микробиология. Классификация микроорганизмов по типу питания 3 1 Автотрофы 3

• Название: Классификация микроорганизмов по типу питания 3 1 Автотрофы 3
• Дата: 22.06.2022
• Размер: 50.65 Kb.
• Имя файла: микробиология.docx
• Тип: Реферат; #610427
• страница: 4 из 4

ГЛАВА 3. ПРОДУКТЫ ВЫДЕЛЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Особенностями экскреции в автотрофах является то, что они - первичные продуценты и синтезируют в необходимом количестве все необходимые органические вещества. Например, у растений синтезируется только столько белков, сколько необходимо в настоящее время.

Они никогда не образуют белков в избытке и поэтому выделяют очень мало азотсодержащих отходов - продуктов расщепления белков. Кроме того, конечные продукты обмена веществ в автотрофных организмах (О2, СО2, вода) служат исходными соединениями для других реакций. Например, у растений СО2 используется в темновой фазе фотосинтеза, а вода - в световой. Специализированных органов экскреции в автотрофах нет, однако продукты выделения в них могут накапливаться и удаляться в среду с тканями и органами, отмирают. Так, в зеленых растениях отходы метаболизма откладываются в отмерших тканях, в листьях или коре, периодически удаляются. Выделение воды в виде пара происходит при транспирации через устьица, чечевички, удаление избытка воды (гуттация - от лат. Gutta - капля) - через водяные устьица (гидатоды) и др. Вода испаряется через все части растения и интенсивно это осуществляют листья.

Своеобразным способом выделения является внутриклеточное выделение и изоляция переведенных в труднорастворимые форму продуктов обмена. Например, органические кислоты, которые могут нанести ущерб клетке, связываются с катионами и откладываются в виде кристаллов в цитоплазме (например, включение с кальций оксалата в щавеля).

Итак, выделение веществ в процессе жизнедеятельности является важным компонентом обмена веществ и гомеостаза растительного организма.

Дыхание — это окисление различных веществ (органических и неорганических) с образованием энергии.

Окисление происходит в результате экзотермических реакций и представляет собой процесс отнятия водорода или электрона. Предполагают, что перенос водорода и перенос электрона — это «эквивалентные процессы».

Гипотеза о том, что в механизме дыхания ключевая роль отводится активации водорода, принадлежит Палладину и Виланду. Но ее правомерность была признана не сразу. Первоначально считали, что основой дыхания является ферментная активация молекулярного кислорода.

Дальнейшие исследования показали, что это не так.
В акте дыхания главную роль играют ферменты, сгруппированные в целые системы. Несмотря на относительную простоту организации микробной клетки и ее малые размеры, бактерии отличаются большим разнообразием типов дыхания. Тип дыхания у всех видов бактерий определяется набором ферментов. Различают два основных типа дыхания — аэробное и анаэробное. При аэробном дыхании конечным акцептором водорода является атмосферный кислород. При анаэробном — различные органические соединения.

В энергетическом отношении наиболее выгодно аэробное дыхание, поскольку при аэробном типе окисления глюкозы высвобождается 674 кал, при спиртовом брожении — 27 кал, при молочно-кислом — 18 кал (Лебедева М. Н., 1969).

Каждый тип дыхания включает в себя несколько способов:

— аэробное (полное окисление и неполное окисление);

— анаэробное (собственно анаэробное и брожение).

Полное окисление. Это процесс окисления углеводов до образования двуокиси углерода (CO2) и воды (H2O), сопровождающийся выходом энергии. Передача электронов водорода на кислород осуществляется посредством так называемой дыхательной цепи (система дыхательных ферментов), находящейся в мембране микробной клетки.

Неполное окисление. Обычно неполное окисление происходит тогда, когда наблюдается избыток углеводов. В таком случае процесс окисления идет не до конца, а образуются промежуточные продукты реакции. Например, при неполном окислении сахара могут синтезироваться лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная и др. органические кислоты.
Нитратное дыхание представляет собой восстановление нитратов до молекулярного азота, а сульфатное дыхание — восстановление сульфатов до сероводорода. При обоих процессах происходит выделение свободной энергии.

Брожение. Этим термином принято называть расщепление органических углеродосодержащих веществ в анаэробных условиях. Как мы уже упоминали, биологическую природу брожения открыл французский микробиолог Луи Пастер в 1856 г. Очень долгое время к открытию Пастера относились скептически. В 1897 г. немецкий химик Эдуард Бухнер установил, что брожение — это химическая реакция с участием специфических «агентов», которые впоследствии были названы ферментами. Он видел в брожении лишь химический процесс и отвергал участие микроорганизмов в нем.
Спор между Пастером и Бухнером разрешило время. Оказалось, что и тот, и другой по-своему правы. Да, брожение — это химическая реакция с участием ферментов, но ферменты, участвующие в брожении, синтезируют микроорганизмы. В настоящее время известно множество бактерий — возбудителей брожения. Это дрожжи, молочно-кислые стрептококки, ацидофильная и болгарская палочки, пропионово-кислые бактерии, маслянистые бациллы и многие другие. В зависимости от конечных продуктов брожения различают: спиртовое, молочнокислое, ацетон-бутановое, масляно-кислое и пропионово-кислое.

Таким образом мы видим, что бактерии обладают обширным арсеналом окислительно-восстановительных реакций, которые составляют основу процесса дыхания. Необходимо отметить, что дыхание и питание микробов — это неразрывно связанные процессы, обеспечивающие их жизнедеятельность.
Исходя из рассмотренных типов дыхания, все микроорганизмы принято разделять на аэробы (живут в присутствии кислорода, анаэробы (не могут жить в присутствии кислорода) и факультативные анаэробы (способны существовать как при наличии кислорода в атмосфере, так и при его отсутствии).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Живые организмы резко отличаются друг от друга по своим пищевым потребностям. Однако элементарный состав пищи аналогичен и для микробов, и для высших животных, и для растительных организмов. Основными органогенами являются углерод, азот, кислород и водород. Кроме них для нормального развития организмов необходим ряд элементов: Р, S, К, Fe, Са, Mg, Потребность в них невелика, но присутствие их в питательной среде обязательно. Большинство микроорганизмов получают эти элементы из минеральных соединений К₂НРО₄, MgS0₄, FeCl₃ и т.д. Помимо того, для нормальной жизнедеятельности микробов необходимы микроэлементы Zn, Со, Си, Ni и др. Часть из них входит в состав естественного питания микробов, часть усваивается ими из минеральных солей.

Потребность в кислороде и водороде микроорганизмы удовлетворяют за счет воды и воздуха, кроме того, эти элементы входят в состав всех органических питательных веществ. Что касается углерода и азота, то по отношению к ним требования различных микробов крайне разнообразны и специфичны.

В зависимости от используемых источников углерода микроорганизмы делятся на две группы: автотрофов и гетеротрофов.

Паразиты развиваются в живых организмах, питаясь органическими веществами, выходящими в состав тела хозяина. Паразиты нарушают равновесие биохимических процессов в организме, т.е. вызывают его заболевание. Микробов, ведущих паразитический образ жизни, называют болезнетворными или патогенными. Некоторые из патогенных микроорганизмов в зависимости от условий могут существовать либо как паразиты, либо как сапрофиты. Их называют условными или факультативными паразитами. К их числу относятся возбудители многих кишечных инфекций. Другие, например вирусы, могут развиваться только в живых клетках — это строгие, или облигатные, паразиты.

Некоторые виды микроорганизмов способны переключаться с автотрофного типа питания на гетеротрофный, и наоборот. Например, эвглена зеленая питается на свету как растение, т.е. ведет автотрофный образ жизни, а в темноте начинает интенсивно поглощать органические вещества, т.е. существует как гетеротрофный организм.

Для обеспечения энергетических и биосинтетических потребностей микроорганизмов необходимо наличие в окружающей их среде питательных веществ.

Микроорганизмы используют питательные вещества только в виде относительно небольших молекул. Сложные органические вещества (белки, полисахариды, липиды и пр.) могут быть использованы как источник питания только после их предварительного гидролиза до более простых соединений.

Основным компонентом клетки, осуществляющим транспорт питательных веществ и выход из клетки продуктов метаболизма является цитоплазматическая мембрана.

В основе механизма питания микробной клетки лежат диосмотические процессы. Питательные вещества из растворов воспринимаются микробной клеткой путем осмоса через их полупроницаемую оболочку. Этим же путем, только в обратном направлении, происходит и выделение из клетки продуктов метаболизма.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Изучение влияния внесения в рецептуру яблочного порошка на органолептические показатели бисквитного рулета/ Беляев А.Г., Алтухова О.А., Ши Чжэнхун, Калужских А.Г. //Проблемы конкурентоспособности потребительских товаров и продуктов питания: сборник научных статей международной научно-практической конференции. Курск, 2019. С.152-154.

2. Определение основных органолептических и физико-химических показателей качества тортов и пирожных /Калужских А.Г., Ван Шучунь, Грабилова В. //Проблемы конкурентоспособности потребительских товаров и продуктов питания: сборник научных статей материалы 2-й Международной научно-практической конференции (13 апреля 2020 года)/ редкол.: Пьяникова Э.А. (отв. ред.); Курск: Юго-Зап. гос. ун-т., 2020. С.181-185.

3. Питание микроорганизмов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lifelib.info/microbiology/microbiology_1/28.html (Режим доступа: 27.01.2021)

4. Определение конкурентоспособности товара и факторы ее определяющие/ Калужских А.Г., Грачева Е. //Проблемы конкурентоспособности потребительских товаров и продуктов питания: сборник научных статей материалы 2-й Международной научнопрактической конференции (13 апреля 2020 года)/ редкол.: Пьяникова Э.А. (отв. ред.); Курск: Юго-Зап. гос. ун-т., 2020. С.185-188.

5. Изучение возможности применения продуктов кипрея узколистного и арахисовой муки в технологии ржано-пшеничного хлеба на ржаной закваске Беляев А.Г., Калужских А.Г., Боев С.Г., Черкасина А.А. Товароведение, технология и экспертиза: инновационные решения и перспективы развития» //Мат. национальной научнопрактической конференции «Товароведение, технология и экспертиза: инновационные решения и перспективы развития» – 28 октября 2020 г. – М.: Изд-во «ЗооВетКнига», 2020. С. 118- 125.

6. Изучение показателей качества бисквитных рулетов Калужских А.Г., Чистякова А., Гуренко А. Новые концептуальные подходы к решению глобальной проблемы обеспечения продовольственной безопасности в современных условиях: сборник статей 96        24‐25 марта 2022 года    сборник научных статей 6й Всероссийской конференции 6-й Международной конференции в области товароведения и экспертизы товаров (15 ноября 2019 года) / редкол.: (отв. ред. Э.А.Пьяникова) [и др.]; Юго-Зап. гос. ун-т., ЮгоЗап. гос. ун-т., Курск, 2019. – С. 156-162.

7. Актуальные проблемы и перспективы развития потребительского рынка курской области в контексте долгосрочного социально-экономического развития региона/Беляев А.Г., Боев С.Г., Быковская Е.И., Евдокимова О.В., Заикина М.А., Иванова Т.Н., Калужских А.Г., Кобченко С.Н., Ковалева А.Е., Михайлова С.А., Овчинникова Е.В., Пикалова М.Б., Пьяникова Э.А., Рязанцева А.Д., Ткачева Е.Д., Форопонова И.В.//Курск, 2020.

8. Научный и практический взгляд на обеспечение качества и конкурентоспособности товаров при разработке и реализации/ Беляев А.Г., Боев С.Г., Заикина М.А., Калужских А.Г., Ковалева А.Е., Михайлова С.А., Овчинникова Е.В., Пикалова М.Б., Евдокимова О.В., Форопонова И.В., Пьяникова Э.А.// Курск, 2021.

9. Оптимизация рецептуры разработанных образцов пастилы на основе перспективных сортов яблок, районированных в курской области, и оценка их потребительских свойств/ Пьяникова Э.А., Ковалева А.Е., Ильина К.Ю.// Товаровед продовольственных товаров. 2015. № 3. С. 5-11.

10. Исследование влияния экстракта кипрея узколистого на свойства хлебопекарных дрожжей/ Беляев А.Г., Заикина М.А., Ковалева А.Е., Пьяникова Э.А.// Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 3 (77). С. 243-247.

11. Формирование ассортимента товаров методом линейного программирования/ Пьяникова Э.А.// Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Экономика. Социология. Менеджмент. 2016. № 1. С. 76.

12. Оценка показателей качества хлеба пшеничного, обогащенного вторичным яблочным сырьем/ Ковалева А.Е., Пьяникова Э.А., Ткачева Е.Д., Рязанцева А.С.// Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. № 3 (85). С. 200-207.