Дополнительный материал к занятию

План изучения темы

Исходный уровень знаний

ЗАНЯТИЕ 6

ФИЗИОЛОГИЯ МИКРОБОВ. ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ.
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ БАКТЕРИЙ АЭРОБОВ И АНАЭРОБОВ.
МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР БАКТЕРИЙ

На предыдущих занятиях вы познакомились с морфологией и тинкториальными свойствами микроорганизмов. Изучение этих свойств необходимо, но, как правило, недостаточно для идентификации возбудителя, то есть определения вида микроба. Поэтому на практике наряду с микроскопическим методом применяется микробиологический метод – культивирование, выделение чистой культуры возбудителя и изучение его физиологических свойств.

Цель самоподготовки

После самостоятельного изучения темы студент должен знать:

- химический состав бактериальной клетки; типы, механизм питания, питательные среды, их состав и назначение;

- типы биологического окисления у микроорганизмов;

- методы культивирования и выделения чистой культуры аэробов и анаэробов;

Для усвоения материала необходимо знать:

- основные группы веществ: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, минеральные вещества, их функции;

- из курса биохимии вспомнить механизмы биологического окисления, окислительно-восстановительный потенциал;

- приготовление мазка, окраска по Граму в модификации Синёва.

Цель занятия

1. Уяснить особенности метаболизма микроорганизмов, принципы их культивирования в лабораторных условиях.

2. Изучить наборы питательных сред. Классифицировать среды по происхождению, консистенции, составу, назначению.

3. Познакомиться с характером роста бактерий на жидких и плотных питательных средах, с различными типами колоний.

4. Освоить технику посева для выделения чистых культур бактерий.

1. Химический состав бактериальной клетки.

2. Механизмы и типы питания бактерий.

3. Питательные среды, требования к ним, классификация.

4. Рост и размножение микробов.

5. Биологическое окисление у бактерий. Биологическое окисление у микроорганизмов обязательно изучить, в основном, по конспекту лекций, выделение чистых культур - по практическому руководству.

6. Методы выделения чистых культур бактерий - аэробов и анаэробов.

После изучения темы студент должен уметь

1. Владеть техникой посева бактерий на жидкие и плотные среды.

2. Охарактеризовать предложенные питательные среды, применяемые в микробиологической практике.

Питательные среды

По происхождению среды подразделяют на естественные, искусственные и синтетические. К естественным питательным средам относятся натуральные продукты животного или растительного происхождения – молоко, яйца, овощи, животные ткани, желчь, сыворотка крови. Искусственные среды готовятся по определённым рецептам из различных настоев или отваров животного или растительного происхождения с добавлением неорганических солей, углеводов и азотистых веществ. Синтетические среды содержат определённые химические соединения в точно указанных концентрациях.

По составу среды делятся на простые и сложные. К простым средам относятся такие, как мясо-пептонный агар (МПА), мясо-пептонный бульон (МПБ). Сложные среды в своём составе содержат различные дополнительные компоненты, необходимые для роста микроорганизмов.

По консистенции среды подразделяют на жидкие, полужидкие, плотные, сыпучие. Жидкие среды чаще применяют для изучения физико-биохимических особенностей микроорганизмов, для накопления биомассы и продуктов обмена в микробиологической промышленности. Полужидкие среды обычно используют для длительного хранения культур. Они содержат в своём составе 0,5-0,7% агар-агара, который в настоящее время используют в качестве уплотнителей для питательных сред. Агар-агар представляет собой полисахарид, выделенный из морских водорослей. Он способен образовывать в воде гель, плавящийся при 100⁰С и уплотняющийся при 45⁰С и ниже. Большинство микроорганизмов не используют его в качестве питательного субстрата. Плотные среды, содержащие 1,5-2% агар-агара, применяются для выделения чистых культур микроорганизмов, изучения морфологии колоний, количественного учёта, определения антагонистических свойств и других целей. Сыпучие среды используют для хранения посевного материала, культур-продуцентов в микробиологической и медицинской промышленности. К ним относят разваренное пшено, кварцевый песок, пропитанный питательным раствором.

Питательные среды по целевому назначению могут быть разделены на основные, специальные, элективные и дифференциально-диагностические. Основные питательные среды: мясо-пептонный бульон и мясо-пептонный агар. Специальные питательные среды применяются для выращивания тех микробов, которые не могут расти на основных средах. Например, кровяной агар и сахарный бульон для стрептококка, сывороточный агар для менингококка и гонококка. Элективные питательные среды применяются для выделения одного какого-либо вида микроорганизма из смеси различных бактерий. Данный вид бактерий растёт на этой среде быстрее и лучше других, опережая их в своем росте; а рост других бактерий задерживается. Например, свёрнутая сыворотка для палочки дифтерии, щелочная пептонная вода для холерного вибриона, желчный бульон для палочек брюшного тифа, солевые среды для стафилококка. Дифференциально-диагностические питательные среды применяются для отличия одних видов бактерий от других на основании их биохимических свойств. В этих средах в качестве основы применяют разнообразные органические и неорганические соединения: питательный бульон или 1% пептонную воду. К ним добавляют углеводы, спирты, мочевину и другие вещества; при расщеплении которых происходит сдвиг рН в кислую (углеводы, спирты, липиды) или щелочную (белки) сторону, что изменяет цвет индикатора, также входящего в состав среды.

Дифференциально-диагностические среды делят на 4 основные группы:

1. Среды, содержащие белки, дающие характерные изменения под действием бактериальных ферментови токсинов (кровь, желатин, молоко и др.); их применяют для определения гемолитических или протеолитических свойств: кровяной агар (КА), среда с желатином, молоко, желточно-солевой агар (ЖСА).

2. Среды, содержащие углеводыили многоатомные спирты и индикаторы:ферментативное расщепление субстрата приводит к сдвигу рН и изменению окраски индикатора. Например, среда Эндо, среда Левина, среда Плоскирева, среды Гисса, среда Олькеницкого.

3. Среды для дифференциации микробов по редуцирующей способности.В эту группу входят среды с красителями, обесцвечивающимися при восстановлении, а также среды с нитратами для определения денитрифицирующей активности бактерий.

4. Среды, включающие вещества, ассимилируемые только определённой группой бактерий.Наиболее распространёнными средами данной группы являются цитратный агар Симмонса и цитратная среда Козера.

Подробнее эти среды описаны в дополнительном материале к занятию 9 (тема: «Ферменты бактерий»).