- •Коллоквиум 2 по микробиологии
- •Химический состав микробной клетки.
- •Особенности питания микроорганизмов.
- •Поступление питательных веществ в микробную клетку, типы транспортных систем.
- •Физиологическая роль азота и источника азота для микроорганизмов.
- •Физическая роль фосфора и серы
- •Физиологическая роль калия и кальция.
- •Физиологическая роль магния и железа
- •Ферменты, участвующие в обмене веществ микроорганизмов.
- •Типы питания микроорганизмов
- •Характеристика автотрофного и гетеротрофного питания
- •Фотоавтотрофы. Фотосинтез у бактерий.
- •Хемоавтотрофы. Хемосинтез у бактерий
- •Способы получения энергии у микроорганизмов
- •Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе
- •Типы дыхания у микроорганизмов. Значение дыхания
- •Сравнение аэробного и анаэробного дыхания.
- •Аэробное дыхание у микроорганизмов.
- •Анаэробное дыхание у микроорганизмов.
- •Спиртовое брожение: общее уравнение, химизм, возбудители и практическое использование.
- •Дрожжи: морфологические и физиологические особенности, элективные условия для выращивания.
- •Молочнокислое брожение (гомоферментативное): общее уравнение, химизм процесса, морфологическая и физиологическая характеристика возбудителей, значение и практическое использование.
- •Гетероферментативное молочное брожение.
- •Пропионовокислое брожение.
- •Микробиологические процессы при силосования кормов. Условия получения хорошего силоса.
- •Маслянокислое брожение: общее управление, химизм процесса, морфологическая и физиологическая характеристика возбудителей, значение.
- •Ацетонобутиловое брожение: динамика, возбудители, область применения.
- •Анаэробное разложение целлюлозы: основные этапы, возбудители, значение.
- •Аэробное разложение целлюлозы: динамика процесса, возбудители, значение.
- •Роль микроорганизмов в разложении клетчатки.
- •Микробиологическое разложение пектиновых веществ: основные этапы, возбудители практическое использование.
- •Микрофлора воды и атмосферы.
Способы получения энергии у микроорганизмов
Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление — отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление — присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным — нитратным, сульфатным, фумаратным). Анаэробиоз (от греч. aer — воздух + bios — жизнь) — жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения. По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязательные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.
Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе
Круговорот углерода складывается из двух взаимосвязанных процессов: 1) потребление углекислоты атмосферного воздуха автотрофными микробами; 2) возвращения, пополнения запасов углекислоты в атмосфере. Потребление СО2 совершается фотосинтезирующими микроорганизмами. При фотосинтезе образуются различные органические соединения. Основная масса углерода отлагается в растениях в форме различных сахаров (глюкоза, фруктоза, крахмал и др.). Образовавшиеся органические соединения используются человек и животными для питания, а после их гибели органические вещества переходят в почву. Возвращение углекислоты происходит микроорганизмами почвы и воды. Большое количество углекислоты поступает обратно в атмосферу при минерализации органических остатков растений и животных почвенными бактериями и грибами. Главными субстратами процессов минерализации в природе являются сахара в форме полимеров. Использование глюкозы в качестве основного энергетического материала при процессах биологического окисления (брожение, дыхание) приводит к высвобождению углекислоты. Дополнительный цикл круговорота углерода обусловлен анаэробными почвенными микроорганизмами. Одни из них (метанобактерии) в условиях влажных почв восстанавливают СО2 в метан (СН4). Другие, наоборот, окисляют метан в углекислоту.
Типы дыхания у микроорганизмов. Значение дыхания
Дыхание (или биологическое окисление) микроорганизмов представляет собой совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микробных клеток.
По типу дыхания все микроорганизмы разделяются на аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы.
Аэробы (микобактерии туберкулеза и др.) живут и развиваются при свободном доступе кислорода, т. е. реакции окисления осуществляются у них при участии молекулярного кислорода с высвобождением большого количества энергии.
Облигатные анаэробы (клостридии столбняка, ботулизма и др.) способны жить и размножаться только в отсутствие свободного кислорода воздуха. Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с образованием небольшого количества энергии.
Факультативные анаэробы могут размножаться как при наличии молекулярного кислорода, так и при отсутствии его. К ним относят большинство патогенных и сапрофитных бактерий. Процессы разложения органических веществ в бескислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют также брожением.
Выделение тепла при дыхании микроорганизмов можно наблюдать при выращивании культур в сосудах, защищенных от потери тепла,- температура питательной среды будет постепенно повышаться. С выделением избыточного тепла при дыхании некоторых микроорганизмов связаны процессы самовозгорания торфа, навоза, влажного сена и хлопка.
Оживление углеводов до лишенной и других органических кислот.