микробиология, шпоры

29. Механизмы, вызывающие изменение генетич. информации

Полный набор генов, которым обладает клетка м.о. – генопит. Проявление наследуемых морф. признаков и физиологич процессов у индивидуумов называется фенотипом. Схожие по генотипу м.о. могут различаться по фенотипу – по способу проявления насл признаков. Фенотипич различия между м.о. одинаковыми по фенотипу наз-ся модификацией.

Взамод генетич задатков с внеш средой могут быть причиной возникновения различных фенотипов. Модификации существуют пока действует вызвавший их специфич фактор внешней среды. Они передаются потомками, но не наследуются.

Информацию, которую несет ДНК не является абсолютно стабильным и неизменным.

32. практ. использование достижений генетики м.о. и генная инженерия в м.б.

Зная природу изменчивости м.о. можно направленно воздействовать на них и получать полезные св-ва. При помощи мутагенных факторов получаются мутанты, которые по своей эффективности превосходят исходные формы. Например, высокоактивные штаммы пенициллина, тетрациклина и т.д. С помощью генетич метода выделены м.о., способные в больших кол-вах продуцировать аминокислоты, витамины, орг кислоты и т.д.

В настоящее время широко распространено направление генной инженерии. Она занимается конструированием, выделением и пересадкой опр генов из одной клетки в другую. Например, из оррг. человека выделен ген, синтезирующий инсулин и переносится в геном кишечной палочки. Получившаяся форма способна вырабатывать инсулин. В с/х широко исп-ся выделение и пересадка генов азотфиксации злаковым культурам

31. Генетич рекомбинации

Генетич рекомбинации у эукариотов – это образование особей с новым сочетанием признаков в результате полового процесса. Новая особь получает несколько генов одного родителя и несколько – другого родителя. Благодаря рекомбинации увелич. кол-во наследств изменений.

У прокариотов существуют 3 вида процесса по средством которых осуществляется передача ген материала:

1. коньюгация

2. трансформация

3. трансюкция

Но при этих процессах не происходит истинного слияния клеток. Лишь часть ген информации клеток донора передается клетками – рециннентом.Коньюгация – процесс при котором сблизившиеся родительские клетки сближаются с помощью коньюгационного мостика, через который передается ген инф. Этот процесс прерывается при встряхивании суспензии, в этом случае только некоторые св-ва мужских клеток переносятся в женские .

Трансформация – это процесс переноса генов, при котором часть ДНК клетки – донора может проникнуть в клетку – рециплент. Что ведет к изменению клетки рециплента.Процесс происходит в 5 стадийАбсорбция – трансформация ДНК на поверхности микробной клетки

1. проникновение ДНК в клетку – рециплента

2. спаривание внедрившейся ДНК с хромосомами

3. включение участка ДНК донора в хромосому рециплента

4. изменение в процессе последующего деления

Трансдукция – это изменение, при котором генетич материал от клетки донора клеткам рециплентам переносит трансдуцирующий фон, который не вызывает ее разрушения.

Различают 3 типа трансдукции:

1. общая (неспецифическая) при ней может происходить одновременно перенос разных или нескольк призн.

2. Специфическая – перенос 1 признака

3. Агортивная – при этом участок клетки ДНК донора не включается в клетку рециплента, в результате не появляется новый признак.

30. Мутации

Мутации – это внезапные скачкообразные изменения генов. Процесс мутирования генов приводит к изменениям, передающимся и сохраняются даже тогда, когда вызывающий их фактор перестоит действовать. Мутация происходит если уменьшается или увеличивается число нуклеотидов, при этом норм последовательность в гене нарушается, что приводит к изменению информации, белка и признака организма.Выделяют генные и хромосомные мутации, различающиеся по характеру изменений и кол-ву затронутых генов. Хромосомные мутации запрашивают несколько генов, а генные – на один ген.Генные мутации, при которых происходит хим изменения 1 нуклеотида называются толчковыми. Хромосомные мутации, связанные с крупными перестр в отдельных участках ДНК Делеция – утрата 1 или нескольких нукл. Инверсия – поворот на 180⁰. Дупликация – повторение фрагмента ДНК.Мутации, вызванные искусственно с помощью физ и хим агентов, поддающихся контролю называют индуцированной мутацией. В 1925 г Надеоном и Филипповым индуц мут дрожжей. Спонтанная – если фактор неизвестен.

Вызывать мутацию могут различные мутагены:

1.хим в-ва (соединения мышьяка, хрома, орг перекиси, ростовые в-ва бактерий и растений, половые гормоны и т.д.

2.радиация – ренгеновские УФ излучения.

Мутации бывают спонтанные (самопроизвольные), возникают под влиянием неконтролируемых факторов, т.е. без вмешательства человека. Изменяют один признак. Индуцированные (направленные) появляются в результате обработки м.о.специальными мутагенами: хим в-ва, излучение, t.

В результате мутаций возникает

1.изменение морфологич св-в

2.изменение культуральных св-в

3.появляется устойчивость

4.перестают синтезироваться аминокислоты

5.ослабевают болезнетворные св-ва

33. Химический состав клеток м.о.

По химич составу микробная клетка почти не отличается от др жив орг. Содержит80-90% воды и 18-20% сухого остатка. Остаток – смесь орг и минер соединений. Соотношение хим соединений зависит от вида микроба, возраста культуры, состава пит среды и др внеш условий.Часть воды в клетке находится в свободном состоянии, остальная связана коллойдными в-вами и входит в состав белков, жиров, углеводов. Свободная вода – растворитель органоминеральных соединений, а также принимает участие в процессе обмена в-в, с ней выделяются (продукты обмена).Все пит в-ва поступают в клетку с водой, с ней же удаляются продукты жизнедеятельности.На белки приходится 50-80% сухого в-ва клетки. Кол-во зависит от вида, возраста, играет роль в росте и размножении, а также откладываются в виде зап в-в.Белки бывают простые (протеины) и сложные (протеиды).По хим составу протеины – бактериальные клетки существенно не отличаются от протеинов жив и раст происхожд. Сложные белки состоят из простых белков и небелковых компонентов. К ним относят нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды.Особое значение среди азотистых соединений бакт клетки имеют нуклеопротеиды, состоящие из белков и нукл кл. В их синтезе основную роль играет РНК. Существует два типа бактериальных нукл кислот:

1. ДНК (дизоксирибонуклеиновая)

2. РНК (рибонуклеиновая)

ДНК включает 4 азотистых основании (два пуриновых аденин и гуанин и два перемидиновых – цитозин и тимин), дизоксирибозу и фосфорную к-ту.РНК вместо дизоксирибозу, а вместо тимина – урация. Основной структурный элемент нукл к-тного нуклеотида,в которых строго считаются азотистое соединение , углевод и H₃PO₄. Молекул нукл кислот состоит из десятков. сотен и тысяч нуклеотидов.Углеводы составляют 10-30% сухого в-ва. Основная масса их представлена полисахаридным комплексом в свободном состоянии или связана с белками и липойдами. Полисахаридами особо богаты капсульные бакт. Из углеводов в состав цитоплазмы входят гликоген, глюкоза, др служат энерг материалом.Липиды в большинстве находятся в связанном состоянии с белками и др в-вами клетки, является основной частью цитоплазмы и клет оболочки. Они составляют 3-7%. Из жироподобных в-в обнаружены фосфотиды, нейтральные жиры, воска и жирные кислоты.Содержание минеральных (зольных) в-в зависит от состава пит среды и коле-ваблется от 2 до 14 % сух в-ва. В золе много Р, К, Мd, Ca, меньше S, Cl, Fe и Cu. Кроме того содержатся микроэлементы: молибден, кобальт,бор и др.

34. Роль ферментов в жизнедеятельности м.о.

Обмен в-в и и др хим процессы, протекающие в клетке совершаются при участии ферментов. Ферменты (энзимы), вырабатываемые живыми клетками, обладают св-вами биокатализаторов, которые способны резко повышать v реакции, но сами не входят в конечные продукты этих реакций и после их завершения остаются в своб сост.

При подавлении активности ферментов бактерии впадают в анабиоз, с увеличением – ускоряется рост и размножение. Оптимальная t 30-40-50⁰, при 80⁰ практически все ферменты разрушаются. На ход ферм процессов оказывают влияние хим в-ва – NaCl, витамины, калогены, двухвалентные катионы Ca, Md, Mn (активаторы), соли тыжелых металлов (Ad, Pb …), кислоты, щелочи снижают или парализуют деятельность ферментов (ингибиторы).Ферменты в основном белковые в-ва, но в их состав кроме белка входят и др соедиения. Все микробные ферменты можно разделить на 3 группы,

1состоящие только из сложных белковых в-в

2содержащие кроме белковой молекулы ионы какого – либо металла (Cu, Fe, Zn и др)

3ферменты, имеющие наряду с белковыми элементами обособленную молек орг в-ва, бех которой белковая часть инертна.

В образовании некоторых в-в участвуют витамины 1 фермент – 1 в-ва. Микробы имеют знач кол-во ферментов.

Принято различать эктоферменты (эктоэнзимы) и эндоферменты (эндоэнзимы). Первые, выделяемые клеткой в окр среду разлагают пит в-ва и подготавливают их к усвоению клеткой. Эндоферменты прочно связаны с цитоплазмой и действуют внутри клетки. С их помощью поступившие пит в-ва превращаются в основные части клетки.

По характеру действия:

Гидролазы – это ферменты, расщипляющие орг в-ва (белки,углеводы, и жиры) на более простые путем присоединения воды и отщипления ее элементов, синтезируют сложные молекулы.

а) карбогидлазы – ферменты, катализирующие гидролиз и синтез углеводов. В эту группу входит амилаза расщипляющая крахмал; целлюлоза – гидролизующая целлюлозу (клетчатку) до глюкозы; пектиназы катализируют распад пектиновых в-в на более простые; мальтоза расщипляет мальтозу на 2 глюкозы; сахароза расщип сахарозу глюкоза + фруктоза; лактоза лаксоза на 2 гексазы.

б) протеазы – катализируют гидролиз кетонов, полипептидов, аминокислот.К ним относят: протеиназы – расщипляют белок на полипептиды; пептидазы - полипептиды н6а дипептиды и аминокислоты; дезаминазы и амифазы – аминокислоты и амины до аммиака.в) эстеразы – ферменты, вызывающие превращение сложных эфиров.К ним относят:Липазы – расщипляющие жиры на глицерин и свободные жирные кислоты; фосфазы, расщипляющие сложные эфиры бразомс освобождением H₃PO₄; фосфорилазы возбуждающие ферментативные реакции. Наподобие р-ций гидролиза, где вместо воды активную роль играет H₃PO₄.

в) трансферазы – ферменты переноса групп атомов от одного соединения к другому. Различают:

фосфоферазы переносят фосфорный остаток с АТФ на глюкозу

аминоферазы переносят аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту

г) оскидоредуктазы – ферменты окисления и восстановления, ускоряют окислит-восст процессы обуславливающие ферментацию, дыхание

дегидразы переносят H₂ от одной молек орг в-ва к другой

оксидазы – это аэробные дегидрогеназы, переносят H₂ от окисляемого субстрата на О₂.

Пероксидазы – окисляют орг соединения за счет активного О₂

д) лиазы – ферменты расщепления, разрывая связь между углеродными атомами, отщепляя H₂O, аммиак и СО₂. Они вызывают глубокий распад в-в.

е) изомеразы – ферменты изомеризации. При их участии расщепляются углеводы на первых стадиях окисления

ж) лигазы (синтетазы0 – ферменты, катализирующие расщепление белков, жиров, углеводов, а также их синтез.

Таким образом активностью ферментов ____________________________________, повышение плодородия почвы, гниение в производстве кормов при силосовании и т.д. Ферм используют в земледелии, бродильном производстве, обработке шкур, консервировании, виноделии, для приготовления молочнокислых продуктов и т.д.

35. Способы питания и поступления пит в-в в клетку

Одно из основных св-в живого орг-ма – это обмен в-в, он включает в себя 2 процесса:

• 1 поступление из окр среды пит в-в, необходимых для синтеза составных частей

• выделение в окр среду продуктов

Хотя обмен в-в (метаболизм) делят на два процесса: анаболизм (ассимиляцию) и катаболизм (диссимиляцию), деление это условно, т.к. в живой клетке они взаимосвязаны.

М.о. могут получать С из неорг и орг углеродсодержащих соединенй, в связи с чем их делят на две большие группы (автотрофы и гетеротрофы) а с учетом источника энергии хемонитотрофы, фотонитотрофы, хемоорганотрофы и фотоорганотрофы.

Автотрофы (хемонитотрофы и фотонитотрофы) получают С из диоксида углерода и создают орг в-во пр помощи энергии, освободившейся в процессе окисления некоторых минеральных соединений (хемосинтез) или энергии солнца (фотосинтез). Явление хемосинтеза у хемонитотрофов установл в 1887г Виноградский при изкчении серобактеий, нитрифицирующих и др м.о.. Энергия, образующаяся в процессе окислит реакций исп-ся бактериями для усвоения С и создания орг в-ва.

Фотометотрофы (цианобактерии, серобактерии) обладают фотосинтетич способностью, т.к. содержат пигменты близкие по составу к хлорофиллу зеленых растений. Фотобактерии как и растения создают орг в-во используя углерод из СО₂ и энергию солнца. Автотрофы могут развиваться в чисто минеральных средах, они не способны использовать более сложные соединения С и поэтому не являются патогенными для животных.

Хемонитотрофы (хемооганотрофы) – м.о., для питания использующие С из готовых орг соединений. Эта группа наиболее многочисленна по составу. Она включает как сапрофитов так и паразитов. Сапрофиты (метатрофы) питаются мертвой тканью жив и раст., паразиты (паратрофы) используют для питания орг соединения жив орг и ведут паразит образ жизни.

Фотоорганотрофы (не серные пурпурные бактерии) являются факультативными анаэробами, могут развиваться как на свету так и в темноте, энергию получают от солнца и от хим соединений.

Азот входит в состав жизненно важных компонентов клетки (белков и нукл к-т). Источники N для микробов разные, из-за чего некоторые исследователи (Иерусалимский) делят их на аминоавтотрофы и аминогетеротрофы. Аминоавтотрофы синтезируют белок из минеральных и простейших соединений N, а также из воздуха (у почвенных микробов). Аминогетеротрофы используют готовые аминокислоты (патогенные и сапрофитные м.о.). Установить резкую грань между этими группами не всегда удается, т.к. некоторые патогенные микробы во внеш среде ведут сапрофитный образ жизни и наоборот.

36. Понятие о катаболизме и биосинтезе. Их значение.Пит в-ва внутрь клетки проникают через всю ее поверхность. Микробная клетка потребляет их за сутки в 20-30 раз больше своей массы. Поступление пит в-в – это не только механическое движение, а сложный физико-химич процесс, в котором большую роль играет их консистенция, строение, растворимость, размеры молекул, проницаемость цитоплазм мембраны, ферменты, pH среды и пр.

Анаболизм (конструктивный обмен) и катаболизм (энергетич обмен) обычно протекают одновременно, они взаимосвязаны и являются составляющей одного процесса метаболизма.Пит в-ва в микробную клетку поступают разными способами. Наиболее простой – пассивная диффузия, при которой перемещение в-в происходит вследствие разности их концентрации по обе стороны цитопл мембраны. Путем пассивной диффузии через цитопл мембрану кроме воды проходят лишь некоторые в-ва. Скорость такой диффузии невелика, затрат энерг нет.При более высокой W солей в окр среде происходит плазмолиз, наступает состояние расслабления и вялости, что приводит гибели клетки (приготовление засолок, варение, квашение и т.д.), Обратное явление деплазмолиз наблюдается при малой W солей в окр среде (чаще всего происходит разрыв оболочки). Это происходит если микробы попадают в дистиллированную воду. В природе большая разница в W в-в бывает редко, но она бывает, благодаря чему происходит рост, т.е. жидкость с в-вами проникает внутрь клетки, цитоплазма плотно прижимается к мембране и находится в тургоре. Перенос в-в субстрата в клетку может осуществляться белками – переносчиками (транслоказами). Транслоказы, присоединяясь к активному центру молекулы в-ва переносит ее с наружной поверхности мембраны на внутр., а затем в цитоплазму (облегченная диффузия). Движущей силой служит не только разница в W в-в по обе стороны мембраны, но и белки – переносчики. Например, белки, жиры, углеводы проникают в микробную клетку после их гидролиза экдоферментами, а минеральные – при диссоциации на ионы. Поступившие в клетку в-ва становятся источником стройматериала и энергии. Выход продуктов метаболизма из микробной клетки происходит с помощью пассивной или облегченной диффузии (через транслоказ).

37. Потребность в железе, калии, кальции, микроэлементах, витаминах. Роль этих соединений в метаболизме клеток

Кроме органогенов (H, C, O₂, H₂) м.о. для нормального развития нужны зольные элементы. Потребность в них невелика, но без них невозможен нормальный рост.

К активизирует ферментативные системы, ускоряет течение физиологич процессов.

Mg входит в состав хлорофилла у зеленых и пурпурных серобактерий, активизирует карбоксилазу, пептифазу и др ферментов. В клетке находится в виде ионов.

Р входит в состав нукл к-т. В живой клетке находится в виде Р₂О₅. Принимает активное участие в дыхании (окислении).

S – один из компонентов белков (цистина, цистеина и метиамина). Большинство микробов усваивают серу из сернокислых солей, серо- и тионобактерий используют молек серу.

Fe входит в состав дыхательных ферментов, ускоряет процессы окисления, содержится в туберкулезной, кишечной и др бактериях.

Mb, Co, Mn, Cu и др микроэлементы необходимы еще в меньших кол-вах, но способны нарушить нормальную жизнедеятельность. Являются компонентами ферментов и витаминов.

Кроме этих пит в-в м.о. нуждаются в факторах роста - витамины, аминокислоты и др. Для большинства м.о. имеют __________ В1 (тиамин), В2 (рибофламин), РР (никотиновая к-та), В12 (котоламин), пантатеновая, фолевая к-та и др. Витамины выполняют в цитоплазме ф-цию катализаторов, поэтому потребность от 0,2 до 20 мл на 1 мл среды. Для выращивания различных видов микробов готовят искусств и естеств пит среды, учитывая потребность м.о. в органогенах, минер в-вах и др.

38. Брожение

Брожение – это окисл-восст процессы, приводящие к образованию АТФ, при котором роль донора и акцептора атомов H или соответств им ē играют обычно орг соединения, образуемые в ходе брожения. Чаще всего в процессах брожения м.о. используют углеводы и др в-ва (орг к-ты, аминок-ты, пурины и перимидины).

Образование АТФ идет путем субстратного фосфорилирования. Брожение вызывается облигатными анаэробами и может осуществляться только в строго анаэробных условиях. Брожение – это жизнь без кислорода (Луи Пастер). Согласно соврем представл жив орг возникли когда О₂ в атмосфере не было, поэтому брожение простейшая формула биологич окисления.

В настоящее время известно много типов брожения. Каждый тип вызывается особой группой м.о. и дает специфич конечные продукты. Любое брожение может быть рассмотрено как две стадии:

1. превращение глюкозы в ПВК (включает разрыв С цепи глюкозы и отщепление двух пар атомов H)

2. (восстановительная) атомы H используются для восстановления ПВК или образованных из нее соединений. Например, при молочнокислом брожении ПВК восст-ся в молочную к-ту.

39. Дыхание

Дыхание – это окисл-восст процесс, идущий с образованием АТФ, при котором роль доноров H (ē) играют орг и неорг соединения, а акцепторами H всегда служат неорганич соединения. Если конечным акцептором ē является молек кислород, то такой дыхательный процесс называется аэробным дыханием. У некоторых м.о. конечными акцепторами являются сульфаты, карбонаты, нитраты – анаэробное дыхание.

Аэробное дыхание присуще многим м.о. – строгим аэробам. Однако среди этих организмов имеются факультативные аэробы, которые могут расти и развиваться в присутствии и отсутствии О₂, они образуют АТФ путем брожения, а под действием молек О₂ вместо брожения осуществляется дыхание. К факультативным анаэробам относятся м.о. у которых происходит анаэробное дыхание при использовании нитратов в кач-ве акцепторов ē. Строгие анаэробы используют в качестве акцептора сульфаты и карбонаты.

40. Анаэробное дыхание

Некоторые м.о способные использовать для окисления орг и неорг в-ва не молек, а связанный кислород окисленных соединений. Например, солей H₂SO₄, HNO₃, углекислоты, которые затем превращаются в более восст-ными. Данные процессы называются анаэробным дыханием. Эти м.о. в кач-ве конечного акцептора ē используют неорг тсоединения (нитраты, сульфаты, карбонаты). Различие между аэробным и анаэробным дыханием заключается в разных конечных акцепторах.

Св-во м.о. переносить ē на нитраты (сульфаты) карбонаты обеспечивает окислениеорг в-ва без исп-я молек кислорода и обеспечивает большее кол-во энергии, чем при брожении. При анаэробном дыхании выход энергии только на 10% ниже чем при аэробном. М.о., для которых хар-но анаэробное дыхание имеют набор ферментов цепи переноса ē. М.о. способные осуществлять анаэробное дыхание за счет нитратов - факультативные анаэробы – рода Psevdomonys, Bacillus. М.о. использующие сульфаты в анаэробном дыхании относятся к анаэробам и принадлежат к родам Disulfofibrio и Disulfomonos.

41. Биологический цикл азота

Азотистые в-ва в природе находятся в форме орг и минер соединений. Орг соединения входят в состав гумуса, раст и живот остатков, а также живых орг. Минеральные соединения – соли азотной и азотистой к-т, аммонитными солями. Также велики запасы молек N. Все эти соед в природе подвергаются постоянным изменениям. Из орг форм они превращаются в минеральные и наоборот. Эти превращения осуществляются м.о., осуществ круговорот N в природе.

42. Аммонификация белковых в-в

Распад белковых соед сопровождается выделенем NH₃. В процессе аммонификации участвуют бактерии, грибы, актиномицеты. М.о. используют продукты распада белков как источник С, N и энергии => аммонификация – это акт дыхания и питания. Разложение белков начинается с их гидролиза по действием протеазы и протекает по схеме: белок →пептоны→пептиды→аминок-ты→аммиак. Может протекать в аэробных и анаэробных условиях. Если процесс идет при доступе О₂, то аминок-ты могут полностью окисляться до NH₃, сероводорода и воды. При наличии NH₃ розовая лакмусовая бумага синеет, сероводорода – чернеет. В анаэробных условиях аминок-ты распадаются неполностью, поэтому кроме NH₃ и СО₂ накапливаются орг к-ты и др соед-я.(индол).Изучение культуры микробов – аммонифик проводят путем микроскопирования. Для этого из культурной жидкости готовят мазок и окрашивают фуксином Порейффера. видит разные по форме аэробы и анаэробы. Основные представители аммонификации:аэробные микробы ,(корневая или грибовидная бацилла, картофельная бацилла, капустная бацилла, чудесная палочка). Факультат – анаэроб (вульгарный протэль, кишечная палочка). Анаэробные (ряд Clostridium).

43.Процесс нитрификации

Окисление NH₃ до HNO₃ через промежут стадию NH₂ наз-ся нитрификацией. Этот процесс был открыт Виноградским и оказался широко распр в природе. Процесс идет в 2 фазы идущие последовательно:

1. 2NH₃+ 3O₂ → 2HNO₂ + 2H₂O + энергия

2. 2HNO₂ + O₂ → 2HNO₃+ энергия

Для каждой фазы характерны свои возбудители. Нитрозные бактерии – 1 фаза, нитратные бактерии – 2 фаза.

44.Процесс денитрификации

Соли HNO₃, образовавшиеся в рез-те нитрификации усваиваются раст-ями, вплетаются в нисшие горизонты почвы, частично восстанавл под влиянием хим и биоагентов.

Денитрификация – восстановление нитратов до N. При восстановлении нитратов бактерии получают O₂, которым окисляют орг безазотистые в-ва и получают необходимую энергию.

При наличии О₂ (молек) возбудители денитрофик нормально растут, но HNO₃ и ее соли не восстанавливают.

45. Фиксация атмосферного N м.о.

Растения в процессе роста потребляют из почвы много N, кроме того потеря почвой N происходит за счет вымывания его в нисшие горизонты и улитучивания NH₃ и H (газ) в результате денитрификации. В связи с этим для поддержания благоприятного азотного баланса в почве и улучшения N атмосферы (азотфиксация) имеет важное значение.

Азотфиксаторы используют N(молек) для синтеза клет белков. После отмирания кл азотфиксаторы и последующей аммонификации их белков в почве увеличивается содержание минерального N. При жизни азотфиксаторы могут выделять в окр среду азотистые в-ва (NH₃, аминок-ты).

Наиболее важным видом азотфик род азотобактерии – крупные палочки коккообразные формы, подвижные, не образуют спор, но образуют капсулу, грамположит, аэробы. Исп-ся для приготовления бактериального удобрения, азотобиот.

Важная роль фиксации атмосф N принадлежит клубеньковым бактериям - симбиотич бакт., поселяющиеся на корнях бобовых.

Клубеньковые бакт палочковидные, подвижные, грамположит, спор и капсул не образуют. В фазу цветения бобового растения палочки ветвятся, приобретают вид вилочек и называются бактероиды. К осени они имеют вид опоясывающих палочек, распадающихся на кокки. На пит субстрате колонии бесцветные. Отличается иногда видовая специфичность, а иногда сортовая принадлежность. На основе этих бакт приготовляют нитрагин.

46. Превращения Р

≈30-35% Р находится в орг форме, малодоступной для раст. М.о. способны отщеплять от орг фосфатов H₃PO₄, последняя переходит в соли фосфатной к-ты, доступной для растений. Если в почве присутствуют бактерии, выделяющие фосфотазу они развиваются на этой среде и отщепляют H₃PO₄, образуя вокруг колонии зону растворения мела. В основном это крупные спороносные палочки в виде коротких цепочек. Кроме м.б.-ого в почве происходит хим процесс расщепления труднорастворимых солей (K₃(PO₄)₂), который идет при взаимодействии различных кислот с фосфатом кальция и образующие его кислые соли, доступные раст-ям

Фосфорные бакт – перетрихи, грамположит, аэробы, гетеротрофы, палочки.

47. Превращения S

Образующийся в почве и воде сероводород окисляется серобактериями до H₂SO₄. Серобактерии подразделяются на тионовые, пигментные и нитчатые.

Тионовые – мелкие одиночные палочки, не откладывают S в клетки, являются хмолитотрофами.

Пигментные (цветные) серобактерии – пурпурные и зеленые бактерии, имеющие хлорофиллы. Фотосинтез протекает в анаэробных условиях и не сопровождается выделением О₂, а донором Н для восст-я СО₂ служит сероводород. Эти организмы фотолитоавтотрофы. В подвижных кл видны включения S.

Нитчатые – свободно плавающие длинные нити, либо неподвижные или многоклет длинные нити. Все они окисляют сероводород до S, которая временно откладывается внутри кл или на поверхности в виде капель. По типу питания миксотрофы. За счет энергии окисления Н могут использовать СО₂, но нуждаются в орг соед-ях

Серу могут окислять многие хемоорганогетеротрофные м.о. (бациллы, актиномицеты, грибы). Они окисляют S в присутствии орг в-в, но этот процесс в природе идет слабо.

Плохо аэрируемых и затопляемых почвах и водоемах (лиманах) происходит м.б. восст-е сульфатов. Такой процесс – диссимиляционная дисульфофекация.

Бактерии подразделяют не неспорообразующие – изонирные палочки, подвижные, облигатные анаэробы и спорообразующие прямые или изогнутые палочки (перетрихи).

Молек S могут восст-ть до H₂S многие термоацедофильный облигатно- анаэробные бактерии, которые сосредотачиваются в кислых горячих источниках и почвах вулканического происхождения.

48. Превращения Fe

Превращения неорг соединений Fe идет за счет восст-я окисного железа в закисное и окисления закисного Fe в окисное. Процессы осуществляются железобактериями (это в основном нитчатые формы, ведут прикрепленный образ жизни, состоят из цепочек палочковидных клеток, окружен влагалищем, заполненные _______________

Грамотрицат, хемоавтотрофы или нитогетеротрофы. Все он принимают участие в отношении охри…. осадков. Нитчатые обитают в воде. Однокл бакт могут окислять Fe и Mg. Минерализацию орг соед Fe производят хемоорганотрофы. Орг часть молекулы, содержащей железо усваивает тот или иной м.о., ак железо освобождается.

49Круговорот С в природе и роль м.о в распаде орг в-ва

М.о. играют главную роль в круговороте всех элементов в природе, в том числе С и О₂. В круговороте С различают 2 процесса, связанных с выделением и поглощением О₂, фиксация СО₂ в ходе фотосинтеза, 2) минерализация орг в-ва с образ СО₂.

Первый процесс осуществляют высшие растения, водоросли и цианобактерии. Он обеспечивает переход из окисленной (СО₂) формы в восст-ную. При этом О₂ окисляется до О.

Второй процесс совершают м.о., он идет с поглощением О₂, и связан с восст молек О₂ и образ-ем субстратов для кислородного фотосинтеза (СО₂ и Н₂О). В воздухе 0,03% СО₂, такая концентрация поддерживается постоянной в рез-те равновесия между фотосинтезом и минерализацией.

О значимости круговорота С в природе свидет-ют данные расчета: весь СО₂ воздуха при отсутствии его восполнения был бы использован за 20 лет, годовая т орг в-в на земле 10-25 т, основная масса раст происхождения Хим состав раст остатков сложен белки, аминокислоты, жиры, воска.

Кол-во и кач-во клетчатки, лигнина и гиноцеллюлозы может быть различным в зависимости от раст сообществ и геоклиматических зон. После отмирания раст в рез-те деструктивных орг процессов происходит распад орг в-в.

Виды распада фитогенный и зоогенный.

Фитогенный распад осуществ при участии грибов (высших и низших), актиномицетов.

Зоогенный –беспозвоночных, различных насекомых и млекопитающих.

В почве протекают оба процесса одновременно. Большое разнообразие в-в входящих в состав раст остатков и их различная стойкость к м.о. обеспечивает поэтапность распада. Наиболее быстро распадается железо.

Очень стойкая к воздействию м.о. клетчатка и липнин.

53. Аэробное разложение целлюлозы

В состав целлюлозы, клетчатки входит орг С биосферы. Целлюлоза – наиболее распространенный полисахарид раст мира. Высокие раст на 15-50 % состоят из целлюлозы. Разнообразие м.о., способных разлагать целлюлозу в почве, позволяют трансформацию в условиях различных рН, низкой и высокой влажности и t. Для большинства м.о. разлагающих целлюлозу хар-на высокая специфмчность.

Аэробное разложение

Группа аэробных целлюлозоразлаг м.о. наиболее широко представлены в почве. открыт в 1917г. Гудчесаном и Клейтоном. В почвах встречаются представители рода целлюлозамонос. Грамполож-ные подвидные палочки с возрастом переходящие в кокковидные формы встречаются в почвах, богатых N. Актиномицеты и грибы, обитающие в бедных почвах медленно расщепляют целлюлозу.

Анаэробное разложение

Представители относят к роду Кластридиум, обитают в почвах, компостах, навозе, речном иле и сточных водах. Устойчивы к кислотности, разлагают целлюлозу при 30-40⁰. впервые выделил в 1942 Амелянский. Этот м.о. подвижный, палочковидной формы, образует толстые споры в клетке. Мезофильные и термофильные анаэробные бактерии хорошо исп-ют целлюлозу, но на обычных средах развиваются слабо. В рубце жвачных находится специф облигатные целлюлозоразлагающие бактерии. разлагают целлюлозу до глюкозы, которая затем сбраживается с образованием орг к-т, спиртов и газов.

Целлюлоза – высокомолек полимер, состоящий из соединенных гликозидными связями глюкозных остатков, число которых в молекулу до 10000. Молекулы соединены в мицелии (пучки) из 460 молекул каждая.

Разложение идет поэтапно, сначала ферментативный гидролиз полимеров под влиянием фермента целлюлозы (экто- и эндоглюконазы), в дальнейшем подвергается сбраживание, в результате образуется много орг в-в состав которых различен в зависимости от культуры м.о.

54. Образование кислот

При рассмотрении процессов дыхания и брожения было замечено, что некоторые м.о. неполностью окисляют орг в-ва. В этом случае идет накопление щавелевой, лимонной, янтарной, аконитовой и др к-т. Подобные процессы вызываются грибами. Грибы родов ризобус и мухор., образуют молочную к-ту и янтарную, фумаровую, уксусную, муравьиный спирт (мало), а аспергиллус и пенициллиум.

Большое пракзнач имеет получение лимонной к-ты м.б. путем из углеводов с исп-нием гриба аспергиллус, который 60 % глюкозы переводит в лимонную к-ту.

В процессе окисления глюкозы наряду с лимонной всегда образуется глюконовая к-та, и кол-во зависит от штамма гриба и от рН среды. Разработан способ получения лимонной к-ты из углеводородов.

59.. Развитие взглядов на роль м.о. в образовании почвы

С давних времен происхождение почвы связывали с обогащением поверхностного слоя земли раст остатками. Наиболее глубокое положение о почвообразовательном процессе сформулировал Ломоносов. Он рассматривал почву как кору выветривания, а как только верхний слой ее, считал, что сущность процесса, осуществ во времени – это рез-т взаимод-я растений с горными породами. Основоположником современного почвоведения явл-ся Докучаев. Он сформулировал закон зональности, утверждал, что человек может управлять плодородием и непрерывно повышать ее. Для каждой зоны наметил важнейшие мероприятия по подъему с\х. разрабатывая основы почвоведения, Докучаев впервые отметил важность м.о. в формировании почвы.

Современник Докучаева, Костычев , считал, что накопления орг в-ва происходит в верхних слоях и является вопросом географии высших растений и вопросом физиологич низших растений, разлагающих орг в-ва. Провел работу по изучению влияния отдельных групп м.о.

Позднее Вернадский определил, что м.о. явл-ся главным фактором в миграции минеральных в-в почвенного и подпочвенного слоя. Позже Виноградов развил учение о биогеохим провинциях, установил закономерности появления макро- и микроэлементов.

Биологический аспект разработан Вильямсом. Он считал, что отдельным почвенным типам св-вены различные м.б. группировки. В 1889г Виноградский отметил роль N в цикле процессов, формирующих плодородие почвы. В конце XIX в начал широко исп-ся орг азот, были предпосылки исп-я м.о. удобрений. Виноградским были обнаружены железо- и серобактерии. Его ученик – Амелянский изучал м.о. связывающие молек азот

Ученые следующего поколения внесли свой вклад в разработку приемов позволяющих расширить мнение о ____________________.

Таким образом совокупность полученных научных данных позволяет заключить, что почва представляет собой живую систему.

60. М.б. почвы

Почва является естественной средой обитания для разнообразных м.о. и лучшей средой для их сохранения, является основным резервуаром и поставщиком микробов в воду и воздух. В почве есть все необходимые условия для м\д м.о.

Без микробов существование почвы невозможно. М.о. явл-ся звеном в круговороте биегенных элементов, участвуют в почвообразовании и поддержании почвенного плодородия. Условия обитания м.о. в почве разнообразно в разных географ зонах в разное время года и суток.

Почва состоит из неорг частиц, орг соед-я представлены продуктами разных р-ий и живых существ, воздухом и Н₂О, содержащей СО₂, H₂S, NH₃, и др газы

61. Факторы среды, определяющие развитие микробного ценоза почвы

На активность м.о. и формирование их ценоза влияет:

1. температура почвы

2. влажность почвы.

Корневая система растений и клетки м.о. для ассимиляции водного р-ра должны иметь более высокое осмотическое давление чем р-р

3. воздух

4. кислотность почвы

Значение рН одной и той же почвы на разных участках поля может быть разным. Это связано с жизнедеятельностью м.о. образованием ими СО₂, кислот. Большинство бактерий не развивается при рН ниже 4,5-5, некоторые могут жить при рН=0,9

5. механический состав почвы

Основная масса почвенных м.о. связана с твердой фазой.

В почвенном р-ре есть пит для м.о. в-ва, что способствует размножению м.о. не только на поверхности ТВ частиц, но и в водной фазе.

62. Роль почвенных м.о. в образовании и разрушении перегноя (гумуса)

В почвообразовании большое значение имеет пр формирование перечного. Орг соедя, попадающие в почву, не минерализующиеся полностью. Часть их превращается в сложном соединении, называемые гумусом (перегноем). Эти соединения более устойчивы к разложению, вызываемому м.о. Образование и накопление гумуса обеспечивает создание запасов большинства элементов (Н, Р, К), необходимых для жизни. Гумус составляет 85-90 % орг в-ва почвы. М.о. играют первостепенную роль в образовании гумуса.

Факторы, стимулирующие или ограничивающие развитие м.о

1. температура (30-35⁰С)

2. аэрация

3. влажность почвы

Перегной служит источником энергии для м.о.

63. Влияние обработки почвы на деятельность м.о.

Накопление пит в-в в почве происходит при развитии в ней полезных группировок м.о. Вспашка, культивирование и боронование почвы улучшают воздушно-водный режимы почвы и она обильно заселяется м.о. М.о. вырабатывают в-ва, ускоряющие рост растений. Хорошая аэрация верхних горизонтов повышает биогенность почвы, увеличивает кол-во м.о.

67.Ознакомится с правилами и техникой безопасности при работе в м.б. лаборатории

Правила и техника безопасности при работе в м.б. лаборатории:

1. заходить работать в лаборатории только в халатах;

2. не вносить посторонних вещей;

3. работать на одном и том же месте и пользоваться закрепленным оборудованием;

4. соблюдать чистоту и опрятность при работе;

5. во время перерывов не курить и не принимать пищу во избежании заражения;

6. на столе должно быть только необходимое для выполнения задания;

7. по окончанию занятий раб место привести в порядок;

8. во избежание взрыва не зажигать одну спиртовку от другой;

9. не соприкасаться метал и др предметами с поврежденными проводами и контактами электросети. Обо всех повреждениях сообщать преподавателю;

10. соблюдать правила обращения с хим и др реактивами;

11. выходя из лаборатории вымыть руки.

68. Изучить устройство микроскопа и правила обращения с ним

Микроскоп – оптический прибор, предназначенный для исследования невидимых невооруженным глазом объектов.

В м.б. при помощи микроскопа изучают живые и убитые клетки м.о. как в окрашенном, так и неокраш виде.

Микроскоп состоит из механической (подсобной) и оптической (главной) частей.

К механической части относится штатив, предм столик, тубус.

Штатив состоит из основания и колонки. К штативу примыкают коробка механизмов, система зубчатых колес для регуляции движения тубуса.

Микроматические винт (микровинт) –исп-ся для последующей четкой установки на фокус.

Предметный столик – для помещения на него объекта исследования.

Тубус (труба) – оправа, в которую заключены элементы оптич системы.

Оптическая часть микроскопа состоит из основного оптич узла (объектив и окуляр) и вспомогательной осветит системы (зеркало и конденсор).

При работе с объективами, требующими применение конденсора, следует пользоваться плоской стороной зеркала.

Конденсор – оптич система из 2-3 короткофокусных линз. Конденсор концентрирует лучи, идущие от плоского зеркала, и направляет их под большим углом на рассматр объект.

Наиболее важной частью оптич узла микроскопа являются объективы – многолинзовые короткофокусные системы, от качества которых зависит изображение объекта.

Фронтальная линза – линза обращенная к препарату.

69.Правила работы с микроскопом:

Для наблюдения за м.о. чаще всего пользуются иммерсионной системой микроскопа, которая знач повышает его разрушающую способность. Иммерс с-ма имеет то преимущество, что между стеклом препарата и линзой объектива располаг кедровое масло, стабилизирующее преломление свет лучей за счет того, что имеет показатель преломления света ≈ показателю светопреломления стекла. Благодаря этому поток световых лучей попадает направленным пучком в объектив микроскопа, чем и достигается лучшее осв. объекта исследования.

Научиться технике работы с микроскопом с иммерсионной системой

На препарат наносят каплю иммерсионного масла и помещают препарат на предм столик микроскопа. .Установив предварит освещение с помощью подсветки, диафрагры конденсатора и слабого объектива включают поворотом револьвера микроскопа иммерс объектив. Наклонив голову набок, тубус микроскопа макровинтами осторожно опускают вниз до тех пор, пока фронт линза иммерс объектива не соприкоснется и слегка погрузится в каплю кедрового масла.

Далее смотря в окуляр микроскопа, очень медленно опускают тубус до появления изображения клеток м.о.на препарате используя макровинт. После того, как объекты найдены, добиваются четкого и ясного их изображения с помощью микровинтов.

По окончании микроскопирования тубус микроскопа поднимают, снимают со столика микроскопа препарат, переводят микроскоп в нерабочее положение: фронт линзу иммерс объектива осторожно протирают мягкой фланелевой салфеткой, объектив выключают из хода световых лучей поворотом револьвера. Шнур от электр подсветки аккуратно сворачивают вокруг основания микроскопа и накрывают микроскоп сверху чехлом для предохранения пыли.

Иммерсионное масло, остающиеся на стекле пост препарата, удаляют кусочком ваты, а препарат сдают на хранение преподавателю. В случае работы с врем препаратом предм стекло по окончании микроскопирования вместе с оставшемся на нем маслом ликвидируют в спец сосуды для обработ стекол с дезинфецирующей жидкостью.

17. Археобактерии- царство живых существ органического мира. Его представители существенно отличаются от организмов цитологических, физиологических и ботаническ св-ми. клетки археобактерии имеют форму шара, цилиндра, спирали. Они прокариоты, со держат в цитоплазме нуклеотид, а так же характерные для эукориот мембранные органеллы: митохондрии, аппарат гольджи. Почти все археобактерии , кроме термоплазмы, имеют клетучную стенку, а некоторые дажн жгутики фимбрии. Некоторые виды археобактерии образуют монослойные липидные мембраны, в то время как всех других организиах липиды мембранах расположены в 2 слоя. В состав клеточной стенки археобактерии содержит биополимеры: кислые полисахориды , белки и псевдомурин. Псевдомурин отличается от мурина тем, что не содержит мурамовой к-ты. Имеют и другие различия. Археобактерии могут развиватся при тем выцше 100⁰С

50Спиртовое брожение и его возбудители . было открыто пастером , бункером и лебедевым. Дрожи растут в кислой среде при рН 4-4,5. В промушлености используют культурные дрожи по структуре накапливают дрожжевую массу. Уравнения брожения С6Н12О6= 2С2Н5ОН +2СО2

Углероды разлагаются на этиловый спирт и диоксид углерода. Мукор и сарцины.

51. молочнокислое брожение и его возбудители. Открыты митером 1878г, ворзбудители гомоферментативные сбраживают молочную к-ту, а гетероферментативные кроме молочной к-ту образуют летучи к-ты, этиловым спиртом, диоксид углерода, водорода и др. шаровидные молочнокислые стрептококки, палочка болгарская, ацетофильная. С6Н12О6=2С5Н6О3. Возбудители молочного брожения расщепляют гексозу с образованием молочной к-ты.

52. масленокислое брожение и его возбудители. Отрытие пастер, виноградскии. Посев содержат плоские бациллы(перетрихи). С6Н12О6=СН3СН3СООН+2СО2+2Н2О . для получения масленой к-ты используют крахмал содержащие сырье, крахмал гидролизуют 0,4-0,3% серной к-ты. В результате образуется масленая к-та ,которая в виде эпифитах используют в плодородии.

56. микробиология силоса. Силос –заквашеный корм,полученый из растительной массы с помощею биохимических процессов. Силосовую массу закладывают в яму, изолируют от воздуха. Сущ 2 способа силосования: 1. Холодный способ, при тем 25-35^оС растительную массу уплотнеют, измельчают. Сущ большое кол-во полимерных клеток. 2. Горячи способ применяют при квашение грубостеблевых малоценных кормов. Чтобы повысить тем до 50^о корм укладывают рыхло и постепенно чтобы создать условия для бурного развития микробиол процессов. Микробиологиче процессы При повышенной темп ,протеины вступают во взаимосвяз с пахучими в-ми изовалерияновой к-ты. Образуются пропионовая и уксусная к-та. Питательн. Такой корм охотно поедают животн т.к. запах вызывает аппетит , но он беден протеинами и др питател в-ми, необходим для нормальной деятельности микроорган. Микрофлора. Бактерии в основном коковидные и палочковидные. Палочк развиваются при тем 40-45⁰С коков при25-35 ⁰С . термофилы возбудители молочно кислого брожения .

57. микробиология сенажа. Сенаж- зеленая растительн масса с пониженной влажностью 40-50% сохран под влиянием физ сухности и биохим процессов вызываемых микроорган при нахождение ее в кормахронилещах, изолированы от кислорода. Мах кол микроорган только на 15 день. Микробиолог процесс связан с образованием орган к-т . важный компонент корма углеводы. В результате гидролиза полисахоридов кол-во сахара возрастет , что повышает питательн ценность корма. В нем содержится лизина 4,14%, аспергин 10,39 аланина 5,39.

58. микробиология сена. Сено- это скошение травы,которые имеет влажн 17-18% и содержат большое кол-во свободн волды. Травы скошенные утренее время сохнет в 3 раза быстрее,чем травы скошенные в полдень . чем короче сушка тем меньше потери. Ускорить сушку можно ворошением травы после скашивания или ч\з 3-4ч нахождение ее в валках плющением стеблей увеличивает площадь соприкосновения раст массы с воздухом, возрастет ее обезвоживание . при попадание воды внутерь скидры или стога деяте микроорган усиливается темп повышения до 40-50С и выше происходит гибель мезофиллов и активная деятельн термофилов ч\з 4-5 дней тем повышается до 70-80, наблюдается обугливание. При 90⁰ микроорг прикращ свою деятельн, в дальнейшая процессы протекают хим путем. Наиболее ценным для животн является сено бобовых , во время бутанизации содержится богльшое кол-во питат в-в. Соединяют большое кол-во эпифлов, мезофиллов, термофилов.

55. дрожжевание кормов. Это микробиолог способ полготовки кормов к скармливанию.дрожжи обогащают корм не только белком. Но ивитаминоми, ферментами.они широко распространены в природе постоянно находится на растениях, особенно на цветках и плодах.для хозяйств целей выведена культурные расы дрожжей , которыи отличаются высокой энергии роста на искусственных средах. Дрожжи размножаются почкованием . на поверхности материнской клетки образуются дочерняя клетка, которая ч\з некоторые время отделяется, формируя новый организм. Культурные дрожжи делят на пивные, винокуренные, кормовов. Они различаются по активности брожения, спиртообразования, по способности превращать крахмал в сахар. Для дрожжевания кормов можно использовать любые из названых дрожжей, но лудше из них являются пекарские. Питательная ценность дрожжей высока. В них содержится белки , углероды, жиры. В состав дрожжей входит многие жизненно необходимые к-ты: аргинин, гистидин,лизин.