Полезные микроорганизмы

 

Полезные  микроорганизмы.

Дрожжи: хлебопечение, пр-во этилового спирта, пивоварение, виноделие, пр-во кисломолочных продуктов, сыроварение, процессы квашения овощей. Антибиотики, витамины- участвуют в процессах пищеварения.

Гнилостны м.о. участвуют в круговороте вещ-в в природе CO2, они явл. Санитарами планеты, т.к. разлагают белки, улучшают плодородие почв(целлюлоза разрушающие, клубеньковые бактерии, азотфиксирующие).

Вредные св-во м.о.: порча пищевых продуктов, вызывает заболевание растений, животных и человека.

М.о самые старые жители земли они появились свыше 3 миллиардов лет назад.

Основные группы м.о.: бактерии, плесневые грибы, дрожжи, ультрамикробы(вирусы, фаги), водоросли и прстейшие.

Бактерии.

Бактерии- мельчайшие м.о. диаметр которых колеблется от 0,4 до 10 мкм.

Семейства бактерий:

1. Шаровидные: монококи(4 шарика), диплококки(2 скрепленных шарика), тетракоки(4скрепленных шарика), стрептококки(длинная нить скрепленных шарика), стафилококи(гроздь винограда), сарцины(прямоугльник).
2. Палочковидные: семейство бактерии(неспорообразующие): монобактерии( 1палочка), срептобактерии(скрепленная нить палочек); бациллы(спорообразующие): кластридии(палочка посередине шарик), плектридии(палочка на конце шарик); извитые: вирион, спириллы(однократно извитые), спирохеты(многократно извитые).

Строение бактериальной  клетки:

1. Внешняя оболочка(защитные ф-ции, обмен в-в, форма).
2. Цитоплазматическая мембрана(изберательная способность).
3. Цитоплазма: 95% воды, растворенные минеральные и органические в-ва, объединяет клеточные организмы.
4. Ядерные нити(ДНК).
5. Рибосомы(синтез белка 60% всего белка в клетке, РНК).
6. Мезосомы (АТФ).
7. Запасные питательные в-ва(липиды, гликогены).
8. Пигментные в-ва(красящие).
9. Жгутик средство передвижения.

Средства передвижения бактерий: монотрихи, лофотрихи, перетрихи. 

Плесневые грибы.

Строение: мицелий  состоит из тесно сплетенных между  собой нитями- грифы.

Мицелий: многоклеточный(сентированный), многоклеточный(несентированный).

Размножение:

1. Вегетативное: обрывками мицелия, оидиями, спорами: эндоспорангами(мукор, ризопус), экзоканидияспорами(аспергиллус, пеницилиум).
2. Половое: при слиянии двух гаплоидных клеток с одинаковым набором храмасом, дифференцированных в половом отношении образуется одна диплоидная клетка: зигота, сумка-аск, базидия(базидиоспоры, экзоспоры).

Классификация.

 В зависимости от строения и развитости мицелия плеснивые грибы делятся на классы:

1. Архимицеты: мицелий отсутствует или слаборазвит, плесн.гр.явл.внутриклеточными паразитами растений, размножаются зиготами; представители: синхитриум эндобиотикум- гриб который вызывает рак картофеля, ольпидиум брассина- поражает белокочанную капусту «черная ножка».
2. Фикомицеты: мицелий многоклеточный, развитый, размножается спорангео спорами, представители: мукор, ризопус- способен к слабому спиртовому брожению, продукты метаболизма ядовиты и могут быть использованы в качестве инсектицидов.
3. Аскомицеты: имеют многоклеточный мицелий(сентироанный), вегетативно размножающиеся конидиями или конидия спорами, а половым сумками-аск: 1.Плодосумчатые(образуют плодовые тела); представители: пеницилиум- вырабатывает антибиотик пенициллин(используют при пр-ве сыра рокфор, дерблю), аспергилус нигер- пр-во лимонной кислоты, склеротиния(белая гниль)- поражает морковь, свеклу, баклажаны; спорынья- паразит злакоых растений; трюфели, сморчки.2.Голосумчатые: не образуют плодовые тела: эндомицеты- эндомицесс-меловая болезнь хлеба.
4. Базидиомицеты: мицелий хорошо развит может быть сентированным и несентированным, размножаются половым путем базидиями.1.Макрофильные(шляпочные грибы):а.пластинчатые грибы:сыроежки,б.трубчатые:белый гриб, подберезовик. Трубчатые грибы- грибы которые поражают живую древесину. Домовые- поражают отработанную древесину.2. Ржавчинный гриб- паразит различных культурных растений-микрофильные грибы.
5. Дейтеромицеты: размножаются только вегетативным путем обрывками мицелия, спорами, оидиями, имеют развитый мицелий, явл.опасными паразитами культурных растений. Альтернария- паразит фруктов, овощей на поверхности образует черные вдавленные пятна. Манилия-паразит косточковых ягод и плодов. Фома- сердцевинная гниль овощей. Плазмопара- паразит винограда. Фузариум- паражает зерно, вызывает разрушение стеблей культурных растений они высыхают. Оидиум- молочная плесень, вызывает пушыстый налет постельных тонов.

Дрожжи.

Дрожжи представляют собой одноклеточные неподвижные  организмы.

Морфология дрожжей: по форме: круглые, овальные, элепсовидные, лимоновидные, серповидные, грибовидные. Размеры: от10 до 50мкм. Форма и размер меняются в зависимости от условий прожевания.

Строение клетки дрожжей: внешняя оболочка выполняет  те же функции как у бактерии, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, запасные питательные в-ва, вакуоми с клеточным соком(нуклеиновые и аминокислоты, белок), рибосомы, митохондрии- энергетическое депо, синтез АТФ. Пигменты отсутствуют, в отличии от бактериальной клетки присутствует компактное ядро и ядрышки. Средство передвижения отсутствует, клетка дрожжей не подвижна.

Размножение вегетативное: почковидное, спорами. Споры образуются внутри клетки и находятся в ней  так в сумке, что позволяет  их отнести к аскомицетам- сумчатым грибам, спор четное кол-во. Образование спор может проходить как вегетативным, так и половым путем.

Классификация:

1. Культурные настоящие сахаромицеты: размножаются вегетативным(почкованием, спорами) и половым путем- спорами. Делятся на роды:1. церевизия- пивоварение, хлебопечение, пр-во этилового спирта, кваса;2.элипсоидес: дрожжи используются в виноделии.
2. Дикие ложные не сахаромицеты: размножаются только вегетативно почками и спорами. Делятся на роды:1.микодерма- гребная кожа;2.торулопсис- обладают слабым спиртовым брожением и используется для получения кумыса.3.коидида- вино, пиво.

Ультрамикробы.

Имеют размеры в нанометрах 1мм=1*10(в -6 степени)нм. Открыты в 1928г.профессором Виноградским.

Св-во ультрамикробов:

1. Могут жить только в живых клетках: растений, животных, чел-ка, их нельзя вырастить на питательной среде.
2. Проходят сквозь бактериальные фильтры.
3. Имеют маленькие размеры.

Ультрамикробы:

1. Вирусы(яд):1. РНК-вирусы: поражают клетки растений вызывая их заболевания: табачная мазайка, парша картофеля.2.ДНК-вирусы: паражают клетки животных и чел-ка вызывая различные инфекции заболевания: гриб, ящур, оспа, краснуха.
2. Фаги(пожиратели):1.бактериофаги лизис-растворение.2.микофаги. Вредные св-ва: разрушают клетки бактерий и плесневых грибов на различных производствах. Полезные св-ва: используются для лечения заболеваний: дизентерия, брюшной тиф, дифтирия, грибковые заболевания кожи.

Физиология м.о.:

Обмен в-в- сложный процесс расщепления макромолекул б,ж,у до более простых в-в и усвоение их организмом. Или совокупность процессов ассимиляции и диссимиляции- метаболизм.

Стадии метаболизма:1.катаболизм: б-протеазы, ж-липазы, у-карбогидразы.2.анаболизм- на построение тела клетки.

Хим.состав микробной клетки:

1.макроэлементы(98,5%): углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, натрий, кальций, магний, железо, первые 5 элементов арганогенные элементы.

2.микроэлементы(1,5%):Cu,Co,Mn,Zn,Y,Cl,S,F.

3.ультромикроэлементы(следы): радиоактивные металлы, благородные металлы.

Ферменты- в-ва способные влиять на скорость биохимических реакций.

Св-ва ферментов:

1. Обладают огромной молекулярной массой.
2. Обладают строгой специфичностью. Например: ферм. Амилаза- крахмал; пепсин- белки.
3. Ферменты не устойчивы к фактарам внешней среды. Ферменты иноктевируются при высоких и низких t, хим.веж-в и радиоактивных излучений.
4. Ферменты обладают высокой каталитической активностью:

а. сычужный фермент  химозин: 1часть приводит 12 миллионов  частей молока.

б. фермент амилаза: 1гр может превратить в сахар 1т крахмала.

Ферменты делят  на 6 классов:

1. Оксидоредуктаза- ОВР внутри клетки.
2. Изомеры- отвечает за взаимные изомерные превращения вещ-в в клетки.
3. Трансферазы- отвечает за транспортирование питательных вещ-в в клетке.
4. Гидролазы- отвечает за присоеденение и отщепление воды от клетки.
5. Липазы- отвечают за разрыв связей между атомами углерода и кислорода.
6. Лигазы- отвечает за взаимные присоеденение молекул др.к др.

Дыхание м.о. типы:

1. Аэробы(живут только в присутствии кислорода воздуха) плесневые грибы, псевдомопос.
2. Анаэробы(живет  только без воздуха) бактериум патрификум, масляно кислые бактерии, дрожжи.
3. Факультативные анаэробы(живут с возд.и без него) кишечная палочка, микроб протей, молочнокислые, перфрингенс.

Часто продукт жизнедеятельности  одних м.о могут служить энергитическим материалам для жизнед.других.

Питание м.о.: клетки не имеют органов питания, поэтому процесс питания проходит через поверхность клетки путем осмоса. Осмос- диффузия вещ-в через полунепроницаемую перегаротку разделяющую раствор и растворитель или два раствора разной концентрации. Осмотическое давление- давление которое оказывают молекулы растворенного вещ-ва на стенки сосуда в котором они находятся P1(10% р-р NaCl)>P0(H2O).

Пусть клетка попала в раствор с NaCl:

1. P1>P2 вода из клетки устремляется в р-р, клетка сжимается- плазмолиз- обезвоживание клетки; клетка впадает в состояние анабиоза(замирает). Р1- гипертонический р-р обладающий высоким осматическим давлением. Использование плазмолиза: замораживание, соление, варка(варения, сиропов, повидла), посыпают солью, кладут для разруба мяса, сушки и вяления.
2. Р1<Р2 вода устремляется в клетку- плазмоптис- переполняемость клетки водой. Р1- гипотонические- с низким осмотическим давлением. Процесс наблюдается при вымачивании соленого мяса, рыбы, овощей.
3. Р1 приблизительно=Р2 тургор- нормальное осмотическое давление. Р1- изотомические с нормальным осмотическим давлением.

Типы питания м.о.

1. Аутотрофы- питаются по типу высших растений: СО2, также образуют хлорофилл.

а. фототрофы- синтезируют в-ва своего тела из неорганических веществ используя энергию солнца(водоросли, пурпурные серобактерии).

б. хемотрофы- получают энергию за счет внутренних ОВР(азотфиксирующие бактерии).

      2.  Гетеротрофы- строят свое тело за счет органических вещ-в.

а. арганотрофы: поглащают б, ж, у, топливо, парафиты.

б. сапрофиты: питаются неживой отработанной органикой- гнилостные, кишечная палочка.

в. Паратрофы(паразиты): живут за счет других клетках- ультромикробы. 

Понятие о  брожении. Типичные и нетипичные процессы брожения. Гниение. Роль гнилостных м.о. в природе.

Типичные- называются процессы брожения которые протекают без участия кислорода воздуха.

Нетипичные(окислительные)- названы процессы брожения условно, протекают в присутствии кислорода воздуха.

Типичные(-О2):спиртовое брожение, молочнокислое, пропионово-кислое, масляно-кислое.

Нетипичное(+О2): уксуснокислое брожение, лимоннокислое брожение.

Спиртовое брожение.

Спиртовое брожение- анаэробный процесс разрушение или усвоение сахаров под действием дрожжей с образованием этилового спирта и СО2. Возбудителями брожения явл. настоящие дрожжи рода сахаромицесс. Дрожжи могут усваивать только моносахариды, а дисахариды и полисахариды после предварительного гидролиза.

Дрожжи: верховое брожение- tсубстрата 28-30с: хлебопечение, пр-во этилового спирта; низовое брожение:t8-10с при пониженной t:виноделие, пивоварение.