Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Питание и метаболизм бактерий





 

Бактериальные клетки не имеют специальных органов питания, т.е. являются голофитными и всеядными. Вещества в клетку поступают только в растворенном виде.

Питание микроорганизмов - это процесс переноса электронов через дыхательную цепь от доноров к акцепторам с образованием АТФ.

Дыхание микроорганизмов - это энергетический процесс, в

ходе которого бактерии получают жизненно необходимую энергию.

Поступление питательных веществ в микробную клетку может происходить с помощью следующих механизмов:

§ облегченная диффузия – осмос;

§ простая диффузия (пассивный транспорт) – осмос и белки-переносчики;

§ активный транспорт – ферменты-пермеазы;

§ перенос (транслокация) радикалов - с затратой энергии и расщеплением субстрата.

Существует три способа получения энергии у бактерий:

1 Брожение.

2. Дыхание.

3. Фотосинтез.

Способы получения энергии у бактерий
Брожение Дыхание Фотосинтез

Субстратное фосфорилирование Окислительное фосфорилирование Бескислородный и кислородный

Брожение - серия окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых происходит субстратное фосфорилирование.

Дыхание - окисление восстановленных соединений с переносом электрона через локализованную в мембране дыхательную электронотранспортную цепь, создающую трансмембранный градиент протонов, при использовании которого синтезируется АТФ (окислительное фосфорилирование).

Фотосинтез бактерий может быть двух типов бескислород-ный, с использованием бактериохлорофилла (зелёные, пурпур-ные и гелиобактерии) и кислородный с использованием хлоро-филла (цианобактерии).

Особенности питания бактерий:

§ отсутствие органов пищеварения (питательные вещества поступают через всю поверхность клеточной оболочки);

§ преобладает ассимилятивный (синтез) метаболизм;

§ всеядность;

§ в клетку поступают только растворимые вещества.

 

Классификация бактерий по потребности в углероде

  Гетеротрофы (литотрофы)     Автотрофы (органотрофы)

Метатрофы (сапрофиты)   Паратрофы (паразиты)

По источникам углерода, необходимого для построения био

полимеров, бактерии делятся на следующие группы:

§ гетеротрофы – нуждаются в органических углеродосодержащих соединениях (углеводы, углеводороды, аминокислоты, органические кислоты) как биологического, так и не биологического происхождения.

§ автотрофы - не нуждаются в сложных органических углеродосодержащих соединениях, т.к. могут использовать СО2.

Гетеротрофы, в свою очередь, разделяются на сапрофитов (метатрофы), живущих за счет органических соединений, поступающих в бактериальную клетку из внешней среды и паразитов (паратрофы), способных утилизировать только продукты метаболизма внутри живой клетки.

Паразитизм бактерий может быть факультативным и абсолютным или облигатным.

 

  Классификация бактерий по источнику получения энергии

Фототрофы   Хемотрофы
Хемолитотрофы     Хемоорганотрофы  

 

В зависимости от источника получения энергии микроорганизмы делятся на:

§ фототрофы, способные использовать солнечную энергию;

§ хемотрофы, получающие энергию за счет окислительно-восстановительных реакций.

В дополнение к этой классификации в зависимости от природы доноров электронов микроорганизмы подразделяются на:

§ литотрофы (используют в качестве доноров электронов неорганические соединения) - фототрофные литотрофыи хемотрофные литотрофы;

§ органотрофы (используют только органические соединения) - фотоорганотрофы и хемоорганотрофы.

К хемоорганотрофам принадлежит значительное большинство бактерий, в том числе и патогенные для человека и животных виды.

Кроме углерода, азота и других химических элементов, многие бактерии нуждаются вфакторах роста(витамины, основания нуклеиновых кислот и другие биологически активные вещества).

По этому признаку микроорганизмы можно разделить на две группы:

§ ауксотрофы, для которых в среде необходимо наличие одного или нескольких факторов роста;

§ прототрофы, которые не нуждаются в факторах роста.

Прототрофы способны синтезировать все необходимые им органические соединения (углеводы, аминокислоты и др.) из химических соединений.

 

  Классификация бактерий по потребности в факторах роста

 

 

Ауксотрофы   Прототрофы  

 

Многие патогенные бактерии нуждаются в факторах роста.

По источникам азота выделяют:

§ азотфиксирующие микроорганизмы;

§ микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот;

§ микроорганизмы, ассимилирующие органический азот.

§

Классификация бактерий по источнику получения азота

Азот-фиксирующие   Ассимилирующие неорганический азот   Ассимилирующие органический азот

 

Азотфиксирующие микроорганизмы способны усваивать молекулярный азот атмосферы.

Микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот солей аммония, нитратов или нитритов называются, соответственно, аммонифицирующими, нитратредуцирующими и нитритредуцирующими.

Многие патогенные для человека и животных бактерии способны ассимилировать только азот органических соединений.

Таким образом, большинство патогенных бактерий являются гетеротрофами, паратрофами, ауксотрофами и хемоорганотрофами.

 

  Патогенные бактерии  

Гетеротрофы - используют в качестве источника углерода органические соединения биологического происхождения.  
Паратрофы - способны утилизировать продукты метаболиз-ма внутри живой клетки.  
Ауксотрофы - нуждаются в факторах роста и витаминах.  
Хемоорганотрофы - получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций органических соединений.  

У бактерий выделяют аэробное и анаэробное дыхание.

При аэробном дыхании конечным акцептором электронов является молекулярный кислород (О2), при анаэробном - связанный кислород (-NO3 , =SO4, =SO3).

 

Типы дыхания у бактерий

Аэробы   Анаэробы

Облигатные   Факультативные   Облигатные

Микроаэрофилы   Аэротолерантные   Строгие

Прямое окисление Непрямое окисление

(фосфорилирование)

       
   


Н2О2 Органические кислоты, СН4, Н3S, NH3

 

По типу дыхания выделяют четыре группы микроорганизмов.

1. Облигатные (строгие) аэробы. Им необходим молекулярный (атмосферный) кислород для дыхания.

2. Микроаэрофилы нуждаются в уменьшенной концентрации (низком парциальном давлении) свободного кислорода. Для создания этих условий в газовую смесь для культивирования обычно добавляют CO2, например до 10% концентрации.

3. Факультативные анаэробы могут потреблять глюкозу и размножаться в аэробных и анаэробных условиях. Среди них имеются микроорганизмы, толерантные к относительно высоким (близким к атмосферным) концентрациям молекулярного кислорода - т.е. аэротолерантные, а также микроорганизмы, которые способны в определенных условиях переключаться с анаэробного на аэробное дыхание.

4. Строгие анаэробы размножаются только в анаэробных условиях, т.к. молекулярный кислород для них губителен.

Биохимически анаэробное дыхание протекает по типу бродильных процессов, молекулярный кислород при этом не используется.

Аэробное дыхание энергетически более эффективно (синтезируется большее количество АТФ).

Конечными продуктами при аэробном дыхании является перекись водорода, а при анаэробном - органические кислоты и биогаз.

Метаболизм бактерий [от греч. metahole, изменение] — это обмен веществ, представляющий собой совокупность двух взаимосвязанных противоположных процессов - катаболизма и анаболизма.

Катаболизм (диссимиляция) - распад веществ в процессе ферментативных реакций и накопление выделяемой при этом энергии в молекулах АТФ (энергетический обмен).

Анаболизм (ассимиляция) - синтез веществ с затратой энергии (конструктивный обмен).

Особенности метаболизма у бактерий состоят в том, что:

§ его интенсивность имеет достаточно высокий уровень, что обусловлено гораздо большим соотношением поверхности к единице массы, чем у многоклеточных;

§ процессы диссимиляции преобладают над ассимиляцией;

§ субстратный спектр потребляемых бактериями веществ очень широк - от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических соединений, включая антропогенные вещества - загрязнители окружающей среды (обеспечивая тем самым процессы ее самоочищения);

Метаболизм бактерий определяется 3 группами ферментов:

§ конститутивные, синтез которых происходит постоянно;

§ индуцибельные (наведенные), синтез которых индуцируется наличием субстрата;

§ репрессибельные, синтез которых подавляется избытком продукта реакции.

Конструктивный   Индуцибельный

Индукция синтеза ферментов   Репрессия синтеза ферментов   Ингибирование активности ферментов   Активация ферментов  

 







ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2023 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.