 |
Энергетический обмен у гетеротрофов
|
|
|
|
1) Подготовительная стадия
Происходит в пищеварительной системе. Полученные с пищей БЖУНки разлагаются до простых органических веществ (аминокислот, моносахаров и т.п.). Энергия, которая при этом выделяется, рассеивается в форме тепла (АТФ не образуется).
2) Гликолиз
Происходит в цитоплазме. Кислород не требуется. Глюкоза окисляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК), при этом образуется 4 атома водорода на переносчиках НАДах и энергия на 2 АТФ.
Гликолиз состоит из 10 ферментативных реакций. Третья реакция (фосфорилирование фруктозо-6-фосфата до фруктозо-1,6-дифосфата) является управляющей: конечный продукт клеточного дыхания – АТФ – является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы.
3) Утилизация продуктов гликолиза
а) В присутствии кислорода продукты гликолиза могут окисляться дальше с получением дополнительной энергии (кислородное дыхание происходит в митохондриях, ПВК окисляется до углекислого газа, водороды – до воды, образуется 36 АТФ).
б) В бескислородных условиях дальнейшее окисление ПВК и НАД•Н невозможно, поэтому гликолиз является единственным источником энергии. Для него требуется НАД окисленный (без водородов). Водороды при бескислородном дыхании идут на восстановление ПВК (АТФ при этом не образуется).
Биологические факторы.
Под биологическими факторами понимают влияние на жизнедеятельность микроорганизмов других видов и групп микробов, а также животных и растений, составляющих в природных условиях специфический биоценоз. В процессе эволюции возникли и сформировались различные типы взаимоотношений между микроорганизмами. В связи с этим различают несколько типов взаимоотношений (симбиоза) между организмами: мутуализм, синергизм, комменсализм, паразитизм, метабиоз и антагонизм (антибиоз).
|
|
|
Мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) представляет собой сожительство благоприятное для обоих симбионтов, совместно они развиваются даже лучше, чем каждый в отдельности. Примером может служить совместное развитие молочнокислых бактерий и дрожжей (в кефирных грибках).Молочнокислые бактерии в кефирных грибках продуцируют молочную кислоту и создают среду, благоприятную для роста дрожжей, а дрожжи, выделяя витамины группы В стимулируют развитие молочнокислых бактерий. Симбиотические взаимоотношения этих микроорганизмов используют в процессе изготовления некоторых молочнокислых продуктов (кефира, кумыса).
Синергизм - содружественное действие двух или нескольких видов, когда при совместном развитии усиливаются отдельные физиологические функции. Например, повышается синтез определенных веществ (образование ароматических веществ лактококками при совместном выращивании с молочнокислыми стрептококками.
Комменсализм – тип взаимоотношений между двумя организмами, при котором один живет за счет другого, не принося заметной пользы и не причиняя вреда. Такие взаимоотношения наблюдаются между молочнокислыми бактериями, а также кишечными палочками и организмом человека или животного. При развитии в толстом отделе кишечника бактерии получают от макроорганизма необходимые питательные вещества не причиняя ему вреда и даже принося известную пользу тем, что подавляют развитие гнилостных и некоторых патогенных микроорганизмов.
Паразитизм –вид взаимоотношений. Когда один из них (паразит) живет за счет другого (хозяина), причиняя ему вред. Паразитами являются все патогенные микроорганизмы по отношению к человеку, животному и растениям. Абсолютными паразитами являются риккетсии и вирусы, развивающиеся внутри клеток макро- микроорганизмов.
|
|
|
Метабиоз - такой вид взаимоотношений, когда продукты жизнедеятельности одного микроорганизма являются продуктами питания других. Так, дрожжи. Сбраживая сахар в этиловый спирт, создают условия для развития уксуснокислых бактерий, а образуемая последними уксусная кислота используется плесенями, которые ее окисляют до С2О и Н2О.
Антогонизм (антбиоз) – тип взаимоотношений между микроорганизмами при котором одни микроорганизмы подавляют развитие других. Причин антогонизма может быть несколько: истощение питательного субстрата вследствие более быстрого развития одного из микроорганизмов; изменение рН среды (при развитии ацидофилов, алкалофилов); выделение в среду микробами антагонистами антибиотиков. Антибиотики вещества биологического (микробного, растительного и животного) происхождения, подавляющие развитие и биохимическую активность чувствительных к ним микробов. По происхождению антибиотики подразделяют на группы: антибиотические вещества, продуцируемые актиномицетами, плесневыми грибами, бактериями, организмом животного или человека; антиботики растительного, синтетического и полусинтетического происхождения Известно более 5000 антибиотиков, обладающие различным спектром действия.
Антибиотики актиномицетного происхождения- стрептомицин, тетрациклины, неомицин, нистатин обладают широким антибактериальным спектром действия. Они активны в отношении грамположительных бактерий, возбудителей туберкулеза, брюшного тифа, туляремии, бруцеллеза, сальмонеллезов и др.
Наиболее активными продуцентами антибиотков являются мицелильные грибы. Плесень рода Penicillium продуцирует широко используемый пенициллин. Он обладает бактерицидным действием главным образом на грамположительные стафилококки и стрептококки. Плесни рода Aspergillus выделяют антибиотики- фумингацин и аспергиллин. Mucor продуцирует клавицин.
К антибиотикам, продуцируемым бактериями, относят грамицидин –С (Вac. Brevis), пиоцианин (Ps.aeruginoza), субтилин (Bac. subtilis), полимиксин (Bac/ polymixa). Молочнокислые бактерии Lbm. Plantarum выделяют антибиотик лактолин, Lac. Lactis –низин, Lac. Cremoris- диплококцин и др. Эффективность бактериальных антибиотиков ниже, чем антибиотиков грибного и актиномицетного происхождения, однако они способны подавлять развитие возбудителя туберкулеза, маслянокислых бактерий, кишечных палочек, стафилококков и других видов молочнокислых бактерий.
|
|
|
К антибиотическим веществам животного происхождения относят лизоцим, эритрин и экмолин. Лизоцим содержится в яичном белке, слезах, слюне, молозиве, молоке. Он убивает и растворяет (лизирует) многие виды бактерий. Эритрин получен из красных кровяных шариков (эритроцитов) крови животных, проявляет бактериостатическую активность. Экмолин получают из тканей рыб. Он активен в отношении стафилококков и стрептококков.
Антимикробные вещества высших растений называют фитонцидами. Наиболее сильной бактерицидностью обладают фитонциды лука, чеснока, хрена, горчицы, алое, крапивы, можжевельника, почек березы. Листья черемухи и др. Антимикробное действие фитонцидов обусловлено продуктами жизнедеятельности растительных организмов: эфирных масел, глюкозидов, органических кислот, дубильных веществ, смол и др.
Полусинтетические антибиотики получают химическим путем. Они имеют широкий спектр действия, активны в отношении не только грамположительных, но и грамотрицательных микроорганизмов (исключение составляет синегнойная палочка). Синтезированы полусинтетические пенициллины (оксациллин, ампициллин, карбенициллин), цефалоспорины (цефалоредин), тетрациклины (метацилиногидрохлорид) и др.
Химическая природа антибиотиков различна. Они отличаются химической структурой и биологическими свойствами. Антибиотические вещества из бактерий являются полипептидами, а выделенные из актиномицетов и грибов относятся к сложным циклическим соединениям.
60 Лимонно-кислое брожение.
Это процесс неполного окисления углеводов ферментативной активностью мицеллиальных грибов с образованием органических кислот (лимонной, щавелевой и др.). Окисление глюкозы в лимонную кислоту можно представить следующим суммарным уравнением:
|
|
|
2С6Н12О6+3О2® 2С6Н8О7 +4 Н2О
Химизм протекает по гликолитическому пути до образования пировиноградной кислоты. Пировинограданая кислота через ацетил-coA включается в цикл Кребса (цикл ди- и трикарбоновых кислот), котором происходит накопление яблочной, фумаровой, янтарной и лимонной кислот.
Наибольшее практическое значение имеет процесс получения лимонной кислоты, которую получают в настоящее время с помощью гриба Аспергиллус Нигер (Aspergillus niger) в кислой среде. При изменении кислотности среды до нейтральной происходит накопление щавелевой кислоты.
Технические приемы биохимического получения лимонной кислоты в нашей стране были разработаны С.П. Костычевым В.С. Буткевичем. Используют поверхностный и глубинный (более перспективный) способы промышленного получения лимонной кислоты
|
|
|
