Egzamin mikrobiologia, Studia, UTP Ochrona środowiska, II rok, Semestr III, Mikrobiologia


  1. Homo- i heterofermentacja mlekowa:

Homofermentacja -  głównym produktem jest kwas mlekowy i niewielka ilość  produktów  ubocznych. 

Heterofermentacja:  mniej niż w poprzedniej kwasu mlekowego i więcej produktów 

ubocznych.

  1. Właściwości podłóż mikrobiologicznych:

Podłoża mikrobiologiczne: zwane też pożywkami, są płynnymi lub zestalonymi mieszaninami z odpowiednio dobranych składników umożliwiającymi hodowlę drobnoustrojów w warunkach laboratoryjnych.

Cechy podłoży: odpowiednia wartość odżywcza, optymalny odczyn pH, przejrzystość, sterylność.

  1. Grupy organizmów fotosyntetyzujacych:

Sinice i glony wykorzystują w procesie fotosyntezy  wodę  jako  donor  wodoru  i  wydzielają  na świetle tlen (fotosynteza oksygenowa ). Bakterie purpurowe i zielone nie są zdolne do wykorzystania H2O jako donoru wodoru. Wykorzystują bardziej zredukowane formy tego  pierwiastka (H2S,H2,lub związki organiczne) a proces fotosyntezy przebiega bez uwalniania tlenu(fotosynteza anoksygenowa).

  1. Oddychanie beztlenowe:

Oddychanie beztlenowe: w środowisku ubogim lub całkowicie pozbawionym tlenu nie może on być użyty jako akceptor wodoru w procesach utleniania substratu oddechowego. Rolę akceptorów elektronów spełniają wówczas inne substancje znajdujące się na wysokim stopniu utleniania. Takie jak azotany, siarczany czy węglany. Łańcuch przenośników jest w tym przypadku zbliżony do tego jaki funkcjonuje przy oddychaniu tlenowym, a substrat jest również utleniany do CO2 i H2O.

  1. Błonowe białka transportowe -podział:

Kanały, przenośniki, pompy. 

  1. Podział środków dezynfekcyjnych:

Kwasy i zasady, środki utleniające, sole metali ciężkich, alkohole, fenole, krezole i detergenty.

  1. Przeciwciała i klasy przeciwciał:

Przeciwciała to specyficzny rodzaj białek wydzielany w przebiegu odpowiedzi immunologicznej.

Klasy przeciwciał:

Ig G - odporność na czynniki infekcyjne dostające się przez krew.

Ig A - odporność na mikroorganizmy wnikające przez błony śluzowe

Ig M - pierwsze przeciwciała syntetyzowane w przebiegu odpowiedzi immunologicznej.

Ig D - receptory dla antygenu na powierzchni limfocytów B

Ig E - odpowiedzialne za rozwój reakcji alergicznych

  1. Wpływ wirusa na komórkę:

Wirus przyłącza się do komórki i wpuszcza do niej swoje RNA. Wtedy organizm zaczyna sam produkować błędne białka na podstawie wirusowego RNA.

  1. Fermentacja alkoholowa:

Fermentacja alkoholowa to proces rozkładu węglowodanów pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże z wytworzeniem alkoholu etylowego i dwutlenku węgla.Istota fermentacji alkoholowej polega na przemianie, pod wpływem drożdży, cukru na alkohol i dwutlenek węgla. W wyniku tego procesu powstaje również szereg produktów ubocznych, między innymi: gliceryna, kwas bursztynowy i kwas octowy.

  1. Rodzaje odporności swoistej:

Wyróżnia się dwa rodzaje odporności swoistej: odporność humoralną i odporność komórkową. Zwierzęta mogą nabywać odporność swoistą humoralną w ciągu życia w sposób czynny lub bierny. Odporność czynną nabywa ustrój jeżeli sam wytwarza przeciwciała. Przechorowanie powoduje wytworzenie odporności czynnej naturalnej. Odporność czynną sztuczną nabywa się przez szczepienie zwierząt osłabionymi lub zabitymi zarazkami. Odporność bierną uzyskuje organizm, jeżeli wprowadzone zostaną z zewnątrz gotowe przeciwciała. Czas trwania tej odporności jest krótki. Komórką spełniającą główną rolę w odporności organizmu jest limfocyt.

Fotosynteza oksygenowa i anoksygenowa:

Fotosynteza oksygenowa: sinice i glony wykorzystują w procesie fotosyntezy  wodę  jako  donor  wodoru  i  wydzielają  na świetle tlen.

Fotosynteza anoksygenowa: Bakterie purpurowe  i zielone nie są  zdolne do wykorzystania  H2O jako donoru wodoru. Wykorzystują bardziej zredukowane formy tego  pierwiastka (H2S, H2, lub związki organiczne) a proces fotosyntezy przebiega bez uwalniania tlenu.

Fotosynteza: jest procesem polegającym na redukcji CO2 wodorem z H2O prowadzącym do powstania cukru prostego z wykorzystaniem energii świetlnej, oraz przy udziale barwników asymilacyjnych.

  1. Wpływ czynników na fermentacje:

  • Typy szczepionek:

    • Szczepionki: są nietoksycznymi antygenami, które po wprowadzeniu do organizmu poprzez wstrzyknięcie lub połknięcie sztucznie wywołują swoistą obronę organizmu przeciw określonemu patogenowi.

    Podział szczepionek ze względu na zawartość:

    Szczepionki żywe: ten typ szczepionki podawany jest rzadko ze względu na duże prawdopodobieństwo wywołania choroby. Szczepień dokonuje się małymi ilościami zarazków. Droga podania szczepionki nie jest naturalną drogą infekcji dla zarazków.

    Szczepionki zabite: szczepionka zawiera zabite zarazki. Zarazki są zabijane w taki sposób aby nie niszczyć ich zdolności do wywołania odpowiedzi immunologicznej lecz tak aby zniszczyć ich zdolność do wywołania choroby.

    Metody zabijania mikroorganizmów:

    Szczepionki z całych drobnoustrojów: mogą powodować skutki uboczne wywołane przez substancje toksyczne, takie jak lipopolisacharydy. Przykładem może być stara szczepionka przeciwko krztuścowi.

    Szczepionki atenuowane: zawierają zmutowany szczep drobnoustrojów o zmniejszonej wirulencji, lecz wykazujący zdolność do wywołania odpowiedzi immunologicznej.

    Zalety szczepionek atenuowanych:

    Szczepionki podjednostkowe: to szczepy w których skład wchodzą pojedyncze antygeny, lub mieszanina niewielu antygenów. Stanowią one alternatywę dla szczepionek z całych bakterii.

    Podział szczepionek podjednostkowych: anatoksyny i szczepionki polisacharydowe.

    1. Budowa i funkcja mezosomów:

    Mezosomy:

    - zawierają enzymy oddechowe

    1. Historia mikroskopii:

    Bracia Jeusenowie - pierwowzór mikroskopu pod koniec XVI w.

    Abbe i Zeiss( XVIII/XIX) - I mikroskop wyposażony w urządzenie oświetlające

    Ruska - (lata 30 XXw) pierwszy mikroskop elektronowy

    1. Oddziaływanie bezpośrednie między mikroorganizmami:

    Antagonistyczne i symbiotyczne.

    1. Klasy enzymów:

    Enzymy konstytucyjne: są tworzone w komórkach niezależnie od tego czy są potrzebne czy nie.

    Enzymy indukowane: powstają gdy komórka potrzebuje dany enzym.

    Klasyfikacja enzymów:

    1. Cykl oddychania:

    Cykl Krebsa: Cykl kwasu trikarboksylowego: w tym cyklu kwas pirogronowy w obecności koenzymu A ulega dekarboksylacji przy czym uwalnia się CO2 i powstaje acetylokoenzym A. Następnie zachodzą przemiany cykliczne. W efekcie następuje całkowite utlenianie kwasu octowego i powstaje kwas szczawiowy. Zysk energii z utleniania jednej cząsteczki glukozy wynosi 36 cząsteczek ATP + cząsteczki ATP z procesu glikolizy.

    Cykl Krebsa pełni dwie role:

    Cykl Pentozowy: u wielu bakterii oddychanie przebiega obok cyklu Krebsa lub bez niego. Jednym z takich mechanizmów jest cykl pentozowy. Glukoza podlega w tym cyklu fosforylacji tworząc glukozo - G - fosforan w cyklu tym z sześciu cząsteczek glukozy wchodzących w przemiany tylko jedna ulega całkowitemu utlenieniu, pozostałe wchodzą w następny cykl. Przejściowo w cyklu pentozowym powstają cukry 7, 5, 4 i 3 węglowe. Wydajność energetyczna bardzo duża 36 cząsteczek ATP w wyniku utleniania cząsteczki glukozy. Cykl pentozowy przez związki trójwęglowe może łączyć się z cyklem Krebsa.

    18. Fermentacja mlekowa:

    Fermentacja węglowodanów do kwasu mlekowego. Pod wpływem działania bakterii mlekowych. Fermentacja ta odgrywa kluczowe znaczenie przy produkcji wielu przetworów mlecznych.

    19. Fazy wzrostu rozwoju populacji:

    Wzrost populacji: każdy wzrost populacji drobnoustrojów związany jest z przyrostem liczebności komórek. Proces ten można podzielić na kilka charakterystycznych faz określonych mianem faz wzrostu:

    Praktyczne wykorzystanie krzywej wzrostu populacji:

    20. Metody oznaczania liczby drobnoustrojów:

    Oznaczanie liczby komórek w polu widzenia mikroskopu. Na środku szkiełka podstawowego wyznacza się kwadrat o boku 10mm. Na wyznaczoną powierzchnię przenosi się mikropipetą 0,01 cm3 badanej zawiesiny bakterii i równomiernie rozprowadza po powierzchni. Preparat suszy się, utrwala i zabarwia błękitem metylowym (1-2minuty), a następnie spłukuje się wodą i suszy. Liczbę komórek liczy się w 20 polach widzenia mikroskopu (powiększenie 1000 razy), po wyliczeniu średniej uzyskane dane podstawia się do wzoru: A=Nx4*104/πd2

    - Oznaczanie liczby komórek przy uzyciu komory Thoma: komora Thoma jest wykorzystywana do liczenia komórek o wymiarach większych niż 0,4mm, czyli drożdży, zarodników i faragmentów strzępek grzybów. Komora ma naniesioną siatkę 16 dużych kwadratów z których każdy zawiera 16 małych kwadracików o boku 0,05mm. Badany materiał nanosi się na komorę, przykrywa się szkiełkiem nakrywowym i liczy pod mikroskopem przy powiększeniu 400razy. Dla wiarygodnego wyniku należy policzyć komórki w 40-80 małych kwadratach. Aby błąd obliczeń nie przekroczył 10% należy naliczyć co najmniej 700kom. Wzór: N=4*106*aśrxr. aśr - średnia liczba komórek w małym kwadracie. r- rozcieńczenie badanej próbki.

    21. Fermentacja octowa:

    Fermentacja octowa to metoda otrzymywania kwasu octowego z alkoholu etylowego z wykorzystaniem odpowiednich bakterii. Pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie octowe etanol utlenia się z wykorzystaniem tlenu z powietrza do kwasu octowego z wydzieleniem wody.

    22. Fermentacja propionowa:

    Fermentacje propionową wywołują bakterie propionowe z rodzaju Propionibacterim. Polega ona na przemianie cukru lub kwasu mlekowego na kwas propionowy, kwas octowy i CO2. Fermentacja propionowa wykorzystywana jest w serowarstwie przy dojrzewaniu serów. 

    23. Barwienie drobnoustrojów:

    Rodzaje barwienia bakterii:

    Barwienie błękitem metylowym: pozwala ocenić żywotność drożdży. Barwnik przenika do wnętrza martwej komórki, która barwi się na ciemnoniebiesko. Obliczając % komórek żywych określamy żywotność drożdży, czyli ich przydatność spożywczą.

    Barwienie płynem Lugola: umożliwia wykrycie w komórkach drożdży substancji zapasowych - glikogenu. Glikogen barwi się na brunatno-czerwono a cytoplazma komórki na jasno żółto-zielono.

    Barwienie:

    Barwienie proste: używamy jednego barwnika. Stosujemy w celu ustalenia kształtu i układu komórek. Do barwienia stosujemy: fiolet krystaliczny, błękit metylenowy lub rozcieńczoną fuksynę.

    Barwienie złożone: używamy więcej barwników. Oprócz barwników stosujemy zaprawy czyli bejce. Zadaniem bejcy jest zwiększenie pochłaniania barwnika przez komórkę

    Barwienie pozytywowe: polega na zabarwieniu komórki podczas gdy tło zostaje bezbarwne.

    Barwienie negatywowe: komórki bezbarwne na barwnym tle. Stosujemy inne barwniki niż w barwieniu pozytywowym np. czerwień kongo, tusz chiński.

    24. Heterotrofy:

    Heterotrofy: to organizmy cudzożywne. Należą tutaj wszystkie zwierzęta, grzyby i większość bakterii.

    Heterotrofy możemy podzielić na:

    25. Oddziaływanie drobnoustrojów na organizmy wyższe:

    Wyróżniamy oddziaływania antagonistyczne i symbiotyczne.

    Antagonistyczne to oddziaływania patogenne.

    Symbiotyczne np. symbioza bakterii celulolitycznych i termitów, mikoryza z drzewami i ryby morskie i bakterie luminescencyjne.

    26. Budowa i metabolizm grzybów:

    Komórka grzyba jest komórką eukariotyczną. W budowie wyróżnia się ścianę komórkową i protoplast a w protoplaście jądro. Organella komórkowe zanurzone są w cytoplazmie. Szkielet ściany komórkowej grzyba zawiera celulozę lub chitynę.

    Metabolizm grzybów: grzyby wykorzystują glikolizę oraz tlenowy metabolizm węglowodanów. Czasem szlaki fermentacyjne.

    27. Podział chemolitotrofów:

    28. Związki jedno- i dwuwęglowe jako substraty oddechowe:

    29. Fotoliza i cykl Krebsa:

    Fotoliza to reakcja fotochemiczna, której wynikiem jest rozkład cząsteczek związków chemicznych pod wpływem działania światła.

    Cykl Krebsa: Cykl kwasu trikarboksylowego: w tym cyklu kwas pirogronowy w obecności koenzymu A ulega dekarboksylacji przy czym uwalnia się CO2 i powstaje acetylokoenzym A. Następnie zachodzą przemiany cykliczne. W efekcie następuje całkowite utlenianie kwasu octowego i powstaje kwas szczawiowy. Zysk energii z utleniania jednej cząsteczki glukozy wynosi 36 cząsteczek ATP + cząsteczki ATP z procesu glikolizy.

    Cykl Krebsa pełni dwie role:

    30. Materiały zapasowe komórki:

    Materiały zapasowe stanowić mogą węglowodany: glukoza, sacharoza, skrobia, inulina, hemiceluloza), białka zapasowe np. w postaci ziaren aleuronowych i tłuszcze.

    1. Antygen -podział, rola:

    Antygen: to substancja zdolna do pobudzenia układu immunologicznego i wywołania odpowiedzi immunologicznej skierowanej swoiści przeciw danemu antygenowi

    Podział antygenów:

    1. pełnowartościowe

    2. resztkowe

    1. Wirusy roślinne:

    Wiroidy są najmniejszymi czynnikami chorobotwórczymi roślin. Są to twory odporne na działanie jakichkolwiek antybiotyków.

    1. Wiązanie CO2 przez drobnoustroje:

    Najważniejsze wiązania CO2:

    Najbardziej rozpowszechniony jest cykl Calvina, występuje on u:

    Wiązanie CO2 przez redukcyjny cykl kwasu karboksylowego występuje u:

    Wiązanie CO2 poprzez drogę hydroksypropionową występuje u:

    Wiązanie CO2 w szlaku acetylo-CoA występuje u:

    1. Tolerancja immunologiczna:

    To przyzwyczajenie organizmu do obecności antygenu. Jest to bardzo ważne zjawisko podczas przeszczepu lub odczulania.

    1. Proces sporulacji:

    Sporulacja: jest to proces tworzenia przetrwalników:

    I stadium: błona cytoplazmatyczna lekko wpukla się do wnętrza komórki

    II stadium: DNA dzieli się na dwie części

    III stadium: DNA wraz z częścią cytoplazmy zostaje oddzielone, a następnie otoczone dwiema błonami cytoplazmatycznymi.

    IV stadium: wewnętrzna błona tworzy ścianę komórkową przetrwalnika. Zaczynają powstawać osłony białkowe wytwarzane przez komórkę macierzystą.

    V stadium: Zakończeniu ulega wytwarzanie osłon białkowych. Materiał białkowy ulega uporządkowaniu.

    VI stadium: Przetrwalnik dojrzewa. Osłonki ulegają przemianą które sprawiają, że stają się nieprzepuszczalne i ciepłoodporne, ustają przemiany metaboliczne - stan anabiozy.

    36. Rozmnażanie płciowe i bezpłciowe grzybów:

    Grzyby rozmnażają się: wegetatywnie, przez podział, pączkowanie i fragmentację plechy.

    Płciowe rozmnażanie grzybów: łączenie komórek płciowych czyli gamet, poprzez izogamie, anizogamie i oogamie.

    1. Aktywność wody na drobnoustroje:

    Aktywność wody w środowisku: funkcje życiowe mikroorganizmów uzależnione są nie tylko od procentowej zawartości wody w środowisku ale również od stężenia związków rozpuszczalnych. Obecne w środowisku związki rozpuszczalne to np. sole i sacharydy. Ulegają one hydratacji zmniejszając zasoby wody istniejące do dyspozycji komórek drobnoustrojów.

    Aktywność wody optymalna: aktywność przy której szybkość wzrostu drobnoustrojów jest najwyższa. Spadek aktywności wody poniżej wartości optymalnej powoduje obniżenie szybkości wzrostu, wydłużenie fazy spoczynkowej i czasu generacji.

    Aktywność wody minimalna: poniżej tej aktywności zostanie zachamowany wzrost drobnoustrojów. Jednak znaczne obniżenie aktywności wody w środowisku nie musi oznaczać śmierci komórki. Niektóre drobnoustroje a zwłaszcza formy przetrwalnikowe mogą w tych warunkach zostać w stanie anabiozy przez wiele lat.

    Dla większości bakterii aktywność wody mieści się w zakresie 0,99-0,96.

    Obniżenie aktywności wody uzyskujemy:

    1. Rodzaje białek wirusa:

    1. Replikacje wirusa:

    Replikacja wirusa odbywa się dopiero po wprowadzeniu jego materiału genetycznego do komórki.Proces ten związany jest z infekowaniem komórki gospodarzaW związku z małą wielkością wirus zawiera jedynie bardzo podstawowe informacje dotyczące jego genomu, więc w dużej mierze jezt zależny od gospodarza. Przez to jednak moze wprowadzać stałe (korzystne lub destrukcyjne) zmiany w genomie gosp.

    1. Enterobacteriaceae:

    Rodzina: ENTEROBACTERIACEAE

    Rodzaj: ESCHERICHIA

    Gatunek ESCHERICHIA COLI - pałeczka okrężnicy

    Rodzina: ENTEROBACTERIACEAE

    Rodzaj: SALMONELLA

    Rodzina: ENTEROBACTERIACEAE

    Rodzaj: SHIGELLA

    Rodzina: ENTEROBACTERIACEAE

    Rodzaj: YERSINIA

    Gatunek YERSINIA PESTIS

    40. Metody pozyskiwania czystych kultur bakterii:

      1. bezpośrednie: - przy użyciu mikromanipulatora