2. Morfologia komórki:
Bakterie to mikroorganizmy o rozmiarach od 5 do 5 do 5 μm. Badanie morfologii komórek to: obserwacja pojedynczych osobników, poznanie kształtu komórki (kulista, cylindryczna - pałeczka, laseczka bacillus;, spiralna), typowych wewnętrznych i zewnętrznych struktur komórkowych, typów urzęsienia (jednorzęse - monotricha, wielorzęse - lofotricha, okołorzęse - perytricha, czuborzęse - amfitricha), sposobów podziału, typowych form skupisk (ziarniak - coccus, dwoinka - diplococcus, tetrada - tetracoccus, pakietowiec - sarcina, gronkowiec - staphylococcus, paciorkowiec - streptococcus).
Metody określania morfologii komórek: a) oglądanie żywych, nie zabarwionych komórek (preparat w kropli wiszącej): Mała zdolność pochłaniania i odbijania przez bakterie światła sprawia, że komórki niezabarwione trudno jest wyróżnić z tła. Najczęściej niezabarwione komórki oglądamy stosując normalny mikroskop oraz preparat w tzw. kropli wiszącej w celu określenia zdolności do ruchu bakterii. b) oglądanie zabarwionych komórek (preparaty barwione): Barwienie ma na celu wyróżnienie komórki lub jej struktur wewnętrznych i zewnętrznych z tła oraz odróżnienie ich od innych elementów preparatu. Stosuje się je w określeniu: kształtu, wielkości, charakterystycznych form skupisk komórek, wyróżnieniu interesujących elementów budowy, itp.
3. Ściana komórkowa jako element różnicujący mikroorganizmy: Różne formy mikroorganizmów zawierają różne ilości substancji w ścianach komórkowych, co różni je od siebie i pozwala przyłączać do odpowiednich gromad systematycznych, np.: głównym składnikiem ściany komórkowej bakterii Gram+ jest mureina. Wielowarstwowa mureina może stanowić 40-80% masy komórki. W ścianie komórkowej bakterii Gram- mureina stanowi niewielką frakcję ściany komórkowej, natomiast głównym składnikiem są białka i lipoproteiny.
4. Bakterie gram (-) i gram (+): Metoda Grama→ jest bardzo popularną w diagnostyce bakterii metodą barwienia, pozwalająca na różnicowanie bakterii na Gram+ i Gram-, na podstawie różnic w wybarwianiu się komórek. Komórki bakterii Gram+ wybarwiają się na fioletowo, komórki bakterii Gram- na czerwono. Różnice w odmiennym wybarwieniu się komórek tą metodą są wynikiem różnic w budowie i składzie ściany komórkowej bakterii. Głównym składnikiem ściany komórkowej bakterii Gram+ jest mureina. Wielowarstwowa mureina może stanowić 40-80% masy komórki. W ścianie komórkowej bakterii Gram- mureina stanowi niewielką frakcję ściany komórkowej, natomiast głównym składnikiem są białka i lipoproteiny. Odbarwienie rozpuszczalnikiem - rozpuszczalnik org rozpuszcza błonę cytoplazmatyczną bakterii gram + oraz błonę cytoplazmatyczną i błonę zewnętrzną bakterii gram - wskutek częściowego odwodnienia ściany komórkowej zmniejsza się wielkość „porów” w murenie. W przypadku kom z grubą warstwą mureiny (gram +) barwne kompleksy zostają zatrzymane wewnątrz komórek. Bakterie Gram(+) różnią się od bakterii Gram(-) następującymi cechami:
→ wrażliwość na antybiotyki; szereg antybiotyków działa wyłącznie na bakterie G(+) lub G(-)
→ wrażliwością na środki dezynfekcyjne
→ zdolność produkcji toksyn
→ chorobotwórczością
→ zdolnością do psucia produktów spożywczych; bakterie G(+) rozwijając się w produktach zwykle nie powodują ich zepsucia.
5. Struktury zewnątrzkomórkowe mikroorganizmów i ich rola: Otoczki bakteryjne→ warstwy śluzu zbudowanego najczęściej z polisacharydów otaczające ścianę komórkową bakterii, możliwe do wykrycia metodami mikroskopii optycznej. Średnica otoczki często przekracza średnice komórki. Znaczenie otoczek dla życia bakterii w środowisku:
* chronią bakterie chorobotwórcze przed mechanizmami obronnymi organizmu - fagocytozą
* materiał zapasowy
* w środowisku zewnętrznym ułatwiają im adhezję do powierzchni.
* przyklejone dzięki warstwie śluzu drobnoustroje stają się bardziej odporne na środki dezynfekcyjne, wysuszenie oraz mechaniczne usunięcie.
Do wykrywania otoczek stosuje się metodyki złożone, negatywowo-pozytywowe. Po barwieniu na ciemnym tle widzenia (barwa zależna od rodzaju użytego tuszu) widoczne, zabarwione na kolor czerwony są komórki. Natomiast obszar niezabarwiony pomiędzy komórkami a tłem to otoczka.
Rzęski→ długie, spiralnie skręcone organelle ruchu. Są to wyrostki zaczepione jednym końcem w wewnętrznej osłonie komórki-błonie cytoplazmatycznej i łączące się z jej treścią protoplazmatyczną. Mają kształt lekko skręconej spirali o równej grubości na całej długości. Rzęska zaczepiona jest w komórce za pomocą ciałka bazalnego. Według liczby i sposobu ułożenia rozróżniamy 5 grup: bezrzęse, jednorzęse, dwurzęse , czuborzęse, okołorzęse.
6. Endospory - budowa i rola: Endospory→ przetrwalniki, są formami przetrwanymi wytwarzanymi przez niektóre rodzaje bakterii. Zdolność taka posiadają laseczki z rodzaju Bacillus i Clostridium, przedstawiciele rodzajów Sporosarcina, Sporolactobacillus oraz riketsja gorączki Q. Bodźcem do wytwarzania endospor przez komórkę wegetatywna formy przetrwanej jest stopniowe pogarszanie się warunków środowiskowych. Zwykle jedna komórka wytwarza jedna endosporę. Endospora zbudowana jest z: zagęszczonej cytoplazmy, błony cytoplazmatycznej, ściany komórkowej, peptydoglikanu, płaszczu i egzosporidium. Zależnie od zlokalizowania endospory w komórce wegetatywnej oraz kształtu komórki z endosporą wyróżnić można 3 typy sporulacji: a) centralny - bacilarny b) wrzecionowaty - klostridialny c) buławikowaty - plektridialny. Charakter endospor: zwalnia przemiane materii, oporność na suszę, oporność na wysoka temp i niską, zwiększa oporność na działanie promieniotwórcze UV,
7. Znaczenie bakterii w środowisku:
• powodują rozkład różnych złożonych substancji organicznych (np. białek i błonnika) na proste związki nieorganiczne
• Wzbogacają glebę w przyswajalne dla roślin składniki odżywcze podnosząc jej żyzność. Na gruntach uprawnych rozkładają obornik lub kompost.
• mają udział w wytwarzaniu próchnicy, co powoduje podniesienie walorów wprawnych gleb
• w procesach fermentacji powstaje m. in. alkohol etylowy, kwas mlekowy, kwas octowy i wiele innych użytecznych substancji.
• wytwarzają substancje hamujące rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych. Stosowane są w przemyśle farmaceutycznym przy wyrobie antybiotyków.
• niekorzystne, z punktu widzenia człowieka, działanie bakterii to przede wszystkim wywoływanie przez nie chorób roślin, zwierząt i ludzi.
8. Morfologia grzybów:
- z wyjątkiem jednokomórkowych drożdży grzyby zbudowane są ze strzępek, które mogą być rozgałęzione lub nierozgałęzione
- u grzybów nitkowatych rozróżniamy dwa typy grzybni:
· substratową powierzchniową
· substratową powietrzną
9. Prokariota (bezjądrowe) i eukariota (jądrowe) - podobieństwa i różnice:
Prokariotyczna Eukariotyczna
» protoplast + + » cytoplazma + +
» ściana komórkowa + + » błona cytoplazmatyczna + +
» mezosomy + - » rybosomy + +
» substancje zapasowe + + » nukleoid + -
» błona jądrowa - + » plazmid + -
» substancja śluzowa + - » rzęski + -
» fimbrie + - » jądro komórkowe - +
» wodniczki - + » ziarna wolutyny - +
» jąderko komórkowe - + » chromosomy - +
10. Rozmnażanie grzybów:
a) płciowe: » homotaliczne - zdolność rozmnażania przez pojedyncze cymelium » heterotaliczne - rozmnażanie przy udziale zróżnicowanych płciowo gametangiów b) bezpłciowe: » wegetatywne: • pączkowanie • rozszczepianie
Etapy wzrostu grzybów strzępkowych:
→ kiełkowanie zarodników
→ sferyczny wzrost zarodnika
→ tworzenie grzybni
→ powstawanie zarodników
11. Rola grzybów w środowisku:
- rozkład substancji organicznej i tworzenie próchnicy
- zastosowanie przemysłowe - produkcja kwasu cytrynowego, alkoholu, serów z przyrostem i przerostem pleśniowym, kiełbas fermentowanych
- produkcja antybiotyków
- składnik osadu dennego
- producenci związków homocynogennych
- wywołują alergie, trucizny grzybicze, infekcje
12. Morfologia wirusów i zasady ich przenoszenia:
Wirusy - są bezwzględnymi pasożytami o najmniejszych dotychczas poznanych rozmiarach drobnoustrojów.
Kształty wirusów: Wirusy posiadają kształty pałeczkowate, nitkowate, cylindryczne lub zbliżone do kulistych.
Budowa wirusów: Wirusy nie posiadają struktury komórkowej, cechę zbliżającą je do organizmów żywych jest zdolność do rozmnażania się w środowisku nosiciela oraz zdolność przenikania z jednego organizmu na drugi. Wirusy zbudowane są z cząsteczek kwasu nukleinowego w otoczce białkowej.
13. Zasady klasyfikacji wirusów:
a) morfologiczne: wielkość, kształt, obecność osłonki
b) chemiczne: rodzaj kwasu nukleinowego, postaci tego kwasu nukleinowego
c) sporadyczne: w zależności od gospodarza (roślinne, zwierzęce, bakteryjne), na podstawie chorób, chorób zależności od umiejscowienia infekcji
14. Bakteriofagi: Bakteriofagi - jest to rodzaj wirusów pasożytujący na bakteriach, posiadają zdolność rozpuszczania komórek bakterii, z punktu widzenia technologii ciastkarsko piekarskiej drobnoustroje te są niepożądane gdyż powodują zakłócenia procesów fermentacyjnych głównie podczas fermentacji kwasów piekarskich na pieczywo żytnie mieszane. Bakteriofagi obserwować można za pomocą mikroskopu elektronowego, posiadają kształt kulisty lub plemnikoidalny (posiadają jedną rzęskę).
15. QS - rola i mechanizm działania: Quorum sensing (QS) - chemiczne komunikowanie się drobnoustrojów. Ten proces pozwala na fizjologiczne regulowanie procesów; koordynacja zachowań mikroorganizmów za pomocą „autoinduktorów”.
16. Morfologia wód płynących:
♦ brak istotnych różnic w rozmieszczeniu czasowym; ♦ obecne zróżnicowanie przestrzenne mikroflory
♦ znaczne zróżnicowanie ilościowe i jakościowe mikroflory; ♦ obecne promieniowce, np. Nocardia
♦ obecne grzyby, np. Mucar, Picia; ♦ nieznaczne zróżnicowanie pionowe
17. Mikroflora jezior: a) oligotroficzne: bakterie pączkujące, przewaga form przetrwalnikujących, przewaga form kulistych b) dystroficznme: przewaga form przetrwalnikujących c) eutroficzne: 90% form nieprzetrwalnikujących, formy saprofityczne- Pseudomonas, duży udzieł mikroflory alochtonicznej, zakwity sinicowe (np.: Anabeana, Oscylatoria)
18. Mikroflora wód słonych: » małe wymagania odżywcze; » zróżnicowanie przestrzenne;
» przewaga form urzęsionych; » czynniki ograniczające to: azot, fosfor i żelazo; » formy posiadające barwniki: karotenoidy i barwnik niebieski; » dominacja gram- pałeczek względnie beztlenowych; » drobnoustroje chemoautotroficzne; » drobnoustroje nitryfikujące; » przewaga form proteolitycznych; » bakterie świecące
19. Sposoby odżywiania mikroorganizmów: Odżywianie się drobnoustrojów przebiega przy udziale enzymów i polega na rozłożeniu substancji chemicznie złożonych, (np. sacharoza) pod wpływem enzymu (np. zymaza) na substancje odżywcze w postaci prostej (np. fruktoza i glukoza) wchłonięcie ich do wnętrza komórki gdzie następuje ich wykorzystanie. Podczas procesów wchłaniania zachodzą dwa zjawiska fizyczne:
a) osmoza - polega na samorzutnym przeniknięciu cząsteczek (np. fruktozy i glukozy oraz wody) poprzez błonę cytoplazmatyczną (półprzepuszczalną). Zjawisko to zachodzi na zasadzie przeniknięcia substancji ze środowiska o ciśnieniu niższym, do środowiska o ciśnieniu wyższym. b) dyfuzja - polega na samorzutnym przenikaniu cząsteczek jednej substancji pomiędzy cząsteczki drugiej substancji. Zjawisko dyfuzji zachodzi podczas przeniknięcia cząsteczek enzymu pomiędzy cząsteczki substratu (np. połączenie się enzymu zymazy z cząsteczką sacharozy).
20. Biofilm: silnie zróżnicowana morfologicznie zbiorowość mikroorganizmów. Biofilm mogą tworzyć: Escherichia coli, Vibrio sp, Pseudomonas sp, Candida lipolytica. Etapy: A) adhezja pojedynczych komórek do powierzchni: - faza początkowa - siły hydrodynamiczne i termodynamiczn; - faza zasadnicza - siły chemiczne, nieodwracalna adhezja do podłoża. B) Tworzenie mikrokolonii: - intensywne tworzenie egzopolisacharydu; - kolonizacja powierzchni: + rodzaj powierzchni, + warunki środowiskowe, + rodzaj drobnoustroju. C) Dojrzewanie biofilmu: - zwiększenie gęstości i spoistości struktury biofilmu; - zróżnicowanie genotypowe bakterii; - zróżnicowanie przestrzenne biofilmu: + QS - chemiczne komunikowanie się drobnoustrojów; + apoptoza - tzw altruistyczne zachowanie komórek - poświęcenie życia niektórych kom na rzecz org; + selekcyjne adhezyjny. Charakterystyka biofilmu: - skupiska małych kolonii - 1/3 struktury biofilmu; - subst zewnątrzkomórkowe - egzopolimery (EPS) 2/3 struktury biofilmu, 95% wody; - chroni ko które są w strukturze tego biofilmu; - żyje, kom które są niepotrzebne w biofilmie są odrzucane lub odchodzą; - silnie skanalizowany; - wspomaga zjadliwość drobnoustrojów biofilmu; - struktury homogeniczne zależne od pozyskiwania źródeł O2. Rola biofilmu: - pozostanie w korzystnym środowisku; - synchronizacja działań i komunikacja interkomórkowa; - podtrzymuje warunki chemiczna-fizyczne sprzyjające rozwojowi biofilmu; - nabywanie przechodnich skład genetycznych + transpozory; - obniża metabolizm; - egzopolisacharyd może być materiałem zapasowym i ochronnym. QS - kierowanie za pomocą autoinduktorów, niezbędna jest obecność enzymu LuxS.
21. Pętla mikrobiologiczna: Pętla mikrobiologiczna→ jest integralną częścią sieci troficznych każdego ekosystemu wodnego i stanowi złożony zespół procesów odpowiedzialnych za udostępnienie, pierwotnie niedostępnej, rozpuszczonej w wodzie materii organicznej (DOM) organizmom wyższych pięter troficznych. Cechy pętli mikrobiologicznej: » wzrost liczby glonów w łańcuchu pokarmowym
» punktem wyjściowym jest rozproszona materia biologiczna; » korelacja pomiędzy ilością bakterii a rozproszoną materią organiczną: - zależności ilościowe chlorofilu i bakterii, - bakterie wykazują 2 razy większą produktywność niż zooplankton, - więcej niż 50% węgla gromadzonego na drodze autotrofii wykorzystują bakterie
» mechanizm działania uzależniony jest od źródeł bakteryjnych i substratów pokarmowych (typ zbiornika, typ trofii zbiornika, struktury biocenoz zbiornika- wirusy i wyżeracze)
22. Znaczenie mikrobiologicznego łańcucha mikrobiologicznego: → droga, w której energia chemiczna zawarta wewnątrz detrytusowego organicznego węgla staje się dostępna do ożywionej części zbiornika; → dostępność detrytusowego węgla organicznego wynika z aktywności heterotroficznych bakterii; → jest udokumentowaniem powiązania troficznego poziomu pomiędzy nieżyjącym detrytusem a żyjącymi organizmami i przewagą metaboliczną w kontekście aktywności bakterii zespolonej z detrytusem
23. Maty mikrobiologiczne: Maty mikrobiologiczne - wyspecjalizowane struktury mikroorganizmów. 24. Rola mikroorganizmów w środowisku wodnym: + czynne oczyszczanie ścieków otwartych
+ tworzą zakwity w ściekach wodnych obciążonych znaczną ilością ścieków; + powodują dodatkowe dopływy węgla organicznego
25. Drobnoustroje środowisk ekstremalnych: Ekstermofile: (Metanococcus jannashii) ► ekstremum termiczne: - bakterie termofilne ► ekstremum chemiczne: - bakterie halofilne - wysokie stężenie chlorków, np.: Bacillus infernus, mogą wykorzystać światło do generowania ATP - bakteriodopsyn - pozyskują energię wewnętrzną.
- bakterie mutanogeniczne - w procesach metabolicznych produkują metan
26. Mechanizm przystosowania drobnoustrojów do warunków ekstremalnych: × brak mureny; × struktura błony cytoplazmatycznej: duża ilość nasyconych kwasów tłuszczowych, duża ilość fosfolipidów; × posiadają intromy; × szybki proces syntezy
× ciepłoodporność enzymów
27. Typy hodowli i ich charakterystyka: Hodowla- masa drobnoustrojów wyrosłych na podłożu o dowolnej konsystencji. Wyróżnia się hodowle: → czysta- wyrosłe w środowisku wzrostowym drobnoustroje są identycznymi osobnikami tj. należą do jednego szczepu konkretnego gatunku.
→ mieszana- wyrosłe w środowisku wzrostowym drobnoustroje należą do różnych szczepów tego samego gatunku lub różnych gatunków jednego rodzaju bądź różnych rodzajów. → statyczna- namnażanie drobnoustrojów prowadzone jest w naczyniu, do którego w trakcie doświadczenia nie dodajemy nowej ani nie ujmujemy zużytej pożywki. → zsynchronizowana- osobniki stanowiące wyjściowe inokulum, znajdują się w jednakowej fazie wzrostu; ma zastosowanie głównie dla celów badawczych.; → ciągła- namnażanie drobnoustrojów prowadzone jest w środowisku, w którym ciągle usuwana jest część pożywki i dodawana nowa; znajduje zastosowanie w przemyśle.
28. Czynniki wpływające na przebieg krzywej wzrostu mikroorganizmów: ₪ wiek osobniczy hodowli; ₪ stężenie i rodzaj substratu; ₪ przynależność gatunkowa; ₪ rodzaj hodowli: czysta, mieszana
29. Mikroflora osadów: ○ dominująca ilość drobnoustrojów; ○ bakterie rozkładające błonki; ○ drobnoustroje utleniające wodór, metan i węglowodory; ○ bakterie nitryfikujące; ○ bakterie redukujące siarczany
30. Morfologia bakterii: Niezależnie od kształtu komórki wszystkie bakterie posiadają zbliżoną budowę składającą się z trzech podstawowych elementów: a) cytoplazma - jest to galaretowata substancja wypełniająca wnętrze komórki oraz będą ca składnikiem błony komórkowej. Substancja ta posiada charakter substancji białkowej. b) ściana komórkowa - jest to błona otaczająca komórkę wytrzymała na rozerwanie i posiadająca cechy elastyczne. Jej zadaniem jest ochrona komórki przed szkodliwym wpływem środowiska. Ściana komórkowa posiada ponadto cechy półprzepuszczalności umożliwiające wnikanie do wnętrza komórki substancji odżywczej o prostej budowie chemicznej. Ściana komórkowa nadaje komórce bakteryjnej określony kształt.
c) błona komórkowa - czyli błona cytoplazmatyczna; jej zadaniem jest filtrowanie związków wchłanianych przez komórkę, przenikają przez nią tylko związki proste posiadające cechy rozpuszczania się w wodzie lub tłuszczach. Błona komórkowa zbudowana jest z cytoplazmy. Komórka wypełniona jest cytoplazmą, w której znajdują się rozmieszczone następujące cechy anatomiczne komórki: • jądro (nukleoid) - w postaci cienkiej nici.; • rybosomy - odgrywające zasadniczą rolę w syntezie białek (konstruowaniu złożonych substancji białkowych z substancji prostych - aminokwasów). Rybosomy mają postać skupiska drobnych ziarenek. W komórkach starszych znajdują się również substancje o charakterze materiału zapasowego głównie tłuszcze i cukry są to tzw. ziarniaki. ; • jądro komórkowe - u niektórych bakterii może przyjmować postać tzw. ziarna jądrowego.; • przetrwalniki - są to ciała umożliwiające odbudowę komórki bakteryjnej po jej zniszczeniu.
31. Wpływ czynników fizycznych i chemicznych na występowanie drobnoustrojów:
a) temperatura - wzrost oraz inne przejawy aktywności życiowej mikroorganizmów mają miejsce w określonych przedziałach temperatur, różnych dla różnych drobnoustrojów. Przedział temp., w których możliwy jest wzrost drobnoustrojów wyznaczają temp. minimalna i maksymalna dla wzrostu. Jednocześnie wzrost konkretnego drobnoustroju jest najszybszy w temp. określonej jako optymalny dla wzrostu. Temp. decyduje zarówno o szybkości reakcji chemicznych w komórce, jak i o stanie fizykochemicznym białek i kwasów nukleinowych komórki.
b) napięcie powierzchniowe - zmiany w napięciu powierzchniowym maja wpływ m. in. na przepuszczalność błony cytoplazmatycznej, podziały komórkowe, wzrost komórki i typ wzrostu bakterii na podłożu płynnym. Obecność hydrofilnych związków w ścianie komórkowej sprawia, że powierzchnia komórki jest łatwo zwilżana. W przypadku przewagi związków hydrofobowych na powierzchni komórki zwilżalność komórki obniża się, co prowadzi do wzrostu komórek w postaci agregatów. c) aktywność wodna - ilość dostępnej wody wolnej w środowisku określa możliwość rozwoju drobnoustrojów w tym środowisku. Odwodnienie środowiska prowadzi do zahamowania procesów życiowych, wzrostu rozmnażania komórki. d) pH - większość drobnoustrojów występujących w środowisku człowieka rozwija się najlepiej przy pH 7. Znaczne podwyższenie bądź obniżenie pH hamuje ich wzrost. Istnieją jednak grupy bakterii, które mogą rosnąć w bardzo niskim bądź Wysokiem pH.
e) sole (kationy i aniony) - wzrost większości drobnoustrojów jest możliwy przy ciśnieniu osmotycznym, roztworu w którym są zawieszone, zapewnionym przez dodatek 0,85% NaCl. Zwiększenie koncentracji NaCl ponad 3% hamuje ich wzrost. Szereg drobnoustrojów, w tym chorobotwórczych wytrzymuje znacznie wyższe koncentracje (10-12%).
f) barwniki - są związkami posiadającymi zdolność adsorpcji określonych zakresów widma słonecznego. Pozostała, niezaabsorbowana część widma ulega odbiciu, co odbieramy jako określony kolor. Energia pochłonięta przez barwniki działa uszkadzająco na bakterie przez co związki te wykazują dużą aktywność bakteriobójczą.
32. Łańcuch epidemiologiczny: Łańcuch epidemiczny→ kolejne etapy przenoszenia zarazka z 1 gospodarza na 2, tego samego lub innego gatunku. W tym przypadku występują: » źródło zakażenia (członek lub konkretne zwierzę, w którym drobnoustrój namnaża się przedostaje się do środowiska i zaraża inne osoby lub zwierzę), » droga lub drogi przenoszenia (sposób w jaki drobnoustrój jest przenoszony ze źródła zakażenia na osobę wrażliwą lub zwierzę).,; » wrota zakażenia albo organizm wrażliwy.
Łańcuch epidemiczny może być: ○ jednoogniwowy - gdy między źródłem zakażenia i wrażliwym organizmem pośredniczy 1 element środowiska, np. woda, krople śluzu, kleszcze, wszy.; ○ wieloogniwowy - gdy pośredniczy w nim więcej elementów, np. muchy i owoce lub wody powierzchniowe i produkty spożywcze.
33. Toksykoinfekcje i intoinfekcje: Toksykoinfekcje - są następstwem spożycia wraz z pokarmem drobnoustrojów zdolnych do wywołania zatrucia. Mogą się one również namnażać w przewodzie pokarmowym, w którym wydzielają toksyny. Tego typu zatrucia wywołuje wiele drobnoustrojów, wśród których najliczniej reprezentowane są bakterie z rodziny Enterobacteriaceae i należą tu wszystkie pałeczki (z wyjątkiem S. typhi i S. patatyphi A, B i C) pałeczki Shigella (z wyjątkiem S. shigae), patogenne Escherichia coli, a także Yersinia enterocolitica, Bacillus cereus, Clostridium perfringens typ A i C, Vibrio parahaemoliticus, Pseudomonas aeruginosa, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni, Aeromonas hydrophila i Plesiomonas shigelloides.
34. Metody sterylizacji:a) fizyczne: * podwyższona temperatura (sterylizacja termiczna):
→ wyżarzanie w płomieniu palnika- stosowane głównie do sterylizacji ez bakteriologicznych
→ opalanie- stosujemy do sterylizacji narzędzi, takich jak nożyczki, skalpele, wyloty probówek
→ wyjaławianie w suchym gorącym powietrzu 160-180oC- proces ten prowadzony jest w suszarkach, w których jałowimy szkło i niektóre narzędzia laboratoryjne; → wyjaławianie w nasyconej parze wodnej o temp. wyższej niż 100oC- proces prowadzony hermetycznie zamykanych kotłach zwanych autoklawami
→ wyjaławianie w parze wodnej o temp. 100oC w tzw. aparatach Kocha.; * promieniowanie UV; * promieniowanie jonizujące; * ultradźwięki b) chemiczne: * niektóre gazy (tlenek etylenu, ozon); * pary niektórych związków (formaldehyd, aldehyd glutarowy)
c) wyjaławianie mechaniczne (sterylizacja na zimno):* filtry
35. Drobnoustroje wskaźnikowe:
Drobnoustroje wskaźnikowe→ grupa drobnoustrojów, których obecność w środowisku dla nich nietypowym (np. woda, żywność) wskazuje na konkretny typ zanieczyszczenia tego środowiska lub określone braki w higienie procesu produkcji. Drobnoustroje, aby mogły pełnić rolę wskaźnika higieny procesu muszą: » być obecne w środowisku;
» nie powinny się w tym środowisku namnażać; » powinny charakteryzować się odpornością na działające w tym środowisku czynniki; » powinny posiadać cechy pozwalające na, w miarę jednoznaczną, ich identyfikację.
Rolę drobnoustrojów wskaźnikowych pełnią najczęściej: → bakterie z grupy coli (E. coli, Citrobacter sp., Klebsiella sp., Enterobacter sp.); → kałowe kolipodobne (E. coli, Enterobacter sp.); → Escherichia coli
36. Techniki biologii molekularnej w mikrobiologii:
Łańcuchowa reakcja PCR - technika umożliwiająca amplifikację (namnażanie) fragmentu DNA in vitro przy użyciu polimerazy DNA. Do przeprowadzenia łańcuchowej reakcji polimerazy DNA potrzebne są: × substrat - matryca DNA; × krótkie, jednoniciowe fragmenty DNA; × ATP, GTP, CTP, TTP; × enzymy katalizujące tę reakcję - polimeraza DNA Etapy PCR - schemat: - denaturacja - rozdzielanie DNA; - renaturacja - hybrydyzacja komplementarnych oligonukleotydów z rozplecionymi nićmi DNA; - replikacji - polimeraza DNA, budowanie nici DNA; przyłączanie ATP, GTP, CTP, TTP
37. Podłoża mikrobiologiczne jako środowisko wzrostu mikroorganizmów:
Rodzaje pożywek- podział podłoży na podstawie: a) różnic w składzie chemicznym: → naturalne- podłoża bazujące na składnikach pochodzenia naturalnego, np.: wyciągi z tkanek roślinnych czy zwierzęcych; → syntetyczne- podłoża o ściśle określonym składzie chemicznym (jakościowo-ilościowym) najczęściej sporządzane z zestawu określonych aminokwasów, cukrów, witamin, soli, itp.; przeznaczone są do badania zapotrzebowań odżywczych bakterii oraz uzyskiwania czystych wielkocząsteczkowych produktów metabolizmu bakterii.; → półsyntetyczne- podłoża syntetyczne, które wymagają dodatków naturalnych jak surowica zwierzęca. b) różnic w konsystencji: → stałe (1,5-2,0% agaru; 10-15% żelatyny); → płynne
→ półpłynne (0,1-0,7% agaru)- służą do badania ruchu bakterii, przechowywania szczepów, oceny wymagań tlenowych drobnoustrojów c) różnic w zapotrzebowaniu pokarmowym drobnoustrojów:; → proste- podłoże umożliwiające wzrost większości drobnoustrojów z danego środowiska; → wzbogacone- podłoże proste zawierające dodatkowe czynniki wzbogacające jak ekstrakty z drożdży, czy tkanek zwierzęcych d) celu jakiemu służą: → podstawowe- zamiennie używana nazwa podłoża prostego; → specjalne: * namnażające- służą do namnażania bakterii; * namnażająco-wybiórcze- służą do namnażania określonych rodzajów bakterii; * wybiórczo-różnicujące- następuje na nich wzrost wybranych gatunków i jednocześnie ich wstępne zróżnicowanie; * różnicujące- służą do określenia wybranej cechy biochemicznej wybranego szczepu
* szczególnego przeznaczenia- wykorzystywane do transportu szczepów, przechowywania bakterii, maksymalnej produkcji niektórych metabolitów, badań genetycznych
38. Metoda miana:
Miano→ najmniejsza ilość badanego materiału, w której znajduje się przynajmniej jeden interesujący nas drobnoustrój. Im wartość miana jest wyższa tym materiał zawiera mniej drobnoustrojów, np.: 0,8 jest bardziej czystsza od 0,1. Zasada metody: • metodą miana oznaczać można obecność dowolnej grupy drobnoustrojów lub konkretnego drobnoustroju w badanym materiale. W praktyce metodą miana określa się najczęściej bakterie jelitowe Escherichia coli oraz podobne do tego drobnoustroju tzw. bakterie kolipodobne. Stosuje się ją także do określenia liczby bakterii Salmonella i gronkowców.; • w zależności od kierunku oznaczeń i wymogów mikrobiologicznych punktem wyjścia do posiewów jest materiał wyjściowy lub jego kolejne rozcieńczenia dziesiętne.
• posiew wykonuje się w jednym powtórzeniu; • należy go wykonać z trzech kolejnych rozcieńczeń
• posiew w metodzie miana wykonywany jest na podłoże płynne
39. Metoda NPL (do wskaźnikowych i chorobotwórczych):
Metoda NPL→ Najbardziej Prawdopodobnej Liczby; jest to metoda statystyczna. Zasada metody:
• metodą NPL oznaczać można liczebność dowolnej grupy drobnoustrojów lub konkretnego drobnoustroju w badanym materiale; • zależności od kierunku oznaczeń i wymogów mikrobiologicznych punktem wyjścia do posiewów jest materiał wyjściowy lub jego kolejne rozcieńczenia dziesiętne. ; • posiew należy wykonać przynajmniej w dwóch powtórzeniach; • należy go wykonać minimum z trzech kolejnych rozcieńczeń
• posiew w metodzie NPL wykonywany jest na podłoże płynne; • przy odczycie wyników określa się ilość wyników dodatnich przy posiewie danej ilości na maksymalną ilość możliwych wyników dodatnich
40. Metody identyfikacji bakterii grupy Enterobacteriacae: Podłoża wykorzystywane do identyfikacji biochemicznej Enterobacteriacea to: a) indol - bakterie posiadające enzym tryptofanazę; rozkładają tryptofan z wytworzeniem indolu b) podłoże Clarka (MR) - reakcja z czerwienią metylową zależna jest od stopnia zakwaszenia podłoża, zmienia zabarwienie z żółtego na czerwone (pH poniżej 4,5). c) podłoże Clarka (VP) - reakcja Voges-Proskauera związana jest ze zdolnością wytwarzania acetylometylokarbinolu, acetoina w środowisku alkalicznym, przy dostępie tlenu i w obecności kreatyny tworzy obrączkę o zabarwieniu różowym na styku dwóch faz. d) podłoże Simmonsa z cytrynianem - wyrastają bakterie mające zdolność do wykorzystania cytrynianu sodowego jako jedynego źródła węgla oraz jonu amonowego (fosforan amonowy) jako jedynego źródła azotu. Alkalizacja środowiska w obecności błękitu bromotymolowego (indykator) prowadzi do zmiany zabarwienia podłoża z zielonej na niebieską.
e) podłoze Kliglera - służy do jednoczesnego oznaczania fermentacji glukozy i laktozy, wytwarzania gazu i H2S.Wskaźnikiem jest czerwień fenolowa. Drobnoustroje fermentujące laktozę zakwaszają całe podłoże zmieniając barwę z czerwonej na żółtą.
41. Krzywa wzrostowa i czas 1 generacji: I faza - zastoju - logarytmiczna faza: aktywność metaboliczna kom bardzo słaba. II faza - wzrostu: kom standardowe, nie zmienia się wiek osobniczy komórek, stały min czas reprodukcji, wrażliwość na czynniki środowiskowe. III faza spowolnionego wzrostu: spowolnienie procesu namnażania. IV faza równowagi: równowaga pomiędzy komórkami zamierającymi. Czas 1 generacji: czas ubiegający od jednego podziału kom do drugiego we właściwej fazie wzrostu logarytmicznego (kom namnażają się przez koniugacje lub podział komórek). N = No * 2o; No - początkowa liczba komórek; N - liczba komórek po n godzinach; n - ilość podziałów. n = logN - log No / log 2; n = ∆t/g; g - czas generacji; g = ∆t/n=1/v; v - szybkość podziału; v = n/t=(logN - logNo)/log 2∆t.
42. Drobnoustroje z wody. E. coli (gram -): występują w wodach zanieczyszczonymi ściekami, enteropatogennet E. coli powodują biegunkę u małych dzieci, zakażenia przewodu pokarmowego dotyczące jelita cienkiego, enteroinwazyjne - zachorowania podobne do czerwonki, enterotoksyczne - biegunku choleropodobne wytwarzana enterotoksyczne: LT - ulega inaktywacji 63st/30min; ST - nie ulega zniszczeniu w 100st/30min; enterokrwotoczne - krwotoczne zapalenie jelita grubego, infekcja biegunkowa, krwiotoczne zapalenie pęcherza moczowego. Clostridium botulinum: gram +, powodują blokadę przekaźników, blokują przepływ impulsów w układzie nerwowym. Clostridium perfringens: gram+, forma porotwórcza, laseczka beztlenowa, występuje w wodzie i glebie, ściekach, zatrucia - źle przygotowana kiełbasa (na powierzchni surowego mięsa), drób, ryba, Compylobacter (woda i nie tylko): powoduje zakażenie jelitowe, spiralnie skręcone gram (-), ruchliwe, mikroaerofilne, temp wzrostu 37-46 st ST, przyczyną zatrucia są zazwyczaj produkty pochodzenia zwierzęcego, mleko, przetwory mleczne, drób, kontakt z osobami chorymi i wodą, produkty toksyn powodują zmiany zapalne jelit, objawy po 2-5 dniach od pożycia: ból głowy, ostra biegunka, krwiste wodniste stolce, wysoka temp.
43. Efekt działań mikroflory: negatywne - ochrona przed działaniem antybiotyków, gronkowce penicylazo (+), pozytywne: ochrona przed kolonizacją drobnoustrojów patogenicznych: zajęcie receptorów, wydzielen mucyny - utrudnia kolonizację, wytwarza subst antybakteryjne - krótko łączy kasy tłuszczowe, pobudza układ immunologiczny do produkowania kom odpornościowych.
7