Las vacas son grandes microorganismos

La estructura general de una célula bacteriana

1. La pared celular

está ubicada en la superficie de la célula y está cerca de la membrana celular en su interior.

Capa de estructura celular resistente y ligeramente elástica.

Métodos para confirmar la existencia de pared celular:

(1) Observación directa de cortes bacterianos ultrafinos con un microscopio electrónico:

(2) Separar el material de la pared celular y se tiñe adecuadamente, la pared celular se puede ver bajo un microscopio óptico;

(3) Después de romper las células mecánicamente, se aísla la pared celular pura.

(4) Preparar protoplastos y observar los cambios morfológicos de las células

Función de la pared celular:

(1) Fijar la forma de las células y mejorar la resistencia mecánica; p>

p>

(2) Es necesario para el crecimiento celular, la división y el movimiento flagelar.

(3) Barrera de permeabilidad, evitando proteínas enzimáticas, algunos antibióticos y otras moléculas grandes (moleculares); peso superior a 800) entren en las células, protegiendo a las células de sustancias nocivas como las enzimas digestivas y la penicilina;

(4) La base material de la antigenicidad, patogenicidad y sensibilidad bacterianas específicas a los antibióticos y fagos;

Tinción de Gram y pared celular;

Pared celular de bacterias Gram-positivas: peptidoglicano, fosfato de ácido murámico

El peptidoglicano también se llama mucina y proteínas de la pared celular o complejos de mucina , son componentes únicos de las paredes celulares eubacterianas.

Características: Gran espesor (20 ~ 80 nanómetros)

Composición química simple, que generalmente solo contiene 90% de peptidoglicano y 10% de fosfato de ácido murámico.

Ácido fosfórico: componente químico único en la pared celular de las bacterias Gram-positivas. El componente principal es el glicerol fosfato o ribitol fosfato.

Principales funciones fisiológicas:

1. La pared celular forma un ambiente cargado negativamente, que mejora la absorción de cationes divalentes por parte de la membrana celular, especialmente Mg2+ de alta concentración. Es muy importante mantener la rigidez de la membrana y aumentar la actividad de las sintasas exigentes de Mg2+ en la membrana celular.

2. Almacena fósforo;

3. Mejora la adhesión de ciertas bacterias patógenas a las células huésped, evita la fagocitación por los glóbulos blancos y tiene efectos anticomplemento. >

4. La base material de antígenos de superficie específicos de bacterias Gram-positivas (puede usarse como base para la clasificación e identificación de bacterias)

5. utilizado como base para la clasificación e identificación bacteriana) Base)

6. Puede regular la actividad de la autolisina en las células y evitar que las células mueran debido a la autólisis.

Bacterias defectuosas de la pared celular:

(1) Bacterias tipo L: Las bacterias mutan espontáneamente bajo determinadas condiciones ambientales (laboratorio o huésped).

Se forman variantes defectuosas de la pared celular genéticamente estables.

Características:

No existe una pared celular completa y resistente, y las células son polimórficas;

Algunas pueden pasar a través de filtros bacterianos, por eso también se llaman "bacterias filtrantes";

Sensibles a la ósmosis, formando "huevos fritos" en medios sólidos.

Colonias pequeñas (diámetro aproximado 0,65438±0 mm);

(2) Protoplastos

Características:

Responsivo a las condiciones ambientales Sensible a los cambios, la baja presión osmótica, la oscilación, la centrifugación e incluso la ventilación pueden provocar fácilmente su ruptura;

Algunos protoplastos tienen flagelos, pero no pueden moverse y no están infectados por el fago correspondiente;

En condiciones adecuadas (como un medio de cultivo hipertónico), puede crecer y reproducirse, formar colonias y esporas. Vuelve a la estructura normal de la pared celular. En comparación con las bacterias normales con paredes celulares, es más fácil introducir material genético exógeno y es un buen material experimental para estudiar las leyes genéticas y el movimiento del protoplasma.

(3) Esferas

Utilice el mismo método anterior para obtener esferas con partes residuales de la pared celular (capa de pared exterior) después del tratamiento con bacterias Gram-negativas. En comparación con los protoplastos, tiene cierta resistencia al ambiente externo y puede crecer en medios de cultivo ordinarios.

(4) Micoplasma

Los procariotas sin pared celular se forman durante el proceso de evolución a largo plazo y se adaptan a las condiciones de vida naturales.

2. Membrana celular

Funciones fisiológicas:

①Controlar selectivamente el transporte de nutrientes y metabolitos dentro y fuera de la célula;

②Sí. Barrera para mantener la presión osmótica intracelular normal;

③Una base importante para la síntesis de diversos componentes de las paredes celulares y azúcares (peptidoglicano, ácido fosfomuramico, LPS, polisacárido capsular, etc.). );

④La membrana contiene enzimas para el metabolismo energético como la fosforilación oxidativa o fosforilación fotosintética, que es el sitio de producción de la célula;

⑤Es el sitio donde se encuentra la matriz del flagelo ​​plantado, y es también donde rota el flagelo Partes que suministran energía;

3 Citoplasma y contenido

Concepto: El citoplasma es todo material translúcido, gelatinoso y granular rodeado de plasma. membrana, excepto el área nuclear. El contenido de humedad ronda el 80%.

Los principales componentes del citoplasma son los ribosomas, cuerpos de almacenamiento, diversas enzimas y metabolitos intermedios, plásmidos, diversos nutrientes y macromoléculas, etc. Algunas bacterias también tienen tilacoides, carboxisomas, burbujas o cristales de parasporas.

Materia oculta

Es una partícula de precipitado insoluble formada por acumulación de diferentes componentes químicos. Su función principal es almacenar nutrientes.

1. Ácido poli-β-hidroxibutírico

Almacenamiento de fuentes de carbono lipídico. No es tóxico, es plástico y fácilmente degradable, y se considera una buena materia prima para la producción de plásticos médicos y plásticos biodegradables.

2. Almacenamiento de polisacáridos:

En las eubacterias, el azúcar es la fuente más común.

Las partículas de glucógeno son pequeñas y requieren observación con microscopía electrónica sin tinción. Se tiñe de marrón con una solución de yodo y se puede observar que algunas bacterias acumulan gránulos de almidón bajo un microscopio óptico, que se tiñe de azul oscuro con una solución de yodo.

3. Heterocromatina:

El tamaño de partícula es de 0,5 ~ 1,0 micras y es un polímero de ácido metafosfórico inorgánico.

Generalmente se forma en un ambiente rico en fósforo.

Su función es almacenar fósforo y energía y reducir la presión osmótica de las células.

4. Ficocianina:

Es una fuente de almacenamiento de nitrógeno endógeno y también tiene la función de almacenar energía.

Suele encontrarse en las cianobacterias.

5. Partículas de azufre:

Muchas eubacterias suelen implicar la oxidación de sulfuros reductores como el H2S y el tiosulfato a la hora de llevar a cabo el metabolismo productivo o la biosíntesis.

Cuando el azufre reducido está presente en grandes cantidades en el medio ambiente, el azufre suele acumularse en las células en forma de partículas de azufre altamente refractivas.

Cuando falta azufre reducido en el medio ambiente, este puede ser reutilizado por las bacterias.

Características y funciones fisiológicas del almacenamiento microbiano;

1. Diferentes microorganismos almacenan diferentes contenidos (por ejemplo, el Clostridium anaeróbico solo contiene PHB y Escherichia coli solo almacena glucógeno, pero algo de luz y bacterias).

2. Un método para regular la utilización racional de nutrientes por parte de los microorganismos. Cuando la energía ambiental es insuficiente y las fuentes de carbono son abundantes, se almacenan más contenidos de fuentes de carbono en las células, llegando incluso al 50% del peso seco de las células. Si estas células se trasplantan a un medio que contiene nitrógeno, estas reservas se utilizarán como fuente de carbono y energía para reacciones sintéticas.

3. El almacenamiento existe en forma de polímeros, lo que es útil para mantener el equilibrio del entorno intracelular y evitar el daño de un pH y una presión osmótica inadecuados. (Por ejemplo, las moléculas de ácido hidroxibutírico son ácidas, pero cuando se polimerizan en ácido poliβ-hidroxibutírico (PHB), se convierten en ácidos grasos neutros, manteniendo así un ambiente neutro dentro de la célula y evitando cambios ácidos en las bacterias. Aumentar).

4. Las sustancias almacenadas se acumulan en una gran cantidad de células bacterianas y pueden ser utilizadas por los humanos.

Magnetosomas

Las células bacterianas magnetotacticas contienen partículas de Fe3O4 de tamaño uniforme y diferente número, que están envueltas por membranas de fosfolípidos, proteínas o glicoproteínas.

La función es la de guía, es decir, nadar a través del flagelo hasta el entorno microaeróbico de la interfaz barro-agua que resulta más beneficioso para las bacterias.

Las perspectivas prácticas incluyen la producción de fármacos o anticuerpos dirigidos magnéticamente y la fabricación de biosensores.

Carboxisomas

Inclusiones poligonales o hexagonales en algunas células bacterianas autótrofas

Su tamaño es similar al de los fagos. Juega un papel clave en la fijación de CO2.

Burbujas

Inclusiones vesiculares llenas de aire en muchas bacterias acuáticas fotosintéticas y no flageladas.

Función: Ajusta la gravedad específica de las células para que floten en la capa de agua óptima para obtener energía luminosa, O2 y nutrientes.

Cromatosomas

La parte donde la luz interactúa con las bacterias equivalente a los cloroplastos de las plantas verdes.

Ribosomas

Plástidos

El material genético extracromosómico de las bacterias es material genético innecesario de las células bacterianas y puede estar libre o integrado en el cromosoma.

Estructura especial de las células bacterianas

1. Esporas

Concepto: Algunas bacterias forman cuerpos latentes de paredes gruesas, redondos u ovalados, con un contenido de agua extremadamente bajo. y la resistencia fuerte se llaman esporas.

Características de las esporas bacterianas:

Si las formas de vida más resistentes de todo el mundo biológico pueden eliminar las esporas es el indicador más importante para medir diversos métodos de desinfección y esterilización.

Las esporas son cuerpos latentes de bacterias que pueden transformarse nuevamente en células vegetativas en las condiciones adecuadas. Las bacterias formadoras de esporas suelen almacenarse con sus esporas.

Las bacterias formadoras de esporas son en su mayoría bacilos y algunos cocos. La presencia, forma, tamaño y ubicación de las esporas son indicadores importantes para la clasificación e identificación de bacterias.

La composición química de las esporas es muy diferente a la de las células vegetativas y se observa fácilmente al microscopio óptico. (Observación directa con microscopio de contraste de fases; tinción de esporas)

Cristales de parosporas

Características: Insoluble en agua, insensible a la proteasa; fácilmente soluble en disolventes alcalinos;

Los cristales parasporales son tóxicos para más de 200 especies de insectos, especialmente las larvas de insectos lepidópteros. Por lo tanto, estas bacterias que producen cristales parasporales se pueden convertir en biopesticidas beneficiosos para la protección del medio ambiente: las bacterias.

2. Capa de azúcar

Sustancia gelatinosa de espesor incierto que recubre las paredes celulares de algunas bacterias.

El azúcar se puede subdividir en cápsulas, capas mucosas de microcápsulas y micelas bacterianas según sus capas fijas y espesores.

Características

(1) Los componentes principales son polisacáridos, péptidos o proteínas, especialmente polisacáridos. Después de una tinción especial de la membrana, especialmente una tinción negativa (también conocida como tinción de fondo), su presencia se puede observar claramente bajo un microscopio óptico.

(2) La producción de cobertura de azúcar es la característica genética de los microorganismos, y sus características de colonia y reacciones serológicas son uno de los indicadores para la clasificación e identificación bacteriana.

(3) La cápsula no es una estructura necesaria para la vida celular, pero sí beneficiosa para la supervivencia de las bacterias en el medio ambiente. (Prevención de la invasión de fagos y el suministro de nutrientes en condiciones adversas.

(4) La capa de azúcar bacteriana está relacionada con la patogenicidad de las bacterias patógenas.

(5) La capa de azúcar bacteriana favorece la autotrofia Las azotobacterias fijan nitrógeno en condiciones aeróbicas

3. Flagelos

Concepto: De uno a docenas de apéndices espirales largos y filamentosos adheridos a la superficie de algunas células bacterianas. La función es promover el movimiento bacteriano. el "órgano de movimiento" de las bacterias.

Cómo observar y juzgar los flagelos bacterianos

Observación directa con un microscopio electrónico

Observar bajo un microscopio óptico: Flagelo. tinción y microscopía de campo oscuro.

Desde la perspectiva de las características del cultivo: punción semisólida, morfología de la colonia (césped bacteriano)

Los flagelos crecen extendiéndose en la parte superior >

. La característica de los flagelos que promueven el movimiento bacteriano;

(1) Velocidad

La velocidad promedio está en el rango de 20 ~ 80 μm por segundo, y la velocidad máxima puede alcanzar los 100 μm por segundo ( alcanzando 3000 veces la longitud del cuerpo por minuto), superando la velocidad del animal más rápido en tierra (1500 veces la longitud del cuerpo por minuto o 110 kilómetros por hora)

(2) Modo

Bacterias Empujando hacia adelante en línea recta,

realizando un corto movimiento de giro en forma de salto mortal

(3) Movimiento de evitación de las bacterias

La función del flagelo es el movimiento. Esta es la forma más eficaz que tienen los procariotas de conseguir el tropismo

4. Pili

Apéndices proteicos delgados, huecos, cortos y rectos que crecen en la superficie. de bacterias y tienen la capacidad de unirse a las bacterias. La función de adherirse a la superficie de los objetos.

Cada bacteria tiene alrededor de 250 a 300 pili. Los patógenos Gram negativos son la mayoría de las bacterias que tienen pili. puede adherirse firmemente a las membranas mucosas del tracto respiratorio, tracto digestivo, tracto urogenital, etc. del huésped, y colonizar aún más y causar enfermedades.

La estructura y composición de los pelos sexuales son las mismas que las de los pili. , pero más largo que pili, con solo uno o al menos unos pocos.

El vello sexual se encuentra comúnmente en cepas masculinas de bacterias Gram-negativas (es decir, bacterias donantes), y su función es transferir material genético a cepas femeninas (es decir, bacterias receptoras). Algunos pelos sexuales son receptores de adsorción específicos para bacteriófagos de ARN.

Actinobacterias

Concepto

Tienen hifas ramificadas, la forma de la colonia es similar al moho y se reproducen con esporas.

Las actinobacterias son un tipo de microorganismos procarióticos con micelio, reproducción de esporas y tinción Gram-positiva, y pertenecen a la categoría de las eubacterias.

Forma y estructura

Células individuales, compuestas en su mayoría por hifas bien ramificadas.

El diámetro del micelio es similar al del Bacillus, alrededor de 65438±; 0mm ;

Los componentes de la pared celular son similares a los de las bacterias, y la tinción de Gram es positiva (algunas son negativas);

La estructura de la célula es básicamente la misma que el de las bacterias.

Según su morfología y función se puede dividir en tres tipos: tipo vegetativo, tipo productor de gas y tipo esporal.

Modo de reproducción

1. Esporas asexuales

2. Ruptura micelial: Se observa comúnmente en cultivos líquidos y reproducción a gran escala de actinomicetos durante la fermentación industrial para producir antibióticos. .

Las esporas bacterianas están latentes, mientras que las esporas de actinomicetos son propágulas.

Morfología de las colonias

1. Cepas que pueden producir un gran número de ramas e hifas aéreas (como Streptomyces)

Las colonias tienen una textura densa y son estrechamente combinado con el medio de cultivo, pequeño pero no disperso, no es fácil de revolver o romper después de revolver.

2. Bacterias que no pueden producir una gran cantidad de micelio (como la Nocardia)

Tienen poca adherencia, son polvorientas y se aplastan fácilmente al recogerlas con una aguja.

Características de distribución y su relación con el ser humano

Los actinomicetos suelen existir en la naturaleza en forma de esporas o hifas, la mayoría de las cuales se encuentran en el suelo. Sus metabolitos hacen que el suelo tenga un carácter especial. olor a barro.

Puede producir una gran cantidad de diversos antibióticos (90% producidos por Streptomyces)

Algunos actinomicetos pueden usarse para producir vitaminas y enzimas, además, también se usan en la conversión de esteroides; , desparafinado de petróleo, fermentación de hidrocarburos, tratamiento de aguas residuales, etc.

Un pequeño número de actinomicetos parásitos pueden causar enfermedades en humanos, animales (como infecciones de la piel, cerebro, pulmones y pies) y plantas (como la sarna de la patata y la remolacha azucarera).

Patógenos como la fiebre tifoidea

1. Concepto

Es un microorganismo procariótico con un tamaño entre bacterias y virus comunes en muchos aspectos similar a las bacterias. , viven en células vivas obligadas.

2. Características

1) Algunos atributos son similares a los virus.

El sistema enzimático del cuerpo está incompleto y algunos nutrientes necesarios deben obtenerse de las células huésped.

La membrana celular es más laxa que la de las bacterias comunes: la membrana permeable lo permite; obtenerlas fácilmente de las células huésped. Las células adquieren sustancias macromoleculares, pero esto también determina que morirán fácilmente una vez que abandonen la célula huésped.

2) Un estilo de vida especial de un anfitrión a otro.

Mycoplasma

1, concepto

También conocido como Bacteroidetes, es un microorganismo procariótico entre las bacterias generales y las rickettsias.

2. Características

1) No hay pared celular, solo membrana celular, y la forma celular es cambiante.

2) Los individuos son pequeños y pueden atravesar filtros bacterianos. Alguna vez se pensó que era el organismo celular más pequeño capaz de sobrevivir de forma independiente.

3) Se puede realizar cultivo artificial, pero los requerimientos nutricionales son estrictos, y las colonias son diminutas, con la típica forma de "huevo escalfado frito"

4) Algunos micoplasmas; Puede causar enfermedades en humanos, ganado y aves de corral y enfermedades de cultivos.

5) Cuando se utilizan células de tejido vivo para cultivar virus o células de tejido in vitro, a menudo están contaminadas por micoplasma

Clamidia

1, concepto<; /p>

Entre la rickettsia y los virus, ésta puede atravesar la filtración bacteriana y parasitar en células vivas específicas.

2. Características

1) La estructura celular es similar a la de las bacterias.

2) Las células son esféricas u ovaladas, con un diámetro de 0,2-0,3; mm, y puede pasar a través de filtros bacterianos;

3) Parasitismo intracelular obligado (la clamidia tiene cierta actividad metabólica y puede realizar una síntesis limitada de macromoléculas, pero carece de un sistema de producción de energía y debe depender del huésped para obtener ATP, por eso también se le llama "parásito energético");

4) El crecimiento y la reproducción en las células huésped tienen un ciclo de vida único, es decir, existen dos formas de protozoos y protozoos.

5) La clamidia es ampliamente parasitaria en humanos, mamíferos y aves, y algunas son patógenas (Chlamydia trachomatis).

6) La clamidia no es resistente al calor, 60 grados por 10; minutos Se puede inactivar pero no teme a las bajas temperaturas y se puede almacenar durante muchos años después de la liofilización. Sensible a eritromicina, cloranfenicol y tetraciclina.

Cianobacterias

1. Concepto

También conocidas como cianobacterias o algas verdiazules, son un tipo de bacterias que contienen clorofila a y pueden utilizar el agua como un donante de hidrógeno y un donante de electrones, bacterias fotosintéticas que convierten la energía luminosa en energía química mediante la fotosíntesis y asimilan el CO2 en materia orgánica.

2. Características

1) Amplia distribución.

2) Las formas varían ampliamente, incluyendo esféricas, en forma de bastón, filamentosas, etc.

3) Las células contienen clorofila A, que se utiliza para la fotosíntesis generadora de oxígeno.

4) Tiene una estructura celular típica de los procariotas: la membrana nuclear no sufre mitosis y; la pared celular contiene ácido murámico.

Y ácido diaminopimélico, tinción de Gram negativa.

5) La nutrición es extremadamente simple y no requiere vitaminas. Utiliza nitrato o amoníaco como fuente de nitrógeno. La mayoría de ellos pueden fijar nitrógeno, por lo que las células extrañas son donde se fija el nitrógeno.

6) Secreta capa mucosa, cápsula o forma vaina, por lo que tiene una fuerte resistencia a la sequía.

7) No tiene flagelo, pero puede deslizarse sobre superficies sólidas para evitar la luz.

8) Muchas especies tienen burbujas de aire en su citoplasma que permiten a las bacterias flotar y permanecer en la luz más abundante para la fotosíntesis.

Protozoo

1, concepto

Es un eucariota unicelular. La estructura celular es compleja. Ampliamente distribuidos, la mayoría de los nutrientes son fagocitosis y algunos tienen fotosíntesis.

2. Estructura morfológica

1. Morfología individual

Las formas son diversas y los tamaños varían mucho.

2. Estructura celular

Además de las estructuras convencionales, también existen algunas estructuras con funciones especiales.

Flagelos y cilios (9+2)

3. Modo de reproducción

1, reproducción asexual

(1) Brotación ( 2) Fisión

2. Reproducción sexual

Matrimonio entre personas del mismo sexo; reproducción combinada

Virus

1, función

1) No tiene estructura celular y tiene las características de macromoléculas químicas generales. (Por ejemplo, algunos virus simples sólo constan de ácido nucleico y una cubierta proteica, por lo que pueden considerarse moléculas de nucleoproteína).

2) Los virus contienen un solo tipo de ácido nucleico, ADN o ARN. (Los priones incluso están compuestos únicamente de proteínas)

3) La mayoría de los virus no tienen enzimas o el sistema enzimático es extremadamente incompleto y no contiene enzimas que catalicen el metabolismo energético, por lo que no pueden llevar a cabo un metabolismo independiente.

4) Intraparasitismo estricto en células vivas, sin ribosomas propios, sin crecimiento individual y sin dicotomía. Necesita depender de la célula huésped para replicar su propio ácido nucleico para formar descendencia.

5) Los individuos son tan pequeños que sólo pueden verse bajo un microscopio electrónico.

6) No es sensible a la mayoría de los antibióticos, pero sí al interferón. (Por ejemplo, la rifampicina puede inhibir la replicación de los poxvirus)

Los virus son macromoléculas químicas que tienen características básicas de los organismos vivos. Un grupo único de organismos que tienen formas extracelulares de partículas infecciosas y formas intracelulares de genes reproductivos. Es una entidad parásita de células vivas específicas, ultramicroscópica, acelular.

2. Definición (hasta el momento no existe una definición completa)

3. Partículas de virus:

La forma de partículas extracelulares del virus también es la forma infecciosa. del virus.

La mayoría de los fagos se liberan de las células lisantes.

4. Bacteriófagos

Fagos viciosos: después de infectar las células huésped, pueden replicarse normalmente dentro de las células y eventualmente matarlas, formando un ciclo de lisis.

Fago leve o fago lisogénico: incapaz de completar el ciclo de replicación después de infectar la célula huésped, el genoma del fago

Existe en la célula huésped durante mucho tiempo y no produce células maduras. fago. Este fenómeno se llama lisogenia.

Efectos de la infección lisogénica en las células;

Los genomas de fagos templados en bacterias lisogénicas generalmente no afectan la función reproductiva de las células, pero pueden causar otros cambios celulares.

(1) Inmunidad

Las bacterias lisogénicas formadas tras la infección por fagos leves son "inmunes", es decir, aunque otros fagos similares pueden volver a infectar las células, no pueden proliferar ni provocar lisis. Fuente de lisis bacteriana.

(2) Conversión de fuente lisogénica

Las bacterias lisogénicas a veces pueden adquirir algunas características fisiológicas nuevas. Por ejemplo, los bacilos de la difteria solo pueden adquirirlas si contienen especificidad.

La toxina diftérica sólo se puede producir cuando se utiliza profago tipo B, lo que provoca enfermedades en personas infectadas.

Nutrición microbiana

1. Concepto

Nutrientes: sustancias que pueden satisfacer el crecimiento, la reproducción y diversas actividades fisiológicas de los microorganismos.

Nutrición: proceso mediante el cual los microorganismos obtienen y utilizan nutrientes.

La nutrición es la base material para la supervivencia de los microorganismos, y la nutrición es el proceso fisiológico mediante el cual los organismos mantienen y extienden sus formas de vida.

2. Nutrientes necesarios para el crecimiento microbiano y sus funciones fisiológicas.

Materiales fuente de carbono; sustancias fuente de nitrógeno; sustancias energéticas; sales inorgánicas; agua; tipos nutricionales de microorganismos

Fotoautotrofia: y no requiere ninguna materia orgánica para crecer normalmente.

Fotoheterotrofia: La luz sirve como fuente de energía, pero el crecimiento requiere ciertos nutrientes orgánicos.

Tipo químico autótrofo: obtiene energía mediante la oxidación de sustancias inorgánicas y no depende de nutrientes orgánicos para su crecimiento.

Quimioheterotrofia: La energía se obtiene mediante la oxidación de la materia orgánica, y el crecimiento depende de los nutrientes orgánicos.

Los microorganismos autótrofos fotoinorgánicos y los microorganismos heterótrofos fotoorgánicos pueden utilizar la energía luminosa para crecer y desempeñaron un papel importante en la evolución del entorno ecológico primitivo de la Tierra.

Los límites entre los diferentes tipos nutricionales no son absolutos:

Los microorganismos heterótrofos no son absolutamente incapaces de utilizar el CO2.

No es que los microorganismos autótrofos no puedan utilizar la materia orgánica para crecer.

Cuando algunos microorganismos crecen en diferentes condiciones de crecimiento, sus tipos nutricionales también cambian.

La variabilidad de los tipos nutricionales microbianos es sin duda beneficiosa para mejorar su adaptabilidad a los cambios en las condiciones ambientales.

Medio microbiano

1. Concepto

Medio:

Es un medio nutritivo preparado artificialmente adecuado para el crecimiento de microorganismos y. reproducción o producción de metabolitos.

2. Principios y métodos de selección y diseño de medios de cultivo.

1. Elija los nutrientes adecuados

Medios de cultivo utilizados habitualmente en los laboratorios:

Bacterias: medio de cultivo de peptona de res (o, para abreviar, medio de cultivo de caldo ordinario <); /p>

Actinomicetos: cultivados en medio sintético Gaussiano 1;

Levadura: medio de mosto;

Mohos: medio sintético de Charcot

Cultivo general de laboratorio; : medio de cultivo ordinario;

Investigación genética: medio de cultivo sintético con componentes claros

Investigación del metabolismo fisiológico: seleccione la fórmula del medio de cultivo correspondiente;

Por ejemplo, Bacillus subtilis:

Cultivo general: medio caldo o medio LB;

Transformación natural: medio básico;

Observar esporas: medio de cultivo de esporas;

Producción de proteasa: Medio de cultivo de producción de enzimas compuesto principalmente por harina de maíz y harina de soja.

2. La concentración y proporción de nutrientes son las adecuadas.

Concentración adecuada de nutrientes: Altas concentraciones de carbohidratos, sales inorgánicas e iones de metales pesados ​​no solo pueden mantener y promover el crecimiento de microorganismos, sino también inhibirlos o matarlos.

Proporción adecuada de nutrientes: La proporción de concentración de nutrientes en el medio de cultivo también afecta directamente al crecimiento de los microorganismos.

La formación y acumulación de productos reproductivos y/o metabólicos, en los que tiene gran influencia la relación carbono-nitrógeno (C/N).

3. Condiciones físicas y químicas adecuadas.

pH; El valor del pH del medio de cultivo debe controlarse dentro de un rango determinado para satisfacer el crecimiento y reproducción de diferentes tipos de microorganismos o la producción de metabolitos.

Para mantener el valor del pH del medio de cultivo relativamente constante, generalmente se agrega un tampón de pH al medio de cultivo o se agregan ácidos y bases durante los procesos de fermentación industrial.

Actividad del agua; en el medio natural, el contenido de agua libre o agua libre que los microorganismos realmente pueden utilizar es 1,00 para el agua pura. Cuanto más soluto hay en la solución, menor es αw. Los microorganismos generalmente crecen en condiciones en las que αw es 0,60 ~ 0,99. Cuando αw es demasiado bajo, la fase de retraso del crecimiento microbiano se extiende y la tasa de crecimiento específica y la cantidad total de crecimiento se reducen. Diferentes microorganismos tienen diferente crecimiento óptimo αw.

Potencial redox; al igual que la relación entre los microorganismos y el pH, los diferentes tipos de microorganismos tienen diferentes requisitos de potencial redox (ф). El potencial redox está relacionado con la presión parcial de oxígeno y el valor de pH, y también se ve afectado por algunos metabolitos microbianos, como aumentar la ventilación (como agitar y agitar el cultivo) para aumentar la presión parcial de oxígeno del medio de cultivo, o agregar oxidantes al aumentar el valor ф de ácido ascórbico (0,1 %), sulfuro de hidrógeno (0,025 %) y cisteína (

4. Económico y económico

Utilizar crudo en lugar de refinado: Para microorganismos; , varias materias primas crudas son más nutritivas, el efecto es mejor y es económico y económico.

Convierta los desechos en tesoros

Reemplace los alimentos con hidrocarburos: use petróleo o gas natural. -productos para sustituir materias primas de azúcar y cultivar microorganismos >Reemplazar la complejidad por la simplicidad

Reemplazar el azúcar por fibra

Reemplazar la proteína por nitrógeno inorgánico

5. y comparación experimental

Realizar simulación ecológica y estudiar las condiciones de cultivo de microorganismos;

Revisar la literatura y diseñar la fórmula del medio de cultivo de microorganismos específicos;

Determinar las mejores condiciones de cultivo para microorganismos específicos mediante comparación experimental;

p>

3. Tipos de medios de cultivo

1. Dividido por diferentes componentes

Cultivo natural. medio: compuesto de materia orgánica natural de composición química desconocida o inestable. >

Medio de cultivo sintético: Es un medio de cultivo formado por sustancias cuya composición química se conoce plenamente, también llamado medio de cultivo determinado químicamente.

2. Según la condición física. >Medio de cultivo sólido; medio de cultivo semisólido;

3. Clasificación por finalidad

(1) Medio de cultivo básico: contiene ciertos microorganismos que pueden crecer y reproducirse bajo ciertas condiciones. El medio de cultivo que contiene los nutrientes básicos requeridos también se llama medio de cultivo básico.

(2) Medio de cultivo completo: medio de cultivo que contiene todos los. nutrientes necesarios para el crecimiento y reproducción de un determinado microorganismo en determinadas condiciones.

(3) Medio de enriquecimiento Medio de enriquecimiento: un medio rico en nutrientes (objetivo) elaborado añadiendo algunos nutrientes especiales a un medio común (. como caldo de peptona) Los microorganismos crecen más rápido que otros microorganismos en este medio y gradualmente se vuelven cada vez más dominantes, lo que facilita el aislamiento de este microorganismo.

(4) Medio de identificación: se utiliza para la identificación. Los medios de diferentes tipos de microorganismos sufren reacciones químicas específicas y producen cambios característicos obvios. En función de este cambio característico, este microorganismo se puede distinguir de otros microorganismos.

(5) Selección de medios de cultivo: según el. Las necesidades nutricionales especiales de diferentes tipos de microorganismos o las diferentes sensibilidades a ciertos químicos, se agregan los nutrientes o químicos especiales correspondientes al medio de cultivo utilizado para aislar un cierto tipo de microorganismos de la población microbiana mixta. No requiere inhibición El crecimiento de microorganismos es. propicio para el crecimiento de los microorganismos requeridos.

Las sustancias nutricionales ingresan a las células

1. Difusión

La capacidad y la velocidad de las sustancias para difundirse a través de las membranas están relacionadas. Está relacionado con las propiedades de las sustancias. Las sustancias con peso molecular pequeño, buena solubilidad en grasas y baja polaridad pueden entrar y salir fácilmente de las células mediante difusión.

La difusión no es la forma principal en que las células microbianas absorben nutrientes. El agua es la única molécula que puede moverse libremente a través de la membrana plasmática por difusión. Los ácidos grasos, el etanol, el glicerol, el benceno, algunas moléculas de gas (O2, CO2) y algunos aminoácidos también pueden entrar y salir de las células por difusión hasta cierto punto.

2. Difusión facilitada

Características:

(1) Transporte pasivo de sustancias a través de membranas;

(2) Proceso de transporte de materiales. No se consume energía;

(3) La estructura molecular de las sustancias involucradas en el transporte no cambia;

(4) No se puede realizar transporte centralizado inverso;

(5) La tasa de transmisión es proporcional a la diferencia de concentración de sustancias dentro y fuera de la membrana.

Las sustancias transportadas a través de membranas mediante difusión facilitada necesitan interactuar con los transportadores para ingresar a las células. Cada transportador solo transporta la sustancia correspondiente y tiene una alta especificidad.

El transportador solo afecta la velocidad de transporte de sustancias y no cambia el estado de equilibrio dinámico formado por las sustancias dentro y fuera de la membrana;

Esta propiedad es similar a las características de acción de las enzimas. , por lo que las proteínas transportadoras también se denominan proteínas transportadoras.

La permeasa es principalmente una enzima inducible. La enzima correspondiente se sintetizará solo cuando los nutrientes necesarios para el crecimiento del cuerpo estén presentes en el medio ambiente.

3. Transporte activo

El transporte activo es una forma importante de transportar sustancias que existe ampliamente en los microorganismos.

Energía para el transporte de materiales:

1. Dinámica del gradiente iónico en el cotransporte:

2. Las bombas impulsadas por ATP obtienen energía hidrolizando el ATP;

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3. Las bombas impulsadas por luz utilizan energía luminosa para transportar sustancias que están presentes en las bacterias.

4. Transporte de vesículas de membrana

El transporte de vesículas de membrana existe principalmente en los protozoos, especialmente en las amebas, y es una forma de transporte de nutrientes por parte de estos microorganismos.