Занятие 10: Итоговое занятие по теме
«Физиология и метаболизм прокариот»


Задания:

1. Вспомните о факторах роста прокариот. Какие бактерии являются прототрофами? Вследствие каких причин прототрофность может быть утеряна клеткой? Объясните значение термина ауксотрофность. Ознакомтесь с методиками идентификации ауксотрофных микроорганизмов.

Для идентификации выделенных ауксотрофных мутантов (то есть для определения нуждаемости в тех или иных метаболитах) используют синтетические питательные среды, к которым добавляют факторы роста, и проверяют способность мутантов расти на этих средах.

Методика 1. Вначале берут три варианта среды: содержащие смесь всех аминокислот, смесь всех витаминов и смесь азотистых оснований.

В качестве добавок используют гидролизат казеина (наличие аминокислот), дрожжевой экстракт (источник витаминов) и гидролизат дрожжевой нуклеиновой кислоты, способный удовлетворять потребность в пуринах, пиримидинах, нуклеозидах и нуклеотидах. Если исследуемый мутант растет на среде, содержащей гидролизат казеина, значит он нуждается для роста в одной из аминокислот. Какая именно аминокислота нужна для роста, легко установить, добавляя к синтетической среде все аминокислоты по отдельности. Таким же образом поступают, если мутанты вырастают на других вариантах сред, содержащих витамины или азотистые основания.

Методика 2. Ауксографияпо М. Бейеринку (1912) предполагает следующее. Изучаемые клоны высевают в чашки Петри вместе с минимальным агаром. После того как агар застынет, на его поверхность наносят различные добавки. Ответ на специфическую добавку определяют по образованию колоний, возникающих в месте нанесения на агар соответствующего фактора роста или их комбинаций.

Методика 3. Методика Р. Холлидея основана на использовании определенного сочетания различных факторов роста (таблица 2.3), добавленных в минимальный агар. Как видно из таблицы, каждая из 12 чашек включает до шести различных факторов роста, причем каждый метаболит встречается не менее чем в двух чашках. Отмечая колонии, выросшие на различных из 12 чашек, устанавливают, в каких факторах роста нуждается тестируемый клон ауксотрофных микроорганизмов, например, если рост колоний отмечен в 6-й и 10-й чашках, это значит, что мутант нуждается для своего роста в гистидине и т. д.


Таблица 3 – Сочетание факторов роста по Р. Холидею


Чашки

Чашки

1

2

3

4

5

6

7

аденин

биотин

фенилаланин

аланин

аргинин

лейцин

8

гипоксантин

фолиевая

кислота

серин

цистеин

орнитин

глицин

9

цитозин

триптофан

треонин

аспарагиновая кислота

изолейцин

10

тирозин

пролин

гистидин

11

тимин

тиамин

метионин

глутаминовая кислота

лизин

12

урацил

рибофлавин

никотиновая

кислота


инозит

валин


2. Определите группу по типу питания для представителей прокариот (роды, виды), упоминаемых в теме 7, заполните таблицу 4.


Таблица 4 – Типы питания прокариот





Род, вид
бактерий

Источник

углерода

Источник

энергии*

Донор

электронов*




Тип

питания

СО2

органические
вещества

свет

реакции окисления
неоргани­ческих веществ

реакции окисления
органическихвеществ

Н2О

органические
вещества

неорганические
вещества































*Примечание – выбрать необходимый вариант, использовавзнак «+».


3. Сравните основные типы брожения по плану:

– субстрат брожения;

– тип окислительного этапа;

– продукты брожения;

– энергетический выход (на 1 молекулу глюкозы);

– возбудители.


4. Составьте сравнительную характеристику фотосинтетического аппарата прокариот (таблица 5).


Таблица 5 – Сравнительная характеристика фотосинтетического аппарата прокариот


Фотосинтетический

аппарат

Пурпурные бактерии

Зеленые серные бактерии

Цианобактерии

Светособирающая система




Хлорофиллы или

бактериохлорофиллы




Фикобиллипротеиды




Каротиноиды




Фотохимические

реакционные центры




Система транспорта

электронов




Фотосистемы