- •6.090201 "Водные биоресурсы и аквакультура"
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Прокариотные микроорганизмы
- •1.1 Морфология бактерий
- •1.1.1 Форма бактерий
- •1.1.2 Размеры бактерий
- •1. 2 Химический состав бактерий
- •1.2.1 Клеточная вода
- •1.2.2 Минеральный состав
- •1.2.2 Органические соединения
- •1.3 Строение бактериальной клетки
- •1.3.1 Оболочки бактериальной клетки
- •1.4 Спорообразование
- •1.5 Движение бактерий
- •1.6 Рост и размножение бактерий
- •1.6.1 Размножение бактерий
- •1.6.2 Рост бактерий в популяции
- •1.6.2.1 Периодическое (стационарное) культивирование
- •1.6.2.2 Непрерывное культивирование
- •1.6.2.2 Синхронное культивирование
- •1.7 Систематика бактерий
- •2 Эукариотные микроорганизмы
- •2.1 Микроскопические грибы
- •2.1.1 Микромицеты
- •2.1.2 Дрожжи
- •2.2 Микроскопические водоросли
- •3 Общие принципы микробного метаболизма
- •3.1 Ферменты микроорганизмов
- •3.2 Энергетический метаболизм
- •3.2.1 Использование энергии света
- •3.2.2 Брожение
- •3.2.2.1 Молочнокислое брожение
- •3.2.2.2 Спиртовое брожение
- •3.2.2.3 Маслянокислое брожение
- •3.2.3 Аэробное дыхание при усвоении органических субстратов
- •3.2.4 Неполное аэробное окисление органических субстратов
- •3.2.5 Анаэробное дыхание
- •6.2.6 Использование энергии неорганических субстратов
- •3.3 Питание микроорганизмов
- •3.3.1 Источники питания
- •6.3.1.1 Вода
- •6.3.1.2 Источники углерода
- •6.3.1.3 Источники азота
- •6.3.1.4 Макро- и микроэлементы
- •6.3.1.5 Факторы роста
- •6.3.2 Поступление питательных веществ в клетку
- •4 Биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами
- •4.1. Круговорот углерода
- •4.2.1 Разложение клетчатки
- •4.2.2 Разложение ксилана
- •4.2.3 Разложение лигнина
- •4.2.4 Разложение крахмала
- •4.2.5 Разложение углеводородов
- •4.2.6 Разложение пектиновых веществ
- •4.2.7 Разложение липидов
- •4.2.8 Разложение липопротеидов
- •4.2 Круговорот азота
- •4.2.1 Аммонификация
- •4.2.2 Нитрификация
- •4.2.3 Денитрификация
- •4.2.4 Азотфиксация
- •4.3 Круговорот серы, железа, фосфора
- •4.3.1 Круговорот серы
- •4.3.2 Круговорот железа
- •4.3.3 Круговорот фосфора
- •5 Влияние внешних факторов на микроорганизмы
- •5.1 Физические факторы
- •5.1.1 Температура
- •5.1.2 Влажность
- •5.1.3 Осмотическое давление
- •5.1.4 Гидростатическое давление
- •5.1.5 Механические сотрясения
- •5.1.6 Ультразвук
- •5.1.7 Электричество
- •5.1.8 Лучистая энергия
- •5. 2 Химические факторы
- •5.2.1 Реакция среды
- •5.2.2 Кислород
- •5.2.3 Химические вещества
- •5. 3 Биологические факторы
- •5.3.1 Симбиотические взаимоотношения
- •5.3.2 Антагонистические взаимоотношения
- •5.3.3 Антибиотики
- •5.3.4 Пробиотики
- •6 Основы вирусологии
- •6.1 Общая характеристика вирусов
- •6.1. 1 Структура и химический состав вирионов
- •6.1. 2 Репродукция вирусов
- •6.1. 4 Классификация вирусов
- •6.1 Бактериофаги
- •6.1.1 Структура и химический состав фага
- •6.1.2 Взаимодействие фага с бактериальной клеткой
- •6.1.3 Лизогения
- •7 Основы генетики микроорганизмов
- •7.1 Рекомбинации у бактерий
- •7.2 Мутации
- •7.3 Плазмиды бактерий
- •Литература
- •98309 Г. Керчь, ул. Орджоникидзе, 82
6.3.1.1 Вода
Около 75-90% массы микробных клеток составляет вода, в которой осуществляются все метаболические процессы. Вода должна находиться в жидкой фазе, так как только в такой фазе она доступна микроорганизмам. Благодаря способности образовывать водородные связи с полярными группами различных соединений вода обеспечивает гидратацию различных клеточных компонентов. Вода поддерживает определенное осмотическое давление – тугор клетки. В качестве химического реагента она вступает в реакции гидролиза, а также служит растворителем различных клеточных метаболитов. Необходимо постоянное поступление воды внутрь растущих клеток. В отсутствии воды задерживаются или полностью прекращаются метаболические процессы.
6.3.1.2 Источники углерода
В строительном обмене микроорганизмов основная роль принадлежит углероду. По отношению к источникам углерода микроорганизмы принято делить на две группы – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (греч. autos – сам, trophe – пища) в качестве единственного источника углерода используют СО2 и из этого простого неорганического соединения синтезируют все необходимые биополимеры. Способность к биосинтезу у автотрофов самая высокая. Гетеротрофы (греч. heteros – другой) нуждаются в готовых органических соединениях. Их пищевые потребности чрезвычайно разнообразны. Среди них встречаются микроорганизмы, использующие всего одно органическое вещество, и такие, которым необходим целый набор углеводов, аминокислот, дополнительных факторов. В зависимости от источника углерода и энергии микроорганизмы делят на шесть групп.
Фотоавтотрофы используют солнечную энергию для синтеза органических соединений из СО2. В эту группу входит большинство фотосинтезирующих бактерий. Фотогетеротрофы используют солнечную энергию для усвоения углерода, связанного в органических соединениях. К ним относятся некоторые пурпурные и зеленые бактерии. Хемолитоавтотрофы используют энергию окисления минеральных веществ для синтеза органических веществ клетки из СО2, т.е. могут расти только за счет неорганических соединений. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, серобактерии, железоокисляющие бактерии. Хемоорганоавтотрофы для получения энергии окисляют органические соединения, а в качестве основного источника углерода используют СО2. Это уникальная форма питания, например, характерна для бактерий, окисляющих муравьиную кислоту. Хемолитогетеротрофы для обеспечения себя энергией окисляют минеральные соединения, а в качестве питания используют углерод органических соединений. В эту группу входят немногие представители микробного мира – некоторые водородные и метанобразующие бактерии. Хемоорганогетеротрофы используют органическое вещество одновременно как источник питания и как источник углерода. К ним относится большинство бактерий - гнилостные, возбудители брожений, патогенные микроорганизмы, грибы.
Сапрофиты (греч. sapros – гнилой, phyton - растение), или метатрофы – это гетеротрофы, питающиеся продуктами жизнедеятельности других организмов, или использующие органические вещества отмерших растений и животных. Число органических соединений, используемых этими микроорганизмами в качестве источника питания, велико. К сапрофитам относятся гнилостные микроорганизмы, возбудители брожений. сапрофиты имеют большое значение в круговороте веществ в природе. Паразиты (паратрофы) – гетеротрофы, это организмы, питающиеся за счет органического вещества живого организма-хозяина. Такие микроорганизмы нарушают равновесие биохимических процессов в макроорганизме и вызывают его заболевание.
Олиготрофы (греч. oligos – малый, trophe – пища) –особая группа гетеротрофных микроорганизмов, которые могут расти только при низких концентрациях органических веществ в среде. Обычно такие микроорганизмы являющиеся обитателями водоемов. Миксотрофы – бактерии, обладающие способностью при изменении условий внешней среды переключаться с одного типа питания на другой. Многие виды бактерий являются миксотрофными.
Если данный тип метаболизма не является единственным и обязательным для данного микроорганизма, то такой микроорганизм относится к факультативному по типу питания. Многие виды микроорганизмов относятся к факультативным авто- и гетеротрофам. Факультативные паразиты в зависимости от условий существования могут быть либо паразитами, либо сапрофитами (например, возбудители многих кишечных инфекций). Строгие (облигатные) паразиты могут развиваться только в живых клетках.