- •2. Распространение микроорганизмов в природе.
- •5) Описательный этап в истории микробиологии
- •7. Работы Роберта Коха.
- •8. Работы Луи Пастера.
- •9) Появление экологического направления в микробиологии. Работы Виноградского и Бейеринка.
- •12. Основные принципы систематики микроорганизмов.
- •13) Основные принципы номенклатуры микроорганизмов. Понятия «вид», «культура», «штамм», «клон».
- •14. Искусственные системы классификации бактерий.
- •15. Морфология микроорганизмов: размеры и формы. Биопленки.
- •16. Химический состав бактериальной клетки.
- •18. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий.
- •19. Функции клеточной стенки бактерий.
- •21) Клеточная стенка архей.
- •22.Строение мембраны бактерий.
- •23. S слой бактерий.
- •24. Поверхностные структуры бактерий: капсулы, слизистые слои и чехлы.
- •25) Поверхностные структуры бактерий: пили и шипы.
- •26. Жгутики бактерий.
- •27. Цитология микроорганизмов: цитоплазма и включения.
- •29) Движение бактерий. Таксисы
- •30. Генетический аппарат бактерий. Нуклеоид. Плазмиды. Типы
- •31. Размножение бактерий.
- •33) Синхронная культура микроорганизмов
- •34. Проточная культура микроорганизмов.
- •35. Потребности прокариот в питательных веществах. Прототрофы и ауксотрофы.
- •36. Транспорт веществ через мембрану бактерий.
- •37) Отношение бактерий к температуре
- •38. Отношение бактерий к молекулярному кислороду.
- •39. Отношение бактерий к влажности.
- •40. Отношение бактерий к осмотическому давлению среды.
- •41) Отношение бактерий к концентрации ионов водорода (рН среды).
- •42. Отношение бактерий к излучению, гидростатическому давлению и ультразвуку.
- •43. Антибиотики.
- •44. Взаимоотношения микроорганизмов между собой. Типы симбиоза.
- •45) Антибиоз
- •46. Метаболизм микроорганизмов: анаболизм и катаболизм. Способы получения
- •47. Общая характеристика процессов брожения.
- •48. Молочнокислое брожение.
- •49) Спиртовое брожение.
- •50. Пропионовокислое брожение.
- •52. Общая характеристика процессов дыхания.
- •53) Цикл Кребса.
- •55. Атф синтаза: строение и функции.
- •56. Анаэробное дыхание: общая характеристика. Типы анаэробного дыхания.
- •57) Общая характеристика бактериального фотосинтеза
- •59. Фотосинтез у зеленых бактерий: характеристика фототрофов, морфология и локализация фотосинтетического аппарата, механизм фотосинтеза
- •60. Фотосинтез у цианобактерий: характеристика фототрофов, морфология и локализация фотосинтетического аппарата, механизм фотосинтеза.
- •62. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Азотфиксация.
- •63. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Денитрификация и ассимиляция.
- •64. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Нитрификация и
- •66. Участие микроорганизмов в круговороте серы в природе. Восстановительные этапы.
- •67. Участие микроорганизмов в круговороте серы в природе. Окислительные этапы.
- •68. Участие микроорганизмов в круговороте серы в природе. Разложение
- •70. Вирусы: история их исследования, их значение и использование.
- •71. Общая характеристика вирусов: размеры, происхождение, систематика, номенклатура.
- •72. Химический состав и строение вирусов.
- •73. Бактериофаги.
60. Фотосинтез у цианобактерий: характеристика фототрофов, морфология и локализация фотосинтетического аппарата, механизм фотосинтеза.
Цианобактерии:
Oxyphotobacteria
У них грамотриц. кл. стенка, много слизи или чехол, нет жгутиков, бывают газовые вакуоли, соседние клетки могут быть соединены микроплазмодесмами.
Фотосинтетический аппарат:
Рисунок:
62. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Азотфиксация.
Встречается в воздухе (80%), в почве, в воде, органический азот в белках и нуклеотидах. Этапы цикла: азотфиксация, аммонификация, нитрификация, денитрофикация, ассимиляция.
Азотфиксация.
1. Свободноживущие азотфиксаторы: цианобактерии, строгие анаэробы, Azotobacter Beijerinkia, цианобактерии, фототрофы (строгие аэробы).
Микроорганизмы, живущие в симбиозе с высшими растениями.
А.Бобовые Rhizobium: аэробы, нуждающиеся в микроэлементах, неспорообразующие.
Обладают экзоферментом (выдается наружу галактоуронедаза).
Разрушают клеточную стенку волоска. В корневолоске образуют бактероидную нить. Внутри клубенька бактероидная зона, снаружи клетки корня. Там протекает азотфиксация. Фермент нитрогеназа.
Б. Небобовые – актиномицеты.
63. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Денитрификация и ассимиляция.
Важнейший элемент, входящий в состав белков, а следовательно, имеющий исключительное значение для жизни — это азот. В живых существах, населяющих планету, содержится примерно 15—20 млрд. т азота, в почвах (в 30-сантиметровом слое) на каждом гектаре имеется в среднем 5—15 т азота. Круговорот азота включает следующие процессы:
- фиксация азота;
- аммонификация;
- нитрификация;
- денитрификация.
Денитрификация, протекающая под воздействием микробов, представляет собой восстановление нитратов с образованием в качестве • конечного продукта — молекулярного азота, возвращающегося из почвы в атмосферу. Вызывается этот процесс денитрифицирующими бактериями. Наиболее распространенные из них в природе: Tiolacillus denitrifi-cans — палочка, не образующая спор, факультативный анаэроб; Ps. fluo-rescens — подвижная палочка, выделяет зеленоватый пигмент, быстро разлагает нитраты; Ps. aeruginosa — бактерия сходна с предыдущей; Ps. Stutzeri — небольшая палочка, образующая цепочки, разлагает нитраты в анаэробных условиях.
Ассимиляция – извлечение бактериями азота из нитратов для синтеза азотосодержащих клеточных компонентов нитратредуцирующих в нитратредукторов.
NO3 – NO2 – NH3
64. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе. Нитрификация и
аммонификация.
Аммонификация – процесс превращения органического азота (N) в NH4. (Гниение, минерализация)
Белки: экзопротеазы.
Нуклеиновые кислоты: экзонуклеазы.
Бактерии: Bacillus, Pseudomonas, Micromycetes грамполож.
Аммонификация мочевины
Уробактерии образуют фермент уреазу. Под действием фермента уреазы происходит гидролиз мочевины с образованием карбоната аммония, который почти тотчас разлагается на составные компоненты – NH3, H2O, CO2.
H2N-CO-NH2 + H2O → (NH4)2CO3 → 2NH3 + H2O + CO2
Бактерии, разлагающие мочевину, получили название уробактерий. К ним относятся Sporosarcina ureae, Micrococcus ureae, Bacillus pasteuri и Baccilus probatus.
В качестве азота они используют аммиачные соли или свободный аммиак, образующийся при гидролизе мочевины. Углерод из мочевины уробактерии использовать не могут, так как он находится в сильно окисленной форме и при гидролизе не выделяется в виде углерода диоксида. Углерод уробактерии используют из различных органических соединений (соли лимонной, янтарной, яблочной, уксусной и других кислот, а также моносахариды, сахариды и крахмал).
Нитрификация – окисление аммония (NH3) до нитрата (NO3).
В почве является нежелательным процессом.
Проходит в 2 стадии
Первая стадия — окисление аммиака до нитрит-аниона, которое осуществляют нитрозные бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus и Nitrosospira (ранее выделялись также рода Nitrosolobus, Nitrosovibrio, но сейчас их представители включены в Nitrosospira ) по следующему механизму:
NH3 + O2 + НАДН2 → NH2OH + H2O + НАД+
NH2OH + H2O → HNO2 + 4H+ + 4e−
1/2O2 + 2H+ + 2e− → H2O
Ферментом для первой реакции служит аммиакмонооксигеназа. Гидроксиламин ингибирует работу фермента. В бесклеточных экстрактах восстановителем может служить НАД(Ф)·H.
Следующую реакцию осуществляет гидроксиламиноксидоредуктаза. Окислителем в них служит цитохром c, с него электрон передаётся на убихинон и далее в дыхательную цепь, на цитохромоксидоредуктазу и, в конечном итоге, на кислород. При этом запасается энергия в виде трансмембранного протонного потенциала.
Образование НАД(Ф)·H для фиксации углекислого газа в цикле Кальвина происходит путём обратного переноса части электронов.
Вторая стадия — окисление аниона азотистой кислоты до аниона азотной, производимое нитратными бактериями (почвенный род Nitrobacter и водные Nitrospira, Nitrococcus, Nitrospina). Процесс протекает в одну реакцию:
NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−
катализируемую нитрит:нитрат-оксидоредуктазой, локализованной в ЦПМ. Далее электроны передаются на цитохромы дыхательной цепи, в которой единственным пунктом транслокации протонов является цитохромоксидаза.
Образование НАД(Ф)·H для фиксации углекислого газа также происходит путём обратного переноса электронов.
Участвуют 2 типа бактерий: нитроазотные – грамотриц., полиморфные, подвижные (образуют слизь), аэробы; нитратные – грамотриц., полиморфные.