Ответы к экзамену, страница 5

могут и при -196°C. Поэтому таким глубоким замораживанием частопользуются для хранения культур под жидким азотом или в лиофилизированномсостоянии.!!24. Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду; аэробы ианаэробы (облигатные и факультативные); аэротолерантные анаэробы имикроаэрофилы. Возможные причины ингибирующего действиямолекулярного кислорода на микроорганизмы. Значение pH среды для ростамикроорганизмов. Ацидофилы, нейтрофилы и алкалофилы.*Концентрация водородных ионов воздействует на ионное состояние и,следовательное, на доступность для клетки многих метаболитов, так как внезаряженном состоянии они легче проникают через мембрану.

По отношению коптимальным для роста значениям рН микроорг. подразделяют на ацидофильные(0 — 5,5), нейтрофильные (5,5 — 8,0) и алкалифильные (8,5 — 11,5). Большинствобактерий и простейших — нейтрофилы, грибы и водоросли предпочитают низкиезначения рН, цианобактерии растут при высоких рН. Несмотря на экстремальныезначения рН в окружающей среде, значение внутриклеточного рН достаточнопостоянно. У раст. клеток реакция цитоплазмы слабокислая (5,0 — 6,0), уживотных — 7,0. У аклкали- и ацидофильных микроорг.

рН цитоплазмыподдерживается на уровне 7,5. Постоянству внутриклеточного рН способствуетмалая проницаемость мембраны для протонов. Но поскольку протоны все-такимедленно диффундируют по градиенту, клетка использует энергозависимыемеханизмы выброса протонов.

У алкалифильных микроорг. клетка не можетиспользовать протонный градиент для синтеза АТФ, и для запасания энергиислужит электрическая составляющая. !По своему отношению к кислороду все микроорг. подразделяются на две большиегруппы: аэробы, растущие в присутствие кислороды, и анаэробы, способные растив его отсутствие. Аэробы могут быть облигатными (требуют кислород),факультатичными (не требуют кислорода, но растут при нем лучше) имикроаэрофилами (требуют кислород в концентрации ниже атмосферной).Анаэробы: аэротолерантные (не требуют кислорода, рост не стимулирует) иоблигатные (кислород угнетает рост или приводит к гибели).

Грибы, в основном,аэробы, но дрожжевые анаморфы — факультативные анаэробы. Водоросли —почти всегда облигатные аэробы. !Токсическое действие кислорода на микроорг. заключается в инактивациичувствительных к окислению белков, а также в образовании сверхактивныхпроизводных кислорода. !!25. Понятие "питательные и антимикробные вещества".

Природаантимикробных веществ и области их применения. Антибиотики. Мутагены,механизмы устойчивости.*Для практических целей важно осуществлять контроль за росто микроорганизсови подавлять развитие нежелательных форм. Активность микроорганизмов может,например, приводить к порче продуктов и развитию заболеваний. Поэтому бываетнеобходимо подавить микроорганизм или приостановить его рост. Агенты,вызывающие такие последствия, называют соответственно бактерицидными ибактериостатическими. Характер действия антимикробного агента часто зависитот концентрации.

Если необходимо убить все микроорганизмы в объекте, тоговорят о стерилизации. Все антимикробные агенты распределяют по несколькимгруппам в соответствии с механизмом их действия.!Первая группа: в-ва, приводящие к повреждениям поверхностных клеточныхструктур. Пример: 70%-й этанол коагулирует белки, оказывая бактерицидноедействие.

!Вторая группа: в-ва, действующие как ферментные яды и нарушающиенормальный метаболизм. Они связываются с SH-группами белков, нарушая ихпространственную структуру. Пример: фторацетат блокирует работу циклатрикарбоновых кислот.!Третья группа: аналоги нормальных метаболитов, которые конкурируют с ними закаталитический центр фермента. Пример: лекарственное действиесульфаниламидных препаратов. !Четвертая группа: в-ва, нарушающие нормальные процессы синтеза полимеров.Пример: на белковый синтез действуют антибиотики стрептомицин и неомицин(подавляют связывание аминокислот между собой), эритромицин (нарушаетфункции 50S-субъединицы рибосом), тетрациклин (препятствует связываниюаминоацил-тРНК с рибосомами), хлорамфеникол (подавляет функциюпептидилтрансферазы).

Пенициллин подавляет синтез пептидогликана. !Пятая группа: в-ва, оказывающие опосредованное действие. Пример: высокиеконцентрации NaСl и сахаров снижают активность воды, оказываяконсервирующее действие. !Важное место среди антимикробных агентов занимают антибиотики. В настоящеевремя известно около 3 тыс.

видов антибиотиков и только около ста из них нашлиприменение в медицине. Однако антибиотики не стали панацеей от всех бед, таккак активное их применение привело к появлению многообразных микробныхформ с резистентностью к этим соединениям. Устойчивость связана, с однойстороны, с выработкой ферментов, расщепляющих антибиотики, с другой — свыработкой мощных транспортных систем, выбрасывающих чужеродные в-ва изклетки.!!26. Основные биоэлементы и микроэлементы.

Типы питаниямикроорганизмов. Фототрофия и хемотрофия, автотрофия и гетеротрофия;литотрофия и органотрофия. Сапрофиты и паразиты. Прототрофы иауксотрофы. Ростовые вещества.*Основными биогенными элементами являются углерод, азот, фосфор, кислород,водород и сера. Это компоненты белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот.Такие элементы требуются в значительных количествах и поэтому их называютмакроэлементами. К макроэлементам относят также калий, магний, натрий,кальций и железо, которые обычно присутствуют в клетках в виде ионов ивыполняют разные роли.

Калий необходим для активности большого числаферментов белкового синтеза, кальций определяет устойчивость бактериальныхэндоспор к нагреванию и так далее. К микроэлементам, необходимым вмикромолярных количествах, относят ионы таких металлов, как хром, кобальт,медь, молибден, марганец, никель, цинк и еще некоторые, обычно они входят всостав ферментов или кофакторов. Например, кобальт — компонент витаминаВ12, медь — входит в состав цитохромоксидазы и купредоксинов. Необходимыедля микроорг. количества микроэлементов содержатся в обычной водопроводнойводе.

Многие организмы требуют наличия в среде так называемых факторовроста, к которым относятся пурины, пиримидины и аминокислоты. Часто дляобозначения пит. потребностей организма пользуются терминами «прототроф» и«ауксотроф». Прототроф не нуждается в факторах роста, ауксотроф требуетдобавления таких факторов в среду. Ауксотрофные формы часто являютсямутантными организмами, или патогенами. Примерами смесей, содержащихразличные факторы роста, могут служить дрожжевой экстракт, дрожжевойавтолизат, а также кукурузный экстракт. !По типам питания (трофии) все живые существа разделяют на несколько групп взависимости от природы источников углерода и энергии, а также донораэлектронов.

Организмы, использующие в качестве источника углерода вконструктивном метаболизме углекислоту, называют автотрофами, аиспользующие готовые органические в-ва — гетеротрофами. Если дляэнергетического метаболизма источником служит свет, то организм называютфототрофом. Хемотрофия характеризуется использованием энергии химическихреакций. При этом органотрофы в качестве донора электронов применяюторганическое в-во, а литотрофа — неорганическое. !!27.

Поглощение разных веществ клетками. Диффузия и транспорт.Использование микроорганизмами высокомолекулярных соединений ивеществ, нерастворимых в воде. Эндо- и экзоцитоз у эукариот.*Первой стадией метаболизма того или иного вещества является егопроникновение в клетку. У большинства микроорг. в клетку проникают в-ва,растворенные в воде. Поглощение нерастворенных в воде в-в имеется только уэукариот, и среди микроорг. к такому процессу способны простейшие.

Процессносит название эндоцитоз. При фагоцитозе поглощаются твердые в-ва, припиноцитозе — жидкости. Рядом с частицей пищи участок ЦПМ втягивается внутрьи замыкается, образуя вокруг нее вакуоль. Эта вакуоль, находясь в цитоплазме,сливается с лизосомой, содержащей набор гидролитических ферментов. Вобразовавшейся пищеварительной вакуоли частица пищи лизируется.Растворимые продукты гидролиза диффундируют в цитоплазму, а неразрушенныеостатки экскретируются наружу путем, обратным эндоцитозу. У высших животныхэндоцитоз сохранился в виде защитной функции поглощения чужеродных клетокфагоцитами, а обратный эндоцитозу процесс – при выделении гормонов. Упрокариот клеточная стенка и ЦПМ являются существенным препятствием длявысокомолекулярных веществ.

Поэтому такие соединения сначала расщепляютсявне клетки на олиго- и мономеры соответствующими экзогидролазами. Онивыделяются во внешнюю среду или располагаются на наружной стороне ЦПМ. Уграмотрицательных бактерий эти ферменты могут быть локализованы впериплазматическом пространстве.