41. Молочнокисл. Брож. Возбудители, химизм, значение.

Распад глюкозы до молочной к-ты. Побочные продукты: ацетат, СО2, этанол.

3 типа брожения:

1) Гомоферментативное

Из глюкозы образуется молочная к-та.

С6Н12О6  2СН3СНОНСООН

2) Гетероферментативное

Из глюкозы молочная к-та, этанол, СО2.

С6Н12О6  СН3СНОНСООН+СН3СН2ОН+СО2

3) Бифидоброжение

Вызвано бифидобактериями.

Образуется ацетат и лактат.

2С6Н12О6  3СН3СООН+2СН3СНОНСООН

Возбудители: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus plantarum.

М/о из рода Streptococcus - овальные кокки от 0,5 до 1 мкм, располагающиеся в к-туре в виде коротк. или длинн. цепочек. По Граму красятся положительно, спор не образуют, неподвижны.

Бактерии из рода Lactobacillus-неподвижные, грам+ палочки (4-10 мкм), не образующие спор. Lactobacillus Plantarum участвует в молочнокисл. брож., происходящем при квашении овощей и силосовании кормов, сбраживая сахара растений.

При молочнокисл. брож. пировиноградная к-та не декарбоксилируется, а, как при гликолизе в животных тканях, восст. при участии лактатдегидрогеназы на счет водорода НАДН.

С6Н12О6 2CH3COCOOH –(ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА)-> 2CH3CHOHCOOH

2НАДН(2)2НАД

Главные ферменты м/о, участвующих в брожении: альдолаза, первичные дегидрогеназы.

Молочнокислые бактерии являются гетеротрофами. Аминогетеротрофы, аэротолерантные.

В молочн. пром. используют культурные расы бактер. для приготовления молочнокисл. прод.. Широко использ. молочнокисл. бактер. при квашении овощей и фруктов, силосовании кормов, изготовлении кваса, обработке меховых шкурок, в производстве молочн. к-ты и т.д.

42.Денитрификация - восст. ок-нных форм N(нитратов, нитритов) до ок-дов N или молекулярного N. ( приводит к потере ценных соедин. Из почвы).

Восстановление нитратов и нитритов до газообразных азотных соедин. происходит в результате прямой (биологическое восст. нитратов) и косвенной (хим. восст) денитрификации.. М/о способны восстанавливать нитраты в процессах биосинтеза, и катаболизма.

Ассимиляционная нитратредуктация – восст. нитратов при биосинтезе с образованием азотсодерж. клеточн. компонентов (растения и многие м/о).

Диссимиляционная нитратредукция (денитрификация)- нитраты явл. ок-лями орг. в-в вместо молекулярного О, что обеспеч. м/о энергией. Денитрификация осущ. м/о в анаэробных условиях и ингибируется О воздуха. Нитраты в анаэробных условиях выполняют роль акцепторов электронов, котор. поступают от ок-мых соединен. — орг. или неорг. Когда донорами электронов служат орг. соедин., денитрификацию осущ. хемоорганогетеротрофы, а если неорг. — хемолитоавтотрофы. В процессе Д участвуют ферменты, содерж. молибден (FeS-белки — нитратредуктаза А и нитритредуктаза), локализованные на клет. мембранах. Начальный этап восст. нитратов при Д катализуется ферментом нитратредуктазой А. Синтез данного фермента в к-ках бактерий в присутствии нитрата идет только в анаэробных условиях. В аэробных условиях нитратредуктаза А не образуется. Д в системе энергетического метаболизма назыв. также анаэробным, или нитратным, дыханием. При нитратном дыхании хемоорганогетеротрофов орг. в-ва полностью ок-ются до СО2 и Н2О, азот нитратов теряется в газообразной форме. Способностью к нитратному дыханию обладает большое число родов бактерий. Первый этап процесса — восст. нитратов в нитриты — при участии разнооб. м/о, прокариот и эукариот (водоросли, грибы и дрожжи). Полное восст. нитратов до газообразных продуктов (N0, N2O, N2) могут осущ. только прокариоты. Способносты к полному восст-нию нитратов: род Pseudomonas (P. fluorescens, P. stutzeri, P. aeruginosa) и Bacillus (В. licheniformis и др.). К хемолитоавтотрофным бактериям-денитрификаторам относят Thiobacillus denitrificans, Thiomicrospira denitrificans, Paracoccus deni- trificans.  Денитрифицирующие бактерии — факультативные анаэробы, способные восст. нитраты только в анаэробных условиях. В присутствии свободного О эти бактерии переходят на аэробное дыхание, а нитраты потребляют лишь как источник азота (ассимиляционная нитратредукция). Некот. денитрификаторы способны к процессу азотфиксации. В результате микробиологической Д в атмосферу ежегодно поступает из почв и водоемов 270—330 млн т. азота. Существенен процесс в переувлажненных почвах, а также в случаях, когда мин. азотные удобрения вносят в форме нитратов совместно с навозом или др. орг. удобр. Азот почвы может теряться в результате различн. хим. р-ций (косвенная Д).

43.Рост и размножение бактерий. Клеточные циклы бактерий. Темпы размножения бактерий. Практическое знач-е быстрого размножения бактерий. Размножение — увеличение числа к-к м/о в популяции путём поперечного деления, происходящим в процессе роста, почкования или образования спор. Прокариоты размножаются бесполым путем — бинарным делением. Спирохеты, риккетсии, некотор. дрожжи и мицелиальные грибы, простейшие и др. орг размнож. поперечным делением к-к. К-ка удлиняется, делится нуклеоид. Воспроизведение нуклеоида, содержащего всю генетическую инфу, необходимую для жизнедеят-ти м/о, — наиболее важн. проц. Нуклеоид – суперспирализованная, плотно уложенная м-ла самореплицирующейся ДНК (репликон). К репликонам относят плазмиды — генетические структуры, способные к самостоят. репликации. Репликация ДНК осущ. при участии ферментов ДНК-полимераз. Проц. нач. и заканчивается в опр. точке ДНК и происходит одновременно в двух противоположных направлениях. В результате кол-во ДНК в к-ке удваивается. Синтезированные м-лы ДНК постепенно расходятся в образующиеся дочерние к-ки, поэтому у дочерних к-к последовательность нуклеотидов м-лы ДНК тождественна материнской. После завершения репликации ДНК образуется межклеточная перегородка. Перегородка формируется из 2 слоёв цит. мемб. (врастают с обеих сторон клетки) и синтезир. между ними пептидогликана. Во время этих проц. к-ка непрерывно растет. Происходят синтез пептидогликана клет. стенки и составляющих цит. мембр., образование нов. рибосом и др. органелл и соедин. цитоплазмы. На последней стадии деления дочерние к-ки отделяются друг от друга. У некотор. видов бактер. проц. идет не до конца, в рез-те образуются цепочки к-к. Палочковидные бактер. делятся перетяжкой. К-ки вначале растут в длину, когда бактерии становятся вдвое длиннее, палочка сужается посередине и распадается на две к-ки. Рост к-ки идет вдоль длинной оси, а деление осущ. перпендикулярно этой оси. Дочерняя к-ка, одетая собственной цит. мембр., некотор. время сохран. общ. клет. стенку. Чаще всего к-ка делится на две равные части (изоморфное деление), но встречается и неравномерное (гетероморфное) деление, когда дочерняя к-ка больше материнской.

Почкование у бактерий - разновидность бинарного деления и у ряда форм почти не отличается от деления. * у Nitrobacter и некотор. Rhodopseudomonas к-ки делятся, но растут лишь с одного полюса материнской к-ки, образующиеся нов. к-ки неравноценны. Иногда у бактерий наблюдается половой процесс, или конъюгация. Клет. циклы бактер. Онтогенез - период от возникновения бактер. к-ки до прекращен. её сущ. или до её деления.

Клет. цикл бактер. вегетативный, вкл. проц., связанные с ростом и делением. У бактерий 3 типа вегетативного клет. цикла: 1.мономорфный, при делении образуется 1 морфологический тип к-к; 2.диморфный, образуются 2 морфологических типа к-к; 3.полиморфный, свойственный бактериям, котор. в зависимости от состава среды могут образовывать к-ки двух и более морфологически разных типов. Для большинства хар-ен мономорфный клет. цикл. До наступления деления к-ка проходит ряд периодов. Период А(до инициации) - без синтеза ДНК. Период С - инициация репликации, репликация ДНК, терминация ДНК. Период Д - между репликацией и делением.

Диморфный клет. цикл у грам- бактер., *представители рода Caulobacter и некотор. почкующиеся форм. Caulobacter образуются 2 типа к-к — подвижные со жгутиками(дочерние) и неподвижные со стебельком(материнские).

Полиморфный клет. цикл свойствен бактер. родов Arthrobacter, Hyphomicrobium, Rhodomicrobium и др. Характерн. представит. — Arthrobacter. Сначала формируются палочковидные неправильной формы к-ки, затем переходящие в кокки; последние удлиняются, превращаясь в палочки.

Для некотор бактер. хар-но образование специализированных к-к и особый порядок прохождения жизн. циклов (клеточная дифференцировка бактерий). У представителей сем. Васillасеае наблюдается образование эндоспор, сем. Azotobacteriaceae — цист, пурпурной несерной бактер. Rhodomicrobium — экзоспор. Для многих облигатно паразитич. и симбиотич. бактерий хар-но образование специализированных к-к, элементарных телец (ЭТ). У миксобактерий сложн. жизн. цикл. Их палочковидные к-ки с закругленными или заостренными концами способны ползать по плотному субстрату и при истощении собираться в плодовые тела, сост. из слизи и дифференцированных покоящихся к-к, миксоспор, или микроцист. Размножаются вегетативные к-ки бинарным делением.

В результате роста и размножения из одной к-ки м/о образуется колония потомков. М/о отличаются высоким темпом размножения. Время генерации зависит от вида м/о, возраста и условий роста (сос-ва пит. среды, t, рН и др. факторов). При благоприятных условиях время генерации многих м/о колеблется от 20 до 30 мин, в проточной воде 15-18 мин. При такой скорости роста можно получить шесть генераций за 2 ч (у человека столько же поколений проходит за 120 лет). Вследствие способности к быстрому размнож. в природе бактерии численно превышают все другие жив. орг. Недостаток пищи и накопление прод. распада огранич-ют бурное размнож. бактер. Если бы был возможен непрерывный рост, то из одной к-ки кишечной палочки через 24 ч образовалось бы 272, или около 1022 потомков, общая масса которых составила бы неск-ко десятков тысяч тонн, а еще через 24 ч роста бактерии масса ее потомков превысила бы в неск-ко раз массу земного шара.

44.Влияние обработки почвы и мелиорации на деят-ть м/о.  Главный прием основной обработки почвы, влияющий на жизн-ность ее микрофлоры, — вспашка.  Снижение микробиологич. активности - по мере углубления в почву.  В зоне достаточного увлажнения, (+ в дерново-подзолистых почвах), верхний горизонт пахотного слоя более богат м/о в теч. всего вегетационного периода.  Черноземы, находятся в зоне недостаточного увлажнения, и летом их верхние слои обычно подсыхают, поэтому кол-во м/о здесь заметно меньше.  Мелиорация.  В зонах недостаточного увлажнения большая часть м/о переносит засуху в анабиотическом состоянии. Увлажнение почвы активизирует микрофлору. Осушение переувлажненных почв благоприятно сказывается на составе микрофлоры. Применение извести устраняет кис-сть и уменьшает сод-ние в почве подвижного Al, токсичного для многих м/о и растений. Внесение извести резко меняет соотношение отдельных гр. м/о почвы и активизирует деятельность тех из них, котор. важны для плодородия почвы.  В южной зоне ,в результате гипсования Na в почвенном поглощающем комплексе замещается на Ca, что заметно улучшает физ. св-ва почвы и нейтрализует ее р-цию. Состав почвенной микрофлоры нормализуется — угнетаются анаэробы, в частности сульфатредукторы.