Самостійна робота №
Тема: Розповсюдження мікроорганізмів у природі
З допомогою мікроорганізмів органічні сполуки рослинного й тваринного походження мінералізуются до вуглецю, азоту, сірки, фосфору, заліза та інших.
Круговорот вуглецю. У колообігу вуглецю активну участь беруть рослини, водорості і ціанобактерії, здатні фіксувати ЗІ2 у процесі фотосинтезу, і навіть мікроорганізми, розкладницькі органічні речовини вимерших рослин та тварин із ЗІ2. При аеробнім розкладанні органічних речовин утворюються ЗІ2 і вода, а при анаеробнім бродінні — кислоти, спирти, ЗІ2. Так, при спиртовому бродінні мікроорганізми (дріжджі та інших.) розщеплюють вуглеводи до етилового спирту і діоксиду вуглецю. Молочнокисле бродіння, викликано гомолочнокислими бактеріями, характеризується виділенням молочної і оцтової кислот і діоксиду вуглецю. Процеси пропіоново-кислого (викликаний пропионо бактеріями),маслянокислого,ацетонобутилового (що викликаються клостридіями) та інших видів бродіння супроводжуються освітою різних кислот і діоксиду вуглецю.
Атмосферний азот пов'язують лише клубенькові бактерії .Органічні сполуки рослинних, тварин і звинувачують мікробних залишків піддаються у грунті мінералізації мікроорганізмами, перетворюючись на сполуки амонію. Процес освіти аміаку при руйнуванні білка мікроорганізмами отримав назву аммоніфікації, чи мінералізації азоту. Активно руйнують білок такі бактерії, як псевдомонади, протей, бацили,клостридии. При аеробнім розпаді білків утворюються діоксид вуглецю, аміак, сульфати й вода; при анаеробнім — аміак, аміни, діоксид вуглецю, органічні кислоти, індол,скатол, сірководень. Розпад сечовини,виделяющейся з сечею, здійснюютьуробактерии,расщепляющие до аміаку, діоксиду вуглецю та води.Образующиеся амонійні солі внаслідок ферментації бактеріями органічних сполук можна використовувати вищими зеленими рослинами. Але найбільшеусвояемими для рослин є нітрати —азотнокислие солі. Ці солі з'являються під час розпаду органічних речовин, у процесі окислення аміаку до азотистої, та був азотної кислоти. Цей процес називається нітрифікацією. Дві фази нітрифікації є прикладом метабіозу — взаємовідносин мікроорганізмів, у яких один мікроорганізм розмножується, використовуючи продукти життєдіяльності іншого мікроорганізму.
Нітрати підвищують родючість грунту, проте є і зворотний процес: нітрати можуть відновлюватися внаслідок процесу денітрифікації до виділення вільного азоту, що збіднює його запас як солей у грунті, наводячи до її родючості.
Самостійна робота №
Тема: Гниття
У вужчому розумінні гниттям прийнято вважати процес розкладання білків або субстратів, багатих білком, під впливом мікроорганізмів.
Руйнування молекул білка мікроорганізмами ведеться з різних позицій - одні продукти розщеплення необхідні як пластичного матеріалу для побудови свого тіла, інші використовують їх як енергетичний матеріал. Останні викликають більш глибокий розпад. З цих позицій порчу деревини, в якій вкрай мало білка, не можна назвати гниттям. Термін «гниття» непридатний також до псуються фруктам і овочам, в яких основна маса сухої речовини припадає на вуглеводи. Крім того, слід мати на увазі, що плоди, ягоди, овочі є живими організмами і до них більш застосовне поняття «мікробіологічне захворювання», а не «гниття». Розщеплювати білки за допомогою виділених в зовнішнє середовище ферментів здатні багато мікроорганізмів.
Деякі види гнильних бактерій розщеплюють білки до пептонов і амінокислот. Інші викликають більш повне розщеплення білка з утворенням більш простих азотистих і безазотистих продуктів - індолу, скатол, фенолу, жирних кислот, аміаку, метану, вуглекислоти, водню. Багато з цих сполук відрізняються неприємним запахом.Гниття легко протікає як при доступі повітря, так і в умовах повного анаеробіозу.
Перші етапи мікробіологічного впливу на білки завжди зводяться до «протеолитическому» розщепленню складної білкової молекули в залежності від глибини процесу на окремі складові частини - пептони, поліпептиди і амінокислоти.
Подальші перетворення можуть протікати за двома різними напрямками.
Дезамінування полягає в відщепленні від амінокислот амінною групи у вигляді аміаку. Розрізняють дезамінування окисне, гидролитическое та відновлювальне. У кожному випадку утворюються різні продукти. Нижче розглядається дезамінування амінокислот у різних умовах на прикладі аланіну.
Декарбоксилювання полягає в відщепленні від амінокислот карбоксильної групи у вигляді вуглекислого газу. Декарбоксилювання активніше протікає в кислому середовищі. У результаті, крім вуглекислого газу, утворюються аміни - кадаверин, путресцин, агматину (трупні отрути).
У практичних умовах декарбоксилювання і дезамінування протікають часто спільно. У результаті утворюється велика кількість різних сполук - кислот, спиртів та ін.
З інших амінокислот у цих процесах утворюються відповідно і інші речовини - мурашина і масляна кислоти, бутиловий і аміловий спирти. Надалі всі ці сполуки повністю минерализуются, тобто перетворюються на воду, вуглекислий газ, метан та інші прості з'єднання. p align="justify"> При глибокому руйнуванні сірковмісних амінокислот (метіоніну і пестеіна) утворюються сірководень, аміак, меркаптани - речовини, що володіють неприємним запахом, відчутним навіть при незначних концентраціях.
Аеробних мікроорганізмів найбільш часто в процесах гниття беруть участь наступні:
Мікоідес - рухома грунтова бацила, утворює спори овальної форми різної величини, на агарі дає характерні гіллясті колонії, за зовнішнім виглядом нагадують міцелій гриба, широко поширена в природі, білки руйнує без утворення сірководню.
Сінна паличка (баціллюс субтіліс) - коротка, рухлива спорова паличка із заокругленими кінцями, утворює зморшкуваті колонії, широко по ширена в природі, енергійно викликає глибоке руйнування білка.
Картопляна паличка (баціллюс мезентерікус) - за властивостями близька до палички, відома як збудник картопляної хвороби хліба.
Бацила мегатеріум - рухома спорова паличка, часто утворює ланцюжка, на відміну від бацили, мікоідес продукує багато сірководню, колонії її мають слизову поверхню.
Бактерія флуоресценції - невелика рухома паличка, на поживних середовищах дає зелену опалесцентну забарвлення за рахунок утвореного пігменту флуоресцеїну.
Бактерія продігіозум (паличка чудесної крові) - дрібна рухлива паличка, утворює криваво червоні колонії або суцільний наліт червоного, рожевого кольорів на різних продуктах.