Тема 7. Культивування мікроорганізмів та фізіологія росту

Виділення та культивування мікроорганізмів. Найважливіші фізичні та хімічні параметри культивування: джерела живлення, енергії, концентрація іонів водню (рН), температура, аерація. Загальна характеристика джерел енергії, вуглецю, донорів та акцепторів електронів, які використовуються прокаріотами. Різновидності способів життя прокаріотів та обґрунтування методичних прийомів, які використовуються в процесі культивування різних груп бактерій. Використання елективних та диференційних поживних середовищ. Поверхневе та глибинне вирощування. Закономірності росту популяцій. Крива росту, особливості окремих фаз. Визначення швидкості росту та часу генерації. Причини лімітації росту та вимирання. Підтримання клітин в експоненційній фазі. Значення методів безперервного культивування для характеристики бактерій.

Уявлення про індивідуальний розвиток. Клітинний цикл, утворення спеціалізованих клітин (спор, цист) у процесі індивідуального розвитку, особливості їх складу та будови. Основні безповоротні етапи утворення спор та їх проростання. Фізіологічний вік бактеріальних клітин.

Тема 8. Дія фізичних та хімічних факторів

Ріст і загибель мікроорганізмів, вплив фізичних і хімічних факторів на ці процеси. Протимікробні речовини та характер їх дії. Поняття про бактеріостатичну, бактерицидну та мутагенну дії. Можливі механізми дії протимікробних речовин: порушення функції цитоплазматичної мембрани, синтезу клітинної стінки, взаємодія з білками. Вплив фізичних факторів: уявлення про механізм дії екстремальних температур, висушення, радіації. Молекулярні основи дії рентгенівських, ультрафіолетових променів, видимого світла. Летальний і мутагенний ефекти. Значення репарації, фізіологічної адаптації та відбору стійких особин. Принципи та методи стерилізації та дезінфекції (стерилізація сухим жаром, паром під тиском, дробна стерилізація).

Тема 9. Живлення мікроорганізмів

Поживні речовини, що використовуються як початкові матеріали для біосинтезу та одержання енергії. Класифікація поживних речовин залежно від ролі, яку вони виконують у обміні речовин. Розподіл фототрофних та хемотрофних мікроорганізмів залежно від природи окиснюваного ними субстрату. Поняття про літотрофність та органотрофність. Потреба фотосинтезуючих бактерій у екзогенних неорганічних і органічних донорах електронів. Характеристика акцепторів водню та електронів (О₂, неорганічні речовини, органічні сполуки). Висока специфічність хемолітотрофів відносно окиснюваних субстратів.

Джерела вуглецю, відносність поділу мікроорганізмів відповідно до типів живлення. Автотрофи – фотосинтезуючі та літотрофні бактерії. Гетеротрофи поряд із використанням різноманітних органічних джерел вуглецю потребують СО₂. Джерела азоту: органічні та неорганічні сполуки, які асимілюють бактерії. Азотфіксація ‑ розповсюдження цієї властивості серед мікроорганізмів, значення. Джерела фосфору, сірки, інших елементів мінерального живлення. Потреба мікроорганізмів у додаткових факторах живлення (амінокислотах, вітамінах, азотистих основах). Поняття прототрофності та ауксотрофності.

Надходження в мікробну клітину поживних речовин. Функціональна роль цитоплазматичної мембрани. Механізми пасивної дифузії, активного транспорту, роль пермеаз у процесах перенесення розчинених речовин. Використання мікроорганізмами високомолекулярних та водонерозчинних речовин, роль гідролітичних ферментів, що містяться в периплазмі Гр- бактерій і виділяються в навколишнє середовище.