1.Какие разделы включает микробиология и что является предметом их изучения. Значение микроорганизмов в природе. Микробиология как наука изучаег морфологию, систематику и физиологические особенности микроорганизмов, условия их жиз­недеятельности. роль в природе и жизни человека. Микробиология изучает также многочислен­ных простейших животных (протозоа) и водоросли, имеющие мик­роскопические размеры. Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли и природе. При их участии происходит разло­жение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обусловливают круговорот веществ и анергии в природе; от их де­ятельности зависит плодородие почв. формирование каменного уг­ля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных про­цессах. Многие микроорганизмы используют в промышленном и сель­скохозяйственном производстве. Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, фер­ментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и мно­гих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорга­низмов. Особенно велико значение микроорганизмов в растение­водстве и животноводстве. Это обогащение почвы азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микроб­ных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, по­лучение кормового белка, антибиотиков и других веществ микроб­ного происхождения. Разделы: техническая (изучает м/орг-мы к-рые исп-ся в промышленности), медицинская (м/организмы, к-рые вызав-т заболев-я, м-ды лечения и предупреждения),с/х микробиология( изучает м/орг-мы, к-рые способствуют повышению плодородия почв), водная( микроорг-мы населяющие водную часть), санитарная(разрабат-т м-ды, к-рые предупреждают заболев-я чел-ка).

2. Назовите основные факторы широкого использования микроорганизмов в биотехнологических процессах.

Возможность использования самых разнообразных хим соединений, в т.ч. отходов производства для культивирования микроорганизмов: отходы молочной промышленности, отруби, жмехи, масличных культур.

микроорганизмы хар-ся высокой интенсивностью белка.

относительно не сложная технология культивирования микроорганизмов, к-рые м-но осуществлять в любое время года.

Высокое содержание белка, углеводов, витаминов, липидов, ферментов.

Повышенное содержание незаменимых аминокислот по сравнению с раст белками.

Возможность направленного генетического влияния на хим состав микроорг-в в целях совершенствования белковой и витаминной ценности продукта.

Использование белка микробного происхождения для изготовления пищ продуктов позволяет экономить высокоценные жив-е белки

3.Основные открытия, сделанные Л.Пастером, положившие начало совр. микробиол. Человеком, который своими работами положил начало совре­менной микробиологии, был выдающийся французский ученый Луи Пастер (1822—1895). 1857 г. — Брожения. 1860 г. — Самопроизвольное зарождение. 1865 г. — Болезни вина и пива. 1868 г. — Болезни шелкович­ных червей. 1881 г. — Зараза и вакцина. 1885 г. — Предохранение от бе­шенства».Изучая молочнокислое, спиртовое, маслянокислое брожение, Л. Пастер выяснил, что эти процессы вы­зываются определенными вида­ми микроорганизмов и непосред­ственно связаны с их жизнедея­тельностью. Позднее, изучая «бо­лезни» вина, болезни животных и человека, он экспериментально установил, что их «виновниками» также являются микроорганизмы. Таким образом, Л. Пастер впервые показал, что микроорганизмы — это активные фор­мы, полезные или вредные, энергично воздействующие на окру­жающую природу, в том числе и на человека. Принципиально важным не только для микробиологии, но и для более глубокого понимания сущности живого в его разнооб­разных проявлениях было открытие Л. Пастером у микроорганиз­мов новых типов жизни, не похожих на те, которые имеют место в мире растений и животных. Пастер при изучении спир­тового брожения установил, что оно — результат жизнедеятель­ности дрожжей без доступа кислорода. Позднее при изучении маслянокислого брожения ученый обнаружил, что возбудители бро­жения вообще отрицательно относятся к кислороду и могут размножаться только в условиях, исключающих его свободный доступ. Таким образом, Пастер обнаружил существование «жизни без кислорода», т.е. анаэробный способ существования. Он же ввел термины «аэробный» и «анаэробный» для обозначения жизни в присутствии или в отсутствие молекулярного кислорода.

14. Извитые формы бактеоий. Бактерии извитой формы. Вибрионы слегка изогнутые клет­ки. Изгиб их меньше половины окружности. Спириллы В отличие от виб­рионов их клетки более длинные, толстые и извитые. Извитость или равна, или больше половины окружности. Спириллы могут иметь один завиток (в виде русской буквы С), два (в виде латинской буквы 5) или несколь­ко ('в виде спирали). Спирохеты—длинные и тонкие клетки с большим количеством мелких, но крутых завитков. Длина спиро­хет превышает толщину в 5—200 раз.

4.Генетический аппарат прокариот. Установлено, что генетический материал прокариотных организмов, как и эукариотных, представлен ДНК, но имеются существенные различия в его структурной организации. У прокариот ДНК представляет со­бой более или менее компактное образование, занимающее опре­деленную область в цитоплазме и не отделенное от нее мембра­ной, как это имеет место у эукариот. Чтобы подчеркнуть струк­турные различия в генетическом аппарате прокариотных и эукариотных клеток, предложено у первых его называть нуклеоидом в отличие от ядра у вторых.

Вся генетическая информация прокариот содержится в одной молекуле ДНК, имеющей форму ковалснтно замкнутого кольца и получившей название бактериальной хромосомы'. Дли­на молекулы в развернутом виде может составлять более 1 мм, т. е. почти в 1000 раз превышать длину бактериальной клетки. Хромосомы большинства прокариот имеют молекулярную массу в пределах (1—3) 10 Да. В группе микоплазм генетический материал представлен молекулами, имеющими наименьшее для клеточ­ных организмов количество ДНК (0,4—0.8)-10⁹, а наибольшее со­держание ДНК обнаружено у нитчатых цианобактерий (8,5- Ю⁹) ДНК прокариот построена так же, как и эукариот. Молекула ДНК несет множество отрицательных зарядов, посколь­ку каждый фосфатный остаток содержит ионизированную гидроксильную группу. У эукариот отрицательные заряды централизу­ются образованием комплекса ДНК с основными белками — гистонами. В клетках подавляющего большинства прокариот не обнаружено гистонов, поэтому нейтрализация зарядов осуществ­ляется взаимодействием ДНК с полиаминами (спермином и спермидином), а также с ионами магния. Деление молекулы ДНК (репликация) происходит по полу­консервативному механизму и в норме всегда предшествует деле­нию клетки. Репликация молекул ДНК происходит параллельно с синтезом мембраны в области контакта ДНК с ЦПМ. Это приводит к разде­лению (сегрегации) дочерних молекул ДНК и оформлению обо­собленных хромосом. Модель строения бактериальной хромосомы должна объяснять также прохождение в клетке процессов транскрипции и трансля­ции. Согласно существующим представлениям суперспирализованные петли соответствуют неактивным в данное время участкам ДНК и находятся в центре нуклеоида. По его периферии распола­гаются деспирализованные участки, на ко­торых происходит синтез информационной РНК (иРНК), при этом, поскольку у бак­терий процессы транскрипции и трансля­ции идут одновременно, одна и та же мо­лекула и РНК может быть одновременно связана с ДНК и рибосомами

5. Какие признаки положены в основу классификации живых существ. С основными характеристиками микроорганизма знакомятся в следующем порядке: определяют, каков внешний вид микроорга­низма — его форма, подвижность (наличие жгутиков и их располо­жение), наличие капсул и способность к образованию эндоспор. способность окрашиваться по Граму: выясняют особенности обмена веществ, способы получения энергии; наконец, определяют, каким образом он изменяет внешнюю среду, в которой растет, и как окру­жающая среда влияет на его жизнедеятельность. В систематике микроорганизмов иногда используют нумерическую таксономию. В основу нумерической, таксоно­мии положены следующие принципы: равномерность изучаемых признаков организмов; доведение их количества до максимальной величины: выделение каждой таксономической группы но числу совпадающих признаков. После подробного изучения микроорганизму дают научное название, которое должно быть выражено двумя латинскими слова­ми, как этого требует биноминлгьная номенклатура.Первое слово — название рода,от­ражает какой-либо морфологический или физиологический при­знак микроорганизма либо фамилию ученого, открывшего микро­организм, либо особый отличительный признак, например место обитания. Второе слово пишется со строчной буквы и обозначает видо­вое название микроорганизма и некоторых других отличи­тельных признаков. Например, название Bacillus albus указывает, что микроорганизм грамположителсн. представляет собой спорообразующую аэробную палочку (свойства рода Bacillus), а видовое назва­ние характеризует цвет колонии (albus- белый). Живой мир нашей планеты обычно подразделяют на четыре царства: растения, животные, грибы и прокариоты .Одноклеточные эукариоты также часто выделяют в отдельное царство протистов . система высших таксонов живого мира выглядит так: Надцарства Прокариоты Эукариоты царства Архебактерий. эубактерии Растения, животные, грибы В биологии выделяют две систематики живых организмов — филогенетическую, или естественную, и искусственную.

6.Основные различия между прокариотами и эукариотами. Цитоплазма и элементарная мембрана, окружающая ее, — непременные и обязательные структурные эле­менты клетки. Это то, что лежит в основе строения всех без ис­ключения клеток. Изучение тонкой структуры выявило существен­ные различия в строении клеток прокариот (бактерий и циано-бактерий) и эукариот (остальные макро- и микроорганизмы). Прокариотная клетка отличается тем, что имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, на­зываемой клеточной, или цитоплазматической (ЦПМ). У подав­ляющего большинства прокариот ЦПМ — единственная мембра­на, обнаруживаемая в клетке. В эукариотных клетках в отличие от прокариотных есть вторичные полости. Ядерная мем­брана, отграничивающая ДНК от остальной цитоплазмы, фор­мирует вторичную полость. Наружные мембраны хлоропластов и митохондрий, окружающие заключенные в них функционально специализированные мембраны, играют аналогичную роль. Кле­точные структуры, ограниченные элементарными мембранами и выполняющие в клетке определенные функции, получили назва­ние органелл. Ядро, митохондрии, хлоропласты — это клеточ­ные органеллы. В эукариотных клетках помимо перечисленных выше есть и другие органеллы. В клетках прокариот органеллы, типичные для эукариот, от­сутствуют. Ядерная ДНК у них не отделена от цитоплазмы мемб­раной. В цитоплазме находятся функционально специализирован­ные структуры, но они не изолированы от цитоплазмы с помошью мембран и, следовательно, не образуют замкнутых полостей. Эти структуры могут быть сформированы и мембранами, но по­следние не замкнуты и, как правило, обнаруживают тесную связь с ЦПМ, являясь результатом ее локального внутриклеточного разрастания. В клетках прокариот есть также образования, окру­женные особой мембраной, имеющей иное по сравнению с эле­ментарной строение и химический состав. Таким образом, основное различие между двумя типами кле­ток — существование в эукариотной клетке вторичных полостей, сформированных с участием элементарных мембран.

7.Методы изучения микроорганизмов.

Микроскопический метод. Изучает морфологию, а также отношение микроорг. к окраске, подвижность, способ размножения. Бактериологический – предусматривает посев микробов на плотные питательные среды, изолирует микроорганизмы один от другого и получает чистые культуры, изучает характер роста. Биохимический метод позволяет определить принадлежность микроорг к тому или иному роду по его биохим-й или ферментативной активности. Серологический – основан на идентификации выделенных микробов и определении их видовой принадлежности по их антигенной стр-ры с помощью антител. Биологический позволяет отделить патогенных для организма жив-х и раст микроорганизмов(паразитов) от сапрофитов. Этот м-д проводится путем заражения экспериментальных жив-х и раст микробами и выделение их в чистую группу. Молекулярно-биологич м-д – выделяет ДНК.

8. Какую функцию выполняют микроорганизмы в круговороте азота. Основные пути превращения соединений азота и мкроорганизмы осуществляющие эти процессы. Микроорганизмы выполняют огромную роль в превращении азота. Превращения азота и содержащих этот элемент соединений в почве довольно сложны, но в них можно выделить основные направления, определяющий круговорот азота в природе: Атмосферный азот фиксация азота аммонификация белков и аминокислот нитрификация денитрификация. Денитрификация. Нитраты восстанавливают до газообразного азота бактерии, главным образом рода Pseudomonas. Нитрификация. Аммиак окисляют до нитритов бактерии рода Nitrosomonas, а нитриты до нитратов – рода Nitrobacter. Аммонификация белков и аминокислот. Белки животных и растительных остатков (экскременты, трупы животных и растительные ткани) разлагают в почве разнообразные микроорганизмы, например родов Pseudomonas, Bacillus, clostridium. В рез-те образ-ся аминокислоты, затем дезаминирующиеся с выделением NH₃ и других соединений. Фиксация азота. Атмосферный азот фиксирует бактерии родов Azotobacter, Clostridium, Rhizobium, цианобактерии и другии микроорганизмы (фиксированный азот используют растения и превращают его в растительный белок; растения поедают животные – образуется животный белок и т.д.) Некоторую часть атмосферного азота связывают свободноживущие или находящиеся в симбиозе с растениями микроорганизмы. Данный процесс обогащает азотом и почву, и растения. Органиче­ские азотсодержащие соединения в тканях растений и животных, попадая в почву, подвергаются минерализации до аммонийных со­единений. Аммонийная форма азота подвергается в почве окислению нитрифицирующими бактериями с образованием солей азотной кислоты. При определенных условиях нитраты могут восстанавли­ваться до молекулярного азота и улетучиваются из почвы. Значи­тельное количество азотсодержащих соединений микроорганизмы ассимилируют, а азот в органических формах практически недосту­пен растениям. Приведенные примеры показывают, что микроорганизмы способны вызывать как мобилизационные процессы и накапливать доступные для растений минеральные азотсодержащие вещества, так и диаметрально противоположные им — иммобилизационные, обедняющие почву ценными для растений соединениями.

9. Наследственный тип изменчивости. Если измененные особи имеют некоторое преимущество перед неизмененными, выражающееся в повышенной скорости роста или жизнеспособности они постепенно накапливаются в популяции и вытесняют исходные особи. Изучение особенностей второго типа изменений привело к заключению, что последние возникают случайно. И наконец, эти изменения постоянны, т.е. передаются из поколения в поколение при размножении организма. Такой тип изменчивости был назван наследственным. Наследственные изменения можно подразделить на изменения, возникающие в результате мутаций и рекомбинаций генетическо­го материала. Скачкообразные изменения в генетическом матери­але клетки- приводящие к появлению новых признаков, подучи­ли название мутаций. Мутации возникают в популяции особей всегда, часто без видимых воздействий на популяцию. Такие мута­ции, причины возникновения которых нам неизвестны, называ­ются спонтанными. Повышать частоту мутаций по сравнению со спонтанным фоном, т.е. индуцировать их, могут физические, хи­мические и биологические факторы, действующие на генетиче­ский материал клетки. Физические факторы — это прежде всего коротковолновое излучение (ультрафиолетовые и рентгеновские лучи). Ко второму типу наследственной изменчивости относятся из­менения, возникающие у прокариот в результате рекомбина­ции генетического материала, при которой происходит час­тичное объединение геномов двух клеток. Известны три основных способа, приводящих к ре­комбинации генетического мате­риала прокариот (конъюгация, трансформация и трансдукция), различающихся механизмами передачи хромосомной ДНК. При конъюгации, осуще­ствляется направленный пере­нос генетического материала от клетки-донора в клетку-реципи­ент. Трансформация бактерий заключается в переносе ДНК, выделенной из одних клеток, в другие. Для трансформации не требуется непосредственного контакта между двумя клетками. Спо­собность ДНК проникать в клетку-реципиент зависит как от при­роды самой ДНК, так и от физиологического состояния клетки-реципиента

10. Общие признаки микроорганизмов.

малая величина особи

активность

пластичность

распространение в природе

удобство в обращении с ней в лаборатории.

11. ФОРМЫ МИКРООРГАНИЗМОВ

По форме все бактерии можно разделить на шаровидные (кокки), палочковидные, извитые и нитчатые. Бактерии шаровидные — кокки делятся на следующие группы. Микрококки, в природе встречаются в виде одиноч­ных шаровидных клеток. В качестве примера можно взять клетки Micrococcus agilis. Диплококки—шаровидные бак­терии, соединенные по две клетки. К диплококкам от­носится Azotobacter chroococcum Стрептококки— шаровидные бактерии, образующие в результате деления клеток в одной плоскости разнообразной длины цепочки. (Streptococcus lactis) Сарцины— шаровидные бакте­рии, группирующиеся по 8 клеток. Располагаются они в виде куба, с каждой стороны которого по 4 клетки.(Sarcina flava) Бактерии палочковидные делятся на две группы; ба­циллы и бактерии. Бактерии извитой формы. Вибрионы слегка изогнутые клет­ки. Изгиб их меньше половины окружности. Спириллы В отличие от виб­рионов их клетки более длинные, толстые и извитые. Спирохеты—длинные и тонкие клетки с большим количеством мелких, но крутых завитков. Длина спиро­хет превышает толщину в 5—200 раз. Миксобактерии (слизистые бактерии). Группа бак­терий, стоящих на более высокой ступени развития, чем бактерии Вегетативные клетки имеют палочковидную форму с заостренными или ок­руглыми концами. Актиномицеты —Это группа микроорганиз­мов, занимающая промежуточное положение .между бактериями и грибами. Нокардиа (проактиномицеты) — форма, переходная от актиномицетов к микобактериям. Воздушный мице­лий отсутствует или слабо развит. Микобактерии—наиболее низко организованные актиномицеты. В некоторых классификациях их относят к бактериям. Настоящего мицелия не образуют.

12. На какие морфологические формы делятся кокки. Бактерии шаровидные — кокки делятся на следующие группы. Микрококки, в природе встречаются в виде одиноч­ных шаровидных клеток. В качестве примера можно взять клетки Micrococcus agilis. Диплококки—шаровидные бак­терии, соединенные по две клетки. К диплококкам от­носится Azotobacter chroococcum Стрептококки— шаровидные бактерии, образующие в результате деления клеток в одной плоскости разнообразной длины цепочки. (Streptococcus lactis) Сарцины— шаровидные бакте­рии, группирующиеся по 8 клеток. Располагаются они в виде куба, с каждой стороны которого по 4 клетки.(Sarcina flava)

13. На какие группы делятся палочковидные бактерии. Бактерии палочковидные делятся на две группы; ба­циллы и бактерии. Бациллы образуют споры, бактерии их не образуют К бактериям принадлежит Pseudomonas stutzeri, относящаяся к денитрификаторам. Бактерии нитчатой формы представляют собой цепочки цилиндрических клеток, часто окруженные общим влагалищем (или чехлом).

15. Назовите основные группы новых форм бактерий. Новые формы бактерий.

Нитевидные

стебельковые

актиномицеты.

Нитевидные бактерии (5-50 мкм) прямые, изогнутые, скрученные. Многоклеточные колониальные микроорганизмы, не имеющие функционального разделения между клетками – это водные организмы, размножаются путем фрагментации, т.е. деления на фрагменты. Стебельковые и почкующиеся бактерии сидят на стебельках, к-рые сидят на слизи. Микобактерии—наиболее низко организованные актиномицеты. В некоторых классификациях их относят к бактериям. Настоящего мицелия не образуют. Актиномицеты – лучистые грибы. Занимают промежуточное положение м-ду бактериями и грибами. Корнебактерии, для них характерна тенденция к ветвлению клеток и образования кокковидных клеток в старых колониях. ( Corynebacterium dipteriac- возбудитель дифтерии). Нокардиа (проактиномицеты) — форма, переходная от актиномицетов к микобактериям. Воздушный мице­лий отсутствует или слабо развит

16. Опишите основные морфологические и физиологические особенности основных групп актиномицетов. Актиномицеты, или лучистые грибы, под таким названием объединена об­ширная группа одноклеточных грамположительных мик­роорганизмов, имеющих тенденцию к ветвлению. Среди актиномицетов имеются сапрофиты, принимающие активное участие в почвообразовательных процессах, об­разуя вещество., придающее ей характерный за­пах; продуценты биологически активных веществ—анти­биотиков; возбудители инфекционных болезней. Актиномицеты представляют собой одну разветвлен­ную клетку, гифы которой формируют мицелий (грибни­цу). Он может быть субстратный и воздушный. На концах мицелия путем его фрагментации образуются споры (ко­нидии), с помощью которых происходит размножение. Актиномицеты совмещают в себе признаки грибов и бактерий. С низшими грибами актиномицеты сближает наличие одноклеточного мицелия, размноже­ние при помощи спор и оидий (фрагменты мицелия), об­разование на плотных средах колоний с субстратным и воздушным мицелием. С бактериями—тол­щина гиф мицелия (их рассматривают под иммерсионной системой микроскопа), окрашивание анилиновыми кра­сителями и положительно по Граму, наличие кислотоус­тойчивых форм. способность расти на мясопептонном агаре при 35—37°С. прокариотический тип клетки. На агаризованных средах актиномицеты образуют округлые с плотным центром колонии, которые прочно соединяются с субстратом. Они бывают окрашены в красный, розовый, зеленый, бурый и другие пвета, Наря­ду с сапрофитами имеются и патогенные формы, ведущие паразитический образ жизни. Они вызывают тяжелые хронические болезни (актиномикоз и др.) у животных н человека.

17. Какие компоненты бактериальной клетки относится клеточной оболочке, какие образуют протопласт.

Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенно­стей, касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации Структуры, расположенные снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсин­ки), называют обычно поверхностными структурами. Термином «клеточная оболочка» часто обозначают все слои, располагающиеся с внешней стороны от ЦПМ (клеточная стен­ка, капсула, слизистый чехол). ЦПМ вместе с цитоплазмой назы­вается протопластом . Клеточная стенка

Клеточная стенка — важный и обязательный структурный эле­мент подавляющего большинства прокариотных клеток, распола­гающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно контактирующий с окружающей средой (у клеток, не содержащих этих слоев клеточной оболочки). На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50 % сухих веществ клетки. Клеточная стенка служит механическим барьером между протопластом и внеш­ней средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. Концентрация солей в клетке, как правило, намного выше, чем в окружающей среде, и поэтому между ними существует большое различие в осмотическом давлении. Клеточная стенка чисто меха­нически защищает клетку от проникновения в нее избытка воды. В состав клеточной стенки эубактерий входят семь различных групп химических веществ, при этом пептидогликан присутству­ет только в клеточной стенке. У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90 %), у грамотрицательных — содержание пептидогликана зна­чительно меньше (1—10 %). Клеточная стенка цианобактерий, сход­ная с таковой грамотрицательных эубактерий, содержит от 20 до 50% этого гетерополимер

18. Назовите основные отличительные особенности структуры бактериальной клеточной стенки. Клеточная стенка — важный и обязательный структурный эле­мент подавляющего большинства прокариотных клеток, распола­гающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно контактирующий с окружающей средой (у клеток, не содержащих этих слоев клеточной оболочки). На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50 % сухих веществ клетки. Клеточная стенка служит механическим барьером между протопластом и внеш­ней средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. Ф-ции Кл.стенки: защита от мех. и осмотич. сил внеш среды, регуляция роста и развития, распределение генетической информации. Главный компонент клет стенки – пептидогликан или муреин. Это структурный компонент, который найден у микроорг. – бактерии. Пептидогликан – это гетерополимер, к-рый состоит из чередующихся остатков N-ацетилглюкозаминаи и N-ацетилмурамовой к-ты, соед м-ду собой гликовидной связью. По строению и химическому составу клеточная стенка прокариот резко отличается от таковой эукариотных организмов. В ее состав входят специфические полимерные комплексы, которые не содержатся в других клеточных структурах. Химический состав и строение клеточной стенки постоянны для определенного вида и являются важным диагностическим признаком. В зависимости от строения клеточной стенки прокариоты, относящиеся к эубактериям, делятся на две большие группы. Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных эубактерий резко различаются как по химическому составу, так и по ультраструктурс. В состав клеточной стенки эубактерий входят семь различных групп химических веществ, при этом пептидогликан присутству­ет только в клеточной стенке. У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90 %), у грамотри цательных — содержание пептидогликана зна­чительно меньше (1—10%). Клеточная стенка цианобактсрий, сход­ная с таковой грамотрицательных эубактерий, содержит от 20 до 50 % этого гетерополимера.

19. В чем заключается отличие м-ду бактериальной клеточной стенкой Грам+ и Грам- типов.

Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных эубактерий резко различаются как по химическому составу, так и по ультраструктурс.У грамположительных эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90 %), у грамотри цательных — содержание пептидогликана зна­чительно меньше (1—10%). клеточная стенка грамположительных эубактерии выглядит как гомогенный электронно-плот­ный слой, толщина которого колеблется для разных видов от 20 до 80 им. У грамотрицательных эубактерии обнаружена многослой­ная клеточная стенка. Внутренний электронно-плотный слой тол­щиной порядка 2—3 нм состоит из пептидогликана. Снаружи к нему прилегает, как правило, волнистый слой, имею­щий характерное строение: две

электронно-плотные полосы, раз­деленные электронно-прозрачным промежутком. Такой вид харак­терен для элементарных мембран. Поэтому трехконтурный внеш­ний компонент клеточной стенки грамотрицательных эубактерии получил название наружной мембраны. Рис. 5. Клеточная стенка грам положительных (А) и грамотрннательных (5) эубактерии: 1 — цито плаз магическая мембрана; 2 — пептидогликан; 3 — периплазматичс-ское пространство; 4 — наружная мембрана; 5 — цитоплазма, в центре которой расположена ДНК Клеточная стенка грамположительных эубактерий плотно при­легает к ЦПМ в отличие от клеточной стенки грамотрицательных видов, компоненты которой (пептидогликановый слой и наруж­ная мембрана) разделены электронно-прозрачным промежутком и четко отделены аналогичным образом от ЦПМ. ПространствоТаким образом, основными компонентами клеточной стенки грамположительных эубактерий являются три типа макромолекул:пептидогликаны, тейхоевые кислоты и полисахариды, Клеточная стенка грамот-рицательных эубактерий. В ее состав входит гораздо большее число макромолекул разного химического типа Пентидогликан образует толь­ко внутренний слой клеточной стенки, неплотно прилегая к ЦПМ. У большинства видов он образует одно- или двухслой­ную структуру, характеризу­ющуюся весьма редкими по­перечными связями между гетерополимерными цепями .Химическая структура пептидоглнкана грамотрицатель­ных эубактерий в основном сходна со структурой типич­ного пептидогликана грампо­ложительных эубактерий . Снаружи от пептидогликана располагается до­полнительный слой клеточной стенки — наружная мембрана. Её компонентом явл-ся липополисахарид сложного молекулярного строения.

20. Капсулы и слизи. Снаружи клеточная стенка прокариот часто бывает окружена слизистым веществом. Такие образования в зависимости от струк­турных особенностей получили название капсул, слизистых слоев или чехлов. Все они являются результатом биосинтеза прокариотами органических полимеров и отложения их вокруг клеток. Под капсулой понимают слизистое образование, обвола­кивающее клетку, сохраняющее связь с клеточной стенкой и име­ющее аморфное строение. Если толщина обра­зования меньше 0,2 мкм и, следовательно, оно может быть обна­ружено только с помощью электронного микроскопа, говорят о микрокапсуле. Если больше 0,2 мкм, говорят о макрокапсулс. По­следнюю можно видеть в обычный световой микроскоп. Для этого препарат просматривают в капле туши. которая не в состоянии проникнуть в капсулу. На темном фоне выделяются клетки, окру­женные светлыми зонами. Если же слизистое вещество имеет амор­фный, бесструктурный вид и легко отделяется от поверхности прокариотной клетки, говорят о слизистых слоях, окружа­ющих клетку. химический состав кап­сул, образуемых бактериями, родо- или видоспепифичен. Основ­ные химические компоненты большинства капсул прокариот — полисахарилы гомо- или гетерополимерной природы. Исключе­ние составляет капсула некоторых видов, построенная из полипсптида, являющегося полимером Д-глутаминовой кислоты. Для ряда бактерий показана способность синтезировать и выде­лять в окружающую среду волокна целлюлозы. Капсулы и слизи защищают клетку от механи­ческих повреждений, высыхания, создают дополнительный ос­мотический барьер, служат препятствием для проникновения фагов. Иногда слизистые образования могут служить источником запас­ных питательных веществ.Способность определенных бактерий синтезировать эти своеобразные внеклеточные полиме­ры находит практическое применение: их используют в качестве заменителя плазмы крови, а также для получения синтетических пленок.

21. Типы жгутикования микроорганизмов.

Плаваюшие палочковидные бактерии передвигаются при по­мощи особых нитевидных структур — жгутиков. Так двигается большинство спирил, энтеробактерий. псевдомонад. Кокки, за иск­лючением отдельных видов, жгутиков не имеют. Бактерию с одним жгутиком называют монотрихом; с пучком жгутиков на одном конце клетки — лофотрихом; на обоих концах — амфитрихом, со жгутиками, расположенными по всей поверхности клетки, — перитрихом спириллы имеют от 5 до 30 жгутиков, вибрионы— один или два-три жгутика на по­люсе клетки. У налочковидных бактерий насчитывается от 50 до 100 жгутиков. Кроме жгутиков, клетки бактерий могут иметь длинные, тонкие и прямые нити ~ фимбрии. Фимбрии зна­чительно короче и тоньше жгутиков, но более многочисленны. Об­наружены они как у подвижных, так и у неподвижных организмов. Длина фимбрии составляет 1,5 мкм, диаметр — 7 нм. На одну бакте­риальную клетку обычно приходится 50—400 фимбрии. Они распо­лагаются по всей поверхности клетки и состоят из белка — пилина. Известно несколько типов фимбрий, которые различают­ся функциями. Наиболее изучены функции фимбрий первого и вто­рого типов. Наличие фимбрий первого типа помогает бактериальной клетке прилипать к клеткам живых организмов (эритроцитам и другим клеткам животных и человека, к клеткам растений и грибов) и не­органическим субстратам или способствует образованию пленок на поверхности жидкостей, в которых протекает жизнедеятельность бактерий. Считают, что фимбрий данного типа служат органами прикрепления. Большой интерес представляют фимбрий второго типа, так называемые половые фимбрий. или F-Пили, имеющие внутри канал, через который передается генетический материал от одной клетки к другой при конъюгации бактерий. Полагают, что F-нили обеспечивают контакт между двумя клетками и служат конъюгационной трубкой, по кото­рой происходит передача ДНК.

24. Основные компоненты цитоплазмы бактериальной клетки. Содержимое клетки, окруженное ЦПМ, называется цито­плазмой. Фракция цитоплазмы, имеющая гомогенную конси­стенцию и содержащая набор растворимых РНК, ферментных бел­ков, продуктов и субстратов метаболических реакций, получила название цитозоля. Другая часть цитоплазмы представлена раз­нообразными структурными элементами: внутрицитоплазматическими мембранами (если они есть), генетическим аппаратом, рибосомами и включениями разной химической природы и функ­ционального назначения. Рибосомы — место синтеза белка — рибонуклеопротеиновые частицы размером 15—20 им. Их количество в клетке зависит от интенсивности процессов белкового синтеза и колеблется от 5000 до 90000. Общая масса рибосом может составлять при­мерно 1/4 клеточной массы, а количество рибосомальной РНК (рРНК) - 80-85 % всей бактериальной РНК. Отношение рРНК/ белок врибосомах составляет 2:1, у других прокариот оно может быть несколько сдвинуто в сторону преобладания белка. Рибосомы прокариот имеют константу седиментации 70S, отче­го получили название 70S-частиц. Большая часть рибосомальных белков выполняет струк­турную функцию. Синтез белка осуществляется агрегатами, состоящими из ри­босом, молекул информационной и транспортных РНК и назы­ваемыми полирибосомами, или полисомами.

22. Способы размножения бактерий. Размножение — это увеличение числа клеток микроорганиз­мов в популяции. Микроорганизмы размножаются поперечным де­лением, происходящим в процессе роста, почкованием или образо­ванием спор. Прокариоты обычно размножаются бесполым путем — бинарным делением. В начале деления клетка удлиняется, затем делится нуклеоид. Воспроизведение нуклеоида, содержащего всю генетическую информацию, необходимую для жизнедеятель­ности микроорганизма, — наиболее важный из всех процессов, ко­торые происходят при росте клетки. Репликация ДНК осуществляется при участии ферментов ДНК-полимераз. Процесс начинается в определенной точке ДНК и проис­ходит одновременно в двух противоположных направлениях. Закан­чивается репликация также в определенном месте ДНК. В результате репликации количество ДНК в клетке удваивает­ся. Вновь синтезированные молекулы ДНК постепенно расходятся в образующиеся дочерние клетки. Все это позволяет дочерней клет­ке иметь совершенно тождественную материнской по последова­тельности нуклеотидов молекулу ДНК. При делении палочковидных бактерий клетки вначале растут в длину. Когда бактерии становятся вдвое длиннее, палочка несколько сужается посередине, а затем распадается на две клетки. Чаще всего клетка делится на две равные части (изоморфное беление}, однако встречается и неравномерное (гетеро-морфное} деление, когда дочерняя клетка больше материнской. Спирохеты, риккетсии, а также некоторые дрожжи и мицелиальныс грибы, простейшие и другие организмы размножаются поперечным делением клеток. Миксобактерии делятся пе­ретяжкой. Сначала клетка в месте деления слегка сужается, далее клеточная стенка, постепенно впячиваясь с обеих сторон внутрь клетки, все больше и больше сужает ее и, наконец, делит на две. До­черняя клетка, одетая уже собственной цитоплазматической мембра­ной, еще некоторое время сохраняет общую клеточную стенку. Почкование у бактерий представляет собой разновидность бинарного деления и у ряда форм почти не отличается от деления. Например, у нитрифицирующих и некоторых фотосинтезирующих бактерий клетки делятся, но растут лишь с одного полюса материнской клетки, поэтому образующиеся новые клетки неравноценны — в большинстве случаев между ними можно обнаружить морфологические отличия. Иногда у бактерий наблюдается половой процесс, или конъюгация

23.Ядро бактериальной клетки. Нуклеоид. В цитоплазме бактериальных клеток расположена структура, эквивалентная ядру и называемая нуклеоидом. Нуклеоиды бактерий содержат ДНК, молекулярная масса которой колеблется от 0.45-10⁹ у микоплазм до 2,9* 10⁹ у спорообразующих бактерий и энтеробактерий, что значительно меньше молекулярной массы ДНК эукариот. Установлено, что бактериальная ДНК по фор­ме представляет собой свернутую в кольцо нить длиной 1,1—1,6 мм, называемую также бактериальной хромосомой. В покоящейся бактериальной клетке обычно содержится один Нуклеоид; клетки, находящиеся в фазе, предшествующей делению, имеют два нуклеоида; в фазе логарифмического роста — размно­жения — до четырех и более. Количество ДНК в клетке кишечной палочки определяется скоростью роста — обычно у быстрорастущих клеток на хромосоме видно несколько репликационных вилок; клетки могут содержать и несколько нуклеоидов. У ряда бактерий в клетке может быть не од­на, а много хромосом. Например, вегетативные клетки Бацилюс субцилюс имеют от двух до девяти хромосом и соответственно несколько нуклеоидов. Для многих цианобактерий характерны множественные хромосомы. Содержание ДНК у бактерий определяется в значитель­ной мере размерами клетки — чем больше клетка, тем больше ДНК. ДНК бактерий и объединенные с ней системы репликации, репарации, транскрипции и трансляции не отделены от остальной части клетки мембраной, так как у прокариот отсутствует ядерная оболочка. Однако у большинства бактерий выявляется четко отде­ленная от цитоплазмы центральная ядерная зона, где расположены нуклеоид или нуклеоплазма. По имеющимся наблюдениям, у грам-положительных бактерий нуклеоид более компактен и занимает относительно меньшую часть объема клетки, чем у грамотрицательных. Нуклеоид связан с мембраной (число точек связи может дости­гать 20 и более), у грамположительных бактерий — с мезосомой (нуклеоидосомой). Нуклеоид бактерий — основной носитель информации о свой­ствах клетки и основной фактор передачи этих свойств потомству. Кроме нуклеоида. в цитоплазме бактериальной клетки могут нахо­диться в сотни раз более короткие кольцевые нити ДНК — так на­зываемые внехромосомные факторы наследственности, получив­шие название плазмиды. Как выяснено, плазмиды не всегда имеются у бактерий. Однако их присутствие обеспечивает дополнительные, полезные для организма свойства, в частности связанные с размно­жением, устойчивостью к лекарственным препаратам, болезнетворностью и др.

25. Чем отличается естественная систематика от искусственной. Существуют 2 типа систематики биологических объектов; фи­логенетическая, или естественная, в основе которой лежит уста­новление родственных (генетических, эволюционных) свя­зей между организмами, и практическая, или искусственная, цель которой — выявление степени сходства между организмами для быстрой их идентификации и установления принадлежности к определенным таксонам. Если существующая систематика выс­ших организмов отражает в определенной мере эволюционные связи между ними, т.е. признаки, используемые для выявления степени сходства, отражают и степень родства между этими орга­низмами, то попытка создания на этой же основе систематики прокариот не была успешной. Основной таксономической категорией является вид. По со­временным представлениям, вид — это группа близких между собой организмов, имеющих общий корень происхождения и на данном этапе эволюции характеризующихся определенными морфологи­ческими. биохимическими и физиологическими признаками, обо­собленных отбором от других видов и приспособленных к опреде­ленной среде обитания. Важным признаком, определяющим принадлежность организ­мов к одному виду, является их способность скрещиваться и да­вать жизнеспособное потомство. Однако у прокариот размноже­ние половым путем отсутствует, поэтому данный признак для определения видовой принадлежности к ним неприменим. От­несение прокариотных организмов к одному или разным видам осуществляется в большой степени эмпирическим путем на ос­нове анализа многих признаков, при этом генетическая инфор­мация, содержащаяся в нехромосомных генетических элементах, для определения видовой принадлежности не используется. Виды объединяют в таксоны более высокого порядка — роды, роды — в семейства, далее следуют порядки, классы, отделы, царства. Для высших таксономических категорий пока нет удов­летворительного определения. В микробиологии употребляются такие термины, как «штамм» и «клон». Под штаммом понимают бактериальные культуры одного вида, выделенные, например, из разных мест обитания. Различия между штаммами не выходят за пределы вида. Клон — еще более узкое понятие, это культура, выделенная из одной клетки.

26. Классификация бактерий. Систематика (таксономия)— наука о многообразии и взаимосвязях между организмами. Одна из задач систематики — распределение (клас- сификация) множества организмов по группам (таксонам)'. Но прежде чем осуществлять такое распределение, необходимо достаточно полно охарактеризовать объекты и на основании отобранной информации идентифици­ровать их. Последнее может привести к выявлению организмов с неизвестными или известными признаками и соответственно помещению их в новый таксон на определенном уровне или же отнесению к известным таксонам. Дли характеристики организмов используют разнообразные признаки: морфологические, к ним относятся признаки, которые получают глядя в микроскоп: внешний вид (размер, форма, подвижность, наличие жгутиков, способность окрашиваться по Грамму), цитологические, культуральные, физиологические, биохимические (способ получения энергии, каким образом изменяют внешнюю среду, определение зависимости роста от темпер., рН среды и др.), иммунологические и др. Если объем информации для характеристики объектов по существу беспределен, как бесконечен сам процесс познания природы, то для целей идентификации может быть использован ограни­ченный объем информации, достаточный для распределения организмов по таксономическим группам. Специальный раздел таксономии — номенклатура— име­ет дело с правилами присвоения наименований описанным объек­там. В систематике бактерий для наименования объекта использу­ют биномиальную номенклатуру, согласно которой биологическому виду присваивают название, состоящее из двух слов: первое определяет принадлежность орга­низма к определенному роду, второе — виду. Названия бактериям присваивают в соответствии с правилами Международного ко­декса номенклатуры бактерий.Например: Bacillus albus (1-палочкрвидные бактерии,2-цвет колоний).

27. Дайте характеристику бактерий, относящихся к отделу Firmicutes

Отдел 2 — Firmicutes

К отделу Firmicutes от­носят прокариот с грамположительным типом клеточной стенки. Они могут быть в виде кокков, палочек или нитей. Некоторые клет­ки ветвятся. Бывают подвижные и неподвижные формы. Обычно фирмикуты размножаются бинарным делением, иногда — спорами.

В большинстве случаев это нефотосинтезирующие организмы' хемотрофы. аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы. Отдел включает неспорообразующие и спорообразуюшие бактерии, актиномицеты и близкие к ним организмы. Класс 1 — Firmibacteria Группа 1 — грамположительные кокки. Объединены в три семейства: Micrococcaceae, Streptococcacea, Peptococcacea. Бактерии семейства Micrococcaceae, имеют сферические клет­ки, способные делиться в одной или нескольких плоскостях, что приводит к образованию правильных или неправильных групп или пакетов. Подвижные и неподвижные. Спор не образуют. Хемоорганотрофы. Аэробы или факультативные анаэробы.

28. Дайте характеристику бактерий, относящихся к отделу Gracilicutes

Отдел 1 — Gracilicutes

К отделу Gracilicutes относят бактерий (кокки, палочки или нити), имеющих грамотрицательный тип клеточной стенки. Они могут быть подвиж­ными и неподвижными, эндоспор не образуют. У миксобактерин наблюдается образование плодовых тел и миксоспор. Размножаются бинарным делением, почкованием. В этот отдел входят фототрофные и нефототрофные бактерии, аэробы, анаэробы и факультатив­ные анаэробы. Некоторые виды являются облигатными внутрикле­точными паразитами. Класс 1- Scotobacteria. относят грамотрицательные. нефотосинтсзирующие бактерии Группа I — спирохеты. Спирохеты — гибкие, спирально извитые одноклеточные бактерии, представляющие собой очень длинные (5—500 мкм) и тонкие (0,09—0,75 мкм) клетки с одним или более витками спирали. Клетки спирохет состоят из протоплазматического цилиндра, переплетенного с одной или несколькими осевыми фибриллами, которые отходят от прикрепленных дисков, расположенных на кон­цах цилиндра. Группа 2 — анаэробные спиральные и вибриоидные грамотрицательные бактерии —представители которого характеризуются следующими при­знаками; клетки — жесткие, спирально извитые палочки, подвиж­ные, имеют один жгутик или пучок полярно расположенных жгу­тиков (на одном или на обоих концах клетки). Аэробы, микроаэрофилы- Хемоорганотрофы. В цитоплазме обычно имеются гранулы пол и-р-гидрокс и масляной кислоты. Сапротрофы или па­разиты.

29. Опишите способы передвижения бактерий.На клеточной поверхности многих прокариот имеются струк­туры, определяющие способность клетки к движению в жидкой среде. Это — жгутики. Их число, размеры, расположение, как пра­вило, являются признаками, постоянными для определенного вида, и поэтому учитываются при систематике прокариот. Большие успехи достигнуты в расшиф­ровке механизма движения прокариот, имеющих жгутики. Если в клетке много жгутиков, все они при движении собираются в пучок, вращаясь в одном направлении. Вращение жгутиков передается клетке, начинающей вра­щаться в противоположном направлении, и обеспечивает эффек­тивное движение (плавание) в жидкой среде и более медленное перемещение по поверхности твердых сред. Необычная локализация структур, ответственных за движение, описана у спирохет.Трехслойная структура, окружающая клетку и называемая у спирохет наружным чехлом, аналогична наружной мембране клеточной стенки грамотрицательных бакте­рий. Этот чехол окружает так называемый протоплазматический цилиндр, состоящий из пептидогликанового слоя клеточной стен­ки, ЦПМ и цитоплазматичсского содержимого. Протоплазмати-ческий цилиндр обвивается пучком нитчатых структур — акси­альных фибрилл. Присущая спирохетам локализация двигательного аппарата интересна тем, что позволяет сделать вывод о возможности его ра­боты в условиях нахождения в «закрытом» клеточными структура­ми состоянии. Это может служить ключом к пониманию еще одно­го вида движения, присущего части прокариот, — скольжения. Последнее определяют как способность организма передвигаться по твердому или полужидкому субстрату без помощи наружных локомоторных структур — жгутиков. Способность к скольжению обнаружена у разных групп прока-риот, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеющих нит­чатое строение: некоторых микоплазм, миксобактерий, цитофаг, нитчатых серобактерий, цианобактерий и др. Скорость этого типа движения невелика: 2— 11 мкм/с. Общим для всех скользящих орга­низмов является способность к выделению слизи

35. Зигомицеты Класс Зигомицеты— группа организмов, полностью утратив­ших подвижные стадии развития. У его представителей наиболее часто отмечается половое размножение. Бесполое размножение осу­ществляется неподвижными спорангиеспорами, образующимися внутри спорангиев. К описываемому классу в числе прочих относят представите­лей мукоровых грибов, широко распространенных в почвах. Мукоровые имеют хорошо развитый разветвленный одноклеточный ми­целий, над которым возвышаются плодоносящие гифы — спорангиеносцы. Размножение бесполым путем происходит при помощи неподвижных спорангиеспор, образующихся внутри спорангиев. Среди часто встречающихся в почве мукоровых грибов можно отме­тить роды Мисоr, Тhamnidium,Rhizopus и др.

31. Положение и распространение грибов в природе. Основные толичия от растений. Грибы — низшие эукариотные одноклеточные и мицелиальные хе-моорганотрофные организмы. Их относят к особому царству — Мусоta. Представителей грибов делят на макро- и микромицеты. Макромицеты образуют крупные плодовые тела, отсутствующие у микромицетов. У последних на протяжении всего жизненного цикла имеются только микроскопические структуры. Отличие грибов от растений: отсутствует стебель, листья и корень, они слабо дифференцированы, у них нет функционального разделения м-ду различ частями организма. Грибы широко распространены в природе. Их обнаруживают во всех естественных субстратах (почвах, растительных и животных остатках и т. п.), продуктах питания и т. д. Среди грибов есть не только сапротрофы. но и паразиты, и даже хищники. В почве грибы участвуют в разложении органических веществ, в том числе таких сложных соединений, как целлюлоза, лигнин. Грибы могут вызвать порчу пищевых продуктов, деревянных построек, изделий из каучу­ка и резины, нефтепродуктов и т. д. Отдельные виды являются воз­будителями болезней растений, животных и человека. Дрожжи и дрожжеподобные грибы относятся к клас­сам Аsсотусеtеs. Ваsidioтусеtеs и [)еuteromycetes. Они встречаются в почве, основная масса которых не вызывает спиртового брожения. Возбудителей брожения можно обнаружить в почвах виноградников.

30. Особенности образования, строения и состава эндоспор. Образование эндоспор — процесс, имеющий место только в мире прокариот. Бактериальные эндоспоры — это особый тип покоящихся клеток грамположительных эубактерий, формирую­щихся эндогенно, т.е. внутри цитоплазмы «материнской» клетки (спорангия), обладающих специфическими структурами (много­слойными белковыми покровами, наружной и внутренней мем­бранами, кортексом) и устойчивостью к высоким температурам и дозам радиации, летальным в норме для вегетативных клеток (рис. 22, О. Эндоспорам свойственно также и особое физическое состояние протопласта. К спорообразующим относится большое число эубактерий при­близительно из 15 родов, характеризующихся морфологическим и физиологическим разнообразием Среди них имеются палочковидные, сферические, мицелиальные формы, спириллы и нитчатые организмы. Все они имеют строение клеточной стен­ки, характерное для таковой грамположительных эубактерий. Ни в одном случае не выявлена наружная лнпополисахаридная мем­брана, несмотря на то, что многие роды и виды спорообразую-щих бактерий не окрашиваются по Граму. Формирование споры начинается с того, что у одного из по­люсов клетки происходит уплотнение цитоплазмы, которая вме­сте с генетическим материалом, обособляется от остального клеточного содержимого с помощью перегородки. Последняя формируется впячиванием внутрь клетки ЦПМ. Мем­брана нарастает от периферии к центру, где срастается, что при­водит к образованию споровой перегородки. Следующий этап формирования споры — «обрастание» отсеченного участка кле­точной цитоплазмы с ядерным материалом мембраной вегетатив­ной клетки, конечным результатом которого является образова­ние проспоры — структуры, расположенной внутри материнской клетки и полностью отделенной от нее двумя элементарными мем­бранами; наружной и внутренней по отношению к проспоре. Спорообразование сопровождается активным синтезом белка. Белки эндоспор в отличие от белков вегетативных клеток богаты цистеином и гидрофобными аминокислотами, с чем связывают устойчивость спор к действию неблагоприятных факторов.. Споровые покровы в основном состоят из белков и в неболь­шом количестве из липидов и гликолипидов. Белки покровов об­ладают высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям и обеспечивают спорам защиту от действия литических ферментов, других повреждающих факторов, а также предохраняют спору от преждевременного прорастании

36. Аскомицеты. Основные представители.

Класс Аскомицеты - представляет самую обширную группу гри­бов с разветвленным многоклеточным мицелием. Размножение у аскомицетов происходит обычно при помощи конидий. Они размно­жаются и половым путем — аскоспорами, которые образуются после слияния ядер половых клеток — гамет в сумке — аске. В аске могут развиваться две, четыре, шесть или восемь аскоспор. Аски распола­гаются в образованиях различной формы — в аскокарпиях, или клейстотеках, — вместилищах без отверстий, перитециях — вмести­лищах с отверстием или апотециях, имеющих форму чаши или куба- К. представителям класса Аскомицетов, часто встречающимся в почве, относят виды родов Aspergillus, Penicillium и Сhaethomium. Этим грибам свойственно размножение при помощи конидий, но иногда у них образуются сумки. Один из широко известных пред­ставителей отдела — спорынья.

32. Каковы морфологические отличия мицелиальных грибов и дрожжей. Общая морфологическая характеристика. Тело гриба, назы­ваемое мицелием, или грибницей, составляет разветвленные длинные нити. или гифы. У некоторых грибов нити гиф не имеют попереч­ных перегородок. Для большинства характерны гифы с поперечны­ми перегородками — септами, разделяющими их на участки. На ос­новании данного признака грибы делят на низшие — несептированные и высшие — септированныс. Грибы значительно крупнее бактерий и актиномицетов. Диа­метр их гиф колеблется от 5 до 50 мкм и более. Клеточная стенка большинства фибов содержит хитин или близкие к нему соедине­ния. Под клеточной стенкой находится зернистая цитоплазма. Она содержит большое количество рибосом, состоящих почти из одной РНК и служащих основным местом синтеза белка. В цитоплазме грибов есть митохондрии, в которых локализованы дыхательные ферменты, могут быть также включения волютина и жиров. В клет­ках грибов четко дифференцировано ядро, окруженное мембраной. Несептированный мицелий грибов содержит несколько ядер. Наличие мицелия — один из отличительных признаков гри­бов. Отдельные участки мицелия грибов могут превращаться в спе­циальные образования — спорангии, в которых формируются споры, служащие для сохранения или размножения вида. Способы размно­жения грибов весьма разнообразны. У них возможно вегетативное, бесполое и половое размножение. Специфичность размножения по­ложена в основу систематики того или иного гриба. Некоторые представители класса дрожжей почти лишены мицелия. Это одноклетоные организмы овальной формы, размнож-ся почкованием или делением

33. Способы размножения грибов. Способы размно­жения грибов весьма разнообразны. У них возможно вегетативное, бесполое и половое размножение. Специфичность размножения по­ложена в основу систематики того или иного гриба. Бесполое размножение обычно осущ-ся при помощи спор, путем почкования или фрагментаций. Споры м.б. как внутренними (эндоспорами), к-рые развив-ся внутри спорангов, и наружными (экзоспорами). Для дрожжей хар-но размнож-е – почкование. Половое размножение. При половом размножении сначала происходит слияние двух близлежащих клеток, затем процесс протекает у каждого вида по разному. У одних образ-ся клетка – зигота, затем эта клетка прорастает в новый мицелий, у других грибов образуется плодовое тело, внутри которого развивается аск (или сумка). Бюазидии образ-ся после слияния клеток, на конце к-рых формир-ся споры.

34.Классификация грибов. Царство грибов делится на 2 большие группы: слизевики – миксомицеты и эумицеты (истинные грибы). Слизевики имеют вид слизистой массы, к-рые похожи на амебы. Тело не пазделено на клетки и представляет 1 многокл. Массу. М-т размн-ся простым делением и на определенной стадии развития 2 слиз-е массы м-т соедин-ся, образуя плодовое тело, внутри к-го формир-ся споры. В основу классификации положены признаки: размножение, передвижение, питание и т.д. Класс Зигомицеты— группа организмов, полностью утратив­ших подвижные стадии развития. У его представителей наиболее часто отмечается половое размножение. Бесполое размножение осу­ществляется неподвижными спорангиеспорами, образующимися внутри спорангиев. К описываемому классу в числе прочих относят представите­лей мукоровых грибов, широко распространенных в почвах. Класс Аскомицеты представляет самую обширную группу гри­бов с разветвленным многоклеточным мицелием. Размножение у аскомицетов происходит обычно при помощи конидий. Они размно­жаются и половым путем — аскоспорами, которые образуются после слияния ядер половых клеток — гамет в сумке — аске. К. представителям класса, часто встречающимся в почве, относят виды родов Аспергил, Пеницилиум. Этим грибам свойственно размножение при помощи конидий, но иногда у них образуются сумки. Один из широко известных пред­ставителей отдела — спорынья. Класс Базидиомицеты — мицелий этих грибов состоит из мно­гоклеточных гиф. Ядро базидиомицетов дифференцированное. По­ловое размножение осуществляется базидиями — образованиями, сходными по функциям с сумками аскомицетов. К базидиомицетам относят многих вредителей сельскохозяй­ственных растений, например возбудителей ржавчины и головни, вредителя древесины — домового гриба Серпула, множест­во высших, в том числе съедобных, грибов, а также разнообразных сапротрофов, активно участвующих в разложении органических ос­татков.

37. Базидиомицеты. Класс Базидиомицеты— мицелий этих грибов состоит из мно­гоклеточных гиф. Ядро базидиомицетов дифференцированное. По­ловое размножение осуществляется базидиями — образованиями, сходными по функциям с сумками аскомицетов. Каждая базидия образуется после слияния ядер — гамет и представляет собой ци­линдрическую клетку, на конце которой формируются четыре базидиоспоры. Последние отделяются и, попадая в благоприятные усло­вия, развиваются в новый мицелий. К базидиомицетам относят многих вредителей сельскохозяй­ственных растений, например возбудителей ржавчины и головни, вредителя древесины — домового гриба Serpula lacrymans, множест­во высших, в том числе съедобных, грибов, а также разнообразных сапротрофов, активно участвующих в разложении органических ос­татков.

38. Класс Дейтеромицеты Класс Дейтеромицеты — сборная группа, включающая так на­зываемые несовершенные грибы. Их тело состоит из расчлененных прозрачных или окрашенных многоклеточных гиф, иногда из поч­кующихся клеток. Размножаются исключительно бесполым путем. при котором образование конидий происходит на изолированных или расположенных группами конидиеносцах или в специальных образованиях, называемых пикнидами. К дейтеромицетам относят грибы порядка Sphaeropsidales, Ме1апсоniales и Нурhотусеtales, представители кото­рых широко распространены в почве. Грибы порядка Sphaeropsidales характеризуются конидиями,которые образуются в пикнидах, остающихся закрытыми или от­крывающихся наружу порами или трещинами. Порядок Ме1апсоniales включает организмы, не имеющие пикнид. Конидии меланкониевых грибов расположены на конидиенос­цах, соединенных в особые образования — аиервулы.Грибы порядка Нурhотусеtales, имеют расчлененные разветв­ленные прозрачные или тем неокрашенные гифы. Разнообразные по форме конидии грибов этой группы находятся на конидиеносцах. расположенных по одному или группами. В почве обитают виды многих родов, относящихся к данному классу.

39. Характерные особенности вирусов. Вирусы — группа ультрамикроскопических облигатных внутрикле­точных паразитов, способных размножаться только в клетках живых организмов (многоклеточных и одноклеточных). Среди них имеют­ся возбудители заболеваний человека, животных, растений, насеко­мых, простейших и -микроорганизмов. Вирусы были открыты Д. И. Ивановским при изуче­нии причин гибели табака от мозаичной болезни, выражающейся в появлении пятен на листьях растений. Ученый обнаружил, что здо­ровое растение получает возбудителя с соком больного растения да­же после пропускания этого сока через бактериологические фильт­ры. Следовательно, болезнь вызывает организм, который способен проходить через бактериологические фильтры. Эти микроорганиз­мы назвали фильтрующимися вирусами, а затем просто вирусами. Вирусы обладают следующими характерными особенностями. отличающими их от других микроорганизмов: • не имеют клеточного строения; • не способны к росту и бинарному делению; • не имеют собственных систем метаболизма; • содержат нуклеиновые кислоты только одного типа — ДНК или РНК; • используют рибосомы клетки-хозяина для образования соб­ственных белков; • не размножаются на искусственных питательных средах и мо­гут существовать только в организме восприимчивого к ним хозяина.

40. Формы существования, структура, особенности хим.состава и репродукции вирусов. Обычно вирусы существуют в двух формах — внеклеточной в виде так называемого вириона и внутриклеточной, называемой реп­родуцирующимся, или вегетативным, вирусом. У вириона отсутствует обмен веществ, он не растет и не размножается. Внутриклеточная форма представляет собой активный агент, который, попав в клетку хозяина (растения, животного, микроорганизма), использует ее био­синтетический и энергетический аппарат для репродукции новых вирусов, а впоследствии может вызвать и гибель самой клетки. Сле­довательно, только в клетке хозяина вирус способен функциониро­вать и репродуцироваться, приобретая свойства живого организма. Химический состав вирусов довольно прост. Число химиче­ских соединений, из которых они состоят, невелико. Вирусы пред­ставляют собой нуклеопротеиды и состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких колируемых ею белков. Нуклеиновые кислоты виру­сов отличаются значительным разнообразием, превосходя в этом от­ношении даже клеточные формы жизни — эукариот и прокариот. В состав клеток входят ДНК и РНК. в то время как вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК. Поэтому все вирусы подразделяют на две группы — ДНК-геномные и РНК-геномные. Обычно вирусы растений содер­жат РНК-геномы. вирусы человека и животных как ДНК-, так и РНК-геномы. Почти все бактериофаги ДНК-геномны. Сложно организованные вирусы (вирусы животных и человека) сложны по химическому составу и содержат дополнительные белковые или липопротеидные оболочки. Кроме нуклеиновой кислоты и белков, они содержат липиды в наружных обспочках и углеводы п составе бел­ков наружных оболочек (гликопротеидов). Один из наиболее хорошо изученных фитопатогенных виру­сов — вирус табачной мозаики (ВТМ). При введении в растение табака кристаллы вызывали симптомы мозаичной болезни. Получены в кристаллическом виде и многие другие вирусы. Различают следующие формы вирусов: палочковидную, нитевидную, сферическую, кубовидную, буяавовидную.

41. Вирусы растений. Это фитопатогенные вирусы. Проникают внутрь раст клетки через поврежденные клет стенки и вызывают поражение ткани. Передачи вирусов м-т способствовать: трению листьев друг об друга, насекомые. Вирусы проникают через повреждения клеток внутрь, затем адсорб-ся на внутренних клеточных рецепторах и освобождают нуклеиновую к-ту и затем заставляют работать белок синтезирующий аппарат клетки хозяина на вирусную частицу. Обычно вирусы растений содержат РНК-геномы.Вирусы не размножаются в почве, но могут долго сохраняться в ней. если условия исключают их инактивацию. Так сохраняются вирусы мозаичной болезни пшеницы, овса и табака, кольцевой пят­нистости картофеля и др

42. Вирусы животных и человека. У людей и животных вирусы вызывают болезни: оспа, ветрянка, корь, бешенство, детский параличь, герпес, грипп, ящур, СПИД, гепатит. В состав клеток входят ДНК и РНК. в то время как вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК. Поэтому все вирусы подразделяют на две группы — ДНК-геномные и РНК-геномные. Обычно вирусы растений содер­жат РНК-геномы. вирусы человека и животных как ДНК-, так и РНК-геномы. Почти все бактериофаги ДНК-геномны. Сложно организованные вирусы (вирусы животных и человека) сложны по химическому составу и содержат дополнительные белковые или липопротеидные оболочки. Кроме нуклеиновой кислоты и белков, они содержат липиды в наружных оболочках и углеводы в составе бел­ков наружных оболочек (гликопротеидов). Передаются при контакте либо через насекомых. Попадают в клетки в рез-те пиноцетоза – это захват клеточной поверхностью и поглощение клеткой к-л субстанции. Начинается синтез вируса внутри. Из клеток вирус частицы выходят одновременно при разрушении клеток или постепенно, при этом разрушение не происходит. При продуктивном взаимодействии вирусов и клетки м-т происходит разл-е патологич-е измен-я: изменение синтеза макромолекул, повреждение клеточных стр-р, образование интерферона.

43. Вирусы микроорганизмов. Вирусы, поражающие бактерии наз-ся бактериофагами. Фаги — облигатные паразиты микроорганизмов Длина головки фага достигает 60—100 нм. отростка — 100—200 нм. Призматическая головка фага покрыта оболочкой из упорядоченно расположенных капсомеров. Внутри головки находится одна или две нити ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый сверху чехлом из спирально расположенных капсомеров. способных к сокращению. Обычно отросток оканчивается базальной пластин­кой с пятью-шестью выростами. От пластинки отходят тонкие нити — органы адсорбции. Через отросток из головки фага ДНК пе­реходит в клетку микроорганизма. При наблюдении колоний бактерий на агаре лизирующее действие бактериофага видно по образованию прозрачных зон во­круг колоний, а на жидкой среде по уменьшению мутности бак­териальной суспензии. Растворять (лизировать) данный вид бактерий способен только вирулентный к нему фаг. Нередко бактериальная клетка инфи­цируется фагом, который может в ней существовать, не вызывая лизиса. При размножении бактерии инфекционное начало переходит в дочерние клетки. Бактериофаги такого характера называют умеренными, а бактерий передатчиков данных фагов — лизогенными. При определенных условиях лизогенные культуры бактерий могут быть лизированы находящимся в них фагом. Каждый фаг способен поражать бактерий одного вида или группы близких видов.

44. Вирулентные и умеренные фаги. Бактериофаги лизирующие зараженными бактериями наз-ся вирулентными. Нек-рые аги заражают бактерии хозяев, но не вызывают лизис. Такие фаги наз-т умеренными. Умеренные фаги проникнув в клетку включаются в хромосому бактерий и рецеплир-ся вместе с ними. Бактерии несущие умеренные фаги наз-ся лизогенными, а фаг присутствующий в них наз-т профагом, т.е. он сидит в стр-ре хромосоме. Спонтанно, без воздействия из вне лизогенные бактерии лизир-ся редко. Исследовано большое число фагов, к-рое пораждает большое число микроорганизмов: резокус, бациллюс, стрептококкус, стафилоккокус.

45. Ненаследственный тип изменчивости. оказалось, что все наблюдаемые изменения можно разделить на два типа. К первому относят те из них, которые, как правило проявляются у подавляющего большинства особей в популяции при изменении внешних условий и наблюдаются до тех пор, пока действует фактор, вызвавший эти изменения. Такой тип изменчивости получил название ненаследственного, или модификационного, а само явление названо модификацией. Модифи­кация — изменение, происходящее на уровне фенотипа и не затрагивающее клеточный генотип. Все признаки клетки определяются ее генотипом, но в определенных условиях она пользуется не всей заложенной в ней генетической информацией, количество которой гораздо больше, чем необходимо клетке для существования в конкретных условиях. Реакция клетки на изменение, внешних условий приводит к проявлению каких-то новых признаков, свойств, которые не обнаруживались в исходной культуре. Однако информация, необходимая для проявления этих признаков, обязательно содержится в клеточном геноме. Модификация есть результат пластичности клеточного метаболизма, приводящего к фенотипическому проявлению «молчащих» генов в конкретных условиях. Существует несколько типов модификационных измен. Наиболее известны адаптивные модификации, т.е. ненаследственые изменения, полезные для организма и способствующие его выживанию в изменившихся условиях. Таким образом, модификационная изменчивость не затраги­вает генетической конституции организма, т.е. не является на­следственной. В то же время она вносит определенный вклад в процесс эволюции.

46. Накопительные культуры микроорганизмов и методы их получения. Накопительная культура – культура в которой преобладают представители микроорганизмов близких по своим свойствам или микроорганизмы одного вида.. Сущность м-да накопительной культуры заключается в создании элективной или избирательной условий, т.е. условия к-рые учитывают развития тех или иных микроорганизмов. Чистую культуру получают путем многократного пересева, добиваясь разведения отдельных колоний.

47. Чистые культуры микроорганизмов, их значение и методы получения. Чистую культуру получают путем многократного пересева, добиваясь разведения отдельных колоний. Из одной взятой колонии отбирают небольшое кол-во затем еще высеивают на плотную среду (Чашки Петри). Чистые культуры сохраняют на плотных средах, в пробирках на скошенном агаре и засевают, дальше их хранят в холодильнике, периодически пересеивая, при этом обязательно проверяют все признаки. Сохранение чистых культур под слоем вазелинового масла при низких или ультранизких температурах, а так же микроорганизмы хранят в замороженном состоянии,затем высушивают под вакуумом, минуя жидкую фазу.

48. Основные задачи, связанные с хранение чистых культур микроорганизмов. При хранении чистых культур выполняют основные задачи.

поддержание жизнеспособности.

сохранение стабильности таксономически важных признаков, а так же определенных св-в представляющих интерес для науки и практики.

Проблема длительного хранения микроорганизмов сводится к созданию условий анабиоза (торможение всех обменных процессов) Работа по созданию и поддержанию чистых культур проводится в спец НИИ

49. Питательные среды и их классификация, основанная на составе. По составу питательные среды подразде­ляются на две группы: естественные (натуральные) и синтетические. Естественными обычно называют среды, которые состоят из продуктов животного или растительного про­исхождения, имеющих сложный неопределенный хими­ческий состав. Основой таких сред являются различные части зеленых растений, животные тканн, солод, дрож­жи, овощи, навоз, почва, вода морей, озер и минераль­ных источников. На естественных средах хорошо развиваются многие микроорганизмы, так как в этих средах имеются, обычно, все компоненты, необхо­димые для роста и развития. Состав естественных сред очень сложен; кро­ме того, он не является постоянным, так как существен­но колеблется в зависимости от сырья и способа при­готовления сред. Это заметно влияет на рост микроор­ганизмов. Естественные среды неопределенного соста­ва используются главным образом для поддержания культур микроорганизмов, накопления их биомассы и для диагностических целей. К числу сред неопределенного состава относят и так называемые полусинтетические среды. В их состав наряду с соединениями известной химической природы входят вещества неопределенного состава. Синтетические среды—это такие среды, в состав ко­торых входят только определенные, химически чистые соединения, взятые в точно указанных концентрациях. Для разработки синтетических сред, обес­печивающих нормальный рост изучаемого микроорганиз­ма или максимальный биосинтез какого-либо продукта его жизнедеятельности, необходимо знать особенности обмена веществ данного организма и его потребности в источниках питания. Синтетические среды могут иметь относительно большой набор компонентов, но могут быть и довольно простыми по составу.

50. Классификация питательных сред по назначению. По назначению различают: элективные(избирательные) и дифференциально-диагностические (индикаторные среды. Элективные среды предназначены для выделения микроорганизмов из мест их естественного обитания. Они обеспечивают преимущественное развитие определ групп микроорг-в для к-рой хар-но общность физиологич св-в. Дифференциально-диагностич-е среды дают возможность быстро отличить один вид микроорг-в от другихили выявить их нек-рые особ-ти. Примером индикаторной среды для выявления бактерий кишечной группы м.б. среда ЭНДО.

51. Как классифицируются среды по физическому состоянию и применению. По физическому состоянию разл-т: жидкие, сыпучие и плотные среды. Жидкие среды широко применяют для выявления физиолого-биохимических особенностей микроорг-в, для накопления биомассы или продуктов обмена, а также для поддержания и хранения микроорг-в плохо развив-ся на плотных средах. Сыпучие среды применяют в промышленной микробиологии для культивирования продуцентов физиологически активных в-в, а так же коллекций для сохранения культур: отруби, вуточки виноградной лазы. Плотные среды используют для выделения чистых к-р в диагностических целях для описания колоний, для определения кол-в микроорганизмов их антибиотической активности. Для хранения к-р микроорг-в.

52. Способы культивирования микрооганизмов.

Культивирование м-но проводит поверхностным или глубинным, периодически или непрерывным м-дами в аэробных или анаэробных условиях. Культивирование на поверхности жидких, плотных и сыпучих сред. При этом микроорганизмы выращивают на поверхности или в тонком слое жидкой среды и они получают кислород непосредственно из воздуха. При поверхностном культивировании важно увеличить площадь соприкосновения поверхности с воздухом. В жидких средах аэробные микроорганизмы образ-т пленку, факультативные анаэробы растут не только на поверхности, но и в толще жид среды, вызывая помутнение этой среды. При глубинном культивировании исп-т в основном кислород, особенно аэробные микроорганизмы. При выращивании важным условием яв-ся исключить воздух. Применяют адсорбенты кислорода, используют индикаторы. ( в присут. О – синий, в отсут – бесцветный) Индикатор – Резазурин. Преимущество заключается в том, что не требует больших площадей, простота обслуживания, возможность автоматизации и удобство выделения целевого продукта из культуральной жидкости.

53. Периодический и непрерывный способы глубинного культивирования. Закономерности роста микроорганизмов при периодическом культивировании. Глубинное культивирование может быть периодич и непрерывным. При периодич-м м-де культивирования весь объем пит среды засевают чистой культурой и выращивание ведут в оптимальных условиях в опред период времени до накопления нужного целевого продукта. Т.к. культивирование ведется на невозобновляемой пит среде, клетки все время нах-ся в меняющихся условиях. Сначала они имеют в избытке пит компоненты, затем в дефиците. В связи с этим культура проходит 4 фазы роста и скорости размножения, м-т меняться морфологически и физиологически. Кривая опис-т завис-ть логарифма числа клеток в культуре от времени и представляет S-образную кривую. 1 фаза. Микроорганизмы приспособл-ся к новым условиям, происходит увеличение числа рибосом в цитоплазме, усил-ся синтез ферментови увел-ся размер микроорг-в.(лагфаза). 2 фаза. Высокая скорость размножения (логарифмический рост). 3 фаза. Стационарный рост (замедление) 4 фаза. Гибель клеток (отмирание) М-д непрерывного куль-я заключ-ся в том, что культура нах-ся в спец аппарате, куда постоянно притекает свежая пит среда и с такой же скоростью отводится культуральная жидкость. Посевной материал в отдельных емкостях до стадии логарифмич-го роста и вносится в пит среду. При большой скорости притока среда быстро обновляется. Пит в-ва не успевают израсх-ся быстро и продукты обмена не успевают накопиться.

61. Антагонистические формы симбиоза (антагонизм, антибиоз, паразитизм, хищничество) Антагонизм — враждебное взаимоотношение, когда продукты жизнедеятельности одного микроба губитель­но действуют на другого. Гнилостные микробы не могут жить в одной среде с молочнокислыми, так как образуе­мая молочная кислота понижает рН и подавляет рост алкалифильных организмов. Паразитизм — это такое отношение между микробами, когда пользу от сожительства получает лишь пара­зит, нанося вред хозяину, что приводит обычно к гибели последнего. Например существование бактерий и фагов. Антибиоз связан со способностью одного вида микроорг-в выделять в окруж среду специфические в-ва, угнетающие жизнедеятельность других.Продуценты: пенициловые, аспергиловые грибы, актиномицеты. Хищничество – это внеклеточный паразитизм. Хищные бактерии образуют подвижную колонию, к-рые улавливают крупные бактериальные клетки, к-рые лизир-ся и использ-ся ими внутри колонии, а остатки выбрасываются. Хищные бактерии обитают чаще всего в илах водоёма.

54. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ

Стерилизация, или обеспложивание—это полное уничтожение зародышей мик­роорганизмов в питательных средах, посуде и пр. Известно несколько методов стерилизации. Прокаливание (фламбирование). Прокаливать мож­но непосредственно перед употреблением платиновые петли, иглы, шпатели, мелкие металлические предметы (ножницы, ланцеты, пинцеты), а также стеклянные па­лочки, предметные, покровные стекла и т. д. Стерилизация сухим жаром. Ее применяют для об­работки посуды и сухих материалов (например, крах­мала, мела) нагреванием в течение 2 ч при 170°С (счи­тая с того момента, как установлена необходимая тем­пература) в печи Пастера или в электросушильных шкафах с нагревом до 200°С. Стерилизация текучим паром. Текучим паром (100°С) обрабатывают предметы, портящиеся от сухого жара. И некоторые питательные среды, не выдерживающие более высокой температуры (среды с углеводами, МПЖ, молоко). Такую стерилизацию проводят в кипятильнике Коха по 30 мин в течение трех дней ежеднев­но. Эта стерилизация называется дробной. Стерилизация насыщенным паром под давлением— наиболее быстрый и надежный способ стерилизации, ве­дущий к гибели самых ус­тойчивых спор. Этим ме­тодом стерилизуют боль­шинство питательных сред, посуду. Обработку насыщенным паром про­водят в герметически за­крывающемся толстостен­ном котле — автоклаве.

Пастеризация—неполная или частичная стерилиза­ция (нагревание при 65—80°С в течение 30 мин с после­дующим быстрым охлаждением до 10—11°С). Прием был предложен Пастером.Стерилизация фильтрованием через мелкопористые фильтры применяется для обработки изменяющихся и легко портящихся от нагревания жидкостей. Через мел­кие поры фильтра могут пройти только ультрамикробы (вирусы, бактериофаги).

55. Действие температуры на рост микроорганизмов. Разделение на группы в зависимости от температуры. Прокариоты делят на три основные группы: мезофилы, психрофилы и термофилы. Большинство известных видов относится к мезофилам, у к-рых оптимальные температуры роста лежат между 30 и 40 °С. , температурный диапазон, в котором возможен рост, находится между 10 и 45—50 °С. Типичным мезофилом является Е. со1i. Область температур роста психрофилов ле­жит в пределах от -10 до +20 °С и выше. В свою очередь, психрофилы делятся на облигатные и факультативные. Основное различие между подгруппами заключается в том, что облигатные психрофилы не способны к росту при температуре выше 20 °С, а верхняя температурная граница роста факультатив­ных форм намного выше. Таким образом, факультативные псих­рофилы характеризуются более широким температурным диапа­зоном, при котором возможен их рост. Существование двух типов психрофилов объясняется особенно­стями их мест обитания. Облигатные психрофилы приспособились к устойчивым холодным условиям (глубины морей и океанов, ле­дяные пещеры). Напротив, психрофилы второго типа приспособи­лись к обитанию в неустойчивых холодных условиях. Группу термофилов делят на 4 подгруппы: 1. Термотолерантные виды растут в пределах от 10 до 55—60 "С, оптимальная область лежит при 35—40 °С- 2. Факультативные термофилы имеют максимальную температу­ру роста между 50 и 65 °С, но способны также к размножению при комнатной температуре (20 °С); 3. К облигатным термофилам относят виды, обнаруживающие способность расти при температурах около 70 °С и не растущие ниже 40 'С. 4. прокариоты, выделенные в подгруппу экстремальных термофилов. Для них характерны следу­ющие температурные параметры: оптимум в области 80—105 °С, минимальная граница роста 60 °С и выше, максимальная — до 110 °С. Например время отмирания Бацилюс субцилюс при 120 градусах=120мин, клолстридиум – 510-540 мин.

65.Потребности микроорганизмов в источниках серы и фосфора

Сера входит в состав аминокислот (цистеин, метионин), ви­таминов и кофакторов (биотин, липоевая кислота, коферментА и др.), а фосфор — необходимый компонент нуклеиновых кис­лот, фосфолипидов, коферментов. В природе сера находится в форме неорганических солей, гланным образом сульфатов, в виде молекулярной (элементной) серы или входит в состав органиче­ских соединений. Большинство прокариот для биосинтетических целей потребляют серу в форме сульфат», который при этом вос­станавливается до уровня сульфида. Однако некоторые группы про­кариот не способны к восстановлению сульфата и нуждаются в восстановленных соединениях серы. Основной формой фосфора в природе являются фосфаты, которые и удовлетворяют потребно­сти прокариот в этом элементе.

56. Каково значение влажности для микроорганизмов. Показатель активности воды. Микроорганизмы способны жить и размножаться только в присутст­вии свободной воды, находящейся в среде главным образом в капельно-жидком виде. Растворенные в такой воде питательные вещества могут поступать в микробную клетку. В зависимости от отношения к влажности микроорганизмы делят на: 1.Гидрофиты (влаголюбив) 2.Лизофиты (средн)3. Ксерофиты (сухолюбивые) Больш-во бактерий и дрожжей явл-ся гидрофитами. Важно не общее содержание влаги, а доступность. Микробы м-т использовать воду к-рая нах-ся в несвязанном состоянии. Доступность содерж-ся в субстрате влаги носит название активности воды.(а) Активность воды выражает отношение давления паров воды над данным субстратом к давлению паров воды над чистой водой при одной и той же темпер. Значение активности лежит в пределах 0-1. Дист.воды=1 Абсол.обезвоженного в-ва = 0. Величины а , лимитирующие рост различных бактерий, ко­леблются в пределах 0,99—0.60. Большая часть микроорганизмов не растут при активности воды ниже 0,95, а микроорганизмы, расту­щие при активности воды ниже 0.60, до настоящего времени не из­вестны. При низкой водной активности лучше всего развиваются мицелиальные грибы и дрожжи. Большинство бактерий требуют до­статочно высоких значений а^ (0.99—0,90). В высушенном состоянии многие микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение длительного времени. На этом св-ве основано хранение производств. Культур микроорганизмов. Например до 2 лет сохраняют активность сухие дрожжи.

57. Значение осмотического давления для жизнедеятельности. Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает кон­центрация растворенных в воде соединений. Если их мало, раствор называется гипотоническим. При оптимальной концентрации этих веществ создаются условия для лучшего роста микроорганизма. Увеличение концентрации вещества приводит к задержке роста ор­ганизма в связи с повышением осмотического давления в окружаю­щей среде. Раствор с высоким осмотическим давлением называется гипертоническим. В растворах, имеющих более высокое осмотическое давление, чем внутри микробной клетки, последние жить не могут. Это объяс­няется тем, что вода выходит из клетки наружу, клетка обезвожива­ется и протопласт сжимается. Данное явление носит название плаз­молиза. В среде с очень низким осмотическим давлением вода будет поступать внутрь клетки, оболочка которой может лопнуть, такое явление называют плазмоптизом. Микроорганизмы, способные пе­реносить достаточно высокие концентрации растворенных веществ, но лучше растущие при более низком осмотическом давлении рас­твора, носят название осмотолерантных. Осмотическое давление клетки у грамположительных бакте­рий достигает 3*10⁶ Па, у грамотрицательных — 4-10⁵ — 8*10⁵ Па. Следовательно, в растворах с высоким осмотическим давлением — около 9- 10⁶ — 9-10⁷ Па (15—20%-ный NаСI) — создаются условия, в которых невозможен рост бактерий и ряда других организмов. Высокое осмотическое давление среды не препятствует росту лишь некоторых микроорганизмов, называемых осмофильными. т. е. «любящими» высокое осмотическое давление. Так, многие плесени из родов Аспергиллус и Пеницилиум растут на едва увлажненных субстра­тах. Существуют организмы, способные жить лишь при очень вы­соких концентрациях солей (NаС1). Это галофильные, т. е. «любя­щие» высокую концентрацию солей, организмы. Они представлены двумя основными типами: умеренны­ми галофилами, которые развиваются при содержании соли 1~ 2%, хорошо растут в среде с 10% соли, но выносят даже 20%-ную ее концентрацию, и экстремально галофильными, к-рые требуют содерж 12-15% солей. (Halobacteriym, Halococcus)

58. Значение окислительно-восстановительного потенциала и концентрации водородных ионов. По отношению к молекуляр­ному кислороду все микроорганизмы можно разбить на ряд групп. Микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде для жизни, получили название облигатных (строгих) аэробов. В эту группу входит большая часть бактерий и грибов. Присутствие молекулярного кислорода в среде может нега­тивно сказаться не только на микроаэрофилах, но и на облигатных аэробах при содержании его в атмосфере выше 50%. В таких усло­виях рост многих бактерий угнетается. Некоторые микроорганизмы совсем не используют кислород. Их называют анаэробами. Они бывают двух типов: облигатные анаэробы — для них кислород токсичен, а аэротолерантные анаэробы — не погибающие при контакте с кислородом. Окислительно-восстановительные условия в среде хар-ся О-В потенциалом. (rH) к-рый выражает степень аэробности среды, т.е. насыщенности кислородом. Регулируя О-В условия среды м-но затормозить или вызвать активное развитие микроорганизмов той или иной группы. концентрация водородных ионов. По отношению к кислотности среды микроорганизмы разде­ляют на ряд групп. Для роста большей части прокариот оптимальна среда, близкая к нейтральной. Данные организмы носят название нейтрофилов. Большинство нейтрофилов развиваются в диапазоне значений рН 4—9. К нейтрофилам относят, например, Бацилюс субцилюс, и др. Среди нейтрофилов много представителей, обладающих кислото- и шелочеустойчиво-стью, т. е. толерантностью. Кислототолерантными являются молоч­нокислые, уксуснокислые, маслянокислые и другие микроорганиз­мы, а щелочетолерантными, устойчивыми к рН 9—10, — энтеробактерии и др. Существуют бактерии, для которых предпочтительна щелоч­ная реакция среды (рН 10 и выше). Такие организмы называют алкалофильными. Грибы и дрожжи хорошо размножаются и при низком (рН 2—3) и довольно высоком его значении (рН 8—10). Многие грибы предпочитают кислую среду и лучше растут при рН 5—6.

59. Влияние электромагнитных излучений. Действие видимого излучения (света). Энергия солн­ца необходима зеленым и пурпурным бактериям, кото­рые с помощью пигментов превращают световую энер­гию в доступную биохимическую и используют ее затем для синтеза компонентов клеток. Другим микроорганиз­мам световая энергия может приносить вред, вызывая их гибель.Под действием видимого излучения (прямых солнеч­ных лучей) погибают многие микробы, особенно пато­генные (возбудитель туберкулеза — в течение 3—5 ч, вирус ящура — в течение 2 ч). Действие рентгеновского излучения (рентгеновских лучей). При облучении микробов в 0,5 Гр (1 Гр==100 рад) усиливается рост и образование пигментов, доза в 1 Гр дей­ствует менее благоприятно, а излучение в 3—5 Гр при­водит к остановке роста.Более устойчивы к излучению грамположительные микробы и менее устойчивы грамотрицательные. Повы­шенная устойчивость к излучениям отмечена у клостридии ботулизма — они погибают только после воздейст­вия на них дозами в 25—40 кГр. Вирус ящура инактивируется после облучения дозами в 35—40 кГр, вирус оспы-вакцины— 20—25 кГр. Ультразвук, — высокочастотные (16 кГц и более) механические колебания упругой среды, не воспринимае­мые ухом человека. Действуя на культуру микроорга­низмов, ультразвук создает большую разницу в давле­ниях и повреждает клетку. Ультразвук оказывает губительное действие на эшерихии, салмонеллы, возбудителя туберкулеза, дрожже­вые клетки и т. д. Электричество, не оказывает сильного действия непосредственно на микробы. Проходя через среду, ток высокого напряжения может вызывать элек­тролиз некоторых компонентов и образование соедине­ний, которые неблагоприятно влияют на микробов. Влияние магнитных полей на микроорганизмы. Микробы реагируют на любое напряжение геомаг­нитного поля, что приводит к изменению морфологиче­ских, культуральных и биохимических свойств. Клетки увеличиваются в размерах, образуют длинные нити; на плотных питательных средах могут расти мелкие беспиг­ментные колонии (стафилококк, чудесная палочка). Иногда изменяется обмен веществ, вирулентность, повы­шается резистентность к антибиотикам и т. д.

60. Ассоциативные формы симбиоза(мутуализм, метабиоз, синергизм, комменсализм) Симбиоз — сожительство двух или более видов мик­робов между собой или с другими существами. Класси­ческим примером симбиоза может служить сожительст­во гриба и водоросли в лишайнике, Микробы, находящиеся в клубеньках корней, живут в симбиозе с бобовы­ми растениями. Мутуализм – это сожительство основанное на взаимной выгоде. Например существование молочнокислых бактерий и дрожжейц. Комменсализм — неярко выраженная форма сожи­тельства микробов с другими организмами, при этом один организм использует пищу или выделения другого, не принося ему вреда. Комменсалы — представители нормальной микрофлоры животных, обитающей в же­лудочно-кишечном тракте, дыхательных путях, на коже, а также эпифитные микробы растений. Метабиоз — форма взаимоотношений, при которой один вид микробов использует продукты жизнедеятель­ности другого и тем самым создает благоприятные усло­вия для его развития (сожительство аммонификаторов и нитрификаторов, целлюлозоразлагающих и азотфиксирующих бактерий). Синергизм — одинаковые физиологические процессы разных особей микробной ассоциации, в результате чего происходит увеличение конечных продуктов (увеличение гетероауксина — стимулятора роста растений при сов­местном культивировании азотобактера и грибовидной бациллы). 62. Влияние антимикробных веществ на микроорганизмы. Имеются в-ва к-рые тормозят или прекращают рост микроорганизмов. Химические в-ва к-рые вызывают гибель микроорганизмов наз-ся бактерицидные. В-ва, к-рые подавляют рост м/организмов, а после удаления его рост снова возобновляется наз-ся бактериостатическими. И этот и другой эффект зависит от концетрации действ. в-в, времени их воздействия, темпер и рН. Малые дозы антимикробных в-в часто стимулируют рост, при повышении темпер токсичность многих в-в возрастает. К различным антимикробным в-вам одни и те же микроорг-мы проявляют разную степень устойчивости, это зависит от наличия спор и капсул. Из неорганич-х в-в сильными антимикробными в-вами явл-ся соли тяж МЕ, окислители: йод, хлор, борная к-та и т.д. Дезинфецир-е в-ва вызывают быструю в течение нескольких минут гибель бактерий. Микробоцидное действие антисептиков в отличие от дезинфиктантов проявл-ся через 3 часа. Антисептики уничтожают т-ко вегететативные клетки и вызывают образование устойчивых форм м/организмов.

63. Потребности микроорганизмов в источнике углерода. Автотрофы, гетеротрофы. В конструктивном метаболизме основная роль принадлежит углероду, поскольку все соединения, из которых построены жи­вые организмы, — это соединения углерода. Их известно около миллиона. Прокариоты способны воздействовать на любое извест­ное углеродное соединение, т.е. использовать его в своем метаболизме. В зависимости от источника углерода для конструктивно­го метаболизма все прокариоты делятся на две группы: автотрофы, к которым принадлежат организмы, способные синте­зировать все компоненты клетки из углекислоты, и гетеротрофы, источником углерода для конструктивного метаболизма которых служат органические соединения' Наибольшая степень гетеротрофности присуща прокариотам, относящимся к облигатным внутриклеточным пара­зитам, т.е. организмам, которые могут жить только внутри дру­гих живых клеток. Паразитический образ жизни привел к редукции некоторых метаболических путей у этих прокарнот, что и обу­словило полную их зависимость от метаболизма клетки хозяина. Другие паразитические прокариотные организмы удастся вы­ращивать на искусственных средах, но состав таких сред необы­чайно сложен. Они содержат, как правило, белки или продукты их неглубокого гидролиза (пептиды), полный набор витаминов, фрагменты нуклеиновых кислот и т.д. сапрофиты — гетеротрофные организмы, которые не­посредственно от других организмов не зависят, но нуждаются в готовых органических соединения. Они используют продукты жизнедеятельности других организмов или разлагающиеся расти­тельные и животные ткани. Особую группу гетеротрофных прокариот, обитающих в водо­емах, составляют олиготрофные бактерии, способные расти при низких концентрациях в среде органических веществ

64. Потребности микроорганизмов в источнике азота.

Азот (наряду с углеродом, водородом и кислородом) является одним из четырех основных элементов, участвующих в построе­нии клетки. В расчете на сухие вещества его содержится прибли­зительно 10%. Природный азот бывает в окисленной, восста­новленной и молекулярной формах. Подавляющее большинство прокариот усваивают азот в восстановленной форме. Это соли аммония, мочевины, органические соединения (аминокислоты или пептилы). Окисленные формы азота, главным образом нитра­ты, также могут потребляться многими прокариотами. Так как азот в конструктивном клеточном метаболизме используется в форме аммиака, нитраты перед включением в органические соединения должны быть восстановлены. Восстановление нитратов до аммиака осуществляется посред­ством последовательного действия двух ферментов — нитрат- и нитритредуктазы. Нитратредуктаза катализирует НАД • Н зависимое восстановление нитрата до нитрита:

NОз + НАД • Н= NO2 + НАД⁺ + H2O

в результате которого осуществляется перенос на N03 двух элек­тронов. Нитритредуктаза катализирует шестиэлектронное восста­новление NO2 до NH3 До момента появления NНз никаких свободных промежуточ­ных продуктов не обнаружено. Молекулы мочевины и органических соединений также должны быть подвергнуты соответствующим ферментативным воздействи­ям, сопровождающимся высвобождением аммиака.

66. Потребности микроорганизмов в ионах металлов, факторах роста и кмслороде. Всем прокариотным организмам необходимы металлы, которые могут использоваться в форме катионов неорганических солей. Не­которые из них (магний, кальций, калин, железо) нужны в доста­точно высоких концентрациях, потребность и других (цинк, марга­нец, натрий, молибден, медь, ванадий, никель, кобальт) неве­лика. Роль перечисленных выше металлов определяется тем, что они входят в состав основных клеточных метаболитов и, таким образом, участвуют в осуществлении жизненно важных функций организма. Некоторые прокариоты обнаруживают потребность в одном каком-либо органическом соединении из группы витаминов, ами­нокислот или азотистых оснований, которое они по каким-то причинам не могут синтезировать из используемого источника углерода. Такие органические соединения, необходимые в очень небольших количествах, получили название факторов роста. Организмы, которым в дополнение к основному источнику углерода необходим один или больше факторов роста, называют ауксотрофами в отличие от прототрофов, синтезирующих все необходимые органические соединения из основного источника углерода. Кислород явл-ся обязательным химическим компонентом любой клетки. Подавляющее большинство организмов удовлетворяет свои потребности в этом элементе, используя обе формы кислород

67. Способы питания и поступления в клетку различных веществ

Потребность в питательных веществах микроорганизмы могут удов­летворять непосредственно усваивая их или предварительно преоб­разуя в доступную форму. Известны два способа питания живых су­ществ — голозойный и голофитный. При голозойном способе питания живой организм захватывает или заглатывает плотные частицы пищи, которая затем переварива­ется в пищеварительном тракте. Указанный способ питания харак­терен для животных (от простейших до высших). При голофитном способе питания живые существа, не имеющие специальных орга­нов для заглатывания и пищеварения, используют питательные ве­щества, всасывая их в виде относительно небольших молекул из вод­ного раствора. Данный способ питания свойствен растениям и мик­роорганизмам. Полимерные органические соединения (полисахариды. белки и др.) микроорганизмы не могут поглощать и использовать непо­средственно в обмене веществ клетки. Такие вещества должны быть вначале расщеплены на простые соединения, для которых клеточ­ная мембрана проницаема. Крупные молекулы расщепляются экзоферментами, экскретируемыми клетками микроорганизмов в среду. Поступление воды и растворенных в ней питательных ве­ществ из окружающей среды внутрь микробной клетки, а также вы­ход продуктов обмена происходят через клеточную стенку, капсулу и слизистые слои. Активную роль в поступлении в клетку питательных веществ играет цитоплазматическая мембрана. Поступ­ление поды и растворенных в ней веществ через цитоплазматическую мембрану — активный процесс.

68.Механизм проникновения питательных веществ в клетку.(Пассивная диффузия). Выделяют несколько типов транспортных систем, при помощи которых вещества из окружаю­щей среды проходят через цитоплазматическую мембрану: пассив­ную диффузию, облегченную диффузию, активный транспорт и пе­ренос групп (радикалов). Причем два из них (пассивная и облегчен­ная диффузия) обеспечивают только транспорт, но не накопление веществ в микробной клетке, в то время как активный транспорт способствует аккумуляции веществ внутри клетки. При пассивной диффузии транспорт вещества происходит через цитоплазматическую мембрану под действием разности концентра­ций (для неэлектролитов) или разности электрических потенциалов (для ионов) по обе стороны мембраны. За исключением воды, только кислород и некоторые ионы про­ходят через цитоплазматическую мембрану в результате пассивной диффузии. Транспорт большинства растворенных веществ осуществляет­ся через мембрану при действии специальных механизмов переноса. Для этого служат молекулы-переносчики, циркулирующие между внешним и внутренним пограничными слоями цитоплазм этической мембраны. 69. Механизм проникновения питательных веществ в клетку (облегченная диффузия, активный транспорт). Транспорт растворенных веществ, осуществляемый перенос­чиками, может быть в виде облегченной диффузии и активного транспорта. Движущей силой облегченной диффузии служит разница в концентрации какого-либо вещества по обе стороны мембраны. Молекула вещества соединяется с молекулой-переносчиком у на­ружной поверхности мембраны, и образовавшийся комплекс диф­фундирует через мембрану к ее внутренней стороне. Там он диссо­циирует, и освобожденное вещество оказывается внутри клетки. За­тем переносчик диффундирует к наружной поверхности и может присоединить новую молекулу вещества. Облегченная диффузия не требует расхода энергии, если на­ружная концентрация вещества выше внутренней, так как оно пере­мешается вниз по химическому градиенту. Активный транспорт связан с работой специфических транс­портных белков ( транслоказ и др.). которые также находят­ся в цитоплазматичсской мембране. В этом случае растворенные ве­щества переносятся в клетки микроорганизмов «вверх» по химиче­скому градиенту (или против градиента концентрации).

70. Что вы понимаете под понятиями первичный и вторичный обмен. Реакция первичного обмена. Эти реакции сходны для всех живых организмов: реакция синтеза и распада нуклеиновых кислот и оснований, белков и их предшественников, липиды, углеводы, трикарбоновые к-ты, витамины. К реакциям вторичного обмена относятся те из них в рез-те к-рых образ-ся антибиотики, токсины, алкалойды, ф-ры роста растений (гормоны). Все они различаются по структуре. Каждая группа этих в-в произв-ся т-ко одним видом или небольшим числом микроорганизмов. В природе вторичный метаболизм способствует выживанию вида. Первичный метаболизм синтезир-ся микроорганизмами в ходе метаболических процессов обеспечивающих жизнеспособность и рост клеток. Вторичный метаболизм не образ-ся непосред-но в ходе метабол-х процессов поддерживающих жизнеспособность клеток. Поэтому накопление вторичного метаболихма относят по времени от роста продуцирующих его клеток. Именно в кач-ве продуцентов вторич метаболитов микроорганизмы приобрели огромное экономическое значение.

72. Энергетические ресурсы, используемые микроорганизмами. Организмы могут использовать не все виды энергии, существу­ющей в природе. Недоступными для них являются ядерная, меха­ническая, тепловая виды энергии. Доступными для живых систем внешними источниками энергии (энергетическими ресур­сами) являются электромагнитная (физическая) энергия (свет определенной длины волны) и химическая (восстановленные хи­мические соединения). Способностью использовать энергию света обладает большая группа фотосинтезирующих организмов, в том числе и прокариот, имеющих фоторецепторные молекулы несколь­ких типов (хлорофиллы, каротиноиды, фикобилипротеины). Для всех остальных организмов источниками энергии служат процес­сы окисления химических соединений. Часто энергетическими ресурсами служат биополимеры, нахо­дящиеся в окружающей среде (полисахариды, белки, нуклеино­вые кислоты), а также липиды. Полимерные молекулы расщепляются до мономеров с помо­щью ферментов, синтезируемых и выделяемых прокариотами в окружающую среду (экзоферментов). Крахмал и гликоген гидро-лизуются амилазами, гликозидные связи целлюлозы расщепля­ются целлюлазой. Многие бактерии образуют пектиназу, хитиназу, агаразу и другие ферменты, гидролизующие соответствующие полисахариды и их производные. Белки расщепляются внеклеточ­ными протеазами, воздействующими на пептидные связи. Нукле­иновые кислоты гидролизуются рибо- и дезоксирибонуклеазами. Образующиеся небольшие молекулы легко транспортируются в клетку через мембрану.

73. Общая характеристика энергетических процессов. Основные способы получения энергии .В самом общем виде процессы, способные служить источником энергии для прокариот, можно представить следующим образом:А=.В+е. Например,Fe²⁺=Fe³⁺ +e -СН₂—СН₂ - = -СН=СН—+ 2Н⁺ +2е- СН₄+1/20₂—СНзОН. В первой реакции окисление иона двухвалентного железа --это потеря электрона. Во втором примере окисление углеродного субстрата можно в равной мере рассматривать как отрыв от него водорода (дегидрирование) или независимое удаление двух про­тонов (Н^ и электронов (е). У прокариот известны три способа получения энергии: разные виды брожения, дыхания и фотосинтеза. В процессах брожения в определенных окислительно-восстановительных реакциях обра­зуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содер­жит много свободной энергии. Эта группа с помощью соответству­ющего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ. Реакции, в которых энергия, освобождающая­ся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфо-рилированияМногие прокариоты получают энергию в процессе дыхания. Они окисляют восстановленные вещества с относительно низким окис­лительно-восстановительным потенциалом , возникающие в реакциях промежуточного метаболизма или являющиеся исход­ными субстратами, например НАД*Н₂, сукцинат, лактат. Таким образом, в процессе дыхания молекулы одних веществ окисляются, других — восстанавливаются, т.е. окислительно-вос­становительные процессы в этом случае всегда межмолекулярны. У прокариот известны три типа фотосинтеза: I — зависимый от бактериохлорофилла бескислородный фотосинтез, осуществ­ляемый группами зеленых, пурпурных бактерий и гелиобактерий; II — зависимый от хлорофилла кислородный фотосинтез, свой­ственный цианобактериям и прохлорофитам; III — зависимый от бактериородопсина бескнслородный фотосинтез, найденный

62. Влияние антимикробных веществ на микроорганизмы. Имеются в-ва к-рые тормозят или прекращают рост микроорганизмов. Химические в-ва к-рые вызывают гибель микроорганизмов наз-ся бактерицидные. В-ва, к-рые подавляют рост м/организмов, а после удаления его рост снова возобновляется наз-ся бактериостатическими. И этот и другой эффект зависит от концетрации действ. в-в, времени их воздействия, темпер и рН. Малые дозы антимикробных в-в часто стимулируют рост, при повышении темпер токсичность многих в-в возрастает. К различным антимикробным в-вам одни и те же микроорг-мы проявляют разную степень устойчивости, это зависит от наличия спор и капсул. Из неорганич-х в-в сильными антимикробными в-вами явл-ся соли тяж МЕ, окислители: йод, хлор, борная к-та и т.д. Дезинфецир-е в-ва вызывают быструю в течение нескольких минут гибель бактерий. Микробоцидное действие антисептиков в отличие от дезинфиктантов проявл-ся через 3 часа. Антисептики уничтожают т-ко вегететативные клетки и вызывают образование устойчивых форм м/организмов.

74. Получение энергии в процессе брожения.

Энергетической стороной процессов брожения яв­ляется их окислительная часть, поскольку реакции, ведущие к выделению энергии, — это реакции окисления. Примитивность процессов брожения заключается в том, что из субстрата в результате его анаэробного преобра­зования извлекается лишь незначительная доля той химической энергии, которая в нем содержится. Продукты, образующиеся в процессе брожения, все еще содержат в себе значительное коли­чество энергии, заключавшейся в исходном субстрате.

C₆H₁₂O₆ ^{Брожение} = 2C₃H₆O_3, G=-196.65 кДж/моль. В процессе гомоферментативного молочнокислого брожения синтезируются 2 молекулы АТФ на 1 молекулу сброженной глю­козы; При брожении некоторые реакции на пути анаэробного пре­образования субстрата связаны с наиболее примитивным типом фосфорилирования —субстратным фосфорилированием. К синтезу АТФ по механизму субстратного фосфорилирова­ния ведут катаболические реакции, которые в зависимости от своей химической природы могут быть разделены на два типа. Анаэробное окис­ление пировиноградной или а-кетоглутаровой кислот приводит к образованию высокоэнергетических метаболитов — ацетил-КоА¹ или сукцинил-КоА соответственно, Второй тип реакций связан с расщеплением субстратов или промежуточных продуктов, образующихся из них. Катализируют­ся эти реакции ферментами, относящимися к классу лиаз. Напри­мер, у гетероферментативных молочнокислых бактерий высоко­энергетический ацетилфосфат образуется из ксилулозо-5-фосфа-та в реакции, катализируемой фосфокетолазой: Несмотря на большое число углеродных субстратов, доступных для сбраживания, количество реакций, приводящих непосред­ственно к синтезу АТФ при брожениях, сравнительно невелико. Наиболее распространены следующие из них: 1) ацетилфосфат + АДФ —> ацетат + АТФ: 2) 1,3-фосфоглицери- + АДФ —»• 3-фосфоглицери-+АТФ; 3) фосфоенолпировино- + АДФ —>• пировиноградная + АТФ. градная кислота кислота