- •2. Спиртовое брожение, химизм, возбудители, биологическое и практическое значение.
- •3. Морфология и классификация дрожжей. Роль дрожжей в природе, сельском хозяйстве и промышленности.
- •4. Брожение пектиновых веществ, возбудители, химизм. Значение в сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
- •6. Биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы. Симбиотические азотфиксаторы.
- •7. Биологическая фиксация молекулярного азота атмосферы. Несимбиотические азотфиксаторы.
- •8. Качественный и количественный состав эпифитных микроорганизмов плодов и овощей. Роль эпифитов в жизни растений
- •9. Техника приготовления фиксированного окрашенного препарата.
- •10. Аэробное дыхание. Химизм процесса и использование энергии микроорганизмами.
- •11. Гомоферментативное молочнокислое брожение, возбудители, химизм, значение в пищевой промышленности.
- •12. Влияние влажности среды на рост микроорганизмов и распространение их в природе. Устойчивость к высушиванию.
- •13. Процесс аммонификации органических азотсодержащих соединений, динамика процесса, возбудители, значение для хранения пищевых продуктов.
- •14. Маслянокислое брожение, химизм, возбудители.
- •15. Морфологические особенности бактерий: капсула, фимбрии, пили.
- •16. Жгутики как локомоторные органоиды бактерий. Строение, химический состав.
- •17. Типы питания микроорганизмов. Хемоорганотрофы и их роль в круговороте веществ.
- •18. Усвоение молекулярного азота микроорганизмами: химизм и значение процесса.
- •19. Приспособления микроорганизмов к различным условиям среды: капсула, спора, жгутики, скорость размножения, антибиотическая активность.
- •20.Типы питания микроорганизмов. Фотосинтез.
- •21. Типы питания микроорганизмов. Хемосинтез.
- •22. Роль температуры окружающей среды для жизнедеятельности микроорганизмов.
- •23. Значение кислотности среды для жизнедеятельности микроорганизмов.
- •24. Роль кислорода для жизнедеятельности микроорганизмов.
- •25. Действие химических веществ на микроорганизмы
- •26. Свободноживущие азотфиксаторы, их морфо-физиологические особенности, значение в природе.
- •27. Движение, рост и размножение бактерий. Способы культивирования бактерий.
- •28. История микробиологии как науки. Научная деятельность л. Пастера, р. Коха.
- •29. Ультраструктурные различия прокариот и эукариот.
- •30. Значение работ с. Н. Виноградского и в. Л. Омелянского для развития микробиологии.
- •31. Процесс нитрификации, возбудители, значение.
- •32. Брожение и дыхание. Сходства и различия процессов.
- •33. Спорообразование у бактерий, стадии образования эндоспор.
- •34. Свойства молочнокислых бактерий, участвующих в получении силоса.
- •35. Пропионовокислое брожение, химизм и возбудители процесса.
- •36. Сравнительная характеристика аэробного и анаэробного дыхания
- •37. Способы поступления питательных веществ в микробную клетку(37 и 38 вопросы по факту одинаковы по ответу, но различные по звучанию)
- •Облегченная диффузия
- •38. Типы транспортных систем у микроорганизмов
- •39. Общая характеристика круговорота азота в природе.
- •40.Основные принципы классификации прокариот. Естественная и искусственная систематики.
- •42. Анаэробное дыхание. Значение нитратного и сульфатного дыхания в круговороте азота и серы.
- •43. Типы взаимодействия микроорганизмов и растений.
- •44. Цитоплазма бактериальной клетки. Бактериальный геном.
- •45. Плазмиды. Цитоплазматические включения.
- •46. Взаимоотношения микроорганизмов между собой и высшими организмами. Симбиоз, антагонизм и другие формы.
- •47. Размеры, формы и структурная организация бактериальных клеток.
- •48. Правила работы и техники безопасности при работе в микробиологическаой лаборатории.
- •49. Световой микроскоп (устройство, принцип работы). Правила работы с имммерсионной системой микроскопа.
- •50. Общая характеристика процессов брожения. Пути сбраживания углеводов.
- •1.1. Спиртовое брожение
- •1.2 Маслянокислое брожение
- •1.3. Молочнокислое брожение
- •51. Сходства и различия энергетических процессов микробной клетки (брожения и дыхания).
- •52. Окисление углеводов до лимонной и других органических кислот.
- •53. Фазы роста бактерий в периодической культуре. Рост бактерий в непрерывной культуре.
- •54. Спиртовое брожение. Биологическое и практическое значение эффекта Пастера.
- •55. Ферменты бактерий. Роль оксидоредуктаз и гидролаз в жизнедеятельности микробной клетки.
- •56.Распространение микроорганизмов в биосфере. Участие микроорганизмов в круговоротах веществ в природе.
- •57. Строение и химический состав клеточной стенки бактерий, ее функции.
- •58. Сферопласты, протопласты, l-формы бактерий.
- •59. Отношение микроорганизмов к температуре. Температурные режимы для различных физиологических групп микроорганизмов.
- •60. Иммобилизация минерального азота в почве микроорганизмами.
- •61. Физиологическая роль азота и источники азота для микроорганизмов.
- •62. Типы анаэробного дыхания у микроорганизмов: суммарные уравнения, возбудители, значение.
- •63. Гетероферментативное молочнокислое брожение, возбудители, химизм, значение в пищевой промышленности.
- •64. Питательные среды для микроорганизмов, их классификация, приготовление, требования, предъявляемые к питательным средам.
- •65. Спорообразование у бактерий. Значение спорообразования для бактерий и грибов.
- •66. Типы питания микроорганизмов. Фотоавтотрофия.
- •67. Типы питания микроорганизмов. Хемоавтотрофия.
- •68. Отношение микроорганизмов к температуре, воздействие высоких и низких температур.
- •69. Воздействие на микроорганизмы лучистой энергии.
- •70. Воздействие на микроорганизмы химических веществ. Бактерициды и бактериостатики.
- •71. Механизм действия на микроорганизмы антибиотиков.
- •72. Микробиологические процессы при силосовании кормов. Условия получения силоса хорошего качества.
- •73. Конститутивные и индуцибельные ферменты. Локализация ферментов в микробной клетке.
- •74. Конкурентные и ассоциативные взаимоотношения между микроорганизмами.
- •75. Брожения, вызываемые бактериями рода Clostridium. Значение в природе и народном хозяйстве.
- •76. Фазы роста бактерий в периодической культуре. Рост бактерий в непрерывной культуре. Фазы развития бактерий в периодической культуре
- •Особенности развития бактерий в непрерывной культуре
- •77. Окисление микроорганизмами жира. Возбудители, ферменты.
- •78. Симбиотические и антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами. Значение в сельском хозяйстве и медицине.
- •79. Пути получения пировиноградной кислоты у микроорганизмов. Энергетический выигрыш в результате этих процессов.
- •80. Движение бактерий. Виды таксиса.
- •81. Клеточные структуры бактерий. Значение и функции капсулы.
- •82. Строение клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.
- •83. Значение и функции цитоплазматической мембраны бактерий.
- •84. Фимбрии и пили у бактерий.
- •85. Окисление целлюлозы. Возбудители, значение процесса.
- •86. Влияние кислотности среды на развитие микроорганизмов.
- •87. . Ультраструктура бактериальной клетки. Различия в строении клеток эукариот и прокариот.
- •88. Способы получения микроорганизмами энергии: брожение, дыхание, анаэробное дыхание. Значение атф для жизнедеятельности микробной клетки и способы ее образования.
- •89) Окисление этилового спирта до уксусной кислоты. Значение для пищевых производств.
- •90) Жизненные формы у лишайников и их систематическое значение. Лихенизированные классы и основные порядки сумчатых и базидиальных грибов.
- •91) Природа вирусов. Роль вирусов в эволюции. Гипотезы происхождения вирусов.
- •92) Основные принципы современной классификации вирусов.
- •93) Основные принципы структурной организации вирионов.
- •94) Вирусные белки. Структура и функция.
- •95) Виды и механизмы цитопатогенного действия вирусов.
- •96) Вироиды. Особенности вироидов как инфекционных агентов невирусной природы.
- •97. Методы количественного определения вирусов животных в культуре клеток (метод бляшек, выявления вирусных антигенов, реакция гемагглютинации).
- •98. История открытия прионов. Заболевания, вызываемые прионами у человека и животных. Методы выявления прионов и их диагностика.
- •99. Культура клеток как биологическая модель для культивирования, ее разновидности по происхождению и способу получения.
- •100. Краткая истории вирусологии.
- •101. Характеристика этапов репродукции вирусов.
- •102. Пути проникновения вирусов в организм животных.
- •103. Исходы взаимодействия вируса и клетки.
- •104. Химический состав вирусов. Белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы вирусов, происхождение и отличие от клеточных
- •105 Принципы организации вирионов. Понятие о прионах, вироидахDi-частицах.
- •106 Открытие вирусов и развитие учения о вирусах
- •107 Сущность вирусов. Отличия вирусов от других организмов. Вирусы как живые существа.
- •108 Понятие вида вируса. Принципы совместной таксономии вирусов. Критерии
- •109 Классификация вирусов. Основные таксоны.
- •110 Происхождение и эволюция вирусов
- •111 Факторы, ограничивающие существование вирионов во внешней среде. Иммунитет
- •112 Принципы номенклатура фитовирусов. Биообразованиефитовирусов. Меры борьбы с вирусными заболеваниями растений.
- •113. Общая характеристика и биоразнообразие бактериофагов. Особенности онтогенеза бактериофагов.
- •114. Правила асептики, антисептики, дезинфекции и стерилизации, принятые в вирусологии.
- •115. Вирусы бактерий - бактериофаги. Морфология и структурные особенности.
- •116. Фаги вирулентные и умеренные, формы их существования, Взаимодействие вирулентного фага с бактериальной клеткой.
- •117. Умеренные фаги. Явление лизогении. Фаговая конверсия. Значение этих явлений.
- •118. Методы культивирования фагов, их титрование. Применение бактериофагов в микробиологии и медицине
- •119. Понятие о вирионе. Морфология и структура вирусов. Происхождение вирусов
- •Морфология вирусов
- •120. Методы культивирования вирусов. Типы культур тканей.
1.Морфология и классификация мицелиальных грибов. Роль грибов в природе, сельском хозяйстве и промышленности.
Низшие эукариотные одноклеточные и мицелиальные хемоорганотрофные организмы. Их относят к особому царству – Mycota. Макромицеты образуют крупные плодовые тела, микромицеты плодовых тел не имеют. Общая характеристика: - Тело – мицелий, состоит из длинных нитей – гифов. У высших грибов гифы имеют перегородки – септы, низшие грибы – несептированные. - Грибы крупнее бактерий, диаметр гиф: 5-50 мкм и более. - Клеточная стенка из хитина. - Зернистая цитоплазма содержит много рибосом, есть митохондрии с дыхательными ферментами. включения волютина и жиров, ядро окружено мембраной. - Размножаются вегетативно, половым и бесполым путем. - Участки мицелия могут превращаться в спорангии, где формируются споры, необходимые для размножения или сохранения. Роль в природе: В природе обитают во всех естественных субстратах. Могут быть не только сапротрофами, но и паразитами и хищниками. В почве грибы участвуют в разложении органики(например, целлюлозы, лигнина). Могут вызывать порчу продуктов, деревянных построек, быть возбудителями заболеваний. Систематика: классифицируются грибы по способу размножения. 1. Отдел Myxomycota – Миксомицеты В определенные периоды цикла развития они сходны с амёбами. Их тело похоже на слизистую массу, не разделено на клетки, передвигаются миксомицеты псевдоподиями. Размножаются: а) Простым делением б) Половым путём: 2 слизистые массы сливаются => образуется плодовое тело со спорами => споры прорастают и образуют амебоидные гаметы => гаметы сливаются => зигота вырастает в новую слизистую массу 2. Отдел Eumycota – Истинные грибы 2а. Класс Chytridiomycetes: мицелий полностью отсутствует, либо он ценоцитный – неклеточный. Размножение половое(планогаметы) и бесполое(зооспоры). Это водные, почвенные обитатели, среди них есть сапротрофы и паразиты растений. 2б. Класс Zygomycetes: полностью утратили подвижные стадии в цикле развития. Размножение чаще половое, бесполое происходит с помощью спорангиеспор.К этому классу принадлежат мукоровые грибы: роды Mucor, Thamnidium, Rhizopus 2в. Класс Ascomycetes: самая обширная группа, имеют разветвленный многоклеточный мицелий. Размножение: а) Бесполое: конидиями б) Половое: аскоспорами, которые образуются после слияния гамет в сумке – аске. Аски находятся в аскокарпиях. В почве встречаются роды Aspergillus, Penicillum, также известный представитель – спорынья 2г. Класс Basidiomycetes: их мицелий состоит из многоклеточных гиф, имеют дифференцированное ядро. Размножение обычно половое: базидиями, в которых формируются по 4 базидиоспоры. Среди базидиомицетов известны многие вредители сельскохозяйственных растений, съедобные грибы. Многие из них – сапротрофы. 2д. Класс Deuteromycetes – несовершенные грибы. Тело состоит из расчленённых многоклеточных гиф. Размножаются только бесполым путём(конидии образуются на пикнидах). К дейтеромицетам относят грибы порядков Melanconiales и Moniliales, также группу грибов с неустановленным способом размножения – Mycelia sterilia
2. Спиртовое брожение, химизм, возбудители, биологическое и практическое значение.
Спиртовое брожение - микробиологический процесс превращения углеводов в спирт и углекислый газ. Вызывается аскомицетовыми дрожжами рода Saccharomyces, некоторыми бактериями и отдельными представителями мукоровых грибов.
Суммарное уравнение реакции:
С6 H12 O6 → 2 СНзCH2 ОН + 2 СО2 + Е
глюкоза этиловый спирт
Как и любое брожение — это сложный многоступенчатый процесс (см. 7.2), который протекает при участии комплекса ферментов. Наряду со спиртом могут образовываться побочные продукты: глицерин, уксусный альдегид, уксусная, яблочная кислоты, сивушные масла (смесь высших кислот).
Основными возбудителями спиртового брожения являются дрожжи - сахаромицеты.
Это факультативно-анаэробные микроорганизмы. В аэробных условиях дрожжи получают энергию путем полного окисления моно- и дисахаридов до углекислого газа и воды, т.е. путем аэробного дыхания. При этом интенсивно накапливается биомасса (эффект Пастера). Поэтому производство хлебопекарных дрожжей ведут в аэробных условиях.
Условия проведения спиртового брожения
1. Источники питания. В качестве источника углерода используют глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу. Крахмал дрожжи не сбраживают, так как амилолитические ферменты у них отсутствуют. Поэтому крахмалсодержащее сырье подвергают осахариванию при участии амилаз различного происхождения. Концентрация сахара 10-15% наиболее благоприятна для большинства дрожжей. В качестве источника азота используются аммонийные соли органических кислот и аминокислоты;
2. Анаэробные условия;
3. Температура. По отношению к температуре сахаромицеты делятся на низовые и верховые дрожжи. Дрожжи верхового брожения вызывают бурное и быстрое брожение при температуре 20-28 °С. При этом они всплывают на поверхность под действием выделяющегося диоксида углерода. Низовые дрожжи осуществляют более спокойное брожение, которое ведут при 5-10°С;
4. Концентрация этилового спирта. Этиловый спирт, накапливающийся в среде, оказывает неблагоприятное действие на дрожжи. Угнетающее действие спирт оказывает уже при концентрации в среде 2-5 % об., а при 12-15 % об. брожение прекращается;
5. Активная кислотность среды (рН). Спиртовое брожение протекает в кислой среде (рН 4-4,5). При подщелачивании среды до рН 8 дрожжи в качестве основного продукта брожения накапливают не спирт, а глицерин. Это так называемая глицериновая форма спиртового брожения:
2С6Н1206 → 2CН20HCHOHСН20Н+СНзСН20Н+СНзСООН+2С02 + Е
глюкоза глицерин этиловый уксусная
спирт кислота
Практическое использование спиртового брожения
Спиртовое брожение лежит в основе производства этилового спирта, пива, вина, используется в хлебопечении. Совместно с молочнокислым брожением оно используется при производстве кваса, кефира, кумыса. Основными потребителями этилового спирта являются пищевая и химическая промышленность, а также медицина.
3. Морфология и классификация дрожжей. Роль дрожжей в природе, сельском хозяйстве и промышленности.
Дрожжи (дрожжевые грибки) – это высшие одноклеточные немицелиальные неподвижные грибы и выделение их в отдельную группу объясняется исключительно широким применениенм в ряде производств (хлебопечение, виноделие, производство спирта, пивоварение и т.д.). Большинство дрожжей относится к классу аскомицетов (сумчатых грибов) и дейтеромицетам.
Широко распространены в природе в виде так называемых диких дрожжей: встречаются в почве, на листьях, стеблях и плодах растений, в разнообразных пищевых субстратах растительного и животного происхождения.Дрожжи по отношению к кислороду делятся на факультативные анаэробы (в аэробных условиях осуществляют дыхание и активно накапливают биомассу, а в анаэробных условиях вызывают спиртовое брожение) и аэробы.
Морфологически дрожжи разнообразны. Они отличаются друг от друга размерами и формой клеток. Размеры клеток дрожжей в зависимости от вида варьируют в следующих пределах; от 2,5 до 10 микрометров в поперечнике и от 4 до 20 мкм в длину. Морфологическое разнообразие форм дрожжей изображено на рисунке.
Клетки дрожжей имеют удлиненную, овальную, колбасовидную, эллипсовидную, лимонообразную или шаровидную форму. Форма и размеры дрожжевых клеток зависят от вида, возраста, питательной среды, способа культивирования. В процессе развития дрожжевой клетки форма ее может изменяться.
Размножение дрожжей
В зависимости от вида дрожжи вегетативно могут размножаться почкованием (так размножаются дрожжи овальной формы), бинарным делением (характерно для дрожжей цилиндрической или палочковидной формы) или почкующимсяделением. Кроме вегетативного размножения, дрожжи – аскомицеты могут размножаться половым путем с образованием аскоспор.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется бугорок (почка), который постепенно увеличивается в размерах, растет. Между почкой и производящей ее клеткой появляется перетяжка. Канал, соединяющий материнскую и вновь формирующуюся клетку, постепенно суживается и, наконец, дочерняя клетка полностью отделяется от материнской. При почковании часть ядра, протоплазмы и других клеточных элементов материнской клетки переходит в дочернюю. В благоприятных условиях процесс почкования длится около двух часов.
Нередко молодые клетки не отшнуровываются от материнской, а остаются вместе с ней. При этом происходит почкование и молодых клеток. В результате образуется целое скопление соединенных между собой клеток, напоминающее мицелий плесневых грибов. Этот мицелий называется ложным, он легко разрушается.
Многие дрожжи способны размножаться и путем спорообразования. Споры образуются внутри дрожжевой клетки, количество их колеблется от двух до двенадцати. Спорообразование происходит бесполым или половым путем. При бесполом образовании спор ядро клетки дробится, каждая частица его окружается веществом протоплазмы и покрывается оболочкой, превращаясь, таким образом, в спору.
Образование спор при половом размножении происходит в результате слияния двух клеток.
Споры имеют чаще всего круглую или овальную форму. Они более устойчивы к внешним воздействиям, чем вегетативные клетки, и появление их связано с ухудшением условий обитания.
Дрожжи, способные размножаться почкованием и спорообразованием, называются истинными. Некоторые дрожжи не способны к спорообразованию и размножаются только путем почкования. Такие дрожжи называются ложными.
Систематика дрожжей
Дрожжи подразделяются на семейства, роды и расы. Расы – это разновидности видов, которые отличаются друг от друга отношением к температуре, устойчивостью к спирту, скоростью размножения, активностью образования углекислоты и т.д.
Из дрожжей, относящихся к классу аскомицетов, большое значение имеют дрожжи-сахаромицеты рода Saccharomyces, которыешироко используются в пищевой промышленности. Главным биохимическим признаком этих дрожжей является то, что они сбраживают сахара с образованием этилового спирта и диоксида углерода. Дрожжи, используемые в промышленности, называются культурнымидрожжами. Например, в хлебопекарном производстве и в производстве спирта используются верховые дрожжи рода Saccharomyces cerevisiae (сахаромицес церевизи), в производстве ржаного хлеба и кваса нашли применение дрожжи вида Saccharomyces minor (сахаромицес минор). В пивоварении используются низовые дрожжи Saccharomyces carlsbergensis (сахаромицес карлсбергенсис).
Дрожжи-сахаромицеты имеют овальную форму, вегетативно размножаются почкованием, в неблагоприятных условиях размножаются половым путем аскоспорами. Используется также в производстве различных вин, пива, кваса, молочнокислых продуктов (кефира, кумыса) и др.
Дрожжи отличаются высоким содержанием белков и витаминов (В, D, Е),поэтому применяются для пищевых и кормовых целей как источники этих веществ.
Некоторые спорогенные дрожжи являются дикими дрожжами. Эти дрожжи так же, как и культурные, способны осуществлять спиртовое брожение, но помимо спирта образуют много побочных продуктов (таких как альдегиды, высшие спирты, эфиры и др.) и поэтому ухудшают органолептические показатели продукта. Эти дрожжи - вредители производства различных напитков (пива, вина, безалкогольных напитков), а также возбудителями порчи многих пищевых продуктов.
Дрожжи, размножающиеся только вегетативным путем, но не способные к спорообразованию, отнесены к классу несовершенных грибов (несахаромицеты, ложные дрожжи).
Дрожжи – дейтеромицеты (не сбраживающие сахара или сбраживающие их слабо), могут размножаться только вегетативным способом.
Некоторые из этих дрожжей (например, дрожжи рода Candida) используются в промышленности для получения кормового белка, органических кислот, витаминов и других продуктов микробного синтеза.
Дрожжи вида Torulopsis kefir (торулопсис кефир) входят в состав симбиотической закваски – кефирного грибка и применяется для приготовления молочнокислых продуктов, содержащих спирт (кефира и кумыса).Другие представители несовершенных (аспорогенных) дрожжей являются дикими дрожжами и вызывают порчу многих пищевых продуктов.
К дрожжам - вредителям производства относятся дрожжи родов Pichia, Hansenula, Candida, Rhodotorula, Torula, Torulopsis, Mycoderma, Trichosporon и др. (вызывают прокисание пива, сухих вин, образуют пленки на квашеных овощах, плодах, наносят вред в производстве уксуса и пекарских дрожжей).
Есть патогенные формы – Candida albicans (кандида альбика) – вызывает стоматит, некоторые виды (торула утилис - для получения пищевых и кормовых дрожжей) используются как кормовые дрожжи, которые из отходов сахарной, целлюлозно-бумажной промышленности образуют белки, используемые в производстве комбикормов.