатории

Источник

Классификация бактерий по условиям культивирования

ЗАНЯТИЕ № 1

ТЕМА: Введение в микробиологию. Основные формы бактерий. Современные методы микроскопических исследований. Основные подходы к систематике бактерий.

ЦЕЛЬ: усвоить определение: предмет, цели, задачи медицинской миробиологии. Рассмотреть и запомнить основные правила поведения и работы в бактериологической лаборатории. Рассмотреть принципы микроскопии. Изучить правила работы со световым микроскопом, особенности иммерсионной микроскопии. Изучить основные формы бактерий.

1.Предмет и задачи микробиологии и медицинской микробиологии

1.1.Микробиология – наука, изучающая мельчайшие существа, закономерности их развития и изменения, вызываемые ими в окружающей среде

1.2.Медицинская микробиология – наука, изучающая свойства болезнетворных микробов а также процессы их взаимодействия с макроорганизмами, методы их диагностики, лечения и профилактики

1.3.Задачи медицинской микробиологии:

а) лабораторная диагностика инфекционных заболеваний

б) разработка и внедрение в практику работы здравоохранения лечебно-диагностических и лечебно-профилатических препаратов

2.Краткий исторический очерк развития микробиологии как науки

2.1.Основные периоды исторического развития микробиологии как науки и связанные с ними имена наиболее выдающихся ученых-микробиологов:

А. Описательный (морфологический) А.Левенгук (16-18 века)­­­­­­

Б. Физиологический (Л.Пастер, Р.Кох, Д.Ивановский (19 век)

В. Иммунологический (И.И.Мечников, Пауль Эрлих)( конец 19, начало 20 века)

Г. Молекулярно-генетический (современный) Эвери, Маклеод, Маккарти роль ДНК в качестве материальной основы наследственности 1928

3.Основные формы бактерий

3.1. Морфология бактерий – раздел микробиологии, изучающий форму, строение бактерий и их взаимное расположение относительно друг друга. Взаимное расположение определяется типом деления клеток, наличием капсулы, слизистого чехла, пилей.

3.2. Основные морфологические группы бактерий

4.Тинкториальные свойства–отношение бактерий к красящим веществам (способность вступать во взаимодействие с красителями и окрашиваться определенным образом)

5.1.Основные виды микроскопии: световая ( в т.ч. фазово-контрастная и темнопольная), люминесцентная, электронная

5.2.Световая микроскопия основана на увеличении изображения объекта при прохождении света через линзы и объект Увеличение объектива Х увеличение окуляра = полезное увеличение

5.3.Разрешающая способность микроскопа – минимальное расстояние между двумя точками, на котором они воспринимаются раздельно. Для светового микроскопа последнее составляет 0,2 мкм.

5.4.Степень увеличения микроскопа определяется произведением увеличений объектива и окуляра

5.5.Иммерсионная система основана на прохождении света через иммерсионную среду (масло), при этом уменьшается рассеивание лучей в системе объект – масло – объектив.

5.6.Фазово-контрастная микроскопия основана на превращении изменения по фазе световой волны в изменение по амплитуде, улавливаемого глазом наблюдателя

5.7.Темнопольная микроскопия основана на явлении дифракции света при сильном боковом освещении взвешенных в жидкости частиц (микроорганизмов)

5.8.Особенности люминесцентной микроскопии: использование способности к свечению (первичному или вторичному) под воздействием УФ-облучения. Имеется светофильтр, пропускающий только УФ-лучи.

5.9.Особенности электронной микроскопии: вместо световых лучей используется поток электронов с длиной волны значительно меньше световой волны. Разрешаюшая способность огромная (десятки и даже сотни тысяч раз)

1.Микроскопическое исследование с применением иммерсионной системы препаратов микроорганизмов различной формы.

2.Зарисовка просмотренных препаратов.

3.Оформление и подпись протоколов.

4.Уборка рабочего места.

ЗАНЯТИЕ № 2

ТЕМА: “Морфология, ультраструктура и химический состав бактерий. Простые и сложные методы окраски”.

ЦЕЛЬ: изучить основные морфологические группы микроорганизмов, состав и структуру бактериальной клетки, ознакомиться с методами окраски бактерий.

1.Современные подходы к систематике микроорганизмов

1.1.Классификация – распределение единиц по группам более высокого порядка.

1.2.Классификация служит для распределения микроорганизмов по группам более высокого порядка или для упорядочения многообразных организмов

1.3.Таксономия (систематика) – теоретическая дисциплина (или ее раздел), изучающая принципы и правила классификации и номенклатуры организмов.

1.4.Таксон – любая таксономическая группа, имеющая научное название.

1.5.Категории таксономии – ступени, ранги иерархической лестницы в биологической систематике.

МИКРООРГАНИЗМЫ – ЭУКАРИОТЫ (грибы, простейшие)

ПРОКАРИОТЫ – (цианобактерии, бактерии)

ВИРУСЫ (РНК-, ДНК-содержащие)

®®®®КЛАСС ®®® СЕМЕЙСТВО ®®РОД ® ВИД

1.7.Вид – (основная таксономическая категория) совокупность микроорганизмов имеющих единое происхождение и генотип, сходных по строению и физиологическим свойствам

1.8.Штамм – культура определенного вида микробов, выделенная одномоментно из того или иного источника или в разное время из одного и того же источника.

1.9.Клон – культура микроорганизмов, происходящих из одной клетки

1.11.Смешанная культура популяция бактерий 2-х и более видов

1.12.Микроскопический метод исследования применяется для изучения формы микробов, структуры бактериальной клетки и определения подвижности бактерий.

2.Ультраструктура и химический состав бактериальной клетки

2.1.Структура бактериальной клетки

3.Протопласты, сферопласты, L-формы бактерий

3.1.Сферопласты – бактерии, частично утратившие клеточную стенку в результате различных воздействий и утратившие способность к размножению.

3.2.Протопласты – бактерии, послностью лишившиеся клеточной стенки и не способные к размножению

3.3.L-формы – бактерии, полностью или частично лишившиеся клеточной стенки но сохранившие способность к размножению (стабильные не способны к реверсии в исходный вид, нестабильные – возможная реверсия в исходный вид после прекращения действия факторов, нарушающих синтез клеточной стенки)

3.Сходства и различия в строении клеток эукариотов и прокариотов

3.1.Общее в строении клеток эукариотов и прокариотов:

а)клеточное строение б)наличие цитоплазмы

в)наличие ЦПМ г)генетический материал – двунитчатая ДНК

3.2.Различия в строении клеток эукариотов и прокариотов

4.Строение клеточной стенки грамположительныйх и грамотрицательных бактерий

4.1.4.1.Основные различия в строении клеточной стенки грам(+) и грам(-) бактерий

5.Методы окраски бактерий

5.1.Простые методы окраски бактерий – применение одного вида красителя

5.2.Сложные методы – последовательное применение нескольких красителей, протрав, дифференцирующих сред

6.Этапы приготовления мазка

6.1.Препараты для микроскопирования делятся на нативные (висячая, раздавленная капля) и фиксированные

6.2.Этапы приготовления фиксированного мазка

7.Сложные методы окраски. Методы Грама и Нейссера

7.1.Основные этапы окраски мазков

ЗАНЯТИЕ № 3

“Споры, капсулы и жгутики бактерий.Кислотоустойчивые бактерии. Методы выявления спор, капсул и жгутиков”.

ЦЕЛЬ:Изучить процесс спорообразования у бактерий, методы выявления спор. Ознакомиться с особенностями кислотоустойчивых бактерий и методами их окраски. Изучить строение жгутиков у бактерий, капсулообразование, методы выявления жгутиков и капсул.

1.Споры и спорообразование

1.1. Спора – форма сохранения наследственной информации бактериальной клетки в неблагоприятных условиях внешней среды

1.2. У эукариот споры предназначены для размножения

1.3. У прокариот – для сохранения вида

1.4. Причины спорообразования –

А)недостаток питательных веществ Б)изменение рН

В)накопление метаболитов Г)недостаток влаги Д) изменение температуры окружающей среды

1.4.Стадии спорообразования (18-20 часов)

а) формирование спорогенной зоны; б)образование проспоры;

в)образование зрелой споры

1.5.Строение бактериальной споры

а) сердцевина б) внутренняя мембрана в) кортекс г) наружная мембрана д) оболочка споры е) экзоспориум

Процесс спорообразования а также характер расположения спор являются видовыми признаками.

1.7.Факторы устойчивости спор:

а)низкое содержание свободной воды б)повышенная концентрация Са

в)наличие диколипинов г)многослойная оболочка

д)минимальная метаболическая активность (анабиоз)

1.8.Стадии прорастания споры (4-5 часов)

а) активация б) формирование клеточной стенки

в) истинное прорастание

2.1.Кислотоустойчивость бактерий обусловлена повышенным содержанием липидов, воска, оксикислот (до 30-40%). К кислотоустойчивым бактериям относятся микобактерии туберкулеза и лепры. В состав микобактерий туберкулеза входят жирные кислоты: туберкулостеариновая, миколевая, фтионовая.

3.Капсулообразование и его значение

Капсула – поверхностная структура бактериальной клетки, имеющая слизистую консистенцию, прочно связанная с клеточной стенкой, структурирована

Примеры капсулообразующих бактерий – пневмококки, клебсиеллы

Капсулообразование может происходить

А. Только в макроорганизме (человек, животные)

Б. Постоянно присутствовать (клебсиеллы)

В. На питательных средах и в организме

3.4.Отличие капсулы от слизистого слоя – слизистый чехол имеет аморфную консистенцию, не структурирован, легко отделяется.

3.5.Толщина микрокапсул 0,2 мкм макрокапсул более 0,2 мкм

3.6.Химический состав капсул

а) вода до 90% б) полисахариды или мукополисахариды

а)защитная б)дополнительный осмотический барьер в)препятствие действию бактериофагов г)адсорбция, адгезия

д)антигенность е)связь между клетками

Капсулообразование является видовым признаком и в этой связи используется для идентификации бактерий.

4.1.Жгутики – необязательные поверхностные структуры бактериальной клетки, являющиеся органоидами движения

4.2.Жгутики состоят из волокон флагеллина (сократительный белок типа миозина)

4.3.Базальное тельце – место прикрепления жгутика, система дисков, вмонтированная в цитоплазматическую мембрану бактерии

4.4.По расположению жгутиков бактерии подразделяются на а)монотрихи; б)лофотрихи; в)амфитрихи; г)перитрихи.

4.5.Характер и скорость движения микроорганизмов зависят от а)числа жгутиков; б)возраста культуры в)расположения жгутиков г)вязкости питательной среды д)температуры е)наличия определенных химических веществ

5.1.Ворсинки (пили, фимбрии, филаменты) – поверхностные структуры бактериальной клетки, не выполняющите двигательных функций.

6.Методы обнаружения спор

6.1.Для выявления спор используются методы окраски

6.2.Окраска по методу Ожешки

Принцип метода: протравка соляной кислотой и нагревание способствуют разрыхлению оболочки споры и ее последующему прокрашиванию

Результат окрашивания: споры окрашиваются в красный цвет, вегетативные формы – в синий

7.Окраска фиксированных мазков по методу Циля-Нильссена

8.Приготовление мазка из культуры споровой палочки и окраска метиленовым синим

9.Выявление капсул по Бурри-Гинсу

Принцип метода: капсула, не воспринимающая красители из-за высокого содержания воды, не окрашивается и хорошо видна (не окрашена) на темном фоне. Вегетативная часть бактерии окрашивается фуксином в розовый цвет.

Результаты окрашивания: тело бактерии окрашивается в розовый цвет, неокрашенные капсулы видны на темном фоне.

10. Методы выявления жгутиков

Особенности препаратов “висячей” или “раздавленной”

а) объектив 8 х 40; б)вогнутое зеркало; в)слегка приоткрытая диафрагма; г)приопущенный конденсор; д)сухая (без иммерсии) оптика).

11.Приготовление препарата “раздавленная” капля из культуры кишечной палочки.

ЗАНЯТИЕ № 4

“Морфология и репродукция вирусов и бактериофагов. Принципы лабораторной диагностики вирусных инфекций. Методы культивирования вирусов и бактериофагов”

ЦЕЛЬ:ознакомиться с морфологией вирусов и бактериофагов, их репродукцией, методами культивирования и принципами диагностики вирусных инфекций.

1.Вирусология как наука

1.1.Вирусы – неклеточные формы жизни, обладающие собственным геномом и способные к воспроизведению лишь в клетках более высокоорганизованных существ.

1.2.Отличия вирусов от бактерий:

а)ничтожно малые размеры б)неклеточное строение

в)наличие в геноме одного вида НК г)отсутствие собственных белоксинтезирующих систем д)размножение путем дизъюнктивной репродукции

е)способность к интеграции и кристаллизации

1.3.Вирусы были открыты Ивановским Д.И. 1892

2.Принципы классификации вирусов

А.по типу НК а) ДНК-содержащие б)РНК-содержащие

Б.по форме а)палочковидные б)сферические

А) а)мелкие 20 – 50 нм б)средние 50 –150 нм

в)крупные 200-400 нм

Г.по типу симметрии а)кубический; б)спиралевидный

Д.по организации а) простые б) сложные

3.Морфология и химический состав вирусов

3.1.Соотношение формы вириона и типа симметрии

3.2. Особенности вирусных белков

а)высокая устойчивость к протеолитическим ферментам

б)способность к самосборке

3.3.Классификация вирусных белков по происхождению

а)вирионные (входят в состав вирионов)

б)вирусиндуцибельные (структура закодирована в геноме вируса)

в)клеточные ферменты (их активность модифицируется при взаимодействии с вирусом)

4.Взаимодействие вируса с клеткой

4.1.Стадии взаимодействия вируса с клеткой

а)адсорбция – начинается с нековалентных связей между рецепторами клетки и участками на поверхности вирусов, 1 фаза – неспецифическая, обратимая, 2 фаза – специфическая, необратимая

б)проникновение вируса в клетку происходит путем: рецепторного эндоцитоза, впрыскивания или слияния мембран

в)депротеинизация – освобождение вирусной НК от белковой оболочки

г)эклипс-фаза – репликация НК и синтез вирусных белков

д)сборка формирование вирионов из НК и белков

е)выход вируса из клетки путем лизиса, почкования, выход через мембраны или вакуоли

5.Определение и морфология бактериофагов

5.1.Бактериофаг – вирус бактерий

5.2.Морфологические формы фагов

а)нитевидная б) с коротким отростком

в)с аналогом отростка г)с несокращ.чехлом

д)без отростка е) с сокращ.чехлом

РНК- и ДНК-содержащие

6.1.Вирулентный бактериофаг осуществляет продуктивное взаимодействие, заканчивающееся лизисом бактериальной клетки

6.2.Умеренный бактериофаг после проникновения в клетку встраивается в геном клетки-хозяина (профаг)

6.3.Лизогения – включение ДНК умеренного фага в геном бактерии – хозяина

6.4.Лизогенная (фаговая) конверсия – проиобретение новых свойств лизогенными бактериями в результате внедрения в их геном умеренного фага

6.5.Профаг – умеренный бактериофаг, находящийся в интегрированном состоянии в геноме бактериальной клетки

7.Практическое применение батериофагов

диагностика, лечение, профилактика различных инфекционных заболеваний.

8.Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций.

А) вирусоскопический Б) вирусологический В) биологический

9.Методы культивирования вирусов

Сущность культивирования заключается в их накоплении с последующим изучением свойств

А)в организме восприимчивых животных Б)в куриных эмбрионах (метод овокультур) В)в культуре клеток

10.Культивирование вирусов в организме восприимчивых животных

10.1.Методы индикации в организме восприимчивого животного:

а)появление симптомов заболевания б)гибель животного

в)патоморфологические изменения в органах

10.2.Идентификация вирусов производится

11.1.Метод овокультур – заражение вирусами развивающихся куриных эмбрионов

11.2.Способы индикации вируса в овокультуре

а)результаты овоскопии (отстутствие подвижности эмбриона и пульсации сосудов)

б)изменения на хорион-аллантоисной оболочке (отек, кровоизлияния, узелки)

в)отставание в росте г)гибель эмбриона

д)положительная реакция гемагглютинации

11.3.Реакция гемагглютинации в вирусологии – склеивание эритроцитов в присутствии некоторых вирусов

11.4.Идентификация вирусов производится с помощью серологических реакций

а)закрытая модель инфекции б)высокая чувствительность к многим вирусам

в)эффективный способ получения нгекоторых вакцин

г)доступность, дешевизна, простота применения

12.Выращивание вирусов в культуре клеток

12.1.Культура клеток – клетки многоклеточного организма, живущие и размножающиеся в искусственных условиях вне организма

12.2.Культуры клеток классифицируются

а)первично трипсинизированные б)перевиваемые в)диплоидные

12.3.Методы индикации вируса, выращенного в культуре клеток

а)цветная проба б)цитопатогенный эффект в)внутриклеточные включения г)феномен интерференции д)положительная реакция гемагглютинации с культуральной жидкостью е)образование бляшек или стерильных пятен

12.4.Сущность цветной пробы Солка – сохранение первоначальной окраски питательной среды после заражения вирусом свидетельствует о заражении культуры вирусом

12.5.Цитопатическое действие – дегенеративные изменения культуры в результате заражения вирусом (появление симпластов, гиьбель части клеток и др.)

12.6.Метод бляшкообразования (феномен Дальбекко) образование в монолое клеток округлых бесцветных пятен указывает на наличие вируса

12.7.Механизм реакции гемагглютинации – фиксация вирусов на мембранах эритроцитов с последующим вовлечением их в агглютинаты (склеивание эритроцитов)

13.Выделение, идентификация и титрование бактериофагов

13.1.Выделение бактериофага осуществляется путем фильтрации исследуемого материала (содержащего фаг) через бактериальные фильтры или обработка его хлороформом для освобождении его от батерий и грибов.

13.2.Индикация и идентификация бактериофагов. Качественные пробы на бактериофаг.

А.Проба Отто. Сущность метода – доказательство присутствия фага – в месте попадания фага роста чувствительной культуры, появление мелких стерильных пятен (негативных колоний фага)

Б.Двухслойный метод Грациа – на питательный агар наносят расплавленный агар с исследуемым материалом и чувствительной культурой. После инкубации о присутствии фага судят по наличию прозрачных пятен на фоне глубинного роста бактерий

В.Метод Фишера (метод фаговых дорожек) – отсутствие роста чувствительной культуры в месте стекания капли с исследуемым фагосодержащим материалом

13.3.Определение количества фага (титрование)

а.титр бактериофага – максимальное разведение фагосодержащего материала, при котором отмечается лизис чувтвительных бактерий

б.индекс фага – количество бактериофага, содержащегося в единице объема материала (БОЕ/мл)

13.4.Титрование фага в жидкой среде по Аппельману – в ряд пробирок вносят кратные разведения фагосодержащего материала и индикаторную чувствительную культуру,после инкубации учитывают результат – отстутствие роста означает присутствие фага и результат (+), рост чувствительной культуры свидетельствует об отсутствии фага, результат (-).

13.6.Метод агаровых слов по Грациа

В пробирки с расплавленным агаром вносят индикаторную культуру и 1 мл (деляют кратные разведения) фагосодержащего материала. После инкубации подсчитывают число негативных колоний фага и делают пересчет на 1 мл неразведенного исследуемого материала.

ЗАНЯТИЕ № 5

ТЕМА “Метаболизм бактерий. Питание микроорганизмов. Ферменты бактерий”

1. Определение понятия “метаболизм бактерий”

1.1.Метаболизм – Совокупность происходящих в клетках процессов, направленных на жизнеспособность и воспроизводство биомассы.

1.2.Энергетический метаболизм (катаболизм) – процессы расщепления, идущие с выделением энергии и запасанием ее в молекулах АФТ и других макроэргических соединениях.

1.3.Конструктивный метаболизм (анаболизм) – комплекс реакций, в результате которых строится масса клетки за счет поступающих извне веществ с потреблением энергии.

2.Типы питания бактерий. Факторы роста

2.1.Классификация бактерий по типу питания

2.2.Прототрофы – бактерии, способные синтезировать все необходимые вещества из глюкозы и солей аммония

Ауксотрофы – не способны синтезировать одно или более веществ для своего развития

2.3.Факторы роста – любые органические соединения, необходимые для роста и размножения, важнейшие группы:

2.пуриновые и пиримидиновые основания

3.Механизм поступления питательных веществ в бактериальную клетку

— пассивная диффузия – транспорт питательных веществ в бактериальную клетку по градиенту концентрации, когда концентрация питательного вещества в среде выше такового внутри бактериальной клетки, протекает без затрат энергии

— облегченная диффузия – с участием ферментов пермеаз ЦПМ, при минимальных затратах энергии

— активный транспорт – транспорт питательных веществ с участием пермеаз, процесс требует затрат энергии

— транслокация – перенос питательных веществ одновременно с переносом химических групп (модификацией веществ), процесс сходен по своей сути с активным транспортом и также требует затрат энергии

4.Ферменты бактерий. Методы изучения ферментативной активности

4.1.Ферменты – высокоспециализированные белки, являющиеся катализаторами биохимических реакций.

Любой фермент характеризуется:

1) определенным оптимумом рН 2) сродством к своему субстрату 3)определенным температурным оптимумом.

4.3.Ферменты патогенности – ферменты, обусловливающие выраженное повреждающее действие на клетки и ткани макроорганизма – нейраминидаза, гиалуронидаза

4.4.Для определения сахаролитических свойств делают посевы выделенной “чистой культуры” на питательные среды “пестрого ряда”, среда Ресселя, Олькеницкого, Эндо,Левина, Плоскирева и другие.

4.5.Принцип использования сред Гисса (сред “пестрого ряда”) – бактерии, ферментирующие определенные углеводы (это видовое и специфическое свойство!) изменяют цвет среды ( за счет выделения кислоты!) и, иногда образуется газ.

4.6.Назначение сред Эндо, Левина, Ресселя, Плоскирева – дифференциация бактерий, разлагающих лактозу от не обладающих такими свойствами, лактозо(+) и лактозо(-). Важнейшим индикатором потенциальной патогенности является признак лактоза(-)

4.7.Состав дифференциально-диагностических сред

4.8.Для выявления протеолитических ферментов используются

а)определение индола, сероводорода, аммиака, каталазы

газы выделяются, главным образом, при разложении триптофана, выделение индола (по Моррелю) определяют с раствором щавелевой кислоты, наблюдается розовое окрашивание; выделение сероводорода определяют с фильтровальной бумагой, пропитанной 20% раствором ускуснокислого свинца – выделяющийся индол вступает с ним во взаимодействие, в результате образуется сернокислый свинец, наблюдается почернение бумаги. Сероводород является продуктом распада серосодержищих аминокислот.

б)способность разжижать желатин

в) способность вызывать свертывание молока, сыворотки

5.Энергетический метаболизм бактерий»

Термины факультативный и облигатный указывают на возможность или невозможность переключения на иной тип питания, дыхания

1)аэробы- факультативные и облигатные

3)аэробы (напр.холерный вибрион)

Образование АТФ происходит в результате 3-х видов фосфорилирования

А) субстратное Б) окислительное В) фотофосфорнокислое

Основные типы брожения:

Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, муравьинокислое, пропионовокислое

Токсическое действие кислорода на анаэробы (отсутствие аэротолерантности) связано с образованием водорода и супероксидных радикалов, токсичных для бактериальной клетки из-за отсутствия ферментов каталазы и супероксиддисмутазы

У автотрофов на среде с СО₂ в качестве единственного источника углерода углеводы синтезируются в реакциях цикла Кальвина.

Пигменты бактерий

ЗАНЯТИЕ № 6

ТЕМА:“Рост и размножение бактерий. Принципы культивирования бактерий. Питательные среды. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий”

Рост – координированное увеличение всех структур и компонентов бактериальной клетки

Размножение — увеличение числа особей в популяции. Бактерии размножаются бинарным делением.

Основные этапы бинарного деления бактериальной клетки

1) прикрепление бактериальной хромосомы к репликативному центру

2)разрезание с помощью рестриктаз кольца ДНК и раскручивание ее двойной спирали

3)достраивание молекулы ДНК на каждой из спиралей по закону комплементарности структурных пар оснований

4)прикрепление вновь синтезированных молекул ДНК к образовавшемуся на ЦПМ второму репликационному центру

Репликация носит полуконсервативный характер

Бактерии размножаютсяпутем бинарного деления

Скорость размножения зависит от вида бактерий и условий культивирования. Скорость размножения определяется временем генерации каждой особи, временем удвоения бактериальной клетки.

Условия культивирования бактерий

Культуральные свойства бактерий -характер роста на жидких и плотных питательных средах

Классификация бактерий по условиям культивирования

Требования, предъявляемые к питательным средам

1.Содержание питательных веществ в сбалансированном виде

2.Содержание достаточного количества воды

3.Оптимальные значения температуры и рН

Характер роста бактерий на питательных средах

На жидких питательных средах бактерии могут давать рост в виде

1.Диффузного помутнения 2.Образование пленки 3.Придонный, пристеночный рост.

Фазы развития бактериальной популяции при периодическом культивировании ее на жидкой питательной среде

1.Исходная фаза – адаптация бактерий к среде

2.Лаг-фаза – максимальный уровень роста при минимальном уровне размножения

3.Лог-фаза – бурное увеличение числа особей в геометрической прогрессии

4.Фаза отрицательного ускорения – уменьшение скорости увеличения числа бактерий в популяции

5.Стационарная – число вновь образующихся бактерий приблизительной равно количеству отмирающих

6.Ускоренной гибели – число отмирающих несколько превышает количество вновь образующихся

7.Лог-фаза гибели – резкое уменьшения популяции бактерий за счет их массовой гибели, количество снижается в геометрической прогрессии

8.Уменьшение скорости отмирания – число гибнущих клеток уменьшается на фоне резко уменьшившегося количества бактерий в популяции

Источник