Дихання бактерій. Аеробний та анаеробний типи дихання. Ферменти та структури клітини, що беруть участь в процесі дихання. Методи вирощування анаеробних бактерій
Класифікація бактерій за типом дихання:
1) Аероби – використовують як кінцевий акцептор кисень
облігатні – парціальний тиск кисню 20%
мікроаерофіли – парціальний тиск кисню 5%
2) Анаероби – використовують сульфати, карбонати, нітрати, піруват
факультативні – можуть використовувати кисень
облігатні – гинуть в кисневих умовах
Аеробні бактерії в процесі дихання окислюють різні органічні сполуки. При повному окисленні молекули глюкози вивільнюється певна кількість калорій тепла. При неповному окисленні вивільнюється відповідно ступеню окислення менша кількість енергії.
Інтенсивність процесів аеробного дихання залежить від віку культури, температури і поживних субстратів. Посилене дихання і прискорений обмін речовин пов’язані зі швидкістю поділу клітин, з підвищенням синтезу білка в клітині, що призводить до посилення відновних властивостей середовища, у якому розвиваються мікроби.
Дихання у анаеробів - шляхом ферментації субстрату с утворенням невеликої кількості енергії. До анаеробних процесів належать спиртове бродіння, молочнокисле бродіння, маслянокисле бродіння. Анаероби ферментують здебільшого без азотисті сполуки, викликаючи бродіння. Між аеробним і анаеробними типами дихання немає чіткої межі. Дихання бактерій проходить за участю ферментів оксидаз і дегідраз, яким притаманна виражена специфічність.
Способи створення анаеробних умов:
Анаеростат – апарат, з якого відкачують повітря і заповнюють інертним газом
Хімічний спосіб – культивування в ексикаторі з поглиначами кисню (лужний р-н пірогалолу)
Газовий пакет з регенератором
Біологічний спосіб – одночасне культивування в герметизованій чашці Петрі облігатних аеробів з анаеробами
Культивування в товщі середовища
Методи вирощування анаеробних бактерій
Для культивування анаеробів потрібно створити знижений парціальний вміст кисню в середовищі чи повітрі , з яким воно межує, що досягається декількома способами.
1. Посів анаеробної культури уколом в високий стовпчик цукрового агару. Це найбільш простий спосіб.
2. Додавання в середовище редукуючи речовин. Найчастіше застосовується середовище Кітта-Тароцці: бульйон з 0,5% глюкозою і шматочками свіжих органів тварин(чи з м’ясним фаршем). Шматочки органів, а також глюкоза володіє редукуючи ми властивостями. Середовище зверху заливають шаром масла.
Поживні середовища перед посівом анаеробів «регенерують», кип’ятять для видалення кисню. Після посіву їх заливають зверху шаром парафінового чи вазелінового масла для відокремлення від атмосферного повітря.
3. Видалення повітря. Із середовища механічним шляхом. Для цього використовують анаеростати, з яких повітря викачується насосом.
4. Заміна повітря індиферентним газом. таким газом , наприклад, є водень, який отримують в апараті Кіппа і через приєднану трубку надходить в посудину, де знаходяться посіви анаеробів, витісняючи повітря з киснем.
5. Механічний захист від кисню повітря. Зручний спосіб Віняля-Вейона: беруть скляну трубку довжиною близько 30см і шириною 3-6мм. Один кінець її витягують в капіляр, а з іншого роблять перетяжку і вставляють ватну пробку; засівають в розтоплений агар досліджуваний матеріал, перемішують середовище і потім засипають агар в стерильну трубку. Потім запаюють капіляр і трубку поміщають в термостат. В середовищі виростають видимі ззовні колонії бактерій, які можна дістати, розпилявши трубку.
6. Хімічне поглинання кисню, наприклад основним розчином пірогалолу (10% розчин основи і пірогалолу) в особливих пристроях.
7. Біологічний метод – комбінований посів культури анаеробів і аеробів (способом Фортнера). Посів виконують на чашку з товстим шаром кров’яного агару, розподіленого навпіл вирізаною посередині чашки, прокаленим стерильним скальпелем, невеликою межею. На одній половині агару роблять посів культури аероба, на іншій – посів культури анаероба. Чашку обмащують парафіном і поміщають в термостат. Спочатку відбувається ріст аеробів. Коли вони в достатній мірі вичерпаються з чаші кисень, починається ріст анаеробів.