Исследование живых бактерий

Биохимия изучает химию живой природы в широком диапазоне от человека и позвоночных до бактерий и вирусов. В зависимости от объекта исследования можно условно выделить биохимий животных и человека, биохимию растений и биохимию микроорганизмов. Однако, несмотря на определенные, порой принципиальные различия в химическом составе и обмене веществ тех или иных видов живых организмов, существует биохимическое единство всех форм жизни, которое авторы стремились отразить в настоящем учебнике. [c.4]

ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИВЫХ БАКТЕРИИ Приготовление препаратов микробной клетки [c.69]

Специальные методы исследования растущих культур бактерий были описаны в гл. 2. Ниже мы приводим три метода, которые часто используются при исследовании живых клеток в целях идентификации. [c.56]

При микроскопическом исследовании препаратов, помимо учета общего числа микроорганизмов, можно получить дополнительную информацию, например, о качественном составе микрофлоры (палочки, кокки, спириллы, вибрионы, дрожжи и т. д.), о микробной биомассе, о природе и характере взвешенных веществ, о наличии фито- и зоопланктона, а после соответствующей обработки препарата — о соотношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, живых и мертвых клеток, о числе железобактерий и т. п. [c.13]

В начале 70-х годов традиционная биотехнология как научная дисциплина была не слишком известна исследования в этой области в основном проводились в отделах инженерной химии и иногда в рамках социальных микробиологических программ. В широком смысле биотехнология занимается производством коммерческих продуктов, образуемых микроорганизмами в результате их жизнедеятельности. Более формально биотехнологию можно определить как применение научных и инженерных принципов к переработке материалов живыми организмами с целью создания товаров и услуг . В историческом смысле биотехнология возникла тогда, когда дрожжи были впервые использованы при производстве пива, а бактерии — для получения йогурта. [c.16]

Преимущества люминесцентной микроскопии по сравнению с обычными методами микроскопии следующие цветное изображение значительная контрастность возможность исследования как живых, так и погибших микроорганизмов, прозрачных и непрозрачных объектов, обнаружение отдельных бактерий, вирусов и их АГ, установление их локализации дифференцирование отдельных компонентов клетки. [c.10]

Для исследования брался активный ил, отстоенный в течение 30 мин. До и после обработки ила производился количественный учет бактерий методом пластинок и прямым счетом с учетом живых и мертвых бактериальных клеток (Разумов, Лазарева). [c.93]

Поскольку выделение мутантов у микроорганизмов — задача относительно несложная, микроорганизмы являются очень удобным объектом при исследовании метаболических процессов и изучении физиологической роли определенных биохимических реакций, тем более что протекающие в живых организмах метаболические процессы в основном универсальны. Например, бактерии, птицы, рептилии и млекопитающие нуждаются в синтезе одинаковых низкомолекулярных соединений. Далее, различные виды организмов используют одинаковый клеточный аппарат для включения этих соединений в определенные макромолекулы. Так, оказывается, что последовательность аминокислот в некоторых белках достаточно близка у таких далеких организмов, как микробы и млекопитающие. Информацию, необходимую для решения некоторых общих проблем биохимии, можно получить при работе с любыми живыми организмами, однако бактерии обладают тем преимуществом, что при работе с ними можно использовать такие методы, которые неприемлемы при работе с другими организмами. Как отметил Дж. Уотсон [43] [c.29]

В предыдущей главе мы видели, что исследования обмена веществ у бактерий значительно обогатили наши знания о химических реакциях, протекающих в живых клетках. Еще больший успех этих исследований связан с выяснением механизмов, регулирующих эти реакции. Осно- [c.55]

Выдающееся значение азотсодержащих органических соединений заключается в построении биополимеров (белка, нуклеиновых кислот), без которых невозможно существование живой материи, что сделало очень важной проблему непосредственной фиксации молекулярного азота, являющуюся предметом широких исследований органической, биологической и радиационной химии. Осложняющим обстоятельством является высокая инертность молекулы азота (энергия диссоциации азота равна 950 кдж/моль при 298°К, а энергия разрыва первой связи — 525 кдж/моль). Поэтому известные производственные методы фиксации азота (в виде окислов или аммиака) осуществляются при высоких температурах и давлениях. В то же время в биологических системах по неясному восстановительному механизму азот усваивается в мягких условиях (например, клубеньковыми бактериями). [c.238]

Хотя со времени появления первого издания прошло только семь лет, понадобилась значительная переработка с тем, чтобы включить в книгу все наиболее существенные новые данные. За это время возник ряд совершенно новых и очень важных областей исследования, которые развивались очень быстро, а некоторые даже бурно. Это касается, в частности, генетических исследований бактерий и бактериофагов. Хотя вопрос о том, можно ли считать бактериофаги и другие вирусы живыми организмами, остается открытым, они, во всяком случае, обладают генетической структурой, которую удалось изучить очень детально. Эти неожиданные достижения вместе со сходными результатами, полученными на бактериях и других микроорганизмах, значительно уточнили наши сведения о единицах наследственности. Изучение природы генов и их способности к самовоспроизведению было также в большой степени стимулировано моделью строения нуклеиновых кислот, предложенной Уотсоном и Криком. Поэтому бактериям, бактериофагам и природе гена в настоящей книге посвящены специальные главы. Может показаться, что значение этих областей исследования несколько преувеличивают, однако многие данные, которые в настоящее время кажутся новыми и гипотетичными, возможно, скоро войдут в основы генетики. [c.14]

За последние несколько лет были сделаны большие успехи в изучении люминесценции бактерий. Особое внимание уделялось исследованию экстрактов, выделенных из бактериальных клеток. В ранних работах занимались главным образом вопросом о влиянии изменения свойств окружаюш,ей среды—питательных веществ, осмотических свойств и pH—на люминесценцию и определением отношения интенсивностей люминесценции и дыхания. Еще в 1938 г. Дудоров [7] показал, что добавление рибофлавина усиливает люминесценцию бактерий, не оказывая заметного действия на процесс дыхания. Его работа в течение многих лет оставалась незамеченной, и при исследовании живых бактерий в основном занимались вопросом о потребности бактерий в аминокислотах и сахаре. На этом этапе исследований один из наиболее поразительных экспериментальных результатов состоял в том, что источник азота, введенный в среду, оказывает решающее влияние на величину отношения скорости роста к интенсивности люминесценции бактерий [13]. Для A hromoba ter fis heri было показано, что если принять в качестве стандартного значения величину отношения, полученную при оптимальных условиях роста в присутствии солей аммония, то замена последних гуанином, глутаминовой кислотой или серином приводит к возрастанию этого отношения однако оно уменьшается, т. е. интенсивность люминесценции возрастает быстрее интенсивности дыхания при добавлении в среду метионина с гистидином или с лизином. Аналогичные наблюдения были проделаны и другими исследователями, которые установили, что присутствие в среде смеси метионина с другими менее существенными аминокислотами усиливает люминесценцию. В гл. VIH и IX приводятся другие примеры важной роли, которую играют соединения серы в процессах, связанных с излучением. [c.174]

Исследование возбудителей гнилостного распада белковых веществ. Для обнаружения возбудителей готовят препарат живых бактерий (в раздавленной капле), а также фиксированный и окрашенный (рис. 22). Чаще других в препарате встречаются подвижные клетки Proteus vulgaris (рис. 22,6), преобладающие на первых стадиях распада белков. Это неспорообразующие, неодинаковой длины палочки. Кроме того, на препарате много спорообразующих клеток Вас. my oides [c.111]

К началу 1950-х гг. в радиобиологии был накоплен огромный фактический материал и установлен ряд общих закономерностей действия излучений на живые объекты. Исследована радиочувствительность самых различных объектов — от макромолекул и бактерий до млекопитающих, установлена зависимость поражающего эффекта от физиологического состояния объекта, вида излучения, физических условий облучения и др. Были сформулированы теории гфямого и косвенного действия радиации, объясняющие, как казалось, подавляющее большинство накопленных к тому времени фактов на физико-химическом уровне исследования. Стоял вопрос об относительной роли этих двух способов поражающего действия радиации в живой клетке. Гораздо слабее были изучены механизмы тех процессов, которые приводили к нарушению клеточных микроструктур и отдельных макромолекул, то есть первичных физико-химических процессов, предшествующих развитию лучевого повреждения и гибели клетки. В те годы только начиналось систематическое изучение процессов радиационной деструкции основных классов биологических макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. [c.34]

Для предположения о непрерывном распаде и ресинтезе всех белков в живой клетке не существует серьезных основании. Чтобы проверить эту гипотезу, опыты на высших организмах по указанной причине малопригодны. В последние годы стави-лись сиециальные исследования на бактериях, у которых метаболические реакции идут с огромной скоростью и которые обеспечивают безупречность эксперимента, свободного от возражени , вызываемых опытами на животных. [c.447]

Для исследования живых бактериальных клеток разработан ряд методов. При микроскопировании можно использовать культуры, выраш,енные в жидких средах, однако для получения нужного числа бактерий они нуждаются, как правило, в разведении стерильной средой. Культуры, выраш енные на твердых средах, можно суспендировать с помощью стерильной петли или иглы в капле стерильной жидкой среды или какого-нибудь раствора, но не водопроводной воды, до слабого помутнения (разд. 2.5.1). Следует помнить, что возраст культуры и физико-химические параметры среды могут быть причиной ненаследуемых (фенотипических) модификаций как внепротоплазматических компонентов (жгутики и капсулы), так и компонентов, находящихся внутри собственно клетки (различные включения) все эти компоненты являются важными признаками, по которым ведется идентификация. Вместе с тем специальные операции или пересевы, производимые в лаборатории, могут благоприятствовать развитию мутантов, имеющих наследственно измененные по сравнению с диким типом черты строения. Изменения могут быть стабильными и нестабильными, но очевидно, что при описании формы и структуры бактерий условия содержания культуры должны быть строго определенными, так как старение культуры и изменения состава среды могут быть причиной ряда морфологических изменений. [c.56]

Сходство путей метаболизма в различных видах — один из основных принципов биохимии. Классические исследования, посвященные спиртовой ферментации дрожжей и образованию молочной кислоты в тканях млекопитающих, показали, что эти два процесса по существу протекают одинаково и отличаются лишь конечными стадиями, когда в дрожжах происходит анаэробное декарбоксилирование пирувата, а в мышечной ткани — нет. И в том, и в другом процессе НАД восстанавливается, а энергия накапливается в виде АТФ. Последние исследования других биологических механизмов образования, накопления и передачи энергии выявили некоторые интересные различия между видами, например наличие нескольких путей диссимиляции сахаров в бактериях, но все же наблюдается удивительное сходство этих механизмов. Многие промежуточные соединения одинаковы для всех видов. В живых клетках в качестве аккумулятора энергии всегда используется АТФ. Никотииамиднуклео-тиды участвуют во многих реакциях с переносом электрона триозофосфаты всегда участвуют в гликолизе. Белки, являющиеся основой живых организмов, во всех исследованных видах состоят приблизительно из 20 аминокислот. Эти аминокислоты, по-видимому,. в целом ряде организмов синтезируются одинаково, хотя точно установлено наличие двух путей в случае лизина. При этом высшие растения и бактерии используют различные пути, а грибы — оба. Это интересно при прослеживании эволюционных линий по био- [c.234]

Почти до середины XX в. среди бактериологов господствовало мнение, что в отличие от других живых организмов бактерии при неблагоприятных внешних воздействиях выживают не благодаря случайным генетическим изменениям (мутациям), а вследствие того, что именно эти воздействия в большинстве случаев запускают физиологические процессы, которые и позволяют бактериям выжить. Эта теория была опровергнута исследованиями С.Е. Лурия и М. Дельбрюка (Luria S.E., Delbru k М., Geneti s 28 491-511, 1943), которые доказали, что устойчивость Е. соИ к бактериальным вирусам (бактериофагам) обусловлена именно произошедшими в них мутациями, а не реакцией бактерий на воздействие со стороны бактериофага. Эти данные нашли подтверждение в работах других авторов, изучавших последствие других неблагоприятных внешних воздействий. Исследования Лурия—Дельбрюка положили начало современной генетике микроорганизмов. [c.26]

Преимущества люминесцентной микроскопии по сравнению с обычной заключаются в следующем сочетание цветного изображения и контрастности объектов возможность изучения морфологии живых и убитых клеток микроорганизмов в питательных средах и тканях животных и растений исследование клеточных микроструктур, избирательно поглощающих различные флуо-рохромы, которые являются при этом как бы специфическими цитохимическими индикаторами изучение функционально-морфологических изменений клеток использование флуорохромов при иммунологических реакциях и подсчете бактерий в образцах с невысоким их содержанием. [c.19]

В граммположительных бактериях имеются только два кольца в бактериальном моторе S-кольцо, прикрепленное к стенке бактерии, и М-кольцо (отстоящее от 5-кольца на 35 А), погруженное в цитоплазматическую мембрану и скрепленное со стержнем мотора. Электронно-микроскопические исследования [11] показали, что кольца состоят из 15 (16) секторов. В живой бактериальной клетке часть энергии, получаемой ею при питании, используется на работу протонного насоса, выкачивающего протоны з клетки во внешнюю среду и создающего таким образом в клетке пониженную концентрацию протонов. Предполагается, что возникающий в результате этой раз- ности концентраций поток протонов, проходящий между S- и М-кольЦами (см. рис. 5.8, а), приводит в-движение бакхериадьный мотор. В экспериментах с бактерией Strepto o us (рис. 5.10), прикрепленной концом жгутика к стеклу (так что при работе мотора жгутик неподвижен, а тело бактерии вращается) [12], показано, что ротор мотора совершает относительно статора один оборот при прохождении примерно 300 протонов, причем направление вращения не зависит от направления потока протонов (из клетки в раствор или наоборот) (рис. 5.11). Это обстоятельство вместе с существованием секторной структуры колец позволило авторам [12] предположить, что бактериальный мотор действует по принципу верньера , поскольку полное число перемещений двух верньерных дисков, с 15 и 16 делениями соответственно, составляет 15 X 16 = 240, так что если прохождение одного протона соответствует одному наименьшему возможному пере- [c.101]

Автотрофные организмы получают всю серу и азот, содержащиеся в клетке, из неорганических соединений. Автотрофное усвоение неорганических соединений серы и азота широко распространено в природе. Этой способностью обладают высшие зеленые растения, папоротники и мхи. Кроме того, известно, что многие водоросли, грибы и бактерии могут расти на среде, содержащей в качестве единственного источника серы сульфаты и в качестве единственного источника азота нитраты, аммиак и даже N2. Среди огромного разнообразия живых существ можно найти организмы, которые составят непрерывный ряд от полной автотрофности до почти полной гетеротрофности. Например, млекопитающие должны получать весь азот в виде органических соединений и почти всю серу в виде органических восстановленных соединений. Однако, как показали чрезвычайно интересные с эволюционной точки зрения исследования, проведенные с 8 -сульфатами, ткани эмбрионов высших животных обладают некоторой, хотя и ограниченной, способностью к восстановлению сульфатов и фиксации восстановленной серы с образованием цистеина. По-видимому, использование чувствительных методов с применением изотонов покажет, что полная гетеротрофность имеет место лишь в очень редких случаях. Все дело в том, соот- [c.274]

Метод прямого счета бактерий воды еще мало используется в практике санитарных исследований природных и искусственных водоемов, а также для контроля работы сооружений на отдельных этапах очистки воды. Это объясняется тем, что микроскопическое исследование воды не позволяет обнаружить разницы между мертвыми и живыми микробами, а также отсутствием общепризнанных санитарных нормативов по количеству бактериопланктона. Между тем преимущество этого метода в сравнении с посевом воды на общепринятые питательные среды состоит в том, что он открывает всю "массу микробиального населения, участвующего в общем круговороте веществ, происходящем в водоеме. По мнению А. С. Ра-зумова, количество мертвых бактерий вряд ли может быть большим в обычных условиях . И надо полагать, что в ряде случаев метод прямого счета бактерий воды может быть с успехом использован в санитарной практике. [c.180]

Современная микробиологическая наука располагает достаточио обширным набором. етодоп п приемов раздс ленпя живых и. мертвых. микроорганизмов. В основу этих методов положены следующие критерии жиз 1еспособио-сти бактерий 1) сиисобиость к размножению и образованию микроколоний на плотных средах 2) фер.мента-тивная активность клеток 3) изменение свойств клетки (проницаемости клеточной стеики, показателя преломления, восприятия того или иного красителя и т. д.). Однако задачу нельзя считать окончательно реш енной даже в отношении суспензии чистой культуры микроорганизмов. Совершенно не разработана эта задача в отношении микроорганизмов природной воды, где исследователь имеет дело с самым разнообразным микробным биоценозом, до сих пор еще в полной мере не изученным. Оценка уже имеющихся методов разделения живых и мертвых бактерий позво.чяет выбрать длн дальнейшей разработки приемы, наиболее подходящие для исследования микрофлоры воды. [c.106]

Серия опытов по испытанию свойств других флуорохромов по разделению живых и убитых хлором клеток показала хорошие результаты на чистых культурах с аурамином 00, родамином 6Ж и их сочетанием. РГнак-тивированные хлором клетки Е. соИ при флуорохромировании аурамином люминесцировали ярко-желтым цветом и отчетливо были видны по сравнению с тускло-зелеными живыми клетками. Родамин 6Ж окрашивал убитые хлором клетки в красный цвет по сравнению с желтыми живыми при сочетании флуорохромов 2 1 получалась весьма красочная картина — мертвые клетки светились тускло-красным, а их ядра ярко-желтым. Однако при натурных исследованиях водопроводной хлорированной воды эти флуоро.кромы не дали возможности определить соотношение живых и мертвых бактерий. [c.117]

Таким образом, для водопроводной воды пока не найдены удовлетворительные способы определения числа жизнеспособных клеток. Наиболее перспективный флуорохром примулин не окрашивает клетки бактерий, убитые хлором. По всей видимости, в результате воздействия хлором не создаются условия для проникновения в клетку грубодисперсной ярко флуоресцирующей фракции красителя, хотя, судя по исследованиям, касающимся механизма действия хлора на бактериальную клетку (А. М. Скидальская, 1969), нарушается целость оболочки и увеличивается ее проницаемость. Теоретические предпосылки успешного разделения живых и мертвых бактерий в питьевой хлорированной воде на данном этапе не оправдались. Работы в этом плане должны быть продолжены. [c.117]

В группе вирусов мы находим необычайно любопытный пример автономных и гомогенных нуклеопротеидов. Вирусы — облигатные паразиты, способные размножаться только в клетках организма-хозяина (которым в зависимости от вида вируса является животное, растение или бактерия). Для этого размножения вирусы используют метаболический аппарат хозяина, перестраивая и направляя его работу. Вирусам присущи главнейшие черты живого способность воспроизводить самое себя, способность к размножению, к мутациям и к обмену генетическим материалом (при наличии более чем одного родителя). В то же время их можно выделять в чистом, а часто даже и в кристаллическом виде, mojkho хранить, подвергать исследованию и анализировать, короче говоря, с ними можно обращаться как с индивидуальными химическими веществами. Таким образом, являясь частью живой природы, вирусы вместе с тем снабжают исследователей относительно простыми моделями тех процессов жизнедеятельности, которые характерны для более сложных форм. [c.160]

Исследование как почвы, так и илов при помощи прямого микроскопирования приводит к получению несопоставимо больших цифр, чем при использовании метода посева на агаровые среды. Это вполне понятно, так как не все бактерии вырастают на твердых средах и к тому же при микроскопировании наряду с живыми учитываются также и мертвые, ио. не разложившиеся клетки микробов. Прямое микроскопйро-вание дает показатели в 100 —1000 раз большие, чем метод посева. [c.524]

Другой интересный вопрос, возникающий прн изучении фотосинтеза и хемосинтеза автотрофных бактерий, относится к роли, которую эти процессы могли играть в развитии жизни на Земле. До объяснения ван Нилем механизма бактериального фотосинтеза синтез органического вещества зелеными растениями казался единственным процессом, стоящим обособленно по отношению ко всем остальным биохимическим реакциям в живых организмах. Исследования ван Ниля создали недостающее звено между ц[иром зеленых растений и миром низпаих микроорганизмов. [c.129]

При фотосинтезе зеленых растений потребляются двуокись углерода, вода и свет и производятся кислород, углеводы и химическая энергия. Таким образом, мы имеем шесть возможных объектов количественного исследования. Однако один из участников реакции, вода, находится в живых организмах в таком изобилии, что определить его потребление практически невозможно (если не считать возможного применения изотопных индикаторов). С другой стороны, при фотосинтезе бактерий и адаптированных водорослей (см. т. I, гл. V и VI) потребление восстановителя (Hg, HgS, HgSgOg и т. д.) может быть измерено так же легко, как и потребление окислителя ( Og). [c.242]

В предметный указатель включен весь наиболее важный фактический материал рефератов, аннотаций и библиографических описаний, что позволяет читателю найти любые сведения, помещенные в реферативном журнале за период, который охватывает указатель. В указателе обычно регистрируются систематические или тривиальные названия всех синтезированных, исходных, промежуточных и побочных продуктов, в том числе веществ, образующихся в процессе каких-либо реакций названия продуктов производства, исходного сырья, отходов, а также природных веществ и полученных из них продуктов. Регистрируются также названия всех веществ, для которых изучались химические, физические или физиологические свойства, определялось строение, изучался обмен в живом организме, исследовались новые области применения, даже если результаты исследования отрицательны. В указатель вносятся фирменные названия продуктов (дюпональ МЕ, перлон и т. п.), имеющие широкое распространение в научной и научно-технической литературе, названия катализаторов, в том числе и фирменные названия названия классов веществ (альдегиды, кетоны, углеводы и пр.) названия растений, животных, бактерий, грибов и т. п. Кроме вышеперечисленных понятий, в предметный указатель вносятся названия физико-химических свойств вещбсгв (вязкость, электропроводность и пр.) физико- [c.33]

Своеобразным видом хемилюминесценции является свечение живых организмов, которое иногда называют биолюминесценцией. Общеизвестно интенсивное свечение некоторых органов светляков, некоторых глубоководных рыб, ноктикул (причина свечения моря)и некоторых видов грибов и бактерий (причина свечения гнилушек). Исследования показали, что во всех этих случаях имеет место типичная люминесценция, сопровождающая окисление продуктов, вырабатываемых светящимися органами. Почти во всех случаях удалось выделить органическое вещество — люциферин, окисление которого в присутствии фермента люциферазы является причиной свечения (Гарвей, 1917). Окисление люциферина в отсутствии люциферазы свечения не дает. Свечение живых организмов имеет ту интересную особенность, что спектр его содержит исключительно видимые лучи. Этот свет является для глаза идеальным в смысле экономичности, тем более что распределение энергии в спектре свечения точно отвечает распределению чувствительности глаза к разным областям спектра. К сожалению, малая интенсивность свечения не позволяет применять его для осветительных целей. [c.519]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология