1. Metabolismul bacteriilor
Metabolismul reprezintă totalitatea reacţiilor biochimice prin intermediul cărora
microorganismele preiau din mediu energie şi nutrienţi, pe care îi folosesc în activităţile lor
fundamentale. Aceşti nutrienţi reprezintă elemente esenţiale pentru viaţa celulei şi se numesc
elemente biogene. Substanţele din mediu sunt folosite în 4 scopuri fundamentale:
producerea de energie;
sinteza de constituenţi celulari;
creşterea celulei şi desfăşurarea normală a activităţilor ei fiziologice;
producerea de metaboliţi , unii dintre ei utili pentru om.
Metabolismul bacterian se realizează printr-o serie de căi metabolice, reprezentate de secvenţe de
reacţii chimice catalizate de enzime. Sunt două direcţii fundamentale de evoluţie a acestor căi:
degradarea substanţelor nutritive preluate din mediu, cu eliberare treptată de energie;
folosirea energiei eliberate în procesele de biosinteză a constituenţilor celulari (cale
diametral opusă celei dintâi)
Se cunosc 4 tipuri de căi metabolice: căile catabolice (catabolismul), căile anabolice
(anabolismul), căile amfibolice şi căile anaplerotice.
a) Căile catabolice reprezintă ansamblul căilor biochimice prin care se realizează degradarea
nutrienţilor preluaţi din mediu, cu eliberare de energie. Reacţiile catabolice se desfăşoară în trei
faze succesive:
1) macromoleculele nutrienţilor sunt degradate până la subunităţile lor de construcţie (ex.
proteinele până la aminoacizi), cu eliberarea aproximativ a 1% din energia nutrienţilor, care se
pierde sub formă de căldură;
2) moleculele rezultate în prima fază sunt degradate în continuare, cu formarea unui număr
limitat de molecule mai mici, ce reprezintă compuşi intermediari ai căii centrale; numărul acestor
compuşi intermediari este diferit în funcţie de bacterie, putând ajunge la maxim 12; în această
etapă se eliberează aproximativ 1/3 din energia existentă în compuşii respectivi;
3) cea de a treia fază este diferită în funcţie de natura reacţiilor metabolice; în aerobioză
reacţiile evoluează cu metabolizarea completă a compuşilor intermediari până la CO2 şi H2O, cu
eliberare masivă de energie, care este apoi înmagazinată în ATP; în anaerobioză reacţiile
evoluează după modelul reacţiilor fermentative , caz în care eliberarea de energie este redusă.
b) Căile anabolice se desfăşoară în sensul utilizării compuşilor intermediari ai căii centrale în
vederea sintezei de constituenţi proprii celulei bacteriene, proces care evoluează în faze
succesive. În cursul proceselor de anabolism se sintetizează macromolecule de depozit, adică
polimeri uniformi, formaţi prin legarea unor monomeri în lanţuri de diferite dimensiuni (într-o
primă fază monomeri, într-o a doua fază, numită diataxie, subunităţile constituite în prima fază
fiind aşezate într-o ordine riguroasă, dictată exact de informaţia genetică din genom).
c) Căile amfibolice sunt reprezentate de căile metabolice centrale, care îndeplinesc în acelaşi
timp două funcţii: de eliberare de energie şi de furnizare a unor precursori necesari biosintezei.
Căile anaplerotice sunt cunoscute sub denumirea de căi auxiliare sau dereaprovizionare,
deoarece compuşii intermediari ai căilor centrale sunt în permanenţă îndepărtaţi din celulă, pe de
o parte în cursul degradării progresive enzimatice, cu eliberare de energie, în catabolism, iar pe

2. de altă parte prin utilizarea lor în diferite biosinteze ce au loc în celulă. Căile metabolice
auxiliare asigură astfel completarea deficitului căilor metabolice principale, prin aprovizionarea
cu diverşi compuşi şi permit funcţionarea îndelungată a acestora.
Particularităţi ale metabolismului bacterian
Microorganismele îşi realizează activităţile metabolice prin mecanisme similare cu cele
implicate în metabolismul organismelor superioare.
Microorganismele prezintă o capacitate unică de degradare a unor substanţe complexe din mediu
şi de a sintetiza anumiţi metaboliţi, unii folositori omului.
Luate ca grup, bacteriile sunt cele mai omnivore organisme din natură. Îşi pot realiza
metabolismul folosind numeroase şi diverse surse de substanţe nutritive, începând cu azotul
molecular şi sulful, până la cele mai complexe substanţe organice (se pot dezvolta pe diferite
soluţii de acizi: oxalic, formic, sulfuric, pe substraturi cu fenoli, proteine, ţiţei; pot degrada
asfaltul, masele plastice, cauciucul, lemnul, parafinele, chiar şi unele substanţe antibiotice).
Aceste particularităţi explică faptul că, deşi în natură au fost depuse numeroase produse de uzură
şi de excreţie, cadavre, reziduuri, acestea nu s-au acumulat, pentru că au fost descompuse de
către microorganisme şi reintroduse în circuitul elementelor biogene. În acelaşi timp, există
unele microorganisme care pot utiliza doar un număr limitat de nutrienţi (microorganismele
celulozolitice au nevoie absolută de prezenţa celulozei în mediul nutritiv; nitratbacteriile au
nevoie de nitriţi în mediu, iar unele bacterii patogene au nevoie de sânge în mediul de cultură).
Fig. 3.1 Clasificarea bacteriilor pe baza caracterelor de metabolism
Plasticitatea metabolismului microorganismelor
Bacteriile au capacitatea de a folosi alternativ diferite surse de azot şi de carbon, în funcţie de
condiţiile de mediu. Se adaptează, deci, la tipul şi cantitatea de nutrienţi existenţi în mediu. S-a
demonstrat că multe bacterii considerate ca autotrofe (capabile să folosească substanţele
anorganice din mediu) pot utiliza uneori substanţele organice cu complexitate diferită din mediu.
Unele microorganisme heterotrofe (organotrofe) au capacitatea de a se adapta la utilizarea
compuşilor anorganici din mediu, atunci când substanţele organice lipsesc.
Diversitatea mecanismelor enzimatice şi a produşilor de metabolism
Diversitatea căilor metabolice se manifestă în metabolismul bacterian prin existenţa unor căi
alternative care pot fi folosite pentru un anumit compus. În funcţie de condiţiile de mediu şi cele
intracelulare, celula bacteriană poate opta pentru una dintre căile prin care un anumit substrat
poate fi degradat (de exemplu glucoza poate fi degradată prin trei căi metabolice diferite).
Intensitatea deosebită a metabolismului bacterian
Metabolismul bacterian se caracterizează printr-o intensitate excepţională în raport cu activităţile
omoloage de la organismele superioare. Astfel, activitatea respiratorie a unui gram de bacterii
aerobe (greutate uscată) este de câteva sute de ori mai intensă decât cea a omului. Potenţialul
metabolic al microorganismelor din cei 25 cm superficiali ai solului de pe o suprafaţă de un

3. hectar este echivalent cu acela pentru câteva zeci de mii de oameni. Un gram de bacterii lactice
hidrolizează circa 15000 g lactoză/oră. Pentru a atinge un asemenea nivel de activitate
metabolică, organismul uman ar avea nevoie de mai multe mii de tone de alimente pe oră.
Metabolismul bacterian deosebit de intens este corelat cu o multiplicare rapidă a
microorganismelor, cu producerea unei mari cantităţi de biomasă. În acest sens, un exemplu dat
de UNESCO se referă la această capacitate extraordinară de sinteză a bacteriilor:
la bovine un organism de 500 kg fabrică în condiţii normale în 24 ore aproximativ 1/2 kg
de proteine;
în condiţii de mediu favorabile, 500 kg de masă bacteriană sintetizează în 24 ore 5-50
tone de proteine.
Nutriţia microorganismelor procariote
Transportul substanţelor prin membrana celulei bacteriene
Membrana plasmatică reprezintă o barieră (osmotică de permeabilitate) care asigură transportul
selectiv al substanţelor de la exteriorul la interiorul celulei bacteriene şi invers. Principalele
mecanisme de transport prin membrana plasmatică bacteriană sunt:
1) difuzia pasivă - este un tip de transport nespecific, reprezintă o trecere lentă a substanţelor de
la exteriorul la interiorul celulei bacteriene şi invers, fără consum de energie. Trecerea este
determinată de concentraţie, se realizează de la o concentraţie mare la o concentraţie mică;
difuzia se opreşte când concentraţia se egalizează. Prin difuzie pasivă sunt transportate: apa, O2,
CO2, acizii graşi, substanţele liposolubile.
Fig. 3.3.1 Mecanisme de transport prin membrana plasmatică bacteriană http://chimie-
biologie.ubm.ro
2) mecanisme de transport cu participarea unui transportor specific (carrier) - transportorul
specific este situat în membrana plasmatică şi este o proteină, cu rolul de a fixa o anumită
substanţă şi de a o transporta, traversând membrana plasmatică.
Sunt 3 tipuri de astfel de mecanisme:
a) difuzia facilitată se desfăşoară fără consum de energie şi este determinată de gradientul de
concentraţie, dar se realizează cu ajutorul unei proteine transportor (carrier). Trecerea se
realizează de la o concentraţie mare la o concentraţie mică, până se produce un echilibru al
concentraţiilor de o parte şi de cealaltă a membranei. Proteina transportor are rolul de a mări
viteza de difuzie a substanţei în raport cu difuzia pasivă.
b) transportul activ se realizează cu consum de energie. Se poate realiza împotriva gradientului
de concentraţie, de la o concentraţie mică la o concentraţie mare. Astfel se produce o acumulare
de substanţă în celula bacteriană, care poate depăşi de câteva mii de ori cantitatea din mediul
extern. Proteina transportor prezintă un situs de legare specific pentru substanţele respective.
c) translocarea în grup se realizează cu consum de energie şi cu participarea sistemului
enzimatic fosfo-transferazic; substanţa transportată suferă o modificare chimică la trecerea prin
membrană, astfel că substanţa din interiorul celulei diferă de cea iniţială ce exista în mediu.

4. Tipuri de nutriţie la microorganisme
Microorganismele procariote îşi dobândesc monomerii pe două căi: prin sinteză proprie sau din
mediul extern.
Capacitatea biosintetică a microbilor este apreciată în funcţie de numărul de monomeri care pot
fi sintetizaţi autonom. Astfel cu cît diversitatea monomerilor sintetizaţi autonom de bacterii este
mai mare cu atât capacitatea biosintetică este mai avansată.
Carbonul, azotul, oxigenul şi hidrogenul constituie grupa elementelor chimice biogene. Pentru
microorganismele procariote este caracteristică o mare diversitate de substanţe chimice care
prezintă surse de substanţe biogene.
În funcţie de natura sursei de carbon microorganismele procariote sunt clasificate în: autotrofe şi
heterotrofe.
Prin definiţie autotrofii reprezintă microorganismele capabile să-şi sintetizeze autonom
componenţi organici ai carbonului din compuşii anorganici ai carbonului. Heterotrofi sunt
numite microorganismele care utilizează substratul organic ca sursă de carbon.
Noţiunile de autotrofi şi heterotrofi caracterizează tipul anabolismului (metabolismului
constructiv).
Noţiunile de autotrof şi heterotrof au fost utilizate pentru prima dată pentru specificarea modului
de nutriţie a animalelor şi plantelor. Mai târziu ei au fost utilizaţi şi pentru microorganismele
procariote.
În funcţie de sursa de energie utilizată de procariote pentru biosinteză şi activitate vitală sunt
clasificate în fototrofi şi chimiotrofi. Organismele care utilizează în calitate de donori de
electroni în procesele energetice substanţele anorganice se numesc litotrofe, iar cele la care
donori de electroni sunt substanţele organice sunt numite organitrofe.
În funcţie de sursa de carbon, sursa de energie şi natura donorului de electroni procariotele se
caracterizează prin câteva tipuri de nutriţie (tabelul 1).
Tipul de nutriţie
Sursa de Donor de
Sursa energetică
carbon electroni
Fotoautotrofi sau
Autotrofi CO2 Cuantele de lumină H2O, S, H2S
fotolitoautotrofii
Compuşii
Chimioautotrofi sau
CO2 anorganici ai H2,
Chimiolitoautotrofi
NH3, NO2, H2S
Compuşi
Fotoorganoheterotrofi organici cu Cuantele de lumină
C
Heterotrofi
Compuşi
Chimioorganoheterotrofi organici cu Compuşi organici
C

5. Procariotele fotolitotrofii
Această grupă trofică de procariote populează medii complect minerale şi utilizează ca donor de
electroni apa (cianobacteriile), H2S şi sulful liber (sulfobacteriile purpurii şi verzi). Procariotele
fototrofe prezintă reprezentanţi a două genuri: sulfobacteriile purpurii şi sulfobacteriile verzi.
Fiind microorganisme anaerobe obligatoriu ele necesită prezenţa în mediile nutritive a H2S.
Procariotele chimiolitotrofe
Procariotele chimiolitotrofe sunt autotrofii care îşi dobândesc energia necesară pentru activitatea
vitală din reacţiile de oxidare a substanţelor de natură anorganică.
Majoritatea procariotelor chimiolitoautotrofe, cu excepţia bacteriilor de hidrogen în procesul
biosintezei consumă cantităţi mari de energie din care cauză formează cantităţi reduse de
biomasă. Această tip nutritiv de bacterii au un randament mare de oxidare a substanţelor
anorganice. Din această categorie pot fi exemplificate bacteriile care oxidează hidrogenul, oxidul
de carbon, compuşii reduşi ai sulfului, fierul, amoniacul, nitriţii etc.
Bacteriile de hidrogen oxidează hidrogenul şi utilizează energia formată pentru asimilarea
carbonului. Aceste procariote sunt specifice prin şi faptul că se pot dezvolta pe medii care conţin
substanţe organice adică sunt mixotrofe sau facultativ chimiolitoautotrofe.
Sulfobacteriile chimioautotrofe populează mediile cu un conţinut sporit de sulf sau de H2S
(nămolurile, izvoarele sulfuroase, apele de canal, minele de sulf etc.). Aceste bacterii realizează
oxidarea sulfului şi a compuşilor lui anorganici obţinând în urma acestor reacţii energie.
Ferobacteriile populează apele care conţin Fe(HCO3)2. În rezultatul reacţiilor de oxido-reducere
se formează oxid de fier coloid care este depus în formă de teacă mucilaginoasă la exteriorul
celulei.
Bacteriile nitrificatoare sunt bacterii autotrofe obligate care dobândesc energie din reacţiile de
oxidare a amoniacului până la nitraţi. Nitrificarea constituie un proces semnificativ în circuitul
azotului în natură. Nitriţii sunt cea mai accesibilă forma a azotului pentru plante.
Bacteriile metanogene sunt organisme anaerobe cere-şi obţin energia din reacţiile de
oxidoreducere ai compuşilor minerali, formând ca rezultat cantităţi esenţiale de metan care se
ridică la suprafaţă sub formă de bule.
Procariotele fotoorganotrofe utilizează substanţele de natură organică: acizii graşi simpli,
alcoolii (izopropanolul), în calitate de donori de H.
Microorganismele procariote chimioorganotrofe
Procariotele chimioorganotrofe în funcţie de cerinţele faţă de sursele de carbon şi azot pot fi
clasificate în câteva categorii:
bacteriile heterotrofe saprofite şi facultativ patogene utilizează carbonul şi sursa
energetică din compuşii organici (glucoza, alcoolii, acizii organici), iar azotul din
compuşi de natură anorganică (amoniac, nitriţi, nitraţi).
bacterii heterotrofe patogene şi unele saprofite pentru care sursa de azot, carbon şi
energie sunt substanţele organice.

6. Tipuri de respiraţie microbiană
După comportarea faţă de oxigenul atmosferic, se pot descrie 4 tipuri de microorganisme:
microorganisme strict aerobe, care au ca tip de respiraţie celulară respiraţia aerobă;
pentru a se dezvolta, aceste microorganisme au nevoie de oxigen molecular, folosindu-l
ca acceptor final de electroni;
microorganisme strict anaerobe, care nu se pot dezvolta în prezenţa oxigenului; ele au
nevoie de condiţii de anaerobioză şi ca tip de respiraţie celulară au fermentaţia sau
respiraţia anaerobă;
microorganisme anaerobe, facultativ aerobe, care au în general un metabolism de tip
anaerob, dar pot trăi şi în prezenţa oxigenului molecular, caz în care prezintă un
metabolism aerob; tipul de respiraţie celulară este diferit, în funcţie de prezenţa sau
absenţa oxigenului (respiraţie anaerobă sau aerobă);
microorganisme microaerofile, care au nevoie de o cantitate de oxigen mai mică decât
în atmosferă pentru a se dezvolta, concentraţiile mari de oxigen fiind nocive pentru ele;
tipul de respiraţie celulară este o respiraţie cu tendinţă spre fermentaţie.
Creşterea şi multiplicarea microorganismlor procariote
Creştere, în sens biologic, reprezintă mărirea coordonată, ireversibilă a dimensiunilor unui
organism. Creşterea este o consecinţă a sintezei specifice, coordonate a compuşilor celulari noi
pe baza substanţelor nutritive din mediu. Sinteza constituenţilor celulari noi este coordonată
genetic, dar în acelaşi timp depinde de concentraţia, tipul, accesibilitatea substanţelor nutritive,
precum şi sursei de energie.
Deoarece creşterea biologică a celulei bacteriilor este urmată de diviziunea ei sporirea numărului
bacteriilor în cultură este rezultatul multiplicării (diviziunii) celulare.
Multiplicarea celulelor procariote
Multiplicarea bacteriilor este o urmare a creşterii dimensiunii celulei. Creşterea biologică a
bacteriei nu este un proces infinit, dar se întrerupe la un anumit moment în care iniţiază
diviziunea celulară. Mecanismul care determină finalizarea creşterii şi iniţierea diviziunii nu este
stabilit. Diviziunea bacteriilor se realizează prin câteva mecanisme:
diviziune directă, simplă sau binară;
înmugurire şi ramificare;
prin spori - caracteristică doar actinomicetelor.
Multiplicarea prin diviziune directă
Diviziunea directă este tipică bacteriile care se află în condiţii optime de dezvoltare. În urma
acestui mod de diviziune rezultă două celule noi care pot fi aproximativ egale - izomorfe, sau de
dimensiuni diferite - heteromorfe. Diviziunea are loc în corespundere cu unul sau câteva plane de
diviziune.

7. Diviziunea binară la celulele procariote, se produce conform aceluiaşi mecanism în trei etape
succesive:
diviziunea în două părţi aproximativ egale a citoplasmei prin intermediul unui sept
membranar perpendicular sau paralel cu axul mare a celulei;
creşterea peretelui celular prin invaginare centripetă în regiunea mediană a septului
transversal.
celulele se separă prin scindare peretelui celular comun în două părţi egale.
Fig. 3.5.1 Diviziunea binara a celulei bacteriene
http://biologie.univ-mrs.fr/upload/p102/poly_etudiantsfinal.pdf
Multiplicarea prin înmugurire şi ramificare
Mugurii şi ramificaţiile se formează în urma apariţiei unui apendice (umflături) terminale în
afara celulei.Apendicele creşte devenind o celulă ovoidă care are un tub de conexiune cu celula
mamă. La finele diviziunii în partea mediană a tubului apare un sept transversal. Multiplicarea
prin spori a actinomicetelor
La anumite stadii de dezvoltare la extremităţile miceliului aerian are loc sporogeneza prin
fragmentare sau segmentare.
În cazul sporogenezei, prin fragmentare, se produce concentrarea citoplasmei sporofitului astfel
încât apar formaţiuni interne sferice care apoi sunt "îmbrăcate" în membrane. După maturizare
sporii sunt puşi în libertate în urma ruperii membranei sporofitului.
Sporogeneza prin segmentare are loc prin apariţia septelor transversale la extremităţile hifelor
aeriene. Celulele nou formate se transformă în spori.
Dinamica creşterii numerice a procariotelor în culturi statice
Dinamica acumulării bacteriilor poate fi cu precizie stabilită pentru populaţiile aflate în condiţii
stabile de laborator. În condiţii de laborator culturile bacteriene pot fi de două tipuri:
statice (discontiui) care prezintă sisteme de tip închis: culturi care prezintă un volum
limitat de mediu, care nu primesc şi nu cedează materie şi energie mediului extern.
continui (de tip deschis): culturi care cedează mediului extern şi adiţionează din mediul
extern materie şi energie.
Acumularea bacteriilor în culturi statice are loc în câteva faze succesive:
I. Faza de latenţă (eng. lag, a întîrzia, a rămîne în urmă)
Această fază începe în momentul introducerii bacteriilor în mediul de cultură (însămânţării) şi
momentul iniţierii multiplicării lor.
Pe parcursul acestei faze numărul bacteriilor rămâne constant sau scade din cauza incapabilităţii
unor bacterii de a suporta condiţiile noi ale mediului. În această perioadă au loc procese de
adaptarea la condiţiile noi ale mediului.
Fig. 3.5.2 Curba de creştere a microorganismelor
http://umr5558-mq1.univ-lyon1.fr/

8. Durata fazei de lag este diferită şi depinde de originea şi starea fiziologică a bacteriilor
însămînţate.În cursul acestei faze bacteriile sunt active din punct de vedere matabolic, cresc în
dimensiuni, îşi utilizează toate substanţele nutritive de rezervă din citoplasmă.
II. Faza iniţierii şi accelerării ritmului de creştere
În această fază începe multiplicarea bacteriilor cu scurtarea progresivă a timpului de generaţie
până la atingerea unei valori constante tipice fazei ulterioare.
III. Faza de multiplicare exponenţială sau de creştere logaritmică
Evoluţia culturii bacteriene în această etapă de creştere se produce în progresie geometrică (se
multiplică printr-un factor constant la fiecare unitate de timp).
Evoluţia acestei faze are loc până în momentul când unul din componenţii nutritivi esenţiali ai
mediului sunt consumaţi sau / şi în mediu de cultivare se acumulează unul sau câţiva cataboliţi
cu efect toxic asupra culturii.
Indicii fazei exponenţiale sunt timpul de generaţie şi rata de creştere. Ei pot fi stabiliţi
cunoscând concentraţiile bacteriene în diferite momente.
Iniţial se calculează numărul de generaţii conform ecuaţiei:
Xn= Xo2n
sau log Xn = log Xo + n log 2 (2);
undeXo- concentraţia iniţială a bacteriilor; Xn - concentraţia bacteriilor după n generaţii.
Din ecuaţia (2) se deduce n
n =(log Xn - log Xo)/2
de unde timpul de generaţii g (timpul între de dublare a numărului de celule) va fi stabilită prin:
g = t/n sau g = t log2 / log Xn = log Xo
Rata de creştere r este numărul de generaţii într-o anumită unitate de timp
r= n/t sau n=1/g.
Rata de creştere a unei populaţii de bacterii variază în funcţie de condiţiile de mediu.
IV. Faza de încetenire a creşterii (faza creşterii negative)
Factorul limitativ al mediului, (nutritiv sau /şi cel cu efect toxic) determină reducerea vitezei de
multiplicare a bacteriilor şi a ratei de creştere. Apar celule moarte.
V. Faza staţionară

9. Rata de creştere numerică a bacteriilor devine nulă. Numărul bacteriilor vii este stabil, iar
raportul dintre numărul de bacterii vii şi numărul total de bacterii depinde de semnificaţia
factorului limitativ pentru această cultură.
Curba numărului total de celule staţionează, iar a celor viabile scade: celulele nu se mai divid,
dar mor fără autoliză. În faza staţionară bacteriile au forma tipică speciei, în citoplasma lor se
acumulează substanţe de rezervă şi ea capătă un aspect granular.
VI. Faza de declin
Reducerea logaritmică a numărului de celule viabile din populaţie ca urmare a morţii lor cauzată
de lipsa nutrienţilor şi acumularea în mediu a substanţelor toxice. La această etapă celulele
prezintă abateri de la forma lor specifică, în culturile populaţiilor sporogene apar sporii sau alte
forme de supravieţuire.
Acţiunea factorilor mediului extern asupra creşterii şi multiplicării microorganismelor
Activitatea vitală a microbilor este dependentă de factorii mediului extern. Influenţa factorilor
mediului extern asupra activităţii biologice a bacteriilor poate avea efect:
stimulator: factorii mediului sunt la nivel optim în raport cu necesităţile speciei;
bacteriostat: unul sau mai mulţi factori ai mediului se află la nivel minim în raport cu
necesităţile speciei sau când factorii mediului frânează procesele metabolice celulare;
bactericid: factorii mediului (de regulă în concentraţii sporite) provoacă moartea
bacteriilor;
mutagen: induc modificări în structura genomului.
Efectul provocat de factori mediului asupra microbilor depinde în special de natura, intensitatea
şi durata acţiunii lor, precum şi de particularităţile biologice ale microbilor. Factorii mediului
extern, ce au diversă acţiune asupra activităţii vitale a microbilor, convenţional pot fi categorizaţi
în trei grupe:
fizici (temperatura, undele elctromagnetice, presiunea osmotică, presiunea hidrostatică).
chimici
biologici
Acţiunea factorilor fizici
Temperatura
Temperatura are o acţiune majoră asupra tuturor formelor vitale. În funcţie de intensitatea şi
timpul de expoziţie temperatura poate provoca efect stimulator - temperatura de dezvoltare, efect
nociv - temperaturile extreme.
Temperatura de dezvoltare
Temperatura de dezvoltare este acea temperatură care asigură creşterea unei populaţii bacteriene
ca rezultat a desfăşurării normale a proceselor metabolice.
Microbii, în funcţie de limitele de variaţie a temperaturii de dezvoltare se clasifică în:
stenotermi: limite restrânse (35-40 oC);
euritermi: limite largi (6-50 oC).

10. Temperatura de dezvoltare a microbilor euritermi poate fi exprimată prin trei puncte de bază:
min, optimă şi max.
Temperatura minimă de dezvoltare - valoarea termică minimă la care microorganismele se mai
multiplică încă.
Temperatura optimă de dezvoltare - temperatura la care viteza de dezvoltare şi multiplicare a
microorganismelor este cea mai intensă (maximală).
Temperatura maximă de dezvoltare - temperatura maximală la care metabolismul şi
multiplicarea microbilor este posibilă.
În corespundere cu limitele temperaturii de dezvoltare microbii sunt clasificate în trei grupe:
psihrofile, mezofile, termofile.
Microbii psihrofili - (de la grec. psichros - frig), pentru reprezentanţii acestei grupe temperatura
optimală de dezvoltare este 15-200C.
La mezofili se referă microorganismele ce au temperatura optimă 28-370C.
Termofilii -au optimul de temperatură 50-600C.
În ultimul timp au fost evidenţiate un şir de microorganisme noi cu un optim înalt al creşterii -
80-900C. Ele sînt incluse într-o grupă aparte - bacterii extrem-termofile.
Energia radiantă
Radiaţiile sau undele electromagnetice sunt clasificate în funcţie de lungimea de undă în câteva
categorii: herţiene, infraroşii, vizibile, ultraviolete, radiaţii X şi g.
Efectul biologic a undelor electromagnetice depinde de:
lungimea lor de undă
doza de iradiere
capacitatea de absorbţie a materialului biologic.
În funcţie de aceşti parametri iradierea poate avea următoarele efecte biologice:
Fotosensibilizare.
Fotoprotecţie.
Fotoreactivarea.
Reacţiile fotochimice
Efectul mutagen
Efectul letal.
Presiunea osmotică
În cazul când au loc abateri lente de la izotonie a soluţiilor în care se află bacteriile, membrana
lor citoplasmatică „reuşeşte" să se adapteze la noile condiţii. Dacă, însă modificările presiunii
osmotice a soluţiilor survin brusc, are loc distrugerea mecanică a peretelui celular şi ca urmare
celula este expusă la condiţii nefavorabile. În medii hipertonice cum sun soluţiile saline
concentrate celulele procariote suferă fenomenul plasmolizei.

11. În medii hipotonice de exemplu în apă distilată are loc fenomenul de deplasmoliză: apa pătrunde
în interiorul celulei, turgescenţa celulei creşte până în momentul când elasticitatea şi rigiditatea
peretelui celular nu mai face faţă şi ca urmare peretele plesneşte.
Mediile izotonice sunt preferate de majoritatea microorganismelor procariote cu excepţia
procariotelor osmofile care se pot dezvolta doar în medii hipertonice.
Procariotele osmofile sunt clasificate în halofile, cele care preferă medii cu salinitate mare şi
zaharofile - care preferă medii cu concentraţii mari de zahăr.
Presiunea hidrostatică
Majoritatea celulele procariote acomodate la presiunea atmosferică normală au o sensibilitatea
slabă la variaţiile presiunii hidrostatice.Rezistenţa la acest factor fizic depinde de habitatul
natural al microorganismelor şi de capacitatea lor de a forma spori.
Printre microorganismele procariote marine izolate de la mari adâncimi cu ajutorul sondelor au
fost identificate bacterii barotolerante care pot fi cultivate atât la presiunea normală,
atmosferică, cît şi la presiuni mari, 500 - 600 atm. Bacteriile care populează mările la adâncimi
de 3000 - 6000 m unde presiunea hidrostatică atinge 300 - 600 atm sunt numite barofile.
Organismele procariote care se dezvoltă la presiuni ce depăşesc valoarea de 600 atm. formează
grupul barofililor extremali.
Acţiunea ultrasunetuluiVibraţiile sonore cu lungime de undă mare care nu sunt percepute de
urechea omului (infrasunetele) şi cele percepute de urechea omului nu influenţează asupra
creşterii şi dezvoltării microorganismelor procariote. Vibraţiile ultrasonore şi cele supersonice cu
lungime de undă mică provoacă moartea microorganismelor prin dezintegrarea membranei
citoplasmatice şi a peretelui celular.
Acţiunea laserului
Laserul emite un fascicul de lumină sub forma unui unde aproape echivalente ca lungime de
undă şi frecvenţă. Datorită acestor particularităţi el acţionează intens, concentrând o mare
cantitate de energie într-un singur punct. Laserul are efect letal instantaneu asupra procariotelor.
Acţiunea factorilor chimici
Microorganismele se dezvoltă în medii constituite din substanţe chimice care exercită influenţă
directă sau indirectă asupra lor. Substanţele chimice cauzează trei tipuri de efecte biologice:
favorizează dezvoltarea şi multiplicarea celulelor
efect chimotaxic
blochează reversibil procesele de dezvoltare şi multiplicare, efect microbiostatic
blochează ireversibil procesele de dezvoltare şi multiplicare efect microbicid
Acţiunea substanţelor chimice asupra microorganismelor este diferită şi este condiţionată de:
natura substanţei chimice (organică sau anorganică)
concentraţia substanţelor chimice
timpul de acţiune a substanţelor chimice

12. condiţiile mediului extern ( în special temperatura)
particularităţile fiziologice ale celulelor microbiene( de exemplu sporul este inaccesibil
pentru majoritatea substanţelor chimice)
Adaptările structurale ale bacteriilor la condiţiile nefavorabile ale mediului
Marea majoritate a bacteriilor pot suporta un timp îndelungat condiţiile nefavorabile ale mediului
(lipsa substratului nutritiv, uscăciunea, etc.), prin modificări structurale: chimice sau anatomice.
Modificările adaptive ale structurii chimice bacteriene sunt procesele de "închidere" a căilor
metabolice şi procesele de biosinteză a proteinelor noi cu rol de protecţie în condiţii
nefavorabile.
Modificările structurale anatomice constau în geneza structurilor inactive, dorminde: endospori,
exospori, cişti care pot exista un timp îndelungat în condiţii nefavorabile.
Sporogeneza durează in mediu 15 ore si initiază in momentul când mediul nutritive, precum si
condiţiile de creştere devin deficiente, si decurge in şapte etape definite, succesive.
Iniţial are loc replicarea cromozomului, apoi urmează formarea compartimentului sporal in
interiorul celulei materne, etapa care este urmata inevitabil de geneza sporului. Etapele
ulterioare se caracterizează prin formarea invelisurilor sporului. In aceste procese participa active
atât sporul cit si celula materna. La etapele finale sporul pierde apa si are loc sinteza
dipicolinatului de calciu.
Fig. 3.7.1 Formarea endosporilor bacterieni
1. replicare AND-ului, formare a doi nucleoizi;
2. apariţia septului membranar la una din extremităţile celulei;
3. septul concreşte si astfel nucleoidul sporal este înconjurat de membrana citoplasmatica.
Iniţiază formarea prosporului.
4. este sintetizata cea de-a doua membrane citoplasmatica si se costituie prosporul. Al
doilea nucleoid se dezintegrează.
5. formarea prosporului: AND-ul nou format este înconjurat de a doua membrane
citoplasmatica, enzimele membranelor prosporale catalizează sinteza stratului
peptidoglican, care ocupa spaţiul dintre aceste membrane;
6. maturizarea sporului: in interiorul prosporului se produce sinteza dipicolinatului de
calciu, are loc constituirea cortexului format din cele doua membrane citoplasmatice si
stratul peptidoglican sintetizat de ele.
7. sinteza stratului membranar din invelisul sporului.
8. degradare restului celulei.
Sporii o perioada îndelungata de timp se pot gasi in stare de repaus, dar nimerind in condiţii
favorabile de dezvoltare (umiditate satisfăcătoare, prezenta substanţelor nutritive), are loc
germinarea lor: invelisurile sporale sunt dezintegrate enzimatic, conţinutul de apa "libera" in
spor creste. In spor începe o accelerare vădita a proceselor enzimatice biochimice.Procesul de
germinare a sporului are loc mai repede comparative cu sporogeneza si durează cca 4-5 ore.