РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ. СПОРООБРАЗОВАНИЕ.

1. Размножение: деление на двое или бинарным путем. Клетка удлиняется => образование поперечной перегородки => расхождение дочерних клеток. У некоторых дочерние клетки не расходятся => образуются различные формы: диплоккоки, стрептоккоки (длинные цепочки). При делении бактерии со жгутиками – жгутики у материнской клетки, у дочерней вырастают позднее. Почкование – редко. Конъюгация: перед делением удвоение бактериальных хромосом, 2n фаза не продолжительная => их относят к 1n организмам.

2. Спорообразование: споры-тельца сферической или эллиптической форм преломляющие свет (в не благоприятных условиях). Спорообразующие виды- палочковидные Г⁺ бактерии. Значение эндоспор – термоустойчивость, все остальные бактерии не образующие спор и вегетативные клетки спорообразующих видов гибнут при 80⁰С через 10 мин. Терморизистентные эндоспоры переносят сильный нагреву. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора.

Процесс спорообразования:

- накопление белкового материала; распадается значительная часть белков материнской клетки образуется дипеналиновая кислота в цитоплазме споры;

- образуется комплекс с ионами Са²⁺ который с другими катионами (Mg, Mn, K) обеспечивает пребывание спор в состоянии покоя и их термоустойчивость;

- не равное деление бактериальной клетки => впячивание цитоплазматической мембраны => обособление части нуклеотида с не большой частью цитоплазмы.

Предспора покрывается цитоплазматической мембраной самой бактер кл-ки => вокруг споры 2 цитоплазматические мембраны каждая из которых участвует в синтезе стенки споры => между мембранами – кортикальный слой из многослойного пиптидо - гликанового остова. Наружную оболочку споры и тонкий полипетидный покров (экзоспорий) образует материнская клетка.

-созревание споры=>клеточная стенка разрушается=>спора выходит в окружающую среду=> поглащение воды, набухание=>спора прорастает=>возрастает дыхание, ферментативная активность=>потеря термоустойчивости=>спора разрывается, появляется ростовая трубка=>удлинение освободившегося организма=>деление удлиненной клетки.

Эндоспоры-длительно переживающие формы бактерий, устойчивые к высоким температурам,высыханию,облучению. М/о могут образовывать цисты- шарообразные толстостенные клетки. Миксоспоры у микобактерий,акинеты у цианей.

29. Рост м\о: основные условия роста, культивирование, цикл развития м\о.

Рост кл-ки – согласованное увеличение кол-ва всех химич-х компонентов из кот она построена. Рост – рез-т множества скоординированных биосинтетических процессов, кот находятся под регуляторным контролем и при водят к увеличению размеров и массы кл-ки. Рост не безграничен. Достигнув определённой величины, кл-ка прекращает рост и начинает делиться. Для роста необходима вода и питат. в-ва из кот организмы строят кл-ки и получают энергию. Разным м\о необходимы разные питат. среды. Различают макро- и микорэлементы (по кол-ву необходимых). Макро- (10 элементов кот сод-ся во всех м\о): C, H,O, S, K, N, P, Ca, Mg, Fe. К микро- относ-ся: Mn, Mo, Zn, Cu, Co, Ni, Na, W и др. в кот нуждаются не все организмы. Большинство элементов вносят в питат-ю среду в виде солей. М\о кот получают энергию с помощью Ф или путём окисления не органических соединений могут использовать СО2 в кач-ве углерода. С-автотрофные организмы восстанавливают СО2, все остальные получают клеточный углерод из органических соединений среди кот преобладают полисахариды. М\О необходимы дополнительные питат. вещ-ва, кот называются – факторы роста. Они относятся к 3 группам соединений – аминокислотам, пуринам и пиромидинам, а ткж к витаминам. Аминокислоты, пурины и пиромидины – составные части белков и нуклеиновых кислот. Витамины входят в состав Со-ферментов и участвуют в каталитических функциях (они необходимы в не больших кол-вах). Организмы, не нуждающиеся в факторах роста называются протрофными. S и N содержатся в основном в восстановленной форме. Некоторые способны восстанавливать молекулярный азот, другие нуждаются в аминокислотах. Кислород входит в состав воды и вместе с ней поступает в клетку он содержится в СО2 и многих органических соединениях. Главная функция О2 – конечный акцептор электронов при аэробном дыхании.

По отношению к молекулярному О2 выделяют:

1 Аблигатные аэробы (способны получать энергию только путём Д, нуждаются в О2).

2 Аблигатные анаэробы (могут расти только в безкислородной среде, О2 для них токсичен).

3 Факультативные анаэробы (растут и в присутствии и в отсутствии О2).

· Аэротолерантные (молочно-кислые) могут расти в присутствии атмосферного О2, но не способны его использовать, они получают энергию только за счёт брожения.

· Микроаэрофиллы.

Многие м\о нуждаются в О2, но не переносят порциального давления воздуха (0,2 бара).

Питательные среды бывают: Синтетические – основной набор химических элементов необходимых для роста м\о. Сложные – кот помимо основных экстрактов содержат различные сложные смеси (молочная сыворотка и т. д.) Твёрдые – к жидким питат растворам добавляют особые вещества кот делают их желеобразными (желатин, агар и др.).

Основные условия роста. Концентрация ионов Н+ и НО-. Эти ионы подвижны, поэтому малейшее изменение концентрации оказывает на м\о сильное влияние. Поддержание необходимого уровня рН имеет большое значение для роста м\о. СО2 Н2О Температура. Аэрация.

Культивирование.

Разработано несколько способов культивирования: Периодическое; Непериодическое; Культивирование иммобилизованных клеток.

Цикл развития м\о

1 фаза: исходная (стационарная): начинается после внесения м\о в питат среду, продолжается 1-2 ч Кл-ки не растут их кол-во не увеличивается.

2 фаза: лаг-фаза: период задержки размножения. М\О интенсивно растут, но скорость деления не высокая. Продолжительность фазы зависит от внешних условий.

3 фаза: интенсивного логарифмического (экспоненциального) размножения.

4 фаза: отрицательного ускорения. Кл-ки становятся менее активными. Период генерации начинает ускорятся.

5 фаза: стачионарная, число вновь возникающих клеток примерно равно числу отмирающих.

6 – 8 фазы: отмирания. Отмирание преобладает над размножением. Во время 6 ф. увеличивается число отмерших клеток. 7 ф. - логарифмическая гибель, они отмирают с постоянной скоростью, и в 8 ф. скорость отмирания постепенно снижается. Отмирание связано с изменением физико – химических свойств питательной среды. Одновременно уменьшается численность живых клеток и это происходит до тех пор пока они почти полностью не отмирают.

30. Питание м/о. По типу питания м/о подразделяются на ряд групп: 1. По использованию различных источников энергии: а)фототрофы (используют энергию солнечного света); б)хемотрофы (используют органические и неорганические в-ва).

2. Взависимости от того, в какой форме м/о получают углерод: а)автотрофы (используют СО2 в качестве источника С); б) гетеротрофы ( получают С в виде сложных, восстановленных органических соединений. Каждая из этих групп подраздел на арганотрофов (получают энергию за счет органических веществ) и на литотрофов (получают энергию за счет окисления неорганических веществ). Т.о. выделяют 8 типов питания: 1)Фотолитотрофия( источник энергии солнечный свет). а) фотолитоавтотрофия- тип питания, характерный для бактерий, использующих энергию света для синтеза веществ в клетке из СО2 и неорганических соединений, т.е. осущ. Ф. (цианобактерии, пурпурные, зел.-серные бактерии); б) фотоарганогетеротрофия- тип питания, характерный для бактерий, которые для получения энергии кроме Ф используют простые органические соединения. (пурпурные несерные бактерии)..2)Хемотрофия( источник энергии неорганические и органические соединения). а) хемолитоавтотрофия- тип питания, характерный для бактерий, получающих энергию при окислении неорганических соединений- хемосинтез. Углерод получ. из СО2 (нитрифицирующие, серные, железобактерии).

31. Метаболизм МО: основные этапы, ферменты и коферменты, регуляция метаболизма. Аллостерический центр. 

Вегетативная кл нуждается в притоке энергии. Энергию получает в процессе ОВ. Источник энергии-питат в-ва. В Кл эти в-ва петерпевают изменения в рез-те ферментативных реак-й,котор образ этапы определ метаболич путей. 3 этапа превращений: 1)питат в-ва расщепл на фрагменты (распад, катаболизм). 2)в рез-те амфиболизма (промежут обмена) эти фрагменты превращ в органич к-ты и фосфорные эфиры. 1), 2)-этапы переходят один в др. Многообр низкомолек соедин образ-ся при амфиболизме явл субстр-ом, из котор синтезир оснолвн компон Кл: АК, пуринов и пиримидинов основания, фосфорелир сахара, орган к-ты и др. 3)в дальнейшем из метаболитов строят полимеры макромолек из котор состоит Кл. 2),3)-этапы метаболизма, сост синтетич ветвь-анаболизм. Основн питат в-вами у бактер явл углеводы, котор представл собой субстраты метаболизма. Сначала расщепляются внекл макромолекулы, это осущ выделяемыми Кл ферментами. Расщепл на мономерн и димерн гр-в таком виде поглащ Кл. Затем продукты расщепл гексозы превращ в ПВК, котор заним ключев положен в промежут метаболизме,тк служ исходным соединением во многих процессах синтеза и распада. Для прохождения полноцен метаболич реак-ий необход ферменты, котор контрол в Кл хим превращ. За превращ одного в др метаболит, отвеч фермент. Ферменты-белки, свойства: способны распознавать определ метаб-ты, катализ их превращ, обеспеч регуляц катион акт-ти. Связывание опред субстрата с ферментн белком. Кажд фермент хар-ся субстратн специф-тью. Узнавание субстр ферментом происх в процессе связывания. Субстрат присоединяется в опред участке. Субстрат и фермент подходят как ключик к замку. Кроме каталитич центра у фермента есть второй связывающий участок-центр-регуляторный. Концентр метаб-ов,кот играют роль опред активн фермента, значит и скорость соотв певращ. Эффекторы по структуре не сходны с субстр ферментов, те они отличны от субстратов, поэтому говорят о аллостерич эффекторах, а центры ответственные за регуляц, наз аллостерич центр ферм. Активн фермента зависит от t, рн и др. Кроме фермент в связывании и переносе отдельн фрагментов субстр,участв низкомолекул соедин –коферм и прост гр. Коферм-сложн орган в-во небелк прир, кот легко отщепл от фермента. Бактер получ коферм извне в виде витаминов, котор добавл в питат среду. Т.о. основные пути метаболизма у бакт-превращ глюкозы в Ц.трикарб к-т и дых цепь. Окисл до СО2 и воды и выдел энерг. Основн часть энерг перевод в доступн для Кл форму,др ч запас в виде АТФ и может использ в реакц треб затраты энерг. Кл использ доступн пит в-ва стремится получить больше АТФ. Регул Кл метаб происх на 2х уровнях: 1)уровень синтеза ферментов. 2)уровень изменен их активности. 1)при этом одновреиенно регулир синтез многих ферментов, относях к одному пути. Цель обоспечен нужн соотнош между скоростью синтеза опред фермента и скор синтеза суммарн Кл белка. Ферм образ непрерывн вне завис от услов среды-конститутивные. Образов катабол ферм регул путём индукции. 2)репрессия,регул образов анабол фермента. Образование фермента репрессир, если конечн прод имеется в избытке. Сущ регуляция на уровне активного фермента. Если в питат среде есть 1-ин субстр,то в Кл образ фермент,необх для расщепл этого субстрата. Для синтеза ферм участв в кат субстр тред индукция. Образ фермента, кот треб в проц анаболизма (биосинт 20 АК) регул путем репрессии.