Наличие молекулярного кислорода

Облигатные аэробы нуждаются в молекулярном кислороде для окисления питательных веществ и осуществления аэробного дыхания. При культивировании аэробных микроорганизмов необходимо создать условия доступности молекулярного кислорода, так как его растворимость в воде невелика (при 20оС - 6,2 мл/л).

Среди аэробов выделяют группу микроорганизмов-микроаэрофилов, которым кислород необходим, но в концентрации ниже атмосферной (менее 5%). Такие организмы встречаются на границе анаэробной и аэробной зон в естественных местообитаниях. К ним относятся многие тионовые и железоокисляющие бактерии (в том числе, представители родов Beggiatoa, Galionella), а также пресноводные спириллы (Spirillum volutans).

Факультативные анаэробы способны переключать свой обмен веществ в зависимости от наличия или отсутствия кислорода с аэробного дыхания на анаэробные процессы. Как правило, в присутствии кислорода такие микроорганизмы растут быстрее и накапливают больше биомассы. К факультативным анаэробам относятся Saccharomyces cerevisiae, многие энтеробактерии (E. coli) и бациллы.

Облигатные анаэробы не нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности, более того, в его присутствии происходит угнетение или гибель клеток. В эту группу входят метанобразующие археи, гомоацетогенные бактерии, большинство сульфатредукторов, некоторые грибы и простейшие. При культивировании облигатных анаэробов используют специальные приемы. Кислород удаляют из среды кипячением, сосуды тщательно укупоривают резиновыми пробками с металлическими колпачками, газовую фазу культивационного сосуда заменяют на азот или аргон. Для удаления следовых количеств кислорода в среду вносят восстановители (сульфид натрия) и в дальнейшем поддерживают анаэробные условия, исключая попадание кислорода при пересевах.

Группа аэротолерантных анаэробов также не использует кислород в метаболизме, однако некоторое количество кислорода в среде не влияет на их жизнедеятельность. В эту группу входят молочнокислые бактерии и некоторые патогенные стрептококки (Streptococcus pyogenes).

17 вопрос: нет

18 вопрос:

Способы питания. Механизмы поступления питательных веществ в клетку

Поток вещества включает процессы поступления питательных веществ (процесс питания), переваривания (расщепление сложных молекул на простые) и дыхания (окисление органических веществ с высвобождением энергии и аккумулированием ее в виде АТФ).

Различают голозойный (поглощение питательных веществ в виде твердых частиц, переваривание в специальных пищеварительных органах, у животных) и голофитный (всасывание через поверхность в виде растворов, у растений, грибов и бактерий) способы питания. Затем питательные вещества должны поступить в клетки.

Механизмы поступления питательных веществ в клетку могут быть следующими.

1. Пассивная (простая) диффузия – за счет разности концентраций веществ в клетке и в среде (очень редко, только вода, кислород и некоторые ионы, чаще другой механизм – облегченная диффузия).

2.Облегченная диффузия – тоже за счет разности концентраций, но с использованием специальных ферментов-переносчиков в мембране (транслоказ), выход продуктов метаболизма осуществляется так же.

3.Активный транспорт (АТ) - против градиента концентраций, с использованием ферментов-переносчиков и затратой энергии, на 1 молекулу перенесенного вещества затрачивается энергия 1 молекулы АТФ. Различают первичный АТ с использованием химической энергии и вторичный АТ с использованием энергии протонного потенциала (симпорт, антипорт, унипорт). Некоторые вещества (фруктоза, глюкоза) проникают в клетку в химически модифицированном виде, обычно в виде фосфатного эфира (транслокация). Пример АТ – натрий-калиевый насос. Внутри клетки больше ионов К+, в окружающей среде – ионов натрия, чтобы поддерживать такое равновесие постоянно работают механизмы избирательного переноса ионов К.

4. Транспорт в мембранной оболочке – фагоцитоз (захват мембраной и переваривание твердых частиц, а затем проникновение в клетку), пиноцитоз (захват мембраной капель растворенного вещества).

19 вопрос:

1.Фотоорганогетеротрофы 2.Фотоорганоавтотрофы 3.Фотолитогетеротрофы 4.Фотолитоавтотрофы

1.Хемоорганогетеротрофы 2.Хемоорганоавтотрофы 3.Хемолитогетеротрофы 4.Хемолитоавтотрофы

20 вопрос:

Фотосинтез -процесс синтеза органических соединений из неорганических веществ, идущий за счет энергии света.

Процесс фотосинтеза описывается суммарным уравнением

6СО2 + 6Н2О + солнечная энергия → С6Н12О6 + 6О2

Русский ученый К. А. Тимирязев показал, что для осуществления фотосинтеза необходим хлорофилл — вещество зелёного цвета, поглощающее солнечные лучи в красной и сине-фиолетовой частях спектра. У высших растений хлорофилл находится во внутренних мембранах хлоропластов - специализированных органелл растительной клетки, где происходят реакции фотосинтеза.

Фотосинтез протекает в две фазы — световую и темновую. (потовая фаза идет только на свету, при этом под действием спета молекулы хлорофилла теряют электроны и переходят и возбужденное состояние). Под влиянием положительно заряженных молекул хлорофилла по уравнению

2Н20→4Н+ + О2 Т + 4е

происходит фотолиз воды с образованием молекулярного кис­лорода, электронов и протонов. Энергия солнечного излучения и световой фазе фотосинтеза используется хлоропластами для синтеза АТФ из аденозиндифосфата (АДФ) и фосфата, для восстановления НАДФ (никотинамидадениндинуклеотид-фосфата) до НАДФ • Н2.

Углеводы, получавшиеся в процессе фотосинтеза, используются далее как исходный материал для синтеза других органических соединений.

Хемосинтез —синтез органических соединений из неорганических веществ с использованием химической энергии, выделяющейся в реакциях окисления неорганических веществ.

Процесс хемосинтеза открыт русским ученым-микробиоло­гом С. Н. Виноградским в 1887 г. Некоторые группы бактерий — нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии способны накапливать освобождающуюся в процессах окисления энергию и затем использовать ее для синтеза органических веществ. Процесс хемосинтеза протекает без участия хлорофилла, для его осуществления не обязательно наличие света.