Мир микроорганизмов, общие признаки и их разнообразие. Принципы классификации бактерий. Бинарная номенклатура. Механизм и типы дыхания микробов. Методы создания анаэробных условий. Определение реакций пропионовокислого брожения и химизм этого процесса.
Аннотация к работе
К микромиру относятся многочисленные микроорганизмы, а также более просто устроенные формы живой материи, такие как вирусы и прионы, которые невидимы невооруженным глазом, но которых можно наблюдать с помощью оптических приборов - микроскопов; лишь некоторые из них, например плесневые грибы и нитчатые бактерии, являются многоклеточными организмами, достигающими иногда таких размеров, что бывают видимы даже невооруженным глазом. Так, к микромиру относятся бактерии, дрожи, грибы, простейшие (протозоа), вирусы и прионы. Они различаются по размерам и сложности строения, по биологической организации, физиологии, биохимии и генетике; по паразитизму и экологии, т.е. распространенности в природе и среде обитания, а также по патогенности (т.е. болезнетворности) для человека, животных и растений и по ряду других специальных свойств. Они не являются организмами в полном смысле этого слова, так как не имеют свойственных клеткам структур (органелл), не обладают собственным обменом веществ, а живут и размножаются в клетках животных, человека, растений, бактерий, используя для своей жизнедеятельности ресурсы и обменные процессы этих клеток. Таким образом, к микромиру относятся как сложно устроенные одноклеточные организмы (бактерии, грибы, простейшие), так и простейшие формы жизни (вирусы, прионы, инфекционные нуклеиновые кислоты), не являющиеся организмами в полном смысле этого слова.Дыхание - биологический процесс окисления различных органических веществ, при котором происходит перенос протонов и электронов от субстрата (донора) к кислороду (акцептору) и образование молекул АТФ. По источникам энергии микроорганизмы делят на: фототрофы - используют энергию солнечного света благодаря пигментам, близким к хлорофиллу (пурпурные серобактерии) хемотрофы - получают энергию за счет окисления неорганических и органических соединений (чаще глюкозу - нитрифицирующие бактерии) Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (микобактерии туберкулеза), содержат ферменты, с помощью которых осуществляется перенос водорода от окисляемого субстрата к кислороду воздуха. В общем виде дыхание можно представить следующим уравнением: С6Н12О6 602 = 6С02 6Н20 2,87-106 дж. глюкоза кислород углекислый газ вода энергия Водород от фосфоглицеринового альдегида присоединяется к ферменту - никотин-амиддинуклеотиду (НАД); при этом альдегид окисляется до кислоты и выделяется энергия.Пропионовые бактерии способны фиксировать CO2, при этом из пировиноградной кислоты и CO2 образуется щавелевоуксусная кислота, превращающаяся в янтарную к-ту, из которой декарбоксилированием образуется пропионовая кислота: Суммарно, можно так описать реакцию сбраживания глюкозы C6H12O6 при пропионовокислом брожении: 3C6H12O6 > 4CH3CH2COOH 2CH3COOH 2CO2^ 2H2O E Таким образом, основными продуктами данного пропионовокислого брожения являются пропионовая кислота CH3CH2COOH, а также уксусная кислота CH3COOH, углекислый газ CO2 и вода H2O; кроме того выделяется энергия. На уровне метилмалонил-КОА, образующегося из активизированного сукцината (сукцинил-КОА), происходит декарбоксилирование и образование пропионил-КОА, а затем - пропионата как продукта брожения. Сукцинил-КОА превращается в метилмалонил-КОА: СООН-СН2-СН2-CO~S-KOA переходит обратимо при участии метилмалонил-КОА-мутазы в метилмалонил-КОА . Однако пропионовокислое брожение - более сложный процесс, поскольку наряду с пропионовой кислотой в качестве продуктов брожения образуются уксусная, янтарная кислоты и СО2.