1. Характерні відмінності клітинної будови прокаріотичних та еукаріотичних мікроорганізмів. Ключові відмінності органел та органоїдів клітин мікроорганізмів
 Скачать 327.5 Kb.
|
|
1. Характерні відмінності клітинної будови прокаріотичних та еукаріотичних мікроорганізмів. Ключові відмінності органел та органоїдів клітин мікроорганізмів. Вищі протисти (еукаріоти) - клітини, що мають відокремлене ядро і великі рибосоми; нижчі протисти (прокаріоти) - доядерні організми, в клітинах яких немає відокремленого ядра, рибосоми дрібні й розсіяні в цитоплазмі, у більшості випадків також без будь-яких інших мембранних органел та одноклітинні, але є виключення. За розмірами діаметра і об’єму еукаріоти більші від прокаріотів. Джгутики еукаріотів: складні з розташуванням мікротрубочок, а прокаріотів: прості (мікротрубочки відсутні). У прокаріотів клітинний центр, ендоплазматична сітка, мітохондрії, комплекс Гольджі, лізосоми відсутні, у еукаріотів є. 2. Основні типи співіснування мікроорганізмів та приклади їх використання у виробництві і зберіганні харчових продуктів. Симбіоз – взаємокорисне співіснування організмів різних видів. Вони разом розвиваються краще ніж окремо. У кефірних зернах одночасно живуть молочнокислі бактерії та дріжджі. Синергізм – підсилення фізіологічних функцій мікроорганізмів при сумісному розвитку. Вітаміни, що синтезуються дріжджами, стимулюють розвиток молочнокислих бактерій, а молочна кислота створює сприятливе середовище для розвитку дріжджів. Сателізм – співіснування мікроорганізмів, коли один із них стимулює розвиток іншого. Вірогенія – взаємовідносини деяких бактерій, дріжджів і простіших з вірусами Коменсалізм – чітко виражена форма мирного співжспівжиття різних видів мікроорганізмів. Метабіоз – взаємовідносини, при яких у результаті життєдіяльності одних мікроорганізмів створюються умови для розвитку інших Паразитизм – взаємовідносини при яких сумісне існування приносить одному користь, а іншому - шкоду, яка часом призводить до загибелі . Бактеріофаги розвиваються за рахунок живих клітин бактерій, які в результаті цього руйнуються і гинуть. Хижацтво – позаклітинний паразитизм, деякі мікроорганізми поглинають клітини інших видів. Хижі бактерії мають сітку, що виловлює інших, руйнує їх і споживає. Антагонізм – взаємини, при яких один вид мікроорганізмів несприятливо впливає на інші. Молочнокислі бактерії послаблюють розвиток гнильних мікробів. Конкуренція – конкурентоспроможні види мікроорганізмів швидко споживають із середовища різні види поживних речовин. 3. Таксони мікроорганізмів – визначення, відмітні ознаки та правила утворення назв основних таксонів прокаріотичних мікроорганізмів. Засади спрощеної класифікації еубактерій. Таксон — група організмів, яка має задану ступінь однорідності. При класифікації бактерій враховують такі ознаки: морфологічні (форма, розміри, наявність джгутиків, капсул та ін.), культуральні(особливості росту на твердих та рідких поживних середовищах), фізіологічні(відношення до кисню,способи одержання енергії та ін.), біохімічні (хім. склад клітинної стінки, пігментів, запасних реч. нагромадження продуктів метаболізму). Бактерії відносяться до прокаріотів. За спрощеною класифікацією бактерії ділять на родини,роди та види. В основі поділу на родини лежить форма бактерій,на роди – морфологічні ознаки. Усі бактерії поділяють на 5 родин: 1. кулясті бактерії 2. паличкоподібні 3. звивистих бактерії 4. дуже звивисті, з численними завитками 5. ниткоподібні бактерії 6. Класифікація прокаріотів згідно ”Визначника бактерій Берджі”, перелік морфологічних ознак, покладених у її основу. Штучні класифікації прокаріотів у першу чергу враховують практичні моменти і служать для розпізнавання описаних форм. Нижчі протисти (прокаріоти) - доядерні організми, в клітинах яких немає відокремленого ядра, рибосоми дрібні й розсіяні в цитоплазмі. Відповідно до визначника Берджі (на основі будови клітинної стінки й відношення до фарбування по Граму) бактерії розділені на 35 груп, що входять в 4 категорії: I – грамнегативні еубактерії II – грампозитивні еубактерії III – еубактерії, позбавлені клітинної стінки – мікоплазми IV – археобактерії Морфологічні ознаки, які були покладені в основу ”Визначника бактерій Берджі”: форма клітин і характер їх розташування, розмір, забарвлення за Грамом, спороутворення, рухомість. 7. Фенотипова ідентифікація мікроорганізмів Існують два види ідентифікації мікроорганізмів: філогенетичний і фенотиповий. До фенотипової ідентифікації відносять біохімічні і фізіологічні способи ідентифікації. фізіологічні ознаки -відношення до кисню, способи одержання енергії, залежність від температури і рН середовища, потреба у факторах росту, біохімічні - хімічний склад клітинної стінки, капсул, пігментів, запасних речовин, нагромадження продуктів метаболізму та ін. 8. Засадничі ознаки філогенетичної ідентифікації мікроорганізмів, їх коротка характеристика. Морфологічні властивості вивчають у клітин мікроорганізмів при мікроскопуванні підготовленого мікропрепарату (форма, розміри та угрупування бактерій, наявність джгутиків, капсул, фарбування за Грамом), культуральні (особливості росту на твердих і рідких поживних середовищах). 9. Розмір мікроорганізмів. Вплив розміру на життєдіяльність Розмір бактерій: коливається від десятих часток мікрометру до кількох мікрометрів.Середній розмір більшості бактерій складає 1-5 мкм. Дріжджі: середній розмір клітин 10—15 мкм (довжина 5-12 мкм, ширина 2-6 мкм). Віруси: розміри від 10-300 мілімікрометрів. 10. Вкажіть основні групи акаріотичних мікроорганізмів та охарактеризуйте засади класифікації вірусів. Основні групи вірусів: ряд, родина, підродина, рід, вид. Віруси класифікують за видом нуклеїнової кислоти, кількістю її молекул та структурою, за структурою капсомерів: ізометричні, спіральні, змішані. За наявністю або відсутністю додаткової ліпопротеїдної оболонки. За клітинами-хазяїнами. Ті, що містять ДНК і ті що містять РНК . За формою віруси поділяють на паличкоподібні, ниткоподібні, сферичні, кубоїдальні, булавовидні, спіралеподібні. 11. Охарактеризуйте відмітні ознаки життедіяльності вірусів та вкажіть практичне значення бактеріофагів у технології харчових продуктів. Життєвий цикл вірусів складається з двох фаз: позаклітинна (на якій він не проявляє жодних ознак життєдіяльності) і внутрішньоклітинна. Віруси можуть розмножуватись тільки тоді, коли потрапляють у живі клітини людей, тварин чи рослин. Вони викликають різні захворювання: грип, віспу, тютюнову мозаїку, мозаїку картоплі, бронзовість помідорів. Також можуть змінювати патогенні властивості мікробів, знижувати їхню вірулентність, здатність до токсиноутворення. Практичне значення бактеріофагів у технології харчових продуктів полягає у псуванні заквасок та ферментованих продуктів. Слід запобігати забрудненню чистих культур бактеріофагами, оскільки це погіршує споживні властивості готових ферментованих продуктів. Поряд з цим, фаги можуть завдати великої шкоди при виробництві молочнокислих продуктів, пригнічуючи розвиток корисних мікроорганізмів 12. Таксономія дріжджів і їх спрощена класифікація. Значення в харчовій промисловості за спрощеною класифікацією дріжджі поділяються на родини, роди і види. Дріжджі поділяються на родини сахароміцетів і несахароміцетів. Родина сахароміцетів включає такі роди: сахароміцес, шизосахароміцес, зігосахароміцес; родина несахароміцетів включає роди торула, мікодерма, кандіда, криптококус та ін. Деякі види дріжджів з давніх пір використовуються людиною при приготуванні алкогольних напоїв (пива, вина, квасу та ін.) і хліба. Також дріжджі використовують у виробництві спирту. Також дріжджі використовують як корма для сільськогосподарських тварин. Дріжджі викликають псування деяких продуктів. Наприклад дріжджі роду Торула викликають псування вершкового масла та кефіру. Деякі дріжджі викликають псування мяса, прокисання і пігментацію ковбасних виробів. 13. Неактивні форми еубактерій. Стідії утворення спор. Неактивними формами еубактерій є : ендоспори, екзоспори та цисти. Спороутворення у бактерій відбувається в декілька етапів. На 1-му етапі відбувається зміна морфології ядерної речовини вегетативної клітини. Утворюється осьовий тяж, з’єднаний через мезосому з ЦПМ. На 2-й стадії приблизно 1/3 осьового тяжа відділяється й переходить у ділянку майбутньої спори. Паралельно з цим відбувається інвагінація ЦПМ. 3-я стадія утворення проспори На 4-й стадії відбувається утворення кортексу. Кортекс формується між мембранами проспори з пептидоглікану певної структури. 5-а стадія. Майже одночасно з формуванням кортексу відбувається формування білкових оболонок із зовнішньої сторони ЦПМ 6-а стадія характеризується завершенням формування всіх структур – дозріванням спори. Після того як спора сформувалась, відбувається лізис клітинної стінки й спора звільняється. 14. Характеристика способів розмноження еубактерій та вірусів. Бактерії розмножуються тільки шляхом простого поділу клітини. Коли бактерії знаходяться в сприятливих для розвитку умовах, тобто в умовах відповідних температур, забезпечені достатньою кількістю поживних речовин, тоді вони розмножуються дуже швидко. Приблизно через 20-30 хв відбувається поділ клітини. Насправді ж у природі немає таких ідеальних умов, за яких бактерії могли б безперервно розмножуватися. Нестача живлення, несприятливі температурні умови, згубний вплив виділених продуктів обміну, поїдання бактерій іншими організмами та інші фактори негативно впливають на розмноження бактерій.У процесі поділу бактеріальної клітини починає формуватися перегородка, яка ділить цитоплазму материнської клітини на дві дочірні. Далі синтезується оболонка й утворюються дві нові клітини, які в свою чергу також діляться. Віруси можуть розмножуватись тільки тоді, коли потрапляють у живі клітини людей, тварин чи рослин. Розмноження включає декілька етапів:
15. Характеристика способів розмноження мікроміцетів. Міцелі альні гриби розмножуються вегетативно та за допомогою спор. Спороутворення може відбуватися статевим і безстатевим шляхом. Безстатеве спороутворення зв’язане з утворенням спеціалізованих репродуктивних органів без попереднього злиття клітин. Безстатеве розмноження нижчих грибів здійснюється внутрішніми спорами або ендоспорами, вищих грибів – зовнішніми спорами або екзоспорами. Статеве розмноження грибів обов'язково включає злиття двох ядер. У нижчих грибів спочатку відбувається злиття двох багатоядерних гіфів міцелію. Потім відбувається попарне злиття ядер. Процес закінчується утворенням зігоспори, яка згодом проростає і утворює органи плодоношення. У вищих грибів в залежності від класу розмноження відбувається по різному. Вегетативне розмноження відбувається за допомогою шматочків гіфів та міцелію. Будь-яка частина міцелію здатна до росту. Шматочки міцелію відриваються від гриба та розносяться вітром, попадають на відповідний субстрат, проростають і утворюють новий організм. 16. Особливості хімічного складу мікроорганізмів. Роль макро- та мікронутрієнтів у життєдіяльності мікроорганізмів. Мікроорганізми містять близько 70-ти елементів. Клітини мікроорганізмів складаються з води (75-85%) і сухого залишку. Переважаючими хімічними елементами у мікробній клітині є азот, вуглець, водень та кисень (90-97% сухого залишку), їх називають органогенами, тому що вони утворюють органічні сполуки і при спалюванні виділяються у вигляді газоподібних речовин. Азот складає 8-15% сухого залишку, вуглець - 40-45%, кисень -30%, водень - 6-8%. Решту елементів, які входять до складу мікробної клітини, називають мінеральними або зольними (3-10% сухого залишку) у зв'язку з тим, що вони при спалюванні утворюють золу. Макронутрієнти виконують наступні функції: обробка та збереження інформації, транспорт, отримання та перетворення енергії, фотосинтез, запасання енергії, побудова клітинних мембран. Мікронутрієнти відіграють значну роль у регуляції внутрішньоклітинного осмотичного тиску, беруть участь у синтезі ферментів, активізують їх. 17. Характеристика ознак метаболізму мікроорганізмів. Особливості мікробного метаболізму: висока активність-за добу одна клітина здатна споживати масу їжі у 30-40 разів більшу за масу свого тіла, велика різноманітність внаслідок здатності використовувати як джерела енергій і вихідних субстратів широкий набір органічних і неорганічних сполук, різні шляхи метаболізування вихідних субстратів, висока здатність пристосування до умов зовнішнього середовища. 18. Назвіть етапи метаболізму мікроорганізмів, його види та зазначте їх характерні риси. Сукупність процесів, що протікають у клітині та забезпечують відтворення її біомаси, називають обміном речовин або метаболізмом. Клітинний метаболізм складається з двох основних процесів: конструктивного та енергетичного обмінів. Конструктивний обмін - це потік біохімічних реакцій, у результаті яких будується речовина клітини із компонентів, що надходять із зовнішнього середовища. Конструктивний обмін забезпечується живленням. Енергетичний обмін - це потік біохімічних реакцій, в результаті яких із речовин, що надійшли в клітину ззовні, виділяється енергія, яка необхідна для життєдіяльності і запасається у клітині в спеціальних сполуках, що витрачаються клітиною у процесах біосинтезу. Енергетичний обмін забезпечується за рахунок так званого дихання. 19. Класифікація мікроорганізмів за потребами у поживних речовинах та за джерелами енергії. Організми можна класифікувати за джерелами поглинання енергії таким чином: - хемотрофи синтезують органічні речовини за рахунок енергії хімічних зв'язків. - фототрофи синтезують органічні речовини за рахунок енергії світла. Процес фототрофного живлення називається фотосинтезом. За типами вуглецевого живлення мікроорганізми класифікують на: автотрофи(мікроби, які живляться самостійно), гетеротрофи (джерелом вуглецю є готові органічні сполуки), гетеротрофи в свою чергу поділяються на сапрофіти та паразити. Також розрізняють азотне живлення і засвоєння зольних елементів. 20. Потреби мікроорганізмів у поживних речовинах. Засади створення та класифікація мікробіологічних лабораторних середовищ. Потреби мікроорганізмів у поживних речовинах: у хімічних елементах, у вітамінах, в азоті, у вуглецю. Створення:
Класифікація: За складом: природні, штучні, синтетичні. За фізичним станом (консистенцією): рідкі, тверді, сухі. За призначенням:стандартні, елективні, диференційно-діагностичні 21. Класифікація ферментів мікроорганізмів за основними ознаками субстратної активності та специфічності. абсолютна субстратна специфічність - це здатність ферменту каталізувати перетворення тільки одного, чітко визначеного субстрату; відносна субстратна специфічність - здатність ферменту каталізувати перетворення кількох, подібних за будовою, субстратів; стереоспеціфічность - здатність ферменту каталізувати перетворення певних стереоізомерів. 22.роль ферментів у метаболізмі мікроорганізмів. Будова ферментів та її вплив на каталітичну активність останніх Ферменти входять до складу кожної живої клітини і визначають характер обміну речовин.Вони мають білкову природу, і за своїм природнім складом поділяються на 2 групи:протеїни і протеїди, що складаються із білка та небілкового компонента простетичної групи. Ця група у кожного фермента різна. В неї входять вітаміни,їх похідні,метали,азотисті сполуки. Ферменти – це біологічні каталізатори білкової природи, що виробляються живою клітиною. У життєдіяльності мікроорганізмів вони є рушійною силою процесів обміну речовин – живлення та дихання.Ферменти дуже активні (1г амілази може перетворитиу цукор тонну крохмалю)Поділяються на екзоферменти та ендоферменти.Ендоферменти містяться всередині клітини і беруть участь у внутріклітинних процесах обміну речовин. 24. надайте характеристику властивостей АТФ як ключової речовини енергетичного обміну мікробної клітини.Наведіть способи збереження енергії мікроорганізмами. У мікроорганізмів зустрічаються кілька типів сполук, багатих на енергію. Це молекули фосфорної кислоти (АТФ та інші), а також представники ряду карбонових кислот. Центральне місце у процесах переносу хімічної енергії у клітині належить системі АТФ - АДФ. Вільна енергія за участі відповідних ферментів переноситься з молекули АДФ, що перетворюється у АТФ. Отже енергія накопичується у формі хімічної енергії макро-енергетичних фосфатних зв'язків. При використанні клітиною енергії від АТФ відщеплюється кінцева фосфатна група, і вона знову перетворюється на АДФ. У результаті переносу цієї групи на конкретні акцепторні молекули, останні отримують вивільнену при цьому енергію, за рахунок якої можуть проводити у клітині відповідну роботу. При відщепленні фосфатного зв'язку від молекули .ДТФ вивільняється 7,3 ккал. Важлива роль молекули АТФ в енергетичному метаболізмі клітини зумовлена такими властивостями: • хімічною стійкістю, що забезпечує збереження заощадженої енергії і перешкоджає безкорисній втраті її у вигляді тепла; • малими розмірами молекул, що дозволяє їм легко дифундувати у різні ділянки клітини, яким необхідна енергія для біосинтетичних реакцій; • енергетичний рівень макроергічного зв'язку, що дозволяє молекулі АТФ зайняти проміжне положення між так званими високоенергетичними й низькоенергетичними речовинами І легко переносити між ними енергію. Молекулу АТФ часто називають "енергетичною волютою" клітини. Енергетичний обмін в цілому пов'язаний з біосинтезом, для якого він є постачальником енергії. Але можливі умови, при яких клітина виробляє енергії більше, ніж її витрачає. У молекулах АТФ енергія зберігається недовго (близько 1/3 секунди). Тут вона пере¬буває у мобільній формі і призначена забезпечити енергозалежні процеси, шо відбуваються на той період. На більш тривалий час клітина накопичує енергію у неактивних запасних речовинах типу волютину, ліпідів або віддає надлишки енергії у навколишнє середовище. |