bannerka.ua

2 общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология

№ 2. «Общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология».

КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Микроорганизмы, как и все живые существа, имеют определенные признаки, с помощью которых них идентифицируют, т. е. распознают, или дифференцируют (отличают) и разделяют четко разрешением группы.

Систика (от греч. Systematicos — упорядоченный, относящийся к системе) — это наука о принципах классификации объектов органического мира, основанных на общности происхождения и генетических связей различных групп живых существ.

Основными роздиламисистикы является классификация и номенклатура.

Под классификацией понимают закономерность распределения микроорганизмов по систичних группах называют категориями, уровнями, рангами и таксонами, а классификацию поэтому называют еще таксономией.

Номенклатура обусловливает принципы определения названия для установленных таксонов. Основным таксоном, то есть основной классификационной единицей в системе живых организмов, является вид.

Вид — это совокупность особеймикроорганизмив, сходных по биологическим свойствам, имеющих единые происхождения и генотип, обладающих наследственно закрепленной способностью вызывать в среде природного обитания определенные специфические процессы (изменения).

Виды, обладающие многими общими признаками, сочетают в таксоны более высокого уровня, называемые родами, что, в свою очередь, группируются в таксоны еще более высокого порядка — семейства и т. д. Такое расположение соподчиненных таксонов в восходящий ряд составляет иерархическую систему классификации, или таксономическую иерархию. Основанием этой системы есть отдельные личности, а ее вершиной — один всеобъемлющий таксон — царство.

В бактериологии используют следующие основные уровни таксономической иерархии: царство (Regnum), отдел (Divisio), класс (Klassis), порядок (Ordo), семейство (Familia), род (Genus), вид (Species).

Кроме перечисленных имеются промежуточные таксоны — подцарство, подотдел, подкласс, пидпорядок, подсемейство, подрод, подвид.

Названия бактерий (включая актиномицеты) регламентируются Международным кодексом номенклатуры бактерий.

Названия микроорганизмов пишут буквами латинского алфавита и подчиняют правилам латинской грамматики, то есть они являются латинскими, аболатинизованимы, если даже заимствованные из других языков.

Названия таксонов, в которых ранг выше вида, состоящие только из одного слова и поэтому относятся к одинарных или унитарным. Некоторые таксоны имеют стандартные окончания. Например, названия порядков бактерий должны заканчиваться на ales (Bacteriales), семейства — aceae (Enterobacteriaceae) родов — us, um (Bacillus, Streptococcus, Clostridium, Bacterium).

Для обозначения вида микроорганизмов применяют бинарную (биноминальную), или двойную, номенклатуру, т. е. названия видов состоят из двух слов и относятся к двойным, или бинарным. Первое слово обозначает назвароду, к которому этот вид принадлежит, второе — вид, например Lactobac-terium acidophilum (молочнокислые палочка кислотолюбивая), Streptococcus thermophieus (стрептококк теплолюбив). Родовое слово пишут с прописной буквы, видовое — со строчной. После того как полное название вида быть упомянуто в тексте, первое слово (родовое название) можно сократить при следующем упоминании.

Если при изучении бактерий выявляют отклонения от типичных видовых свойств, то такие культуры рассматривают как подвиды. Название подвида состоит из полного названия вида, к которому он относится, и следующего за ним слова, обозначающего сам подвид, перед которым сокращенно указывают промежуточный таксон subspecies (подвид). Например, Вас. cereus subsp. mycoides — палочка цереус, подвид грибовидная. Названия подвидов состоят из трех слов (кроме слова subspecies — подвид) и называются потому тринарнымы.

Кроме подвида различают также инфраподвидовые подразделения (варианты) микроорганизмов, не располагаются в порядке классификационных рангов. Они основаны на различии особей какими-либо незначительными наследственными свойствами: антигенными — серовар (серотип), морфологическими — морфовар, химическими — хемовар, физиологическими — био-вар, патогенностью — патовар, отношением к бактериофагов — фаговар.

В микробиологии широко применяют термины «штамм» и «клон». Штамм — более узкое понятие, чем вид. Штаммами называют разные культуры того самого видумикроорганизму, выделенные из конкретного источника. Если микроорганизм выделен из воды, его называют водным штаммом, из почвы — почвенным и т. п.

Они могут различаться отдельными незначительными признаками, например интенсивностью кислотообразования, устойчивостью к лекарственным и дезинфицирующих препаратов, здатнистюсинтезуваты ароматические вещества и антибиотики и др..

Клон означает расплодку микроорганизмов, или, как принято в микробиологии, культуру (популяцию), что является потомством одной клетки. Популяция микробов, состоящей из особей одного вида, называется чистой культурой, а, состоящий из особей разных видов — смешанной.

МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Морфологические свойства (от греч. Morphus — форма) микроорганизмов изучают под микроскопом в окрашенных и неокрашенных препаратах. При этом обращают внимание на форму, взаимное расположение, размер и буду микробиальных клеток, выявляют наличие и характер спор, капсул, жгутиков, а также изучают тинкториальные свойства, т. е. способность окрашиваться анилиновыми красками.

Формы бактерий. По форме бактерии принято делить на шаровидные (кокки), палочковидные и извилистые (рис.5.).

2 общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология2 общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология

Рис. 5. Основные формы бактерий

А — сарцины б-стрептококки; в-стрептобактерии г-бациллы и клостридии;

Д — вибрионы, е — спириллы; же — спирохеты

По размещению клеток относительно друг друга и характера разделения при размножении шаровидные бактерии разделяют на микрококки, диплококки, стрептококки, стафилококки, Тетракок и сарцины.

Микрококки — Одиночно размещенных изолированно друг от друга клетки округлой формы, делятся в равных плоскостях. К этой группе относят коки, которые вызывают гниение белковых веществ.

Диплококки — клетки размещены попарно, в результате деления в одной плоскости и сохранения связи между двумя дочерними клетками.

Стрептококки — клетки размещены в виде цепочек разной длины, в результате деления в одной плоскости и сохранения связи между дочерними клетками. Эта группа микроорганизмов вызывает молочнокислое брожение, а патогенные (болезнетворные) штаммы вызывают мастит (заболевания молочной железы) у коров.

Стафилококки — Хаотично размещены клетки в виде грозди винограда. Эти микроорганизмы вызывают гнилостные процессы, а также мастит у коров.

Тетракок — клетки размещены по четыре, в результате деления в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Сарцины — Клетки расположены в пакетах кубовидной формы по 8 — 16 клеток, в результате их разделения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Палочковидные бактерииИмеют осевую симметрию и цилиндрическую форму с закругленными или острыми краями. Их разделяют на палочки, которые не имеют спор или бактерии и палочки, которые имеют споры — это бациллы и клостридии (рис. 5, г).

Бациллы — это палочковидные микроорганизмы, имеющие споры с диаметром, не превышающим ширины микробной клетки.

Клостридии — это палочковидные микроорганизмы, имеющие споры с диаметром более ширину микробной клетки.

Кроме того, в зависимости от взаимного расположения клеток палочковидные бактерии разделяют на одиночные и бессистемные скопления, диплобактерии и диплобацлы (попарно размещены бактерии и бациллы), стрептобактерии и стрептобациллы (размещение бактерий и бацилл в виде длинных и коротких цепочек).

Извилистые формы микроорганизмов разделяют на:

Вибрионы — Имеют форму запятой или неполного завитка;

Спириллы — Имеют от одного до пяти завитков;

Спирохеты — Имеют большое количество мелких завитков (рис.5, д, е, ж).

Кокоформы в большинстве случаев окрашиваются грамположительных (фиолетовый или синий цвет). Звивсти формы — грамотрицательные (красный цвет).

Среди палчковидних форм встречаются как Грамм + так и Грамм — микроорганизмы

Физиология микроорганизмов

Глубокий анализ физиологических процессов, протекающих в клетках микроорганизмов, показал, что по структуре и биохимическим реакциям микробы являются сложными организмами, которые осуществляют постоянный обмен веществ с окружающей средой.

Физиология микроорганизмов включает такие вопросы, как питание, дыхание, рост и размножение, а также дает представление о взаимосвязи структуры и функции клеток и закономерности их жизнедеятельности.

В процессе жизнедеятельности микроорганизмы используют питательные субстраты для синтеза составных частей своего тела, ферментов, токсинов, пигментов, факторов роста, отложения резервного материала и получения энергии, за счет которой она существует.

Знание физиологии создает научную основу для решения, например, вопросам промышленного культивирования микроорганизмов при изготовлении вакцин, получении биологически активных препаратов (ферментов, антибиотиков и др..) И т. д.

Метаболизм микроорганизмов

Во метаболизмом микроорганизмов (англ. metabolis — обмен веществ) понимают совокупность различных ферментативных реакций, происходящих в микробной клетке и направленных на получение энергии, превращение простых химических соединений в сложные, т. е. метаболизм итоге обеспечивает воспроизведение всего клеточного материала.

Метаболизм — это два противоположных и в то же время единых процесса обмена: энергетический и конструктивный. При энергетическом метаболизме, или катаболизме, происходит расщепление крупных молекул до более простых соединений, что сопровождается выделением свободной энергии и превращением ее в форму, доступную для усвоения микробной клеткой.

Конструктивный метаболизм, или анаболизм, обеспечивает синтез молекулярных компонентов, из которых строится тело клетки. Эти процессы связаны с потреблением энергии, выделяющейся в процессе энергетического метаболизма. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма прослеживается еще и в том, что на определенных этапах обменных процессов образуются одинаковые промежуточные продукты.

Процессы метаболизма микроорганизмов активизируются ферментами клетки.

Ферменты микроорганизмов

Ферменты, выделяемые микроорганизмами, имеют сложное строение. Одни состоят только из белка, другие из белка и небелкового компонента. Ферменты характеризуются высокой активностью и высокой специфичностью. Они нашли широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.

Активность ферментов и скорость ферментативных реакций зависит от различных факторов: температуры среды, водородного показателя (рН), наличия в среде химических веществ и др.. Любой фактор, неблагоприятно воздействует на фермент, подавляет и жизнедеятельность микроорганизма.

Каждый микроорганизм имеет набор ферментов, обусловлен его физиологическими свойствами. Набор ферментов любого микроорганизма определяется им геномом (совокупность генов) и считается достаточно постоянным признаком, поэтому выявление тех или иных ферментов имеет важное значение при идентификации и дифференциации различных микроорганизмов.

Ферменты, клетки, которые являются постоянными компонентами, называются констуитивнимы, а производятся в клетках только в условиях изменения среды адаптивными.

Различают экзоферменты и эндоферменты. Ферменты, выделяемые микробной клеткой во внешнюю среду и катализируют разложение сложных веществ субстрата (полисахаридов, белков и др.)., Называются экзоферменты, а ферменты, которые локализуются в самой клетке и участвуют в внутриклеточных процессах обмена веществ, — Эндоферменты.

Название фермента состоит из корня слова, обозначающего вещество, на которую действует фермент, и окончание «аза». Например, фермент, разлагающий мальтозу, называется мальтаза, крахмал (амилум) — амилаза и т. п.

Некоторые ферменты называют по тех химических процессах, которые они катализируют. Например, ферменты, катализирующие отщепление водорода от субстрата, называются дегидрогеназы, а ферменты, катализирующие расщепление сложных веществ путем гидролиза — гидролазы.

Согласно новой классификации ферменты делят на шесть классов: гидролазы, оксиредуктазы, трансферазы, лиазы, изомеразы, лигазы.

Iьидролазы. Эти ферменты катализируют реакции расщепления сложных органических веществ (полисахаридов, белков, жиров), но по типу реакции гидролиза с присоединением молекулы воды. Они играют важную роль в питании микроорганизмов. В зависимости от химической природы веществ, на которые действуют гидролазы, их делят на подгруппы: протеазы, карбогидразы, эстеразы.

IIротеазы. Они содержатся в клетках всех микроорганизмов и катализируют гидролиз белков и продуктов их гидролитического распада.

Карбогидразы. Они катализируют гидролиз углеводов. Наиболее распространена следующая карбогидразы: сахараза — расщепляет сахарозу; лактаза — расщепляет лактозу, амилаза — катализирует гидролиз крахмала.

Естераза. Они катализируют гидролиз сложных эфиров и играют большую роль в обмене веществ микроорганизмов.

Оксиредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты. Эти ферменты катализируют окислительно-восстановительные реакции процессов дыхания и брожения. В окислительно-восстановительных ферментов относятся дегидрогеназа, оксидаза, каталаза, пероксидазы.

Дегидрогеназа. Фермент катализирует реакции отщепления водорода от органических соединений. Вещества, отдающие водород, называются донаторами водорода, а присоединяют водород — акцепторами водорода. Различают два типа дегидрогеназ: анаэробные и аэробные. При анаэробном дыхании акцепторами водорода могут быть разные соединения, способные восстанавливаться и окисляться, а при аэробном дыхании — только кислород воздуха. Эти ферменты специфичны по отношению к веществу, окисления (дегидрогенированню), поддающуюся, и к акцептора водорода, поэтому их и разделяют на анаэробные и аэробные.

Оксидаза. Это аэробная дегидрогеназа, которая передает водород от субстрата непосредственно кислорода воздуха. Важное значение в процессе аэробного дыхания имеет цитохромными ферментная с. Цитохромы могут окисляться и восстанавливаться, что связано с изменением валентности железа, которое содержится в простетической группе. Цитохромы содержатся в клетках всех аэробных и большинства факультативно-анаэробных микроорганизмов, но отсутствуют в облигатных анаэробов.

Каталаза. Этот фермент играет важную роль в аэробном дыхании микробной клетки, хотя сам непосредственно не участвует в окислительных реакциях. В процессе дыхания могут накапливаться ядовитые для клетки вещества, например Н2 O2, а каталаза способствует разложению перекиси водорода на воду и кислород.

Пероксидазы. Это железосодержащие ферменты, катализирующие окисление органических соединений кислородом, содержащейся в Н2О2.

Трансферазы — ферменты переноса. Эти ферменты катализируют реакции переноса групп атомов от одного соединения к другому. Они играют важную роль в самых разных процессах обмена. Большое значение в обмене веществ имеют фосфоферазы и аминофераза.

Фосфоферазы (фосфокиназы). Ферменты катализируют перенос остатков фосфорной кислоты из одного вещества на другую. Вследствие реакций переноса фосфатных групп происходит передача энергии от одной системы к другой. Эта реакция протекает с участием аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ).

Аминофераза (трансаминазы). Они имеют большое значение в процессе обмена веществ, а также участвуют в образовании новых аминокислот в клетках микроорганизмов. Аминофераза строго специфична, каждая из них катализирует реакцию переноса аминогруппы только определенной аминокислоты.

Лиазы — ферменты расщепления. Лиазы катализируют реакции глубокого расщепления веществ, вследствие чего происходит разрыв химической связи как между атомами углерода, так и атомами углерода и кислорода. В этих ферментов относятся альдолазы и декарбоксилазы.

Альдолазы. Фермент катализирует реакции оборотного расщепления гексозодифосфата на две фосфотриозы. Эта реакция характерна для начальной стадии превращения углеводов в процессе дыхания и брожения.

Декарбоксилазы. Ферменты катализируют реакции декарбоксилирування органических кислот, а также аминокислот.

Изомеразы - ферменты изомеризации. Доказано, что изомеразы у большинства видов бактерий. Они играют особую роль в процессах расщепления углеводов на первой стадии аэробной и анаэробной дыхания. К изомераз относятся фосфогексоизомераза, катализирующий изомерное превращение глюкозы во фруктозу; галактоальденаза, что катализирует превращение галактозы (в форме фосфата) в глюкозу. Есть также изомеразы пентоз, триоз и др..

Лигазы (Синтетазы). Эти ферменты катализуют реакции карбоксилирування органических кислот, образование некоторых амидов (аспарагина, глютамина). Лигазы катализируют также реакции соединения двух молекул, которые образуются параллельно с расщеплением АТФ. Энергия, которая высвобождается при этом, используется клеткой в реакциях синтеза.

Питание микроорганизмов

Проникновение веществ в микробную клетку. Питательные вещества из растворов (субстратов) проникают в клетки микроорганизмов через всю поверхность полупроницаемой клеточной стенки и цитоплазматическую мембрану. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) является основным компонентом клетки, через которую осуществляется транспорт питательных веществ и выход из клетки продуктов обмена.

В настоящее время известно два типа проникновения веществ через цитоплазматическую мембрану: диффузия и стереохимических специфический перенос. Главной движущей силой осмотических токов является разность концентраций растворенных веществ в питательной среде и цитоплазме клеток. При этом вода движется в сторону высокой концентрации веществ, а растворенные в ней вещества — в сторону их меньшей концентрации. Различают пассивную и активную формы диффузии. Пассивная диффузия — это проникновение веществ через мембрану без дополнительных затрат энергии клеткой микроорганизма. Крупные молекулы некоторых веществ не могут проникать в клетку без затрат энергии (активная форма диффузии). Источником необходимой для этого энергии обычно служит АТФ, основная часть которого образуется в мезосомы и цитоплазматической мембране в процессе дыхания микроорганизма.

Растворимые вещества проникают через поры мембраны с разной скоростью. Большое значение имеют размеры молекулы вещества. Поверхностно-активные вещества проникают через поры мембраны легче, чем поверхностно-неактивные. Проницаемость клеточных мембран зависит также от рН среды. 'Гак, под влиянием рН среды может изменяться величина и даже знак заряда оболочки, резко нарушает ее ионную проницаемость.

Проницаемость мембраны, т. е. поступление в клетку питательных веществ, зависит от концентрации веществ, растворенных в среде, и ее осмотического давления. При изотонической концентрации раствора коллоиды цитоплазмы вследствие постоянной приток воды в клетку находятся в набухшем состоянии, цитоплазма плотно прилегает к клеточной стенки. При этом создается определенное состояние цитоплазмы, называемый тургором клетки. Повышение осмотического давления среды, когда концентрация раствора становится значительно выше физиологической, приводит к обезвоживанию цитоплазмы микробной клетки. Она собирается в комочки и отходит от клеточной стенки. Питание клетки резко нарушается. Такое явление называется плазмолиз клетки. Можно заметить, что шаровидные бактерии устойчивы к повышению осмотического давления, чем палочковидные, а плесневые грибы более устойчивы, чем бактерии.

При значительном снижены осмотического давления среды (концентрация веществ ниже физиологической) бактериальная клетка разбухает вследствие большого поступления воды в цитоплазму и приобретает шарообразной формы, причем стенка ее может лопнуть. Такое явление называется плазмоптизом. Жизнедеятельность клетки при этом нарушается.

Типы питания. В зависимости от способа усвоения углерода и азота микроорганизмы делятся на автотрофы и гетеротрофы. Организмы, способные использовать в качестве основного источника углерода диоксид углерода (С02), называются автотрофами, а те, которые могут утилизировать органический углерод, — гетеротрофами. Существуют и промежуточные типы — прототрофы.

Зависимости от субстратов, где живут гетеротрофы, их подразделяют на метатрофы, или сапрофиты, использующие углерод с мертвой органической материи, и паратрофиты, или паразиты, потребляющие углерод из живой материи (организм хозяина или культура ткани, полученная in vitro). Однако деление гетеротрофных микроорганизмов на сапрофитов и паразитов не является абсолютным, поскольку не всегда можно строго разграничить их. Так, отдельные виды Патогенных для человека и животных бактерий могут существовать во внешней среде как сапрофиты, и, наоборот, некоторые сапрофиты при определенных условиях могут вызывать у людей и животных разные патологические изменения.

Для осуществления процесса питания микроорганизмам необходима энергия. В зависимости от источника энергии все организмы делятся на два типа: фотосинтезирующие, способны использовать энергию света (фототрофы), и организмы, потребляющие энергию, которая высвобождается в результате химических реакций (хемотрофы).

Итак, все организмы по типу питания можно разделить на четыре типа: фотоавтотрофы, фотогетеротрофы, хемоавтотрофы, хемогетеротрофы.

Фотоавтотрофы используют свет как источник энергии и С02 как основной источник углерода (фотосинтезирующие бактерии, водоросли и высшие растения). Фотогетеротрофы используют свет как источник энергии и органические вещества как основной источник углерода (некоторые пурпурные и зеленые бактерии).

Для хемоавтотрофы источником энергии служат химические вещества, а как основной источник углерода — С02 (например, нитрифицирующие бактерии, получающие энергию в результате окисления таких восстановленных неорганических веществ, как NН3, NО2, Н2, восстановленных форм серы — Н2 S, S2О3, S) . Хемогетеротрофы (простые грибы, большинство бактерий, а также все многоклеточные животные и простые организмы) как источник энергии используют химические вещества, а как источник углерода — органические вещества.

В последней классификации («Краткий определитель бактерий Берги», 1980) принято следующее деление бактерий по типу питания:

I фототрофы

II хемотрофы

Хемолитотрофы

Хемоорганотрофы.

Потребность микроорганизмов в азоте и сере. Азот и сера входят в состав органических веществ клетки главным образом в восстановленной форме, т. е. в виде аминогрупп и сульфгидрильных групп. Многие фотосинтезирующих организмов усваивают эти два элемента в окисленном состоянии — в форме нитратов и сульфатов (неорганических солей). Многие нефотосинтезирующие бактерий и грибы также могут удовлетворять свои потребности в азоте и сере за счет нитратов и нитритов.

Потребность микроорганизмов в минеральных веществах. Почти всем микроорганизмам для жизнедеятельности необходимы в малых количествах калий, кальций, магний, железо, марганец, кобальт, медь, цинк, молибден. При отсутствии одного из перечисленных микроэлементов нарушается нормальное развитие микробной клетки. Микроэлементы входят в состав активных центров некоторых ферментов.

Потребность микроорганизмов в ростовых факторах. Вместе с углеводами, неорганическими веществами, пептонами и другими элементами бактерии требуют специальных веществ — ростовых факторах. Они играют роль катализаторов биохимических процессов, протекающих в клетке. По своей химической структуре и по роли в обмене веществ они делятся на три класса: аминокислоты, которые необходимы для построения белков; пурины и пиримидины, необходимые для построения нуклеиновых кислот; витамины, входящие в состав простетических групп или активных центров ферментов. Потребность клетки в ростовых факторах незначительно.

Дыхания микроорганизмов

Дыхания микроорганизмов — это очень сложный процесс, который является длинной цепью последовательных окислительно-восстановительных реакций с участием многих ферментов, катализирующих реакции переноса электронов от системы с наибольшим отрицательным потенциалом в систему с наибольшим положительным потенциалом.

Для осуществления обмена веществ в клетках необходим кислород, который они получают из разных источников. Кислород входит в состав воды и органических соединений клетки. Таким образом, он содержится во всех клетках, а будучи также компонентом воды, всегда поступает извне в больших количествах.

Обмен веществ в микробной клетке постоянно связан с энергетическим обменом. Как энергию микроорганизмы могут использовать кислород, получаемые в результате расщепления органических соединений субстрата. Энергетический метаболизм происходит вследствие дыхания и брожения.

Дыхание — это все окислительно-восстановительные процессы, протекающие в клетке с выделением энергии. При этом в качестве донаторов электронов могут служить как органические, так и неорганические соединения, а акцепторов электронов — только неорганические соединения. Если конечным акцептором электронов является молекулярный кислород, то такой тип дыхания называют аэробной. Если конечный акцептор водорода образуется за счет самого субстрата, то такое дыхание называют анаэробным, или брожением. Таким образом, брожения — это энергетические процессы, при которых органические соединения являются одновременно как донаторами, так и акцепторами электронов.

Анаэробных процессов относятся спиртное, молочнокислое, маслянокислое и другие виды брожения, в результате которых образуются специфические конечные продукты (этиловый спирт, молочная, масляная кислоты и др..).

В процессах аэробного дыхания и брожения высвобождается энергия, которая используется клеткой для синтеза веществ.

По отношению к кислороду микроорганизмы принято делить на облигатные и микроаэрофилы. Облигатные аэробы (лат. obligates — обязательный) развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (микобактерии туберкулеза, бруцеллы, микрококков и др.). Облигатные анаэробы (клостридии) в присутствии молекулярного кислорода не развиваются. Для своей жизнедеятельности они получают кислород из окисленных органических соединений субстрата.

В процессе дыхания аэробных и анаэробных бактерий расщепляются различные органические вещества (углеводы, белки, жиры, кислоты и др..). При полном окислении глюкозы высвобождается определенное количество энергии.

Между аэробным и анаэробным типами дыхания нельзя провести четкой границы.

Микроаэрофилы (бруцеллы, лептоспиры) могут развиваться при наличии в среде молекулярного кислорода в количестве не более 1%.

Различают также и факультативные анаэробы, которые могут развиваться как в присутствии молекулярного кислорода, так и без него. В типичных представителей факультативных анаэробов относится Кишечная палочка (Escherichia coli), которая в углеводном среде сначала развивается как анаэроб, зброджуючы углеводы, затем начинает потреблять 02 как аэробных, окисляя продукты брожения (молочную кислоту) к воде и диоксида углерода.

Дыхание бактерий протекает по типу прямого и косвенного окисления, или дегидрогенирування, с участием ферментов типа оксидаз и дегидразы. Прямое окисление свойственно большинству сапрофитов. Оно идет под действием оксидазы путем окисления атмосферным кислородом неорганического субстрата, молекулярного водорода, окиси углерода и серы по уравнению:

Н2 + ½ О2 = Н2О + энергия.

При аэробном дегидрогенируванни переноса электронов осуществляют цитохромы А, В, С. акцептором водорода служит кислород. Конечными продуктами являются вода и перекись водорода. Перекись водорода токсичен для бактерий, он моментально разлагается пероксидазой и каталазой. Облигатные анаэробы каталазу не содержат, чем отчасти можно объяснить токсичность для них кислорода.

Анаэробное дегидрогенирування осуществляется без участия молекулярного кислорода. Акцепторами водорода в данном случае есть другие неорганические соединения: углерод, азот, сера. Они соединяются с водородом и восстанавливаются до NН3, СН4, strongS.

Косвенное окисления сопровождается одновременным переносом двух электронов, причем от субстрата отщепляются два протона (Н +).

Таким образом, питательные вещества розходуються клетки в двух направлениях: для синтеза веществ тела и для обеспечения организма энергией. Процессы питания и дыхания тесно связаны и осуществляются клетки одновременно. Они обеспечивают все жизненные функции клетки. Продукты метаболизма, образующиеся при этом, выделяются во внешнюю среду.

Наряду с рассмотренными выше продуктами метаболизма некоторые виды бактерии в процессе жизнедеятельности могут выделять ароматоутворюючи вещества и пигменты. Кроме того, существует достаточно много видов бактерий, светятся.

Ароматоутворюючи бактерии способны выделять летучие вещества: уксусноаминовий, уксусноетиловий эфиры, диоксид углерода, а также ацетоин, который, окисляясь, переходит в диацетил, предоставляя при этом продукта аромат и приятный вкус. Ароматоутворюючи микроорганизмы нашли широкое применение в молочной промышленности при изготовлении кисломолочных продуктов, а также в других отраслях народного хозяйства.

Некоторые виды бактерий и грибов, обитающих в почве, воде и воздухе, производят пигменты. Пигменты могут образовывать как палочковидные микроорганизмы [замечательная палочка (В. prodigionun) — красный пигмент, синегнойная палочка (Ps. руосуаnеа) — сине-зеленый и др.)., Так и коку (микрококки — розовый; стафилококки — золотистый, белый, желтый) . Дрожжи, плесневые грибы и актиномицеты выделяют черный, красный и бурый пигменты.

Интенсивно пигмент образуется при температуре 20-25 0С и хорошей аэрации.

Пигменты подразделяют на растворимые в воде, в частности сине-зеленый пигмент, выделяется синегнойной палочкой; растворимые в спирте и нерастворимые в воде, например желтый пигмент стафилококков и красный пигмент, который образуется замечательной палочкой; не растворимые ни в воде, ни в спирте пигменты, образующихся плесневыми грибами, актиномицетами.

Пигменты обладают антибиотической активностью, участвующих в реакциях синтеза. Есть предположение, что они выполняют в процессах дыхания функцию акцептора водорода. При попадании микробной клетки в новые условия ферментативная активность ее меняется.

Существуют микроорганизмы, обладающие способностью свечения. Эти бактерии были названы фотобактериямы. Развиваясь на мясе, рыбе или попадая в тело морских животных, фотобактерии вызывают их свечение. Среди них встречаются коки, палочки, вибрионы и некоторые виды грибов. Бактерии, светящиеся относятся к сапрофитов, по типу дыхания — аэробы. Оптимальная температура развития 15-18 0С. Некоторые виды хорошо развиваются при 30 — 37 0С. Сила свечения зависит от притока кислорода воздуха. По мнению Л. Омелянский, свечение бактерий — это форма высвобождения энергии при окислительных процессах.

Вопросы для самоконтроля.

Что такое микроорганизмы? Как их классифицируют? Какие формы бактерий существуют? Как происходят процессы дыхания, питания и метаболизма микроорганизмов?

Tagged with: , , , ,
Posted in Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
No Comments » for 2 общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология
5 Pings/Trackbacks for "2 общая характеристика микроорганизмов, их морфология, классификация и физиология"
  1. […] общая характеристика и классификация извилистых форм … […]

  2. […] морфология бактерий форма и размещение […]

  3. […] характеристика групп бактерий по типу дыхания […]

  4. […] микроорганизмы, их характеристика […]

  5. […] физиология и морфология микроорганизмов e. coli […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: