Классификация и систематика. 2 страница

- Balantidium coli.

Изучение морфологии простейших может производиться в живом состоянии, при этом можно наблюдать их движение. Для исследова­ния в окрашенном виде простая окраска непригодна, так как она не позволяет выявить сложную структуру этих микроорганизмов. Приме­няется метод окраски по Романовскому-Гимза, дифференцирующий от­дельные элементы клетки.

Глава 3. Методы микроскопического исследования микробов.

Методы микроскопического исследования используют для изуче­ния формы и структуры клетки, подвижности микробов.

Микроскопия в световом, оптическом микроскопе.

Световой микроскоп состоит из механической и оптической части. Механическая часть микроскопа - это штатив, состоящий из основания и колонки, к которой прикреплены тубус и предметный столик. В колонке имеются две винтовые системы для установки ту­буса. Макрометрический винт служит для установки на фокус при слабых увеличениях (объектив х 8), а при сильных объективах ( х 40, х 90) - для первоначальной грубой установки. Для более точ­ной установки служит микрометрический винт. Это одна из наиболее хрупких частей микроскопа, и работа с ним требует особой осто­рожности.

Оптическая часть микроскопа состоит из осветительного аппа­рата, объективов и окуляров.

Осветительный аппарат расположен под предметным столиком. В большинстве микроскопов свет отражается от зеркала и, пройдя че­рез линзы конденсора, фокусируется в плоскости препарата. В сов­ременных микроскопах освещение достигается с помощью вмонтиро­ванного в микроскоп источника света.

Объективы представляют собой систему линз в металлической оправе. Передняя (фронтальная) линза - самая маленькая. От нее главным образом зависит увеличение микроскопа. Расположенные за ней линзы называются коррекционными, так как они предназначены для устранения недостатков оптического изображения.

На оправе объективов обозначается создаваемое ими увеличе­ние: х 8, х 40, х 90. Объективы х 8 (малое увеличение) и х 40 - это сухие объективы. При работе с ними между фронтальной линзой объектива и препаратом находится воздух. При этом, вследствие разницы показателей преломления стекла (1,52) и воздуха (1,0), часть световых лучей, проходя через оптически неоднородные сре­ды, рассеивается. При микроскопии с объективами ^х 8 и ^х 40 это не имеет значения. Но микробы настолько малы, что для их иссле­дования необходимо более сильное увеличение, которое дает объек­тив ^х 90. При работе с этим объективом преломление света должно

быть устранено. Для этого между предметным стеклом и линзой по­мещают каплю жидкости, показатель преломления которой равен по­казателю преломления стекла. Более всего для этого подходит кед­ровое масло или его заменители. При микроскопии объектив погру­жают в каплю масла, поэтому объектив называют иммерсионной сис­темой (лат. immercio - погружение), а масло - иммерсионным мас­лом. Иммерсионный объектив требует особо осторожного обращения. Фронтальная линза имеет настолько короткое фокусное расстояние до исследуемого объекта, что опускать объектив нужно медленно, глядя сбоку, чтобы не раздавить препарат, что связано с порчей линзы.

Окуляры имеют две линзы: верхняя называется глазной - ниж­няя - собирательной. Окуляры обозначают по тому увеличению, ко­торое они дают, например: ^х 7, ^х 10, ^х 15. Чем больше увеличе­ние, тем меньше четкость изображения. Окуляр дает увеличение, ничего не добавляя в деталях изображения, данного объективом.

Чтобы определить общее увеличение микроскопа, нужно умно­жить увеличение объектива на увеличение окуляра.

Разрешающая способность светового микроскопа - это наимень­шее расстояние между точками в препарате, которые еще не слива­ются в изображение. Для светового микроскопа эта способность за­висит от длины волны видимого света, и предел разрешения опти­ческого микроскопа равен 0,2 мкм.

Изображение объекта в микроскопе увеличенное и обратное.

Правила микроскопии с иммерсионной системой.

Работать сидя.

Поднять конденсор до уровня предметного столика.

Глядя на верхнюю поверхность конденсора, осветить поле зре­ния.

Установить иммерсионный объектив.

На предметный столик поместить препарат с каплей иммерсион­ного масла.

Глядя сбоку, осторожно опустить тубус с помощью макровинта до соприкосновения объектива с маслом и чуть-чуть погрузить его в масло, не доводя до соприкосновения с предметным стеклом.

Глядя в окуляр, медленно поднимать макровинтом тубус до по­лучения изображения в поле зрения. Не разрешается опускать мак­ровинтом тубус, глядя в окуляр.

Микровинтом, вращая его не более чем вполоборота, найти яс-

ное изображение и рассматривать его. Держать оба глаза открыты­ми. Левой рукой передвигать препарат для общего обозрения. Если предметный столик подвижный, можно для более мелких и точных движений пользоваться боковыми винтами. Правой рукой слегка вра­щать микровинт, чтобы препарат всегда был в фокусе.

После просмотра препарата поднять тубус при помощи макро­винта, снять препарат, установить объектив ^х 8, вытереть мягкой салфеткой масло с иммерсионного объектива.

Микроскопия в темном поле. для микроскопии в темном поле применяются особые конденсоры, у которых центральная часть линзы затемнена, за исключением узкой полоски по периферии. Кроме то­го, боковые поверхности конденсора представляют собой не прямую линию, а параболу. Внутренняя поверхность такого темнопольного параболоид-конденсора зеркальная.

Лучи света попадают в темнопольный конденсор только через узкую полоску по периферии линзы. Затем они отражаются от его зеркальной поверхности и, если в поле зрения нет никакого объек­та, то ни один луч не попадает в объектив. Поле зрения кажется совершенно черным. Если же в поле зрения есть какие-то объекты, например, микробы, то лучи, отраженные от них, попадают в объек­тив, и их можно видеть светящимися на темном фоне (Рис. 4).

Это явление подобно тому, которое наблюдается в комнате с затемненными окнами, когда в косых лучах света, проникающих че­рез щель, видны танцующие пылинки, при обычном освещении невиди­мые (феномен Тиндаля).

За неимением специального темнопольного конденсора можно обычный конденсор превратить в темнопольный, поместив между его линзами кружок черной бумаги, немногим меньше по диаметру линзы конденсора. В таком "приспособленном" конденсоре можно наблюдать достаточно ясно живых светящихся микробов, но поле зрения будет не черным, а серым.

Преимущество микроскопии в темном поле зрения состоит в том, что при этом можно видеть объекты более мелкие. Кроме того, в темном поле зрения лучше наблюдать в живом состоянии такие микробы, как лептоспиры, которые в водной среде не преломляют света и поэтому в проходящем свете совершенно прозрачны.

Фазовоконтрастная микроскопия. Проходя через непрозрачные объекты, такие как окрашенные препараты микроорганизмов, свето­вые волны ослабляют величину амплитуды. Такие изменения, называ-

емые амплитудными, улавливаются человеческим глазом. Поэтому ок­рашенные микробы видны в обычном микроскопе.

Объекты, разные по плотности, но одинаковые по прозрачнос­ти, не меняют амплитуды световых волн, а только изменяют фазу (фазовые объекты). Такие фазовые изменения не улавливаются чело­веческим глазом. Поэтому живые клетки микробов, их структурные элементы в живом состоянии прозрачны для видимого света.

Фазово-контрастный микроскоп превращает фазовые изменения в амплитудные. Поэтому структурные элементы с различной плотностью выглядят как более светлые и более темные. Это позволяет наблю­дать не только фазовые объекты целиком, но и структурные элемен­ты микробов.

Фазово-контрастная микроскопия осуществляется с помощью обычного светового микроскопа, в котором заменяют объективы и конденсор на специальные - фазово-контрастные.

Люминесцентная микроскопия. Люминесценция - это свечение объекта за счет поглощенной световой энергии коротковолновой или ультрафиолетовой части спектра. Большинство микроорганизмов не обладает собственной люминесценцией, поэтому пользуются наведен­ной люминесценцией путем обработки микробов флюорохромами. Чаще всего используют акридин-оранж, аурамин, изоцианат флюоресцеина, которые светятся под влиянием ультрафиолетовых лучей. Некоторые флюорохромы избирательно связываются с определенными структура­ми, такими, как ядро, цитоплазма, включения. Таким образом можно дифференцировать эти структуры.

Препараты, обработанные флюорохромами, микроскопируют в специальных люминесцентных микроскопах, в которых объекты иссле­дуются в ультрафиолетовых лучах.

Люминесцентная микроскопия используется для реакции имму­нофлюоресценции (РИФ). В этой реакции для определения вида мик­робов препарат-мазок из исследуемого материала обрабатывают спе­цифической антисывороткой, соединенной с флюорохромом. Если в материале содержатся микробы, соответствующие антисыворотке, то при микроскопии препарата в люминесцентном микроскопе наблюдает­ся свечение микробов.

Электронная микроскопия. Возможности разрешающей способнос­ти светового микроскопа ограничены не качеством линз, а длиной волны видимого света. В электронном микроскопе вместо световых лучей используется поток электронов. Источником электронов явля-

ется раскаленная вольфрамовая нить. Роль линз в электронном мик­роскопе выполняет круговое магнитное поле, Вначале электроны по­падают в магнитный конденсор и сходятся в одной точке на расс­матриваемый предмет, лежащий в безвоздушной среде на тонкой пленке коллодия. Затем пучок электронов проходит через объектив­ную и проекционные линзы. Наблюдатель видит не поток электронов, а изображение, которое принимается на флуоресцирующий экран или фотографическую пленку. Возникновение изображения на экране обусловлено тем, что различные части исследуемого объекта обла­дают неодинаковой проницаемостью для электоронов. Электроноплот­ные участки выглядят темными, электронопрозрачные - светлыми.

С помощью электронного микроскопа можно наблюдать вирусы, детали морфологии микробов. Используя метод иммуноэлектронной микроскопии (ИЭМ), можно видеть и сфотографировать вирусы с при­соединившимися к ним антигенами.

Глава 4. Физиология микроорганизмов

Как все живые существа, микроорганизмы осуществляют процес­сы питания, дыхания, роста и размножения. В то же время для мик­роорганизмов характерны некоторые особенности, отличающие их от высших организмов. Будучи одноклеточными, микроорганизмы самос­тоятельно осуществляют все жизненные процессы, и регуляция этих процессов заложена в каждой клетке.

Химический состав микроорганизмов

Значительную часть клетки составляет вода - от 70 до 85% от общей массы. Вода служит средой, в которой протекают разнообраз­ные химические процессы микробной клетки. В ней растворяются кристаллоиды, диссоциируют электролиты, формируются коллоиды. Кроме того, сама вода как химический компонент, непосредственно участвует в реакциях гидролиза белков, углеводов и липоидов. Ко­личество воды в клетке постоянно, и это постоянство регулируется цитоплазматической мембраной.

Сухой остаток микробной клетки составляет от 15% до 30%. Из них половина приходится на белки. Это простые белки - протеины и сложные белки - протеиды. Аминокислотный состав белков характе-

рен для различных видов микроорганизмов. Белки входят в состав

ферментов. Белками являются экзотоксины, с которыми связана па­тогенность целого ряда микробов: белками являются многие антиге­ны, с ними связана специфичность микробов.

Нуклеиновые кислоты являются важнейшими компонентами микро­бов. В ДНК зашифрована вся наследственная информация клетки, а РНК участвует в процессах считывания информации, передачи ее на рибосомы и синтеза в них белка - соответственно: матричная РНК (мРНК), рибосомальная РНК (рРНК) и транспортная РНК (тРНК).

Установлено, что состав нуклеотидов ДНК, а именно соотноше­ния гуанин + цитозин / аденин + тимин является стабильным приз­наком. Поэтому его можно использовать для определения таксономи­ческого положения бактерий. Например, у стафилококков процентное содержание Г+Ц=28%-39%, а у сходных с ними микрококков Г+Ц=65%-83%, следовательно, они принадлежат к разным родам.

Липиды у бактерий, не содержащих жировые вещества в виде включений, составляют около 10% сухого остатка. У бактерий, име­ющих особые жировые включения, например, у микобактерий туберку­леза, количество липидов достигает 40%, что обеспечивает этим бактериям устойчивость к кислотам, щелочам, спиртам. В состав липидов входят нейтральные жиры, фосфолипиды и свободные жирные кислоты. Фосфолипиды являются составной частью цитоплазматичес­кой мембраны, принимают участие в транспорте веществ. Липиды входят в состав липополисахарида клеточной стенки грамотрица­тельных бактерий - это их эндотоксин и О-антиген.

Углеводы выполняют в клетке пластическую роль и являются источником энергии, необходимым для обменных процессов. Коли­чество углеводов в клетке непостоянно даже у одной и той же бак­терии (от 10% до 30%) и зависит не только от рода и вида, но и от условий развития микробов. Бактерии содержат моносахариды, дисахариды, полисахариды. У некоторых бактерий полисахаридный антиген настолько специфичен, что позволяет разграничить отдель­ные типы внутри вида. Например, капсульный антиген пневмококков, поверхностный С-антиген стрептококков.

Минеральные вещества микроорганизмов разнообразны, коли­чество и состав их зависит от вида микробов и состава питатель­ной среды. Основные элементы, необходимые для жизнедеятельности клетки - натрий, калий, фосфор, кальций, магний, железо, медь, сера, хлор, кремний. Некоторые металлы - железо, кальций - вхо-

дят в состав ферментов. Фосфор входит в состав аденозинтрифос­форной кислоты, которая является своеобразным аккумулятором энергии. Ионы металлов участвуют в поддержании постоянства осмо­тического давления, реакции среды (pH) в клетке. Реакция цитоп­лазмы слабощелочная. Заряд на поверхности бактерий - отрицатель­ный, у спирохет - положительный. Благодаря одноименному заряду, бактерии в физрастворе образуют равномерно-мутную взвесь. Склеи­вание их между собой и образование хлопьев наблюдается при реак­ции агглютинации, а также при потере поверхностного заряда клет­ки, например, у шероховатых R-форм бактерий.

Метаболизм (обмен веществ) микроорганизмов.

Питание микробов (конструктивный метаболизм).

Как у всего живого, метаболизм микроорганизмов состоит из двух взаимосвязанных, одновременно протекающих, но противополож­ных процессов - анаболизма, или конструктивного метаболизма, и катаболизма, или энергетического метаболизма.

Обмен веществ у микроорганизмов имеет свои особенности.

1)Быстрота и интенсивность обменых процессов. За сутки мик­робная клетка может переработать такое количество питательных веществ, которое превышает ее собственный вес в 30-40 раз.

2)Выраженная приспособляемость к изменяющимся условиям внешней среды.

3)Питание совершается через всю поверхность клетки. Прока­риоты не проглатывают питательные вещества, не переваривают их внутри клетки, а расщепляют их вне клетки с помощью экзофермен­тов до более простых соединений, которые транспортируются в клетку.

Для роста и жизнедеятельности микроорганизмов им необходимо наличие в среде обитания питательных материалов для построения компонентов клетки и источники энергии. Для микробов необходима вода, источники углерода, кислорода, азота, водорода, фосфора, калия, натрия и других элементов. Требуются также микроэлементы: железо, марганец, цинк, медь для синтеза ферментов. Различные виды микробов нуждаются в тех иных факторах роста, таких, как витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания.

В зависимости от способности усваивать органические или не­органические источники углерода и азота микроорганизмы делятся

на две группы - аутотрофов и гетеротрофов.

Аутотрофы (греч. autos - сам, trophic - питающийся) получа­ют углерод из углекислоты (CO₂) или ее солей. Из простых неорга­нических соединений они синтезируют белки, жиры, углеводы, фер­менты.

Гетеротрофы (греч. heteros - другой, trophic - питающийся) используют сложные органические соединения, такие как углеводы, спирты, аминокислоты, органические кислоты. Среди гетеротрофных микроорганизмов различают сапрофитов (греч. sapros - гнилой, phyton - растение) и паразитов. Сапрофиты используют мертвые ор­ганические соединения. Они широко распространены в природе, раз­лагают органические вещества, отбросы, участвуя таким образом в санитарной очистке окружающей среды. Паразиты живут и размножа­ются в тканях человека. животных, растений.

Микробы могут изменять свой тип питания с паразитического на сапрофитный. Их можно культивировать вне организма, на пита­тельных средах. Среди прокариотов исключение составляют риккет­сии и хламидии, которые могут жить только в живых клетках хозяи­на. Их называют строгими, или облигатными паразитами (лат. obli­gatus - обязательный). Облигатными паразитами являются также все вирусы.

Транспорт питательных веществ.

Через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану внутрь клетки прокариотов проникают только небольшие молекулы, поэтому белки, полисахариды и другие биополимеры вначале расщепляются экзоферементами до более простых соединений, которые транспорти­руются внутрь клетки.

Проникновение питательных веществ в клетку происходит с по­мощью различных механизмов.

Пассивная диффузия - вещества поступают в клетку вследствие диффузии по градиенту концентрации, то есть вследствие того, что концентрация вне клетки выше, чем внутри.

Облегченная диффузия - также совершается по градиенту кон­центрации, но с участием ферментов-переносчиков, так называемых пермеаз. Этот фермент присоединяет к себе молекулы вещества на внешней стороне цитоплазматической мембраны и отдает его на внутренней стороне в неизмененном виде. Затем свободный перенос-

чик перемещается снова к наружной стороне мембраны, где связыва­ет новые молекулы вещества. При этом каждая пермеаза переносит какое-то определенное вещество.

Эти два механизма переноса не требуют энергетических затрат. Активный перенос происходит также с участием пермеаз, при-

чем осуществляется против градиента концентрации. Микробная клетка может накопить вещество в концентрации, в тысячи раз превышающих ее во внешней среде. Такой процесс требует затрат энергии, то есть расходуется АТФ.

Транслокация радикалов - это четвертый механизм передачи веществ. Это активный перенос химически измененных молекул, с участием пермеаз. Например, такое простое вещество, как глюкоза, переносится в фосфорилированном виде.

Выход веществ из бактериальной клетки происходит путем пас­сивной диффузии или путем облегченной диффузии с участием перме­аз.

Ферменты

Ферменты - катализаторы биологических процессов. Характер­ным свойством ферментов является их специфичность. Каждый фер­мент участвует только в определенной реакции с определенным хи­мическим соединением.

Ферменты, которые выделяются бактериальной клеткой в окру­жающую среду и осуществляют внеклеточное переваривание, называ­ются экзоферментами. К экзоферментам относится также бета-лакта­маза, которая разрушает пенициллин и другие бета-лактамные анти­биотики, защищая бактерии от их действия.

Эндоферменты участвуют в процессах метаболизма внутри клет­ки.

Многие патогенные бактерии, кроме ферментов обмена, выделя­ют ферменты, являющиеся факторами вирулентности. Например, такие ферменты, как гиалуронидаза, коллагеназа, дезоксирибонуклеаза, нейраминидаза способствуют продвижению и распространению пато­генного микроба в организме.

Способность бактерий продуцировать определенные ферменты - признак настолько постоянный, что его используют для идентифика­ции, то есть определения вида бактерий. Определяют сахаролити­ческие свойства (ферментацию углеводов) и протеолитические

свойства (ферментацию белков и пептона).

Для микробов характерна высокая ферментативная активность. Это используется в промышленности. В медицине находят применение такие лечебные средства, как стрептокиназа (фибринолизин стреп­тококков), террилитин (протеаза Aspergillus terricola). Ферменты микробного происхождения - липазы и протеазы, входящие в состав моющих средств и стиральных порошков, расщепляют белковые и жи­ровые загрязнения до воднорастворимых веществ, которые легко смываются водой.

Биологическое окисление (энергетический метаболизм).

Процесс биологического окисления дает энергию, необходимую для жизни клетки. Сущность процесса заключается в последователь­ном окислении субстратов с постепенным освобождением энергии. Энергия запасается в молекулах АТФ.

Окислению подвергаются углеводы, спирты, органические кис­лоты, жиры и другие вещества. Но для большинства микроорганизмов источником энергии служат гексозы, в частности, глюкоза.

У микроорганизмов существует два типа биологического окис­ления: аэробный и анаэробный.

При аэробном типе дыхания участвует кислород, и этот про­цесс называется дыханием в строгом смысле слова.

При анаэробном типе биологического окисления освобождение энергии из органических молекул происходит без участия кислорода и называется брожением.

Начальный этап анаэробного расщепления глюкозы с образова­нием пировиноградной кислоты (ПВК) происходит одинаково. Эта кислота является тем центральным пунктом, от которого расходятся пути дыхания и многих видов брожений.

При аэробном типе дыхания пировиноградная кислота вступает в цикл трикарбоновых кислот. Водород ПВК поступает в дыхательную цепь. Это цепь окислительных ферментов (цитохромы и цитохромок­сидаза). По цепи цитохромов передается водород и присоединяется к активированному под действием цитохромоксидазы кислороду с об­разованием воды. Конечные продукты аэробного окисления глюкозы - диоксид углерода (углекислота) и вода. В процессе дыхания на од­ну молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ.

При анаэробном типе биологического окисления энергия обра-

зуется в результате брожений. При спиртовом брожении ПВК превра­щается в конечном итоге в спирт и углекислоту. Конечным продук­том молочнокислого брожения является молочная кислота, масляно­кислого брожения - масляная кислота. При процессах брожения на одну молекулу глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ.

Микробную природу брожений впервые открыл и доказал Пастер. Изучая маслянокислое брожение, Пастер впервые столкнулся с воз­можностью жизни без кислорода, то есть с анаэробиозом. Он также установил явление, которое впоследствии было названо "эффектом Пастера": прекращение процесса брожения при широком доступе кис­лорода.

Анаэробиоз существует только среди прокариотов. Все микро­организмы по типу дыхания делятся на следующие группы: аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы.

Облигатные аэробы размножаются только при наличии свободно­го кислорода. К ним можно отнести микобактерии туберкулеза, хо­лерный вибрион, чудесную палочку.

Облигатные или строгие анаэробы получают энергию при от­сутствии доступа кислорода. Они имеют неполный набор окислитель­но-восстановительных ферментов, у них нет цитохромной системы, поэтому у них не происходит полного окисления субстрата (глюко­зы) до конечных продуктов - СО₂ и Н₂О. Более того, в присутствии свободного кислорода образуются токсические соединения: перекись водорода Н₂О₂ и свободный перекисный радикал кислорода О₂^-. Аэ­робы при этом не погибают, так как продуцируют ферменты, разру­шающие эти токсические соединения (супероксиддисмутазу и катала­зу). Спорообразующие анаэробы в этих условиях прекращают размно­жение и превращаются в споры. Неспорообразующие анаэробы погиба­ют даже при кратковременном контакте с кислородом.

К облигатным спорообразующим анаэробам относятся клостридии столбняка, ботулизма, анаэробной раневой инфекции; к неспорооб­разующим анаэробам - бактероиды, пептобактерии, бифидумбактерии.

Большинство патогенных бактерий - факультативные (условные) анаэробы, например, энтеробактерии. Они имеют полный набор фер­ментов и при широком доступе кислорода окисляют глюкозу до ко­нечных продуктов; при низком содержании кислорода они вызывают брожение.

Микроаэрофилы размножаются в присутствии небольших коли­честв кислорода. Например, кампилобактеры могут размножаться при

3-6% кислорода.

Рост и размножение микроорганизмов.

Термином "рост" обозначают увеличение размеров отдельной особи, а "размножение" - увеличение числа особей в популяции.

Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования. У грамположительных бактерий из клеточной стенки и цитоплазматической мембраны образуется перегородка, врастающая внутрь. У грамотрицательных бактерий образуется пере­тяжка, и затем происходит разделение клетки на две особи.

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромо­сомы по полуконсервативному типу. При этом двуспиральная цепь ДНК рскручивается, каждая нить достраивается комплементарной нитью, в результате каждая дочерняя клетка получает одну мате­ринскую нить и одну вновь образованную.

Быстрота размножения разных видов бактерий различна. Боль­шинство бактерий делятся каждые 15-30 минут. Микобактерии тубер­кулеза делятся медленно - один раз за 18 часов, спирохеты - один раз за 10 часов.

Если посеять бактерии в жидкую питательную среду определен­ного объема и затем каждый час брать пробу и определять коли­чество живых бактерий в такой замкнутой среде и составить гра­фик, на котором по оси абсцисс откладывать время в часах, а по оси ординат логарифм количества живых бактерий, то получим кри­вую роста бактерий. Рост бактерий подразделяют на несколько фаз (Рис. 5):

1)латентная фаза (лаг-фаза) - бактерии адаптируются к пита­тельной среде, количество их не увеличивается;

2)фаза логарифмического роста - количество бактерий увели­чивается в геометрической прогрессии;

3)фаза стационарного роста, во время которой число вновь образованных бактерий уравнивается числом погибших, и количество живых бактерий остается постоянным, достигая максимального уров­ня. Это М-концентрация - величина, характерная для каждого вида бактерий;

4)фаза отмирания, когда число отмирающих клеток начинает преобладать над числом жизнеспособных бактерий вследствие накоп­ления продуктов метаболизма и истощения среды.

Культура бактерий в такой замкнутой несменяющейся среде на­зывается периодической. Если же в засеянный объем непрерывно по­дают свежую питательную среду и удаляют такое же количество жид­кости, то такую культуру называют непрерывной. Количество живых бактерий в такой культуре будет постоянно в М-концентрации. Неп­рерывное культивирование применяют в микробиологической промыш­ленности.

Образование микробами пигментов, ароматических веществ.

Светящиеся микроорганизмы.

Некоторые виды микробов вырабатывают красящие вещества - пигменты. Если пигмент растворим в воде, то окрашенными предс­тавляются и колонии микробов, и питательная среда. Например, си­ний пигмент, выделяемый синегнойной палочкой (Pseudomonas aЙru­ginosa), окрашивает среду в синий цвет. Пигменты, растворимые в органических растворителях, но нерастворимые в воде, не окраши­вают питательную среду. Такой пигмент красного цвета, так назы­ваемый продигиозан, растворимый в спирте, выделяет чудесная па­лочка (Serratia marcescens). К этой же группе относятся пигменты желтого, оранжевого, красного цвета, характерные для кокковой воздушной микрофлоры. У некоторых видов микробов пигменты нас­только прочно связаны с протоплазмой клетки, что не растворяются ни в воде, ни в органических растворителях. Среди патогенных бактерий такие пигменты золотистого, палевого, лимонно-желтого цвета образуют стафилококки.

Цвет пигмента используется для определения вида бактерий.

Некоторые микроорганизмы в процессе метаболизма вырабатыва­ют ароматические вещества. Например, для синегнойной палочки ха­рактерен запах жасмина. Характерный запах сыров, сливочного мас­ла, особый "букет" вина объясняется жизнедеятельностью микробов, которые используются для производства этих продуктов.

Свечение (люминесценция) микробов происходит в результате освобождения энергии при биологическом окислении субстрата. Све­чение бывает тем интенсивнее, чем сильнее приток кислорода. Све­тящиеся бактерии были названы фотобактериями. Они придают свече­ние чешуе рыб в море, грибам, гниющим деревьям, пищевым продук­там, на поверхности которых размножаются. Свечение может наблю­даться при низких температурах, например, в холодильнике. Пато-

генных для человека среди фотогенных бактерий не установлено.

Свечение пищевых продуктов, вызванное бактериями, не приводит к их порче, и даже может свидетельствовать о том, что в этих про­дуктах не происходит гниения, поскольку прекращается при разви­тии гнилостных микроорганизмов.

Глава 5. Методы культивирования микроорганизмов. Изучение культуральных и биохимических свойств.

Культивирование, то есть выращивание микроорганизмов в ла­боратории, применяется для изучения их свойств и для получения биомассы. Бактерии, грибы, актиномицеты, спирохеты и некоторые простейшие культивируются на питательных средах. Хламидии, рик­кетсии, вирусы и некоторые простейшие способны размножаться только в организме животного или в живых клетках.