7.5. Энергетический метаболизм хемолитоавтотрофов. Понятие об анаэробном дыхании

Небольшое число бактерий (денитрифицирующие, дисульфатирующие бактерии) в анаэробных условиях окисляют органические вещества не с помощью молекулярного кислорода, а с использованием связанного кислорода, находящегося в молекуле нитратов, сульфатов. Эти неорганические вещества богаты кислородом и являются акцепторами водорода.

Анаэробное дыхание - окислительно-восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ, в котором донором ионов водорода являются органические вещества, а акцептором - неорганические соединения.

Анаэробное дыхание бывает двух типов:

• нитратное. Это окисление органических соединений кислородом нитратов. Нитратное дыхание осуществляют денитрифицирующие бактерии:

5С₆Н₁₂ 0₆ + 24 КNОз  24 КНСОз + 18Н₂О + 12 N₂ +6 СО₂ + Е;

• сульфатное. Это окисление органических веществ кислородом сульфатов. Такой тип анаэробного дыхания осуществляют дисульфатирующие бактерии.

С₆Н₁₂О₆ + 3 K₂ SО₄  3 К₂СОз + 3 CO₂ + 3 H₂S  + Е

Процессы анаэробного дыхания сопровождаются значительным выделением энергии.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое «анаболизм»?

2. В чем сущность энергетического обмена?

3. В чем состоит взаимосвязь конструктивного и энергетического обмена?

4. Что такое «фосфорилирование»?

5. Какие типы фосфорилирования Вы знаете?

6. Что понимается под «биологическим окислением?

7. Что такое «брожение»?

8. Как называется процесс аэробного окисления глюкозы до углекислого газа и воды?

9. Что такое «неполные окисления» или «окислительные брожения»? Привести примеры.

10. Чем «типичные брожения» отличаются от «окислительных брожений»?

11. Какие ферменты принимают участие в энергетическом обмене аэробов, факультативных анаэробов, облигатных анаэробов?

12. Что подразумевается под «амфиболитическими путями»?

13. Что такое «анаэробное дыхание»?

14. Какие типы анаэробного дыхания Вы знаете?

15. Каков энергетический эффект процесса дыхания?

16. Какое количество молекул АТФ образуется при анаэробном окислении одной молекулы глюкозы?

17. Перечислить основные этапы анаэробного окисления глюкозы.

18. Перечислить основные этапы аэробного окисления глюкозы.

19. Привести суммарную реакцию процесса дыхания.

20. На какие группы делятся микроорганизмы в зависимости от отношения к кислороду?

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. -М.: Мир, 1987.- 500 с.

2. Грачева И.М. Технология микробного синтеза белков, аминокислот. - М.:

Тема 8 культивирование и рост микроорганизмов

8.1 Понятие о чистых и накопительных культурах микроорганизмов

8.2 Способы культивирования микроорганизмов

8.3 Закономерности роста статической и непрерывной культуры

8.1. Понятие о чистых и накопительных культурах микроорганизмов

Выращивание микроорганизмов на питательных средах называется культивированием, а развившиеся в таких средах микроорганизмы - культурой. При культивировании происходит рост культуры - физиологический процесс, в результате которого увеличивается биомасса - масса клеточного вещества данного микроорганизма.

Чистой культурой микроорганизма называют культуру, которая представлена потомством одной клетки. Естественным путем получить чистую культуру почти невозможно, поэтому ее получают искусственно. Для выделения чистой культуры используют плотные питательные среды, на которых каждая клетка вырастает в виде изолированной колонии - популяции микроорганизмов одного вида.

Перед выделением чистой культуры из какого-либо пищевого продукта или природного субстрата (например: почвы, воды), в котором данный микроорганизм находится в небольших количествах, вначале получают накопительные культуры, проводя культивирование в элективных условиях.

Накопительные культуры состоят преимущественно из клеток микроорганизмов одного вида . Элективные (накопительные) условия - условия, способствующие развитию одной культуры и ограничивающие развитие сопутствующих микроорганизмов. Создать накопительные условия можно путем использования накопительных сред. Примером элективных условий может быть повышенная температура (для выделения термоустойчивых форм бактерий), повышенная кислотность, повышенная концентрация соли и т.д.

Инкубация - культивирование микроорганизмов при определенной температуре.

Хранят чистые культуры обычно на плотных питательных средах в пробирках. При этом постоянно необходимо делать пересевы на свежую питательную среду.

К другим способам хранения чистых культур относятся сохранение их на накопительной среде под слоем вазелинового масла и хранение в лиофилизованном состоянии (сушка под вакуумом замороженных клеток микроорганизмов).

В пищевой промышленности применяют чистые культуры дрожжей, молочнокислых, уксуснокислых, пропионовокислых бактерий, обладающих ценными свойствами для производства. В последнее время находят успешное применение многокомпонентные чистые культуры, состоящие из двух и более видов микроорганизмов.

Работа по получению и поддержанию чистых культур промышленных микроорганизмов осуществляется в научно-исследовательских лабораториях. Там они выделяются из различных субстратов, изучаются и наиболее продуктивные, пригодные для производства, хранятся в коллекции музея чистых культур, откуда рассылаются отраслевыми научно-исследовательскими институтами на предприятия. В заводской лаборатории микробиолог подготавливает культуру для производственного цикла, проверяет ее биологическую чистоту, активность.