Потребности микроорганизмов не ограничиваются наличием в питательной среде источников энергии и доноров электронов. Для роста и развития их требуются также минеральные элементы, а для некоторых - так называемые ростовые вещества.
Минеральные элементы. Концентрации элементов минерального питания, необходимые для максимального роста микроорганизмов, различные для разных видов. Такие из них, как фосфор, магний, калий требуются в сравнительно больших количествах - 0,2-0,5 г/л. Они называются макроэлементами. Микроэлементы - молибден, цинк, медь, кобальт и другие - нужны в очень низких концентрациях (0,1 - 0,001.мг/л).
Минеральные элементы входят в состав различных органических веществ клетки. Некоторые из них (железо, сера, медь, цинк) входят в состав активной группы ферментов; соли фосфорной кислоты играют незаменимую роль в энергетическом обмене микроорганизмов.
Основной функцией минеральных элементов в клетке является активация различных ферментов. Так, для азотфиксирующих бактерий важное значение имеют молибден, железо, кобальт. Молибден и железо входят в состав азсггфиксирующей ферментной системы, поэтому они необходимы для азотфиксации. Кобальт играет большую роль в окислительно-восстановительных реакциях цикла Кребса, активируя действие ферментов транспорта электронов.
Минеральные элементы вносятся в питательную среду в виде соответствующих солей, составляя минеральную основу ее.
Ростовые вещества. В эту группу веществ входят витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания,
органические кислоты. Они крайне необходимы для развития всех микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы синтезируют их самостоятельно. Однако другие в процессе развития утратили эту способность (или никогда не обладали ею), и поэтому, чтобы обеспечить нормальное развитие их, недостающие соединения надо вносить в питательную среду. Такие дополнительные вещества называются ростовыми, или факторами роста. Например, палочки тифа и ботулизма неспособны синтезировать триптофан, и при отсутствии его в питательной среде они не развиваются. Триптофан является для них существенным фактором роста.
Микроорганизмы, нуждающиеся в факторах роста, называются ауксотрофными, а не нуждающиеся - прототрофными. Ауксотрофными чаще всего являются мутанты прототрофов, которые можно получить из прототрофов путем искусственного мутагенеза. Ауксотрофы отличаются от исходных прототрофов потребностью в определенных факторах роста. Они растут на сложных естесственных средах, в состав которых вводится дрожжевой экстракт или (для определенных ауксотрофов) кукурузный экстракт.
Ростовые вещества нужны микроорганизмам в ничтожных количествах (мкг/л). Они чаще всего входят в состав ферментов и поэтому играют незаменимую роль в физиологии микробной клетки. Например, витамин В2, или рибофлавин, содержится в дыхательных ферментах - флавиновых дегидрогеназах, поэтому он необходим всем аэробным микроорганизмам. Но многие бактерии синтезируют его самостоятельно и хорошо развиваются на питательных средах, где это вещество отсутствует. Некоторые молочнокислые бактерии, стрептококки и светящиеся бактерии способностью к синтезу рибофлавина не обладают. Он должен находиться в готовом виде в питательной среде. Такие бактерии являются ауксотрофными по рибофлавину.
Аналогичную функцию выполняет витамин В5, или входит в состав дыхательных ферментов - первичных, или анаэробных, дегидрогеназ - и играет важнейшую роль в окислительных процессах клетки. К наличию его в среде чувствительны золотистый стафилококк, дизентерийная палочка и некоторые другие микробы, не обладающие способностью синтезировать этот витамин. Витамин Вб, или пиридоксин, входит в состав декарбоксилаз и трансаминаз - ферментов, имеющих большое значение в обмене аминокислот.
Парааминобензойная кислота является ростовым фактором для многих патогенных бактерий: пневмококков, гонококков,
возбудителей дизентерии. В средах, не содержащих парааминобензойную кислоту, эти бактерии размножаться не могут.
Кислота необходима микроорганизмам для синтеза фолиевой кислоты, пуриновых оснований и ряда аминокислот (серин, гистидин, тирозин и метионин). Парааминобензойная кислота содержится в значительных количествах в дрожжах и печени животных.
Ростовыми факторами некоторых микроорганизмов являются также аминокислоты. Глутаминовая кислота, например, стимулирует рост гемолитических стрептококков, палочки сибирской язвы, гонококка; цистин является фактором роста для Proteus morganii и т. д. Ряд микроорганизмов нуждается в пуриновых и пиримидиновых основаниях. Эта потребность больше всего выражена у молочнокислых бактерий.
Источниками ростовых веществ могут служить экстракты из органов животных (печень, сердце), растений (семена и проростки), а также и самих бактериальных тел.
Минеральные элементы. Концентрации элементов минерального питания, необходимые для максимального роста микроорганизмов, различные для разных видов. Такие из них, как фосфор, магний, калий требуются в сравнительно больших количествах - 0,2-0,5 г/л. Они называются макроэлементами. Микроэлементы - молибден, цинк, медь, кобальт и другие - нужны в очень низких концентрациях (0,1 - 0,001.мг/л).
Минеральные элементы входят в состав различных органических веществ клетки. Некоторые из них (железо, сера, медь, цинк) входят в состав активной группы ферментов; соли фосфорной кислоты играют незаменимую роль в энергетическом обмене микроорганизмов.
Основной функцией минеральных элементов в клетке является активация различных ферментов. Так, для азотфиксирующих бактерий важное значение имеют молибден, железо, кобальт. Молибден и железо входят в состав азсггфиксирующей ферментной системы, поэтому они необходимы для азотфиксации. Кобальт играет большую роль в окислительно-восстановительных реакциях цикла Кребса, активируя действие ферментов транспорта электронов.
Минеральные элементы вносятся в питательную среду в виде соответствующих солей, составляя минеральную основу ее.
Ростовые вещества. В эту группу веществ входят витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания,
органические кислоты. Они крайне необходимы для развития всех микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы синтезируют их самостоятельно. Однако другие в процессе развития утратили эту способность (или никогда не обладали ею), и поэтому, чтобы обеспечить нормальное развитие их, недостающие соединения надо вносить в питательную среду. Такие дополнительные вещества называются ростовыми, или факторами роста. Например, палочки тифа и ботулизма неспособны синтезировать триптофан, и при отсутствии его в питательной среде они не развиваются. Триптофан является для них существенным фактором роста.
Микроорганизмы, нуждающиеся в факторах роста, называются ауксотрофными, а не нуждающиеся - прототрофными. Ауксотрофными чаще всего являются мутанты прототрофов, которые можно получить из прототрофов путем искусственного мутагенеза. Ауксотрофы отличаются от исходных прототрофов потребностью в определенных факторах роста. Они растут на сложных естесственных средах, в состав которых вводится дрожжевой экстракт или (для определенных ауксотрофов) кукурузный экстракт.
Ростовые вещества нужны микроорганизмам в ничтожных количествах (мкг/л). Они чаще всего входят в состав ферментов и поэтому играют незаменимую роль в физиологии микробной клетки. Например, витамин В2, или рибофлавин, содержится в дыхательных ферментах - флавиновых дегидрогеназах, поэтому он необходим всем аэробным микроорганизмам. Но многие бактерии синтезируют его самостоятельно и хорошо развиваются на питательных средах, где это вещество отсутствует. Некоторые молочнокислые бактерии, стрептококки и светящиеся бактерии способностью к синтезу рибофлавина не обладают. Он должен находиться в готовом виде в питательной среде. Такие бактерии являются ауксотрофными по рибофлавину.
Аналогичную функцию выполняет витамин В5, или входит в состав дыхательных ферментов - первичных, или анаэробных, дегидрогеназ - и играет важнейшую роль в окислительных процессах клетки. К наличию его в среде чувствительны золотистый стафилококк, дизентерийная палочка и некоторые другие микробы, не обладающие способностью синтезировать этот витамин. Витамин Вб, или пиридоксин, входит в состав декарбоксилаз и трансаминаз - ферментов, имеющих большое значение в обмене аминокислот.
Парааминобензойная кислота является ростовым фактором для многих патогенных бактерий: пневмококков, гонококков,
возбудителей дизентерии. В средах, не содержащих парааминобензойную кислоту, эти бактерии размножаться не могут.
Кислота необходима микроорганизмам для синтеза фолиевой кислоты, пуриновых оснований и ряда аминокислот (серин, гистидин, тирозин и метионин). Парааминобензойная кислота содержится в значительных количествах в дрожжах и печени животных.
Ростовыми факторами некоторых микроорганизмов являются также аминокислоты. Глутаминовая кислота, например, стимулирует рост гемолитических стрептококков, палочки сибирской язвы, гонококка; цистин является фактором роста для Proteus morganii и т. д. Ряд микроорганизмов нуждается в пуриновых и пиримидиновых основаниях. Эта потребность больше всего выражена у молочнокислых бактерий.
Источниками ростовых веществ могут служить экстракты из органов животных (печень, сердце), растений (семена и проростки), а также и самих бактериальных тел.