Сравнительная характеристика особенностей культивирования животных и растительных клеток, полученных из разных источников.

Характеристика основных типов культивируемых клеток микроорганизмов.

Сравнительная характеристика питательных потребностей и основные типы питательных сред для культивируемых клеток животных, растений и микроорганизмов.

Классификация питательных сред

По составу:

1) натуральные содержат продукты растительного либо животного происхождения неопределенного качественного и количественного состава;

2) синтетические содержат только химически чистые соединения в оптимальном количественном соотношении (например, глюкозо-солевая питательная среда).

Натуральные среды – эмпирически подобранные питательные среды природного происхождения, состав которых точно неизвестен (к ним относятся пептоны, приготавливаемые из частично гидролизованного белка, гидролизаты и экстракты растительного и животного происхождения).

Выбор питательной среды зависит в значительной степени от цели эксперимента. Многие исследователи ( Герберт ) настойчиво высказывались за повсеместное использование синтетических питательных сред. Однако следует признать, что они обладают рядом практических неудобств.

1) Микроорганизмы, выращенные на таких питательных средах, обычно фенотипически отличаются от выращенных на питательных средах естественного происхождения (например, по составу и по скорости деления).

2) Размножение микроорганизмов на таких средах обычно легче подавляется избыточной аэрацией или токсическими веществами; они также более чувствительны к нарушениям баланса между некоторыми составными частями питательной среды, особенно аминокислотами.

3) Многие бактерии нуждаются в большом числе факторов роста, и для некоторых из них до сих пор не найдены искусственные среды, на которых они могли бы размножаться.

Возможно, что все эти неудобства со временем будут преодолены, но пока среды неизвестного состава используются весьма широко, хотя они и вносят в эксперимент неконтролируемые факторы.

По назначению:

1) основные – служат для культивирования большинства микроорганизмов (МПБ, МПА, бульон и агар Хоттингера, пептонная вода);

2) специальные – служат для выделения и выращивания микроорганизмов, не растущих на простых средах;

3) элективные (избирательные) – служат для выделения определённого вида или группы видов микроорганизмов, росту которых они благоприятствуют, задерживая или подавляя рост сопутствующих микроорганизмов.

Элективные среды обеспечивают преимущественное развитие одного или целой физиологической группы микроорганизмов. Например, для преимущественного выделения грамотрицательных бактерий бывает достаточным добавления в питательную среду трифенилметановых красителей (кристаллический фиолетовый, малахитовый зеленый и т. д.). Для выделения стафилококков в среду может быть добавлен хлористый натрий в концентрации 7, 5 %.

К элективным относят среды, содержащие антибиотики, соли, измененный pH, соли желчных кислот и др.;

4) дифференциально-диагностические – служат для идентификации определенных микроорганизмов на основании исследования их физиолого-биохимических особенностей.

Шоколадный агар с факторами роста. Цетримидный агар. Среда Эндо. Среда Левина. Селективная хромогенная среда для Salmonella, Хромогенная среда для E.col. Хромогенный агар MМ для сальмонелл.

По консистенции:

1) жидкие;

2) полужидкие;

3) твердые;

4) сыпучие.

Жидкие среды (мясопептонный бульон, сахарный бульон) уплотнитель не содержат,

плотные содержат уплотнитель в концентрации 1-2% (мясопептонный агар),

Полужидкие – в концентрации 0, 2-0, 7%.

Для получения плотной консистенции к жидкой среде добавляют обычно агар-агар - полисахарид, добываемый из красных морских водорослей, или желатин - вещество белковой природы животного происхождения.

Требования, предъявляемые к средам

1) быть питательными, т. е. содержать в легко усвояемом виде все вещества, необходимые для удовлетворения пищевых и энергетических потребностей. Ими являются источники органогенов и минеральных (неорганических) веществ, включая микроэлементы.

Многие микроорганизмы нуждаются в так называемых факторах роста, к которым относятся витамины, пурины, пиримидины и аминокислоты. Чтобы подчеркнуть потребность микроорганизмов в факторах роста, принято использовать термин прототрофы и ауксотрофы. Прототрофы не нуждаются в факторах роста, для ауксотрофов абсолютно необходимо наличие в среде одного или нескольких факторов роста.

2) иметь оптимальную концентрацию водородных ионов — рН, так как только при оптимальной реакции среды, влияющей на проницаемость оболочки, микроорганизмы могут усваивать питательные вещества.

Для большинства патогенных бактерий оптимальна слабощелочная среда (рН 7, 2—7, 4). Исключение составляют холерный вибрион — его оптимум находится в щелочной зоне

(рН 8, 5—9, 0) и возбудитель туберкулеза, нуждающийся в слабокислой реакции (рН 6, 2—6, 8).

Чтобы во время роста микроорганизмов кислые или щелочные продукты их жизнедеятельности не изменили рН, среды должны обладать буферностью, т. е. содержать вещества, нейтрализующие продукты обмена;

3) быть изотоничными для микробной клетки, т. е. осмотическое давление в среде должно быть таким же, как внутри клетки. Для большинства микроорганизмов оптимальна среда, соответствующая 0, 5% раствору натрия хлорида;

4) быть стерильными, так как контаминанты препятствуют росту изучаемого микроорганизма и изменяют свойства среды (состав, рН и др.);

5) плотные среды должны быть влажными и иметь оптимальную для микроорганизмов консистенцию;

6) обладать определенным окислительно-восстановительным потенциалом, т. е. соотношением веществ, отдающих и принимающих электроны, выражаемым индексом RH2. Этот потенциал показывает насыщение среды кислородом. Для одних микроорганизмов нужен высокий потенциал, для других — низкий. Например, анаэробы размножаются при RH2 не выше 5, а аэробы — при RH2 не ниже 10;

7) быть по возможности унифицированными, т. е. содержать постоянные количества отдельных ингредиентов.

Известно очень много питательных сред для культивирования микроорганизмов (более двух тысяч наименований было классифицировано Левином и Шенлейном еще в 1930 г.), но число ингредиентов, являющихся их неотъемлемыми компонентами, относительно невелико. Однако качественный диапазон этих сред весьма широк – от растворов неорганических солей, на которых могут расти автотрофы, до сложных питательных сред, приготавливаемых из мясных гидролизатов, обогащенных кровью или сывороткой.

Основу питательных сред для культивирования микроорганизмов составляют источники углерода. Исключительное многообразие микроорганизмов делает число таких соединений почти безграничным, так как, с одной стороны, существуют культуры ( гетеротрофы ), способные при осуществлении биосинтеза потреблять углерод только из высокоорганизованных молекул, например белков и пептидов, а с другой – многие ( автотрофы ) бактерии и отчасти дрожжи утилизируют такие простейшие углеродсодержащие соединения, как метан, метанол и даже углекислота.

Кроме углерода клетки микроорганизмов в процессе роста испытывают необходимость в источниках азота, фосфора, макро- и микроэлементов. Все вещества этого ряда находятся в питательных средах в виде солей, исключением являются лишь среды, где азот и фосфор могут усваиваться растущими культурами из органических источников, например автолизатов или гидролизатов микробного или животного происхождения. Строго паразитические виды бактерий размножаются только в присутствии нативного белка.

Потребность в кислороде и водороде бактерии удовлетворяют главным образом за счет поступающей в клетку воды.

Среды для культивирования микроорганизмов кроме соединений, необходимых для процессов биосинтеза, должны включать и энергетические субстраты. По способу получения энергии все микроорганизмы делят на две основные группу: хемотрофы и фототрофы.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒