- •Глава 8. Селекция и биотехнология
- •Введение
- •Глава 1. Химические компоненты живых организмов § 1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и микроэлементы
- •§ 2. Неорганические вещества
- •§ 3. Органические вещества. Аминокислоты. Белки
- •§ 4. Свойства и функции белков
- •§ 5. Углеводы
- •§ 6. Липиды, их строение и функции
- •§ 7. Нуклеиновые кислоты
- •§ 8. Атф. Биологически активные вещества
- •Глава 2. Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов
- •§ 9. История открытия клетки. Создание клеточной теории
- •§ 10. Методы изучения клетки
- •§ 11. Строение клетки
- •§ 12. Цитоплазматическая мембрана
- •§ 13. Гиалоплазма. Цитоскелет.
- •§ 14. Клеточный центр. Рибосомы
- •§ 15. Эндоплазматическая сеть. Комплекс Гольджи. Лизомосы
- •§ 16. Вакуоли
- •§ 17. Митохондрии. Пластиды
- •§ 18. Ядро
- •§ 19. Особенности строения клеток прокариот
- •§ 20. Особенности строения клеток эукариот
- •Глава 3. Деление клетки
- •§ 21. Клеточный цикл
- •§ 22. Митоз. Амитоз. Прямое бинарное деление
- •§ 23. Мейоз и его биологическое значение
- •Глава 4. Обмен веществ и превращение энергии в организме
- •§ 24. Общая характеристика обмена веществ и превращения энергии
- •§ 25. Энергетический обмен
- •§ 26. Брожение
- •§ 27. Фотосинтез
- •§ 28. Хранение наследственной информации
- •§ 29. Реализация наследственной информации — синтез белка на рибосомах
- •§ 30. Регуляция транскрипции и трансляции в клетке и организме
- •Глава 5. Структурная организация и регуляция функций живых организмов § 31. Структурная организация живых организмов
- •§ 32. Ткани и органы растений
- •§ 33. Ткани и системы органов животных
- •§ 34. Саморегуляция жизненных функций организмов
- •§ 35. Иммунная регуляция
- •§ 36. Специфическая иммунная защита организма
- •§ 37. Иммунологическая реакция организма (иммунный ответ)
- •Глава 6. Размножение и индивидуальное развитие организмов
- •§ 38. Типы размножения организмов. Бесполое размножение
- •§ 39. Половое размножение. Образование половых клеток
- •§ 40. Оплодотворение
- •§ 41. Онтогенез. Эмбриональное развитие животных
- •§ 42. Постэмбриональное развитие
- •§ 43. Онтогенез человека
- •Глава 7. Наследственность и изменчивость организмов
- •§ 44. Закономерности наследования признаков, установленные г. Менделем. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя
- •§ 45. Цитологические основы наследования признаков при моногибридном скрещивании
- •§ 46. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя
- •§ 47. Взаимодействие аллельных генов
- •§ 48. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование
- •§ 49. Генетика пола
- •§ 50. Изменчивость организмов, ее типы. Модификационная изменчивость
- •§ 51. Генотипическая изменчивость
- •§ 52.Особенности наследственности и изменчивости человека
- •§ 53. Наследственные болезни человека
- •Глава 8. Селекция и биотехнология
- •§ 54. Cелекции, ее задачи и основные направления
- •§ 55 . Методы селекции и ее достижения
- •§ 56. 0Сновные направления биотехнологии
- •§ 57. Инструменты генетической инженерии
- •§ 58. Успехи и достижения генетической инженерии
§ 26. Брожение
У организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде, — анаэробов, а также у аэробов при недостатке кислорода некоторые клетки способны синтезировать АТФ, расщепляя питательные вещества в ходе бескислородного процесса — брожения. Суть его заключается в том, что глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (как и в процессе гликолиза). Затем клетки микроорганизмов (бактерий и дрожжей) превращают пировиноградную кислоту не в углекислый газ и воду, а в другие продукты. В зависимости от получающихся при этом веществ различают молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое и другие виды брожения.
Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты, которая затем восстанавливается до молочной:
1) С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+ →2С3Н4О3 + 2АТФ + 2НАД •Н
2) С3Н4О3 + 2НАД • Н → С3Н6О3 + 2НАД+.
Суммарно его можно выразить уравнением:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3Р04 →2 С3Н6О3 + 2АТФ.
Молочнокислое брожение осуществляют молочнокислые бактерии (например, некоторые стрептококки). Образование молочной кислоты по такому типу осуществляется также в мышечных клетках животных в условиях дефицита кислорода.
Спиртовое брожение широко распространено в природе и его осуществляют дрожжи. В отсутствие кислорода дрожжевые клетки образуют из глюкозы этиловый спирт и СО2.
Вначале спиртовое брожение идет аналогично молочнокислому. Заключительные реакции этого процесса приводят к образованию этилового спирта. От каждой молекулы пировиноградной кислоты отщепляется молекула СО2 и образуется молекула двууглеродного соединения — уксусного альдегида, который затем восстанавливается до этилового спирта атомами водорода:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+ → 2С3Н4О3 + 2АТФ +
2НАД • Н;
2) С3Н4О3 →СН3СОН + СО2;
3) СН3СОН + 2НАД • Н → С2Н5ОН + 2НАД+.
Суммарно: С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С2Н5ОН + 2АТФ + 2СО2.
Спиртовое брожение кроме дрожжей осуществляют некоторые анаэробные бактерии. Этот тип брожения наблюдается в растительных клетках в отсутствие кислорода.
Уксуснокислое брожение. При этом типе брожения образуется уксусная кислота и углекислый газ:
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+ → 2С3Н4О3 + 2АТФ +
2НАД • Н;
2) С3Н4О3 →СН3СОН + СО2;
3) СН3СОН + 1/2О → СН3СООН.
Практическое значение брожения. Процессы брожения находят большое практическое применение. Молочнокислое брожение используется для получения различных кисломолочных продуктов, при солении и квашении овощей, силосовании кормов и т.д. Кефир — продукт совместной деятельности молочнокислых бактерий и дрожжей. Известно много национальных кисломолочных продуктов (кумыс, айран, йогурт и др.), для приготовления которых используют кобылье, верблюжье, овечье, козье молоко, а в качестве закваски — естественно возникшие и сохраняемые комплексы молочнокислых бактерий и дрожжей.
Скисание сливок, необходимое для получения сливочного масла, вызывают бактерии рода стрептококк. Помимо молочной кислоты некоторые из них образуют ацетоны и диацетил, придающие сливочному маслу характерный запах и вкус. Субстратом при этом служит лимонная кислота, содержание которой в молоке достигает 1 г/л.
Спиртовое брожение лежит в основе получения различных спиртов, в том числе этилового, а также вин и пива.
1. Чем отличается брожение от клеточного дыхания? 2. Что происходит в мышечных клетках при кислородном голодании? 3. Какие виды брожения вам известны? 4. Чем принципиально отличается уксуснокислое брожение от спиртового? 5. Каково практическое значение брожения? 6. Известно, что при изготовлении вина в домашних условиях путем сбраживания сахаров, содержащихся в различных фруктах, особенно у неопытных виноделов вместо вина образуется продукт с высоким содержанием уксуса. Чем это можно объяснить?