Физиология и особенности метаболизма бактерий. Питательные среды. Химический состав бактериальной клетки. Питание и дыхание микроорганизмов

Тема 1.6: Физиология и особенности метаболизма бактерий. Питательные среды. Химический состав бактериальной клетки. Питание и дыхание микроорганизмов.

Ферменты микроорганизмов. Роль ферментативной активности микробов и их идентификации. Рост и размножение микроорганизмов. Пигментообразование, ароматообразование и свечение микроорганизмов».

ПЛАН

1. Особенности метаболизма бактерий и химический состав бактериальной клетки.

. Питание микроорганизмов, пути поступления питательных веществ в микробную клетку, типы питания.

. Дыхание микроорганизмов, основные типы биологического окисления.

Ферменты микроорганизмов и их роль в обмене веществ. Классификация ферментов.

. Роль ферментативной активности микроорганизмов в их идентификации.

. Рост и размножение микроорганизмов. Способы размножения.

. Пигментообразование, ароматообразование и свечение микроорганизмов.

Метаболизм –совокупность двух противоположных, но взаимосвязанных процессов –катаболизма (энергетического метаболизма) и анаболизма (пластического или конструктивного метаболизма). Процессы катаболизма и анаболизма взаимосвязаны. В процессе катаболических реакций происходит выделение энергии, которая аккумулируется в молекулах АТФ. А в процессе анаболических реакций эта энергия расходуется на синтез различных органических соединений, которые являются составной частью микробной клетки. Взаимосвязь анаболизма и катаболизма выражается также в том, что на определенных этапах метаболизма образуются одинаковые промежуточные продукты (амфиболиты), которые используются в обоих процессах.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЙ

Микробы содержат те же химические вещества, что и клетки живых организмов.

Самым значительным компонентом (в количественном отношении) является вода, которая составляет 75-85%.

Значение воды:

Универсальный растворитель, находящийся в клетке в свободном и связанном состоянии с различными химическими компонентами клетки.
Принимает участие в различных химических реакциях и в транспорте питательных веществ в клетку и из клетки.
Содержание свободной воды меняется в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния и возраста клетки (у споровых форм бактерий значительно меньше воды, чем у вегетативных форм).

Органогены (С, Н, О2, N2) –используются для построения белков, углеводов и липидов.

Минеральные вещества: P, Na, K, Mg, S, Fe, Cl и др.

Фосфор входит в состав НК, фосфолипидов, ферментов, АТФ (аккумулятор энергии клетки). Na –поддержание осмотического давления в клетке. Fe содержится в дыхательных ферментах.

Микроэлементы также необходимы клетке и содержатся в очень малых количествах, они участвуют в синтезе и активации некоторых ферментов. Соотношение химических элементов в клетке не постоянно и может меняться в зависимости от внешней среды, питательной среды и т.д.

Белки

простые (протеины) сложные (протеиды)

Нуклеопротеиды (имеют большое значение) –соединения белка с нуклеиновыми кислотами (ДНК, РНК).

Белки входят в состав:

клеточной стенки –пептидогликан (основа клеточной стенки) –зависит окраска по Граму;
цитоплазматической мембраны, основу которой представляет липопротеин (15-30% липидов, 50-70% протеинов, 2-5% углеводов и РНК);
цитоплазмы;
нуклеоида (ДНК –обуславливает генетические свойства микроорганизмов; РНК –принимает участие в биосинтезе клеточных белков);
включения (гликогена, крахмала и др.).

К белкам принадлежат ферменты, играющие важную роль в метаболических реакциях.

Углеводы - источник энергии и углерода.

Содержатся в клеточной оболочке, капсуле и др. компонентах клетки.
Входят в состав тейхоевой кислоты, характерной для Грам+ бактерий.

Клетки микроорганизмов содержат простые (моно- и дисахариды) и высокомолекулярные (полисахариды) углероды.

Липиды:

участвуют в энергетическом обмене клетки;
входят в состав клеточной стенки.

Состоят из:

нейтральных жиров;
жирных кислот;
фосфолипидов.

Выполняют роль запасных веществ в некоторых микробных клетках; могут быть связаны с углеводами и белками, составляя сложный комплекс, определяющий токсические свойства микроорганизмов.

Метаболизм бактерий характеризуется ярко выраженным разнообразием. В качестве питательных веществ микробные клетки используют различные органические и минеральные соединения.

Особенности питания микроорганизмов:

поступление питательных веществ через всю поверхность клетки;
быстрота метаболических реакций;
быстрая адаптация к условиям окружающей среды.

Типы питания

По усвоению углерода:

автотрофы (литотрофы) – способны синтезировать все углеродсодержащие компоненты клетки из CO2, как единственного источника углерода;
гетеротрофы (органотрофы) - не могут существовать только за счет ассимиляции CO2. Они используют разнообразные органические углеродсодержащие соединения – глюкозу, многоатомные спирты, углеводороды и др. соединения;
сапрофиты
паразиты

По усвоению азота:

аминоавтотрофы – для синтеза белков используют молекулярный азот воздуха (клубеньковые бактерии, азотобактерии) или усваивают его из аммонийных солей (прототрофы);
аминогетеротрофы - получают азот из органических соединений аминокислот, белков (ауксотрофы). К ним относятся все патогенные и условнопатогенные микроорганизмы.

В зависимости от источников энергии природы доноров электронов:

фототрофы (фотосинтезирующие), способные использовать солнечную энергию – сапрофиты;
хемотрофы (хемосинтезирующие), способные использовать энергию за счет окислительно-восстановительных реакций – патогенные микробы.

В зависимости от доноров электронов хемотрофы подразделяют:

хемолитотрофы (хемоавтотрофы)
хемоорганотрофы (хемогетеротрофы)

Классификация хемосинтезирующих микроорганизмов по источникам энергии и углерода, донорам электронов, типам питания и экологическим связям.

Тип питания	хемоавтотрофы	хемоорганотрофы
Источник энергии	Окислительно-восстановительные реакции
Источник углеводов	Неорганические соединения	Органические соединения
Доноры электронов	H2, H2S (сероводород), CH3 (метан), Fe2+ и др.	Органические соединения
Тип экологической связи	сапрофиты	Сапрофиты и паразиты

Факторы роста

Некоторые микроорганизмы самостоятельно синтезируют необходимые им ростовые факторы, другие получают их в готовом виде из окружающей среды. Потребность того или иного микроорганизма в определенных ростовых факторах является стабильным признаком, который используется для дифференциации бактерий, а также при изготовлении питательных сред для лабораторных и бактериологических целей.

Факторы роста:

Аминокислоты. Многие микроорганизмы нуждаются в тех или иных аминокислотах (одной или нескольких), поскольку они не могут их самостоятельно синтезировать, например, клостридии – в лейцине, тирозине; стрептококки – в лейцине, аргинине и др.
Пуриновые и пиримидиновые основания и их производные. (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин и др.) являются факторами роста для разных видов стрептококков; некоторые азотистые основания нужны для роста стафилококков и других бактерий. В нуклеотидах нуждаются некоторые виды микоплазм.
Липиды (жирные кислоты – компоненты фосфолипидов) нужны для роста некоторых стрептококков и микоплазм.
Витамины, главным образом группы В, входят в состав коферментов. Например:
Коринебактерии дифтерии, шигеллы нуждаются в никотиновой кислоте или ее амиде, который входит в состав НАД и НАДФ;
Золотистый стафилококк, пневмококк, бруцеллы –в тиамине (витамин В1), входящего в состав пирофосфата;
Стрептококки некоторые виды, бациллы столбняка –пантотеновой кислоте, являющейся составной частью кофермента КоА и т.д.;
Для многих бактерий факторами роста является фолиевая кислота, биотин, гемы –компоненты цитохромов (гемы необходимы гемофильным бактериям, МКБtbc).

Транспорт питательных веществ в бактериальную клетку.

Микробы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и др. биополимеры могут служить им источниками питания только после расщепления экзоферментами до более простых соединений.

Метаболиты и различные ионы проникают в клетку тремя различными путями:

Пассивная диффузия –протекает без энергетических затрат, по градиенту концентрации. Таким путем поступают H2O, O2, CO2, N2.
Облегченная диффузия –не требует энергетических затрат. Протекает при участии мембранных белков –транслоказ.
Активный транспорт, протекает с энергетическими затратами против градиента концентрации:

при участии специальных белков –пермеаз (особые молекулы-переносчики, обладающие специфичностью, т.е. каждая пермеаза переносит в клетку определенные соединения);
при участии мембранных белков-транслоказ и фосфорилировании переносимой молекулы в процессе ее прохождения через мембрану (таким путем переносится глюкоза).

Из бактериальной клетки.

Фосфотрансферазная реакция –фосфорилирование переносимой молекулы.
Контрансляционная секреция –в этом случае синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепится к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка смогут выйти в окружающую среду. Т. о. выходят из клетки соответствующих бактерий токсины столбняка, дифтерии.
Почкование мембраны. Молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.

Биологическое окисление (дыхание)

Для поддержания процессов жизнедеятельности и синтеза структурных компонентов микробной клетки наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потребность удовлетворяется за счет биологического окисления, в результате которого синтезируются молекулы АТФ. Микроорганизмы по источникам получения энергии очень разнообразны, так, например, железобактерии получают энергию, выделяющуюся при окислении ими железа; но чаще микроорганизмы добывают энергию за счет окисления углеводов (чаще глюкозы), спиртов, органических кислот, жиров и т.д.

По типу дыхания все микроорганизмы делятся:

Аэробы живут и размножаются только в присутствии кислорода, поскольку используют молекулярный кислород в качестве акцептора электронов. Молекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорилировании с участием цитохромоксидоз, флавинзависимых оксидаз и флавинзависимых дегидрогеназ. При этом если конечным акцептором электронов является O2, выделяется значительное количество энергии. Примером может служить окисление глюкозы в аэробных условиях:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + энергия

Анаэробы (клостридии столбняка, ботулизма и др.) могут жить и размножаться только в отсутствии свободного кислорода. Они получают энергию путем окисления углеводов, белков и липидов; путем субстратного фосфорилирования до пирувата (пировиноградной кислоты). При этом выделяется небольшое количество энергии.
Факультативные анаэробы –могут расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и без него. Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании. К ним относят большинство патогенных и сапрофитных бактерий.

Субстратное фосфорилирование

Микроорганизмы расщепляют глюкозу тремя путями:

1. Гликолиз. В результате расщепления глюкозы расходуется 2 и синтезируется 4 молекулы АТФ, т.о. общий выход составляет 2 молекулы АТФ. Реакции фосфорилирования, непосредственно связанные с переносом фосфата с промежуточного продукта на АДФ, называется субстратным фосфорилированием. Для некоторых микроорганизмов акцептором электронов в цикле гликолиза могут быть нитраты или CO2. Дальнейшие пути превращения пирувата определяются метаболическими особенностями микроорганизмов. Для анаэробов брожение является способностью получения энергии в результате окислительно-восстановительных реакций, в которых органические соединения функционируют как доноры и акцепторы электронов. В зависимости от образования конечных продуктов различают несколько типов брожения:

Молочнокислое –бактерии рода Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobakterium способны образовывать из пирувата молочную кислоту. При этом в одних случаях происходит образование только молочной кислоты (гомоферментное брожение), в других случаях (смешанном брожении) наряду с молочной кислотой образуются побочные продукты: спирт, ацетон и др., количество которых может превосходить содержание основного продукта. Многие бактерии при сбраживании образуют этиловый спирт.
Муравьинокислое брожение характерно для энтеробактерий. Одним из конечных продуктов данного типа брожения является муравьиная кислота. Некоторые виды энтеробактерий (например, кишечная палочка) расщепляет муравьиную кислоту до H2 и CO2 Признаки кислото- и газообразования являются довольно стабильными и используются для идентификации бактерий на средах Гисса.
Маслянокислое брожение –образуется при этом типе брожения также уксусная кислота, CО2 и Н2. Некоторые виды клостридий наряду с масляной и др. кислотами образуют бутанол, ацетон и др. соединения.
Пропионовокислое брожение (пропионобактерии) из пирувата образуют пропионовую кислоту.

2. Фосфогликонатный или гексозомонофосфатный путь. Характерен для многих микроорганизмов. Основным функциональным назначением является подготовка углеводных компонентов для биосинтеза нуклеиновых кислот, а также основной массы НАДФ. Н2, необходимого для различных биосинтетических реакций.

3. Кетодезоксифосфоглюканатный (КДФГ) путь. Пировиноградная кислота образуется двумя путями: при расщеплении 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовой кислоты и при окислении глицеринальдегид-3-фосфата так же, как при гликолизе. При расщеплении глюкозы КДФГ-путем синтезируется по 1 молекуле АТФ, НАДФН2 и НАДФН2 без газообразования. Так расщепляют глюкозу некоторые гетеротрофы. Этот путь функционирует в основном у аэробных микроорганизмов, в связи, с чем его называют «аэробным», а метаболизм –«окислительным». В противоположность этому гликолитический путь, присущий облигатным и факультативным анаэробам, называют «бродильным».

При субстратном фосфорилировании из глюкозы или др. источников получают лишь незначительную часть энергии. Образующиеся при этом «неокисленные» продукты брожения не могут использоваться клеткой в анаэробных условиях и выводятся из нее. Так, например, в молочной кислоте, спирте сохраняются значительны количества энергии, имеющейся в исходном продукте. Полное освобождение энергии происходит только при окислении глюкозы до СО2 и Н2О.

Окислительное фосфорилирование

Пируват, образующийся в процессе гликолиза, окисляется до ацетил КоА, который при взаимодействии с уксусной кислотой включается в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК). Этот путь присущ как аэробным так и анаэробным микроорганизмам. Кроме того функция ЦТК –это образование предшественников аминокислот, которые вовлекаются в реакции биосинтеза.У всех аэробных и факультативно анаэробных бактерий дыхательная цепь локализована на цитоплазматической мембране. Промежуточный продукт –перекись водорода –аэробные бактерии расщепляют с помощью каталазы, которой нет у анаэробов, что приводит к задержке их роста и гибели.

Бактерии, как и все живые организмы способны к росту и размножению. Под ростом клетки понимают координированное воспроизведение всех клеточных компонентов и структур, ведущее в конечном итоге к увеличению массы клетки. Размножение –увеличение числа клеток в популяции. Большинство прокариот размножается поперечным делением, некоторые почкованием (МКБtbc). Грибы, как вы знаете, размножаются спорообразованием.

При размножении микробной клетки наиболее важные процессы происходят в ядре (нуклеоиде), содержащем всю генетическую информацию в двунитчатой молекуле ДНК. Репликация ДНК происходит способом, обеспечивающим равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками. Надежность процесса репликации и правильность расхождения (сегрегация) дочерних цепей обеспечивается связью ДНК с цитоплазматической мембраной. Репликация ДНК начинается в определенной точке и происходит одновременно в 2-ух противоположных направлениях. Синтез дочерних нитей ДНК идет ступенчато, короткими фрагментами, равными 1-2 тыс. нуклеотидов, которые «сшиваются» специальным ферментом лигазой.

Параллельно с репликацией ДНК происходит процесс образования межклеточной (поперечной) перегородки. Вначале с обеих сторон клетки происходит врастание двух слоев цитоплазматической мембраны. Затем между ними синтезируется пептидогликан. Этот процесс чувствителен к действию некоторых антибиотиков (пенициллинов), ингибирующих синтез пептидогликана.

В период репликации ДНК и образования перегородки микробная клетка непрерывно растет. Наряду с пептидогликаном синтезируются биополимеры, входящие в состав ЦПМ, рибосом и цитоплазмы. На последней стадии дочерние клетки отделяются друг от друга. Деление палочковидных и извитых форм бактерий происходит поперечно и только в одной плоскости.

Деление кокков может происходить в различных плоскостях с образованием многообразных сочетаний клеток: диплококки (парные соединения), стрептококки (в виде цепочек), стафилококки (гроздья винограда) и т.д. Скорость размножения бактерий велика, что обуславливает интенсивность их обмена. У большинства бактерий клетка делится через 15-30 мин. Подсчитано, что за 24 у бактерий сменяется столько поколений, сколько у человека за 5000 лет, что и обуславливает высокую степень изменчивости и приспособляемости бактерий к различным условиям внешней среды.

Но есть виды бактерий (МКБtbc), которые делятся медленно –раз в сутки. Естественно, что скорость размножения бактерий различна для каждого вида и зависит также от возраста культуры, питательной среды (условий внешней среды),t°, pH и многих др. факторов.

Риккетсии размножаются, как и бактерии. Хламидии размножаются несколько по-другому. Они проходят определенный цикл развития. Элементарное тельце проникает в клетку хозяина превращается в инициальное и ретикулярное тельца, которые способны к делению образуют скопления клеток (включения) несколько делений новые поколения элементарных телец выход из клетки хозяина после разрыва стенки вакуоли и гибели клетки хозяина. Продолжительность цикла составляет 24-48 ч.

Микоплазмы –основными репродуцирующими морфологическими единицами являются мелкие элементарные тела, которые размножаются путем фрагментации или почкования, а также поперечным делением.

РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ НА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ

На плотных питательных средах бактерии образуют скопления клеток, называемые колониями. Внешний вид колоний у некоторых бактерий характерен, что может служить одним из дифференциальных признаков при их идентификации (например, колонии возбудителя сибирской язвы можно сравнить с колониями или львиной гривой). Однако эти признаки могут меняться в зависимости от условий культивирования.

Признаки роста на жидких питательных средах: образование пленки на поверхности питательной среды; равномерное помутнение; осадок.

Динамика развития бактериальной популяции представлена 8 фазами:

Исходная (стационарная) –начинается после внесения бактерий в питательную среду. В течение этой фазы число бактериальных клеток остается постоянным.
Лаг-фаза (фаза задержки размножения) –характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой.

Две первые фазы можно назвать периодом адаптации бактериальной популяции, продолжительность которого определяется возрастом культуры и количеством, качеством питательной среды.

Лог-фаза, или логарифмическая (экспоненциальная) –отличается максимальной скоростью размножения клеток и увеличения численности бактериальной популяции в геометрической прогрессии. Логарифмическая фаза у бактерий с коротким временем генерации продолжается несколько часов.
Фаза отрицательного ускорения – характеризуется меньшей активностью бактериальных клеток и удлинением периода генерации. Это происходит в результате истощения питательной среды, накопления в ней продуктов метаболизма.
Максимальная стационарная фаза –характеризуется равновесием между количеством погибших, вновь образующихся и находящихся в состоянии покоя клеток.
Фаза логарифмической гибели бактерий –происходит с постоянной скоростью.
Фазы уменьшения скорости отмирания клеток.

ПИГМЕНТЫ

Многие микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности синтезируют пигменты, различающиеся по цвету, химическому составу и растворимости. Эти пигменты делятся на:

Жирорастворимые каратиноидные пигменты красного, оранжевого или желтого цветов (образуют МКБtbc, некоторые актиномицеты). Эти пигменты предохраняют их от действия УФ-лучей.
Водорастворимые (синий пигмент пиоциамин, выделяющийся синегнойной палочкой).
Растворимые в спирте и нерастворимые в воде (пигмент продигиозан, выделяющийся чудесной палочкой).
Нерастворимые в спирте и воде (меланины, синтезируемые некоторыми видами дрожжей и плесеней).

Цвет пигмента используется в качестве теста для идентификации пигментообразующих бактерий.

СВЕТЯЩИЕСЯ МИКРООРГАНИЗМЫ

Некоторые бактерии, вибрионы и грибы обладают способностью светится (люминесцировать). Они вызывают свечение тех субстратов, на поверхности которых размножаются (например, чешуя рыб, высших грибов, гниющих деревьев, пищевых продуктов).

Большинство светящихся бактерий (или фотобактерий) гаалофильны, т.е. способны размножаться при повышенных концентрациях солей, и поэтому обитают в морях и океанах. Механизм свечения связан с освобождением энергии в процессе биологического окисления субстрата.

АРОМАТИЧЕСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ

Некоторые микроорганизмы способны вырабатывать ароматические вещества, например, уксусно-этиловый или уксусно-амиловый эфиры, которые придают аромат вину, пиву, молочнокислым продуктам. Ароматобразующие бактерии широко используют при приготовлении различных пищевых продуктов. Некоторые микробы в процессе жизнедеятельности образуют вещества с неприятным запахом (индол, скатол, сероводород), что связано с размножением органических веществ.

ФЕРМЕНТЫ, ИХ РОЛЬ

Микроорганизмы синтезируют разнообразные ферменты, которые принадлежат ко всем 6 известным классам: оксодоредуктазам, трансферазам, лиазам, гидролазам, изомеразам и лигазам. Ферментный состав любого микроорганизма определяется его геномом и является достаточно стабильным признаком, что широко применяется для их идентификации. Вместе с тем ряд ферментов (нейраминидаза, гиалорунидаза, коалулаза и др.) способствуют проявлению патогенных свойств у возбудителей некоторых инфекционных заболеваний. Поскольку субстратом их действия являются вещества, входящие в состав клеток и тканей организма человека. Например, гиалуронидаза расщепляет межклеточное вещество соединительной ткани (гиалуроновую кислоту) и тем самым способствует поражению соединительной ткани и распространению возбудителя в макроорганизме.

Характерным свойством ферментов является специфичность их действия, т.е. каждый фермент реагирует с определенным химическим соединением или катализирует одну или несколько близких химических реакций. Например, фермент лактаза расщепляет лактозу.

Классификация ферментов:

экзоферменты	эндоферменты
Выделяются во внешнюю среду; расщепляют в окружающей среде макромолекулы до более простых соединений, которые затем транспортируются в микробную клетку	Это внутриклеточные ферменты, которые обеспечивают протекание метаболических реакций в определенной последовательности

Внутриклеточные ферменты, объединенные структурно и функционально, составляют мультиферментные комплексы, например, ферменты дыхательной цепи, локализованные на цитоплазматической мембране.

Кроме того, у микроорганизмов различают:

Конститутивные ферменты –постоянно синтезируются в микробных клетках в определенных концентрациях, независимо от условий существования. Это в основном метаболические ферменты: протеазы, липазы и др.

Индуктивные (индуцибельные, адаптивные) ферменты, позволяют микробной клетке приспособится к изменившимся условиям окружающей среды, они синтезируются в клетке только под влиянием соответствующего субстрата. В отсутствие субстрата они находятся в бактериальной клетке в следовых концентрациях, а при наличии соответствующего индикатора их количество резко возрастает. Например, если бактерии, не вырабатывающие в обычных условиях фермента амилазы, расщепляющей крахмал, засеять на питательную среду, где единственным источником углерода служит крахмал, то они начинают синтезировать этот фермент.

Выделение микроорганизмами различных ферментов определяет их биохимические свойства. Ферментный состав любого микроорганизма является достаточно постоянным признаком, а различные виды микроорганизмов четко различаются по набору ферментов. Поэтому изучение ферментативного состава имеет важное значение для дифференциации и идентификации микроорганизмов. Изменение цвета среды является дифференциально-диагностическим признаком.

ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ СВОЙСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ

Сахаролитическая активность т.е. способность расщеплять сахара и многоатомные спирты с образованием кислоты и газа, изучают на средах Гисса, которые содержат тот или иной углевод и индикатор. Под действием образующейся при расщеплении углевода кислоты индикатор меняет окраску среды. Поэтому эти среды названы «пестрый ряд». Микробы, не ферментирующее данный углевод, растут на среде не измененяя ее. Наличие газа устанавливают по скоплению его в поплавке на жидких средах. На среде: Эндо, Плоскирева микроорганизмы, сбраживая до кислоты находящийся в этих средах молочный сахар (лактозу), образуют окрашенные колонии –кислота изменяет цвет имеющегося в среде индикатора. Колонии микробов не ферментирующих лактозу, бесцветны. При росте микроорганизмов, образующих амилазу, на средах с растворимым крахмалом происходит его расщепление; при добавлении нескольких капель раствора Люголя цвет среды не меняется. А если крахмал нерасщепленный он дает этим раствором синее окрашивание.

Протеолитическая активность т.е. способность расщеплять белки, полипептиды) изучают на средах с желатином, молоком, сывороткой, пептоном. При росте на желатиновой среде микробов, ферментирующих желатин, среда разжижается. Характер разжижения различен. Например, бациллы сибирской язвы (B. anthracis) дают характерное разжижение желатина «елочкой». При расщеплении пептидогликанов выделяется индол, сероводород, аммиак. Их образование устанавливают с помощью индикаторных бумажек, которые заранее пропитывают определенными растворами и помещают между пробкой и стеклом пробирки. Аммиак вызывает посинение лакмусовой бумажки. Сероводород –почернение бумажки, пропитанной раствором ацетата свинца. Индол –покраснение бумажки, пропитанной раствором щавелевой кислоты. Кроме этого способность расщеплять различные питательные субстраты определяют с помощью бумажных дисков, пропитанных определенными реактивами. Эти диски опускают в пробирки с исследуемой культурой, инкубируют в термостате и по изменению цвета дисков судят о разложении углеводов, аминокислот, белков и т.д.

Гемолитические свойства т.е. способность разрушать эритроциты) –изучают на средах с кровью. Жидкие среды становятся прозрачными, а на плотных средах вокруг колонии появляется прозрачная зона (например, некоторые разновидности стрептококков - -гемолитический стрептококк), а -гемолитические стрептококки образуют небольшую зеленоватую зону, что свидетельствует о переходе гемоглобина в метгемоглобин.

Физиология и особенности метаболизма бактерий. Питательные среды. Химический состав бактериальной клетки. Питание и дыхание микроорганизмов