ПИТАНИЕ. По типу питания: галозойные и галофитные. Галозойный тип хар-н для жив-х. галофитный – для микроорг-в, они не имеют органов для принятия пищи и питат вещ-ва проникают через поверхность клетки. Мех-мы питания: питат вещ-ва поступают в клетку из внешней среды через клет стенку и цитоплазм мембрану, через эти же структуры выделяются продукты обмена. В основе мех-ма питания лежит осмотическое явление, основанное на разнице конц-й питат вещ-в в клетке и в питат растворе. Вода и растворенные в ней питат вещ-ва поступают в микробную клетку и в резул биосинтеза в ней накапливаются вещ-ва, обладающие и дающие рост и размножение. Проникновение вещ-в в клетку может осущ-ся диффузией и стереохим переноса питат вещ-в. Каждый из этих процессов может протекать как пассивно, так и активно. При пассивной диффузии пит вещ-ва проникают в клетку с током жидкости только тогда, когда проникающее вещ-во спос-но раствориться в клет стенке бактерий. Скорость такой диффузии не велика, но она протекает без затрат энергии. Перенос вещ-в может очущ-ся белками-переносчиками. Они нах-ся в цитоплазме, цитопл мембране и переносят мол-лу вещ-ва с наружней поверх-ти во внутрь. Активный транспорт – растворенные вещ-ва переносятся против градиента конц-и. Больш-во клеток питаются этим путем. Затрачивается энергия, которая получается в резул брожения. В норме а баут клетки всегда опред напряжение цитоплазмы. Это объясняется тем, что коллоиды цитопл, благодаря пост-му притоку воды, нах-ся в набухшем состоянии, поэтому цитоплазма плотно прижата к оболочке – тургор клетки. Если поместить клетку в гипертонический раствор, то наступает резкое обезвоживание клетки и цитоплазма отходит от оболочки – плазмолис. А если поместить клетку в гипотонический раствор, клетка впитывает воду, набухает и погибает.

ДЫХАНИЕ – окислительные реакции орг и нек мин-х вещ-в. При ОВР образ-ся энергия, часть которой расходуется на внутр нужды клетки, др часть выдел-ся в окр среду. Образующаяся энергия локализуется в соед-х АТФ в мезосомах клетки. По типу дыхания: аэробы, анаэробы, факультативно анаэробные.. аэробное дыхание – процесс, при котором конечным акцептором водорода явл молекулярный кислород. У бактерий есть дыхательная цепь, по которой происходит перенос водорода на кислород. Поэтому они назыв аэробами – дышат кислородом. У них есть каталаза, которая расщепляет перекись водорода до воды и кислорода. При полном расщеплении источником кислорода явл углеводы. При расщеплении глюкозы промежут продуктом явл ПВК. При полном расщеплении ПВК расщепляется в цикле трикарбоновых кислот и дыхат цепи. В резул расщепления глюкозы окисление идет до конца, т.е. образуется угл-газ и вода. Анаэробное дыхание – окисление без участия молекулярного кислорода, акцепторами водорода явл неорг соед-я и питат вещ-ва расходуются клеткой для синтеза вещ-ва тела и для обеспечения клетки энергией.

Питание и дыхание проходят одновременно и тесно связаны между собой.

Вирусы.

— ультрамикроскопические простейшие объекты внеклеточной формы жизни живой природы. Они способны проникать в клетки высокоорганизованных существ. По биохим, био и физ св-м вирусы делят на 2 группы: РНК- и ДНК-содержащие. . также имеются неклассифицированные вирусы, которые вызывают медленные инфекции – вироиды, которые по размерам меньше вирусов, точнее это мол-ла суперспирализованной РНК без белковой оболочки. Вирусы имеют разл формы: 6гранная призма, палочковид, шаровид. Вирусы не растут на питат средах. Они способны размножаться только внутри живой клетки восприимчивого хозяина, т.е. имеют свою нишу.

Вне организма живой клетки вирус инертен – может храниться неограниченно долго. У вирусов отсут многие признаки живого организма: клет строение, собств обмен вещ-в, рост и размножение. Есть 1 нк и т.д. но вирусы сод-т генетич инфо, которую передают потомству. Им свойственна изменчивость. Отличие от бактерий: мельче размеры, не имеют клет строения, размножение только в живой клетке, имеют только 1 нк в виде спирали, паразитируют в опред хозяевах. Вирус состоит из головки, стержня и базальной пастины с шипами. Головка состоит из белка. Капсид белков обол сост из капсомеров. Внутри головки спираль ДНК или РНК.

Источник: StudFiles.net

Поступающие в микробную клетку питательные вещества трансформируются затем в те или иные составные вещества цитоплазмы, ядра, оболочки клетки и т. д. Для этих сложных синтетических процессов необходимо определенное количество энергии, которую микробная клетка должна получать для поддержания своей жизнедеятельности так же непрерывно, как и питательные вещества.

Энергия необходима не только для синтетических процессов, но и для других многочисленных проявлений жизнедеятельности бактерий — размножения микробов, движения, образования спор и капсул и т. д.

Всю необходимую энергию микробные клетки получают за счет экзотермических реакций, осуществляемых путем окислительно-восстановительных преобразований различных химических соединений, обладающих большими запасами потенциальной энергии.

Процессы, обеспечивающие энергетические потребности микроорганизмов, объединяются под названием дыхательных. Особенно доступны окислению в процессе дыхания углеводы, освобождающие большое количество энергии. Используются также и другие органические вещества — жиры, белки, кислоты и пр.

Л. Пастер впервые установил необычайную способность некоторых микроорганизмов развиваться без использования кислорода воздуха, в то время как все высшие организмы — растения и животные — могут жить в атмосфере, содержащей кислород.

По этому признаку Л. Пастер разделил микроорганизмы по типам дыхания на две группы — аэробы и анаэробы.

Аэробы для получения энергии осуществляют окисление органического материала кислородом воздуха, например уксусно-кислые бактерии, плесневые грибы.

В процессе аэробного дыхания растений и животных органическое вещество окисляется до конечных продуктов — CO2 и H2О. При этом освобождается весь запас энергии данного вещества:

Азаров9

У микроорганизмов такое дыхание встречается редко. Чаще органические вещества разрушаются не до конца. Образующиеся при этом все еще довольно сложные продукты могут использоваться человеком в хозяйственных целях (уксусная кислота, сорбоза, диоксиацетон и др.).

Однако при неглубоком окислении выделяется меньше энергии. Например, энергетический баланс при использовании уксусно-кислыми бактериями этилового спирта будет выражен уравнением:

Азаров10

Примерами типичных аэробов являются также чудесная палочка (продигиозум), сенная палочка, бактерии туберкулеза и др. Не только уксусно-кислые, но и некоторые другие аэробные микробы могут быть использованы для получения полезных веществ. Для этого необходимо прекратить процессы окисления, вызываемые этими микроорганизмами, на каком-либо этапе с тем, чтобы не произошло полного окисления и остались продукты с запасом скрытой энергии.

Анаэробы — это микроорганизмы, способные к дыханию без использования свободного кислорода. Анаэробный процесс дыхания у микроорганизмов происходит за счет отнятия у субстрата водорода. Отношение анаэробных микроорганизмов к кислороду различно. Одни из них совсем не переносят кислорода и носят название облигатных, или строгих, анаэробов. К их числу принадлежат, например, возбудители масляно-кислого брожения, столбнячная палочка, возбудители ботулизма: Другие микробы могут развиваться как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Их называют факультативными, или условными, анаэробами; это молочно-кислые бактерии, кишечная палочка, протей, дрожжи и др.

В зависимости от условий существования факультативные анаэробы могут изменять анаэробный тип дыхания на аэробный. Так, дрожжи при ограниченном притоке кислорода разлагают сахар на спирт и углекислоту; при обильной аэрации у них преобладает аэробное дыхание с полным окислением Сахаров до углекислого газа и воды.

Разрушение энергетического материала в анаэробных процессах всегда идет не до конечных продуктов, образуя целый ряд нужных человеку веществ — этиловый и бутиловый спирты, масляную и молочную кислоты и др.

Типичные анаэробные дыхательные процессы принято называть брожениями. Примером получения энергии анаэробным путем может служить спиртовое брожение, осуществляемое многими дрожжами и некоторыми другими микроорганизмами по схеме:

Азаров11

Из приведенного уравнения видно, что часть субстрата, превратившаяся в углекислый газ, представляет собой глубоко окисленное по сравнению с гексозой соединение (отношение числа атомов углерода к кислороду в составе углекислого газа равно 1:2 против исходного 1:1). Зато другая часть, превратившаяся в этиловый спирт, восстановилась (отношение числа углеродных атомов к кислороду 2:1),

Окислительно-восстановительный процесс затронул исходный продукт сбраживания без участия кислорода.

Такой тип превращений субстрата характерен и для всех типичных брожений — молочно-кислого, масляно-кислого и др.

К числу анаэробов принадлежат представители различных групп микроорганизмов; среди них встречаются и болезнетворные, например возбудители газовой гангрены, палочка ботулизма и пр. Болезнетворными анаэробами богата загрязненная почва, поэтому попадание земли в раны может быть очень опасным.

В энергетическом отношении аэробное дыхание во много раз выгоднее анаэробного. Так, при аэробном процессе окисления глюкозы до углекислого газа и воды освобождается примерно в 25 раз больше энергии, чем при анаэробном процессе (например, спиртовом брожении). Это объясняется тем, что конечные продукты, получающиеся в результате анаэробного окисления, всегда представляют собой сложные органические соединения, имеющие большой запас энергии,— спирты, кислоты и др.

В связи с этим многие процессы брожения находят применение для получения ценных пищевых и . технических продуктов.

Продукты жизнедеятельности одних микроорганизмов часто могут быть энергетическим материалом для других. Так, дрожжи образуют из сахара этиловый спирт, который уксусно-кислые бактерии окисляют в уксусную кислоту.

В большинстве случаев из всего количества энергии, выделившейся из субстрата в ходе дыхательных процессов, на нужды самих микроорганизмов используется примерно лишь четвертая часть. Значительная доля энергии (75-90%) в виде тепла выделяется в окружающее пространство.

Выделение тепла при дыхании микроорганизмов можно наблюдать при выращивании культур в сосудах, защищенных от потери тепла, где температура питательной среды постепенно повышается. Выделением тепла при дыхании микроорганизмов обусловливаются процессы самосогревания влажного сена, навоза, торфа, зерновых масс, муки.

Существует довольно много светящихся бактерий, у которых окислительные процессы в клетке сопровождаются отдачей световой энергии. Свечение морской воды, прелого дерева, пищевых продуктов (мяса, рыбы) обусловливается присутствием светящихся бактерий, или фотобактерий. Их свечение объясняется интенсивным окислением кислородом особых фотогенных веществ. Установлено, что светиться могут и убитые бактерии.

По современным представлениям, значение дыхания в обмене веществ не ограничивается ролью только энергетического процесса. Установлено, что часть более или менее простых веществ, образующихся в ходе дыхания, вновь вовлекается в процесс синтеза необходимых для организма сложных соединений, т. е. используется в пластических целях.

Заканчивая рассмотрение обмена веществ микроорганизмов, следует обратить внимание на то, что неизбежно выделяемые ими в окружающую среду продукты жизнедеятельности, накапливаясь, оказывают губительное влияние на сами микроорганизмы, их выделяющие. При возрастании концентрации продуктов обмена в среде процессы жизнедеятельности замедляются и практически могут прекратиться совсем. Так, жизнедеятельность дрожжей значительно замедляется при накоплении в сбраживаемом субстрате 10—14 % спирта; не более 3-4 % уксусной кислоты могут переносить уксусно-кислые бактерии. Объяснить это явление можно тем, что продукты обмена затормаживают течение тех самых биохимических реакций, которые необходимы для поддержания нормальной жизнедеятельности клеток и итогом которых является образование этих веществ. Иллюстрацией может служить затруднение дыхания у всех, в том числе и у человека, в результате накопления углекислого газа, выделяющегося при дыхании. Некоторые продукты обмена, обладающие широким спектром действия, т. е. оказывающие влияние не только на продуцирующие их организмы, но и на другие, находят применение в хозяйственной практике. Так, молочная и уксусная кислоты, углекислый таз, этиловый спирт и другие применяют для защиты пищевых продуктов от микробиологической порчи.

Источник: alternativa-sar.ru

Для дыхания живым. существам нужен воздух, точнее, содержащийся в нем кислород. Воздух необходим и большинству микробов. Таких микробов называют аэробами. Но есть бактерии, живущие без воздуха. Их называют анаэробами. Кислород воздуха для них — яд.

В природных условиях аэробы живут в поверхностных, рыхлых слоях почвы, на поверхности пищевых продуктов, в верхних слоях воды. Анаэробы обитают в более глубоких слоях почвы, в иле, в толще воды — там, где свободного кислорода нет совсем или же его недостаточно для других существ.

Многие микроорганизмы способны вызывать брожение. Брожение представляет собой особый вид дыхания, свойственный микробам. При сбраживании, особенно сахаристых веществ, высвобождается энергия, необходимая для существования микроорганизмов. Но в процессе брожения без доступа кислорода воздуха микроорганизмы используют только небольшую долю энергии, скрытой в веществах, которые они разлагают лишь частично. При дыхании сахар в организме используется полностью. В результате получается вода и углекислый газ. Во время брожения дрожжи разлагают сахар не полностью, превращая его в спирт и углекислый газ.

При брожении, вызванном дрожжами, жидкость пенится от энергично выделяемого углекислого газа. Пузырьки газа со дна бутылки с хлебным квасом свободно поднимаются к поверхности. Но в вязкой массе, например в тесте, они лишь с трудом и далеко не полностью выбираются на поверхность. Вот почему тесто поднимается на дрожжах, точнее говоря, его поднимают пузырьки углекислого газа. В брожении, происходящем в ржаном тесте, помимо дрожжей принимают большое участие молочнокислые бактерии. Они превращают сахаристые вещества теста в молочную кислоту. При изготовлении всевозможных молочных продуктов — сметаны, простокваши, варенца, кумыса, кефира, а также при силосовании кормов тоже действуют различные молочнокислые бактерии.

Если в молоко проникнут гнилостные микробы, то через несколько часов оно приобретет неприятный запах и вкус. Микробы, разлагающие жиры, придают молоку или сливочному маслу прогорклый привкус. Маслянокислые бактерии превращают молоко в пенящуюся, взмученную массу с острым, неприятным запахом — они разлагают сахар с образованием дурнопахнущей масляной кислоты, водорода и углекислого газа. Молочнокислые бактерии убивают гнилостных, маслянокислых и разлагающих жиры микробов. Вызывая скисание молока, они тем самым предохраняют его от порчи.

Уксуснокислые бактерии окисляют спирт, в результате образуются уксусная кислота и углекислый газ. Многие микробы питаются преимущественно органическими веществами. В живую ткань они не вторгаются и потому не вызывают заболеваний живых существ. Эти микробы называют сапрофитами. Среди них есть и злостные вредители, разлагающие пищевые продукты. Некоторые сапрофиты (различные бактерии, дрожжи, плесени), как мы уже знаем, используются в пищевой промышленности. Они вызывают брожение Сахаров, из которых они черпают необходимую для своей жизнедеятельности энергию, а также получают необходимое питание (углеводы, азотистые вещества и минеральные соли).

1830-1.jpg

Серобактерия.

Очень большую роль в природе играют гнилостные бактерии, или аммонификаторы. Они разлагают белковые вещества остатков растений и животных и превращают их в аммиак, воду, сероводород и углекислый газ. Без них жизнь на Земле стала бы невозможной. Ведь эти бактерии разлагают сложное органическое вещество на простые минеральные соединения, которыми питаются зеленые растения. Образовавшийся аммиак непосредственно используется зеленым растением или подвергается процессу нитрификации (окислению с образованием солей азотной кислоты) особыми бактериями-нитрификаторами, о которых мы расскажем позже.

Для большинства животных и растений нефть вредна. Нефть, растворенная в воде, вызывает у рыб отравление. Между тем в почвах нефтеносных районов обнаружено значительное количество микробов, способных использовать для своего питания различные вещества, составляющие нефть,— керосин, парафин и др. В результате их деятельности через 7 — 10 дней в водоемах слой нефти толщиной в миллиметр почти целиком исчезает.

Советские микробиологи предложили использовать таких микробов как разведчиков нефти. Обычно из глубины залежей нефти просачиваются на поверхность Земли нефтяные газы. При малейших следах подобных газов микробы-разведчики, помещенные в специальные колбочки с питательной средой, начинают быстро размножаться. В колбе на поверхности жидкости появляется пленка, а питательный раствор сильно мутнеет. Следовательно, в этом месте можно искать нефть. Промышленное значение приобретает вскармливание особых микроорганизмов углеводородами нефти, горючих газов для получения дешевых белковых кормов.

1830-2.jpg

С. Н. Виноградский.

Микробы, способные разлагать нефть, каучук, бетон, клетчатку, вызывать коррозию металлических труб, приносят неисчислимые убытки. Установлено, что одна из причин мелких трещин на асфальтовых покрытиях дорог — разрушительное действие микроорганизмов. Приходится изыскивать противомикробные вещества, которые могли бы защищать эти покрытия. В бензине, в дизельном топливе вследствие жизнедеятельности особых микроорганизмов возникают осадки, которые могут привести к порче топливных двигателей, баков и насосов. Достаточно добавить в топливо небольшое количество специальных химических препаратов, чтобы подавить развитие этих микроорганизмов.

В борьбе с подобными микроорганизмами все большее значение приобретает широкое применение синтетических полимерных материалов. Многие из них оказываются «не по зубам» даже самым изощренным микробам-разрушителям. Тысячи километров кабеля одевают легкие и бактериоустойчивые полиэтиленовые и хлорвиниловые «рубашки». Созданы волокна со специальными свойствами. Они не только устойчивы к гниению, но и обладают бактериоубивающим свойством.

Основная масса растения состоит из вещества, называемого клетчаткой или целлюлозой. В ее разложении главную роль играют особые целлюлозораз-рушающие микробы. В иле, в почве, особенно лесной, в навозе — повсюду, где скопляются растительные остатки, появляется несметное количество этих микробов. Весьма полезна и даже жизненно необходима деятельность таких микробов в кишечнике травоядных животных: разлагая там клетчатку, они способствуют перевариванию растительной массы.

Но иногда эти бактерии и грибы вредят хозяйству человека, например они разрушают рыболовные сети, шпалы. Для предохранения от порчи сети пропитывают особым противомикробным составом. В последнее время стали применять капроновые сети: целлюлозоразрушающие бактерии на них не действуют. Если не принять защитных мер, книги и старинные редчайшие рукописи могут быть изъедены целлюлозоразрушающими бактериями и плесневыми грибами. Поэтому книгохранилища и архивы, где хранятся ценные рукописи, время от времени подвергают окуриванию сернистым газом.

В прошлом веке биологи заинтересовались странными свойствами одной группы микробов: внутри клеток этих бактерий были обнаружены кристаллики серы. Русский ученый С. Н. Виноградский в 1887 г. доказал, что подобные бактерии, окисляя сероводород, используют образующуюся при этом энергию на построение органических соединений из углекислого газа и воды. В результате такого окисления сероводорода получается серная кислота или сера, кристаллики которой и обнаруживаются в клетке.

К микробам, использующим энергию, освобожденную при окислении минеральных веществ, относятся также бактерии-нитрификаторы. Они способны превращать аммиак в селитру. Эти бактерии, как и зеленые растения, создают органические вещества из воды, углекислого газа и минеральных солей. Но, в отличие от зеленых растений, нитрификаторы, как и серобактерии, не нуждаются в солнечной энергии. Их можно встретить даже в бесплодных песках, в трещинах скал, в темных ущельях, лишенных каких-либо признаков жизни. В природных условиях они образуют огромное количество селитры из аммиака, выделяющегося при разложении животных и растительных остатков. В хорошо проветриваемой почве за год может быть образовано на гектаре более четверти тонны селитры — ценного азотного удобрения. В некоторых местах, где растительность скудна или ее совсем нет, а дождей почти не бывает, накапливающаяся селитра не вымывается из почвы. Здесь образуются залежи селитры.

В районе Бухары почва глинистых пустынь нередко содержит до 2% селитры. Особенно много ее на местах старых городищ, древних караван-сараев, кладбищ. И это не случайно: скопление органических остатков в этих районах послужило для микробов сырьем при образовании селитры.

Свободный атмосферный азот растения усваивать не могут: он им недоступен. Но во многих почвах поселяются особые бактерии, а также мельчайшие синезеленые водоросли-азотоусвоители, которые усваивают азот из воздуха. И там, где условия для развития таких микробов благоприятны, растения не испытывают азотного голодания. Впервые эти бактерии-азотоусвоители были открыты С. Н. Виноградским в 1893 г.

Голландский ученый Бейеринк выделил из садовой почвы микроб азотобактер. При благоприятных условиях микробы этого вида за лето накапливают в почве на одном гектаре 30—70 кг азота, частично возмещая его убыль после уборки урожая. Азотобактер — свободноживущий азотоусвоитель. Его существование не зависит от какого-либо растения — он вольный житель почвы. Есть и другие азотоусвоители, жизнь которых, в отличие от азотобактера, теснейшим образом связана с растением. Уже давно известно, что бобовые растения — вика, клевер, горох, фасоль, люцерна — обогащают почву азотом. Если выдернуть из почвы бобовое растение, нетрудно заметить на его корнях клубеньки. В них-то и живут микробы-азотоусвоители. Азот они усваивают из воздуха и частично отдают его растениям. После отмирания бактерий накопленный в клубеньках азот остается в почве в виде солей и легко усваивается любыми растениями, посеянными на этом поле.

Некоторые синезеленые водоросли также являются азотоусвоителями. Размножаясь в огромном количестве на рисовых полях, они обогащают почву азотом, соперничая даже с азотобактером.

В наше время широко применяются искусственные живые удобрения — нитрагин, состоящий из живых клубеньковых бактерий, и азотобактерин, представляющий собой живую массу азотобактера.

Источник: zoodrug.ru

Дыхание бактерий

Как дышат бактерии? Для анаэробов кислород не требуется или почти не требуется. Аэробы, напротив, живут только в среде, содержащей кислород. Первые бактерии на планете были бескислородными, и массово погибли, когда бурный рост цианобактерий насытил атмосферу кислородом. Анаэробные бактерии могут быть очень агрессивными, например, Clostridium tetani, возбудитель столбняка, или Clostridium botulinum, заражающая ботулизмом.

Питание бактерий

По способу питания бактерии делятся на две группы: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы продуцируют органику из неорганических веществ путем фотосинтеза, который у бактерий может идти как с участием кислорода посредством хлорофилла (цианобактерии), так и без него (гелиобактерии). Хемосинтез у бактерий — тоже автотрофный тип питания, при котором источником энергии для создания органических веществ внутри клетки являются реакции окисления неорганических соединений (так питаются железобактерии, серобактерии).

Гетеротрофные бактерии, которые составляют большинство, питаются готовыми углеродосодержащими соединениями. Бактерии-сапротрофы перерабатывают органические остатки растений и животных, живут в навозе, древесине, компостах. В почве содержится гигантское количество бактерий, благодаря которым органика (например, опавшая листва) превращается в минеральные соединения, обогащающие почву, делающие ее плодородной.

Образование спор

  1. Формирование бактериальных спор происходит при неблагоприятных условиях среды (недостатке влаги, органики, слишком низкой или высокой температуре).
  2. Бактерия усыхает, изменяет внешний вид, образует толстую оболочку под мембраной. Эта форма чрезвычайно устойчива к внешним воздействиям, может пережить и кипячение и огромные отрицательные температуры.
  1. С приходом благоприятных условий плотная оболочка рвется, клетка начинает набирать воду и полезные вещества, а потом и делиться. Важно, что спора бактерии никак не участвует в процессе размножения — это лишь способ выжить в трудное время.

Роль бактерий в природе и жизни человека

Почвенные бактерии.

  1. Бактерии гниения. Аэробы. Высвобождают аммиак при гниении органических веществ. Создают перегной. Вызывают порчу продуктов.
  2. Бактерии брожения. Преобразуют перегной в комплекс минеральных солей, преобразуют продукты питания, например, способствуют скисанию молока, сока, фруктов. Молочнокислые бактерии полезны, так как высвобождают из сахара молочную кислоту, угнетающую гнилостные бактерии. Из бактерий брожения получают различные медицинские препараты.
  3. Нитрифицирующие бактерии. Аэробы. Могут окислять аммиак, образуя нитраты, нитриты в почве — минеральные удобрения. Очищают сточные воды, расщепляя органику.
  4. Денитрифицирующие бактерии. Осуществляют химический процесс, в ходе которого нитраты поэтапно восстанавливаются до молекулярного азота, который возвращается в атмосферу.
  5. Клубеньковые бактерии. Гетеротрофы. Селятся в корнях растений семейства бобовых, фиксируют азот.
  6. Азотфиксаторы. Кроме клубеньковых бактерий к этой группе относят цианобактерии, ряд свободноживущих почвенных бактерий.

Болезнетворные бактерии. Вызывают различные заболевания, самыми тяжелыми из которых являются брюшной тиф, столбняк, дизентерия, холера, ботулизм, пневмония, газовая гангрена, туберкулез, дифтерия, сальмонеллез, коклюш, сибирская язва, туляремия. Для борьбы со многими из них питьевые жидкости кипятят, молоко пастеризуют, руки и предметы дезинфицируют. В целях профилактики болезней вводят прививки (столбняк, дифтерия, коклюш). Помимо людей и животных, бактериальные заболевания могут поражать и растения.

Симбиотические бактерии. Создают нормальную, сбалансированную микрофлору в организмах человека и животных. Например, безвредные штаммы кишечной палочки (Escherichia coli) заселяют кишечник, не причиняя вреда, и даже способны синтезировать витамин К. Симбионты живут на кожных покровах, в верхних дыхательных путях, в пищеварительном тракте. Вырабатывают органические кислоты, витамины, ферменты, антибиотики. Однако при лечении болезней антибиотиками симбионты зачастую гибнут, из-за чего баланс флоры нарушается, бурно растут патогенные бактерии.

Источник: EgeVideo.ru

Все ли бактерии дышат кислородом?

Не все знают, что кислород не всегда является обязательным компонентом в цепи дыхания. Он играет, прежде всего, роль акцептора электронов, поэтому данный газ хорошо окисляется и взаимодействует с протонами водорода. АТФ – это та причина, по которой все живые организмы дышат. Однако многие виды бактерий обходятся без кислорода, и все равно получают такой заветный источник энергии, как аденозинтрифосфат. Как дышат бактерии такого типа?

Процесс дыхания в нашем организме протекает на протяжении двух стадий. Первая из них – анаэробная – не требует наличия кислорода в клетке, и для нее необходимы только источники углерода и акцепторы протонов водорода. Вторая стадия – аэробная – протекает исключительно в присутствии кислорода и характеризуется большим количеством поэтапных реакций.

У бактерий, которые не усваивают кислород и не используют его для дыхания, протекает только анаэробная стадия. По ее окончанию микроорганизмы также получают АТФ, однако его количество очень сильно отличается от того, которое получаем мы после прохождения сразу двух стадий дыхания. Получается, что не все бактерии дышат кислородом.

АТФ – универсальный источник энергии

Для любого организма важно поддерживать свою жизнедеятельность. Поэтому нужно было в процессе эволюции найти источники энергии, которые при использовании смогут дать достаточно ресурсов для протекания всех необходимых реакций в клетке. Сначала появилось брожение у бактерий: так называется этап гликолиза или анаэробный этап дыхания прокариот. И только потом у более совершенных многоклеточных организмов развились приспособления, благодаря которым, с участием атмосферного кислорода КПД дыхания заметно увеличивалось. Так появился аэробный этап клеточного дыхания.

Как дышат бактерии? 6 класс школьного курса биологии показывает, что для любого организма важно получение определенной доли энергии. В процессе эволюции она стала запасаться в специально синтезированных для этого молекулах, которые называются аденозинтрифосфат.

АТФ представляет собой макроэргическое вещество, основой которого является пентозное углеродное кольцо, азотистое основание (аденозин). От него отходят фосфорные остатки, между которыми и образуются высокоэнергетические связи. При разрушении одной из них высвобождается в среднем около 40 кДж, а одна молекула АТФ способна хранить в себе максимум три фосфорных остатка. Так, если АТФ распадается до АДФ (аденозиддифосфат), то клетка получает 40 кДж энергии в процессе дефосфорилирования. И, наоборот, запасание происходит путем фосфорилирования АДФ до АТФ с затратой энергии.

Гликолиз дает клетке бактерии 2 молекулы аденозинтрифосфата, когда аэробный этап дыхания по завершению может снабдить клетку сразу 36 молекулами этого вещества. Поэтому на вопрос «Как дышат бактерии?» ответ можно дать следующий: процесс дыхания для многих прокариот заключается в образовании АТФ без наличия и затраты кислорода.

Как дышат бактерии? Типы дыхания

По отношению к кислороду все прокариоты делятся на несколько групп. Среди них:

  1. Облигатные анаэробы.
  2. Факультативные анаэробы.
  3. Облигатные аэробы.

Первая группа состоит только из тех бактерий, которые не могут жить в условиях доступа кислорода. О2 для них токсичен и ведет к гибели клетки. Примерами таких бактерий могут служить чисто симбиотические прокариоты, которые проживают внутри другого организма в условиях отсутствия кислорода.

Вторая группа объединяет такие виды прокариот, которые активно размножаются и растут при отсутствии кислорода, однако, его небольшое процентное содержание в окружающей среде не ведет к летальным последствиям. К таким бактериям относятся сапрофиты и некоторые паразиты.

Как дышат бактерии третьей группы? Эти прокариоты отличаются тем, что они могут жить только в условиях хорошей аэролизации. Если недостаточно кислорода в воздухе, такие клетки быстро погибают, поскольку для дыхания им жизненно необходим О2.

Чем брожение отличается от кислородного дыхания?

Брожение у бактерий – это тот же самый процесс гликолиза, который у разных видов прокариот может давать различные продукты реакции. Например, молочнокислое брожение приводит к образованию побочного продукта молочной кислоты, спиртовое брожение – этанола и углекислого газа, масляно-кислое – масляной (бутановой) кислоты и т. д.

Кислородное дыхание – это полная цепь процессов, которые начинаются с этапа гликолиза с образованием пировиноградной кислоты, и заканчиваются выделением СО2, Н2О и энергии. Последние реакции проходят в условиях присутствия кислорода.

Как дышат бактерии? Биология (6 класс) школьного курса микробиологии

В школе нам давали лишь простейшие знания о том, как происходит процесс дыхания прокариот. Митохондрий у этих микроорганизмов нет, однако, есть мезосомы – выпячивания цитоплазматической мембраны внутрь клетки. Но эти структуры играют не самую ключевую роль в дыхании бактерий.

Поскольку брожение – это разновидность гликолиза, то оно протекает в цитоплазме прокариот. Там же находятся многочисленные ферменты, необходимые для проведения всей цепочки реакций. У всех бактерий без исключения сначала образуются две молекулы пировиноградной кислоты, как у человека. И только потом они превращаются в другие побочные продукты, которые зависят от типа брожения.

Заключение

Мир прокариот, несмотря на видимую простоту клеточной организации, полон сложных и порой необъяснимых моментов. Теперь есть ответ, как дышат бактерии на самом деле, ведь не всем из них необходим кислород. Напротив, большинство приспособилось использовать другой, менее практичный способ получения энергии – брожение.

Источник: fb.ru

Чем дышат бактерии

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.