ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 36
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГАПОУ "Колледж малого бизнеса и предпринимательства"
Работа по микробиологии
выполнила: учащаяся группы ПКД-231
Якунина Анастасия
Казань-2022
Содержание
1. Как осуществляется питание микроорганизмов
2. Какие организмы называют автотрофами, гетеротрофами
3. Какие вещества входят в состав микроорганизмов
4.Роль воды в микроорганизмах
5. Роль ферментов в микроорганизмах
1.ПИТАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ
Питание микробов осуществляется путем диффузии через оболочку и мембрану растворенных в воде питательных веществ. Нерастворимые сложные органические соединения предварительно расщепляются вне клетки с помощью ферментов, выделяемых микробами в субстрат.
По способу питания микроорганизмы разделяют на аутотрофные и гетеротрофные.
Аутотрофы способны синтезировать из неорганических веществ (в основном углекислого газа, неорганического азота и волы) органические соединения. В качестве источника энергии для синтеза эти микробы используют световую энергию (фотосинтез) или энергию окислительных реакций (хемосинтез).
Гетеротрофы используют для питания в основном готовые органические соединения. Микробы, питающиеся органическими веществами отмерших животных или растительных организмов, называют сапрофитами. К ним относятся бактерии гниения, грибы и дрожжи. Паратрофные микроорганизмы, или паразиты, живут за счет питательных веществ живых клеток организма хозяина. К паратрофам относится большинство болезнетворных микробов.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И СОСТАВ МИКРООРГАНИЗМОВ
Все реакции обмена веществ в микробной клетке происходят при помощи биологических катализаторов - ферментов. Большинство ферментов состоят из белковой части и простетической небелковой группы. В простетическую группу могут входить такие металлы, как железо, медь, кобальт, цинк, а также витамины или их производные. Некоторые ферменты состоят только из простых белков. Ферменты специфичны и действуют только на одно определенное вещество. Поэтому в каждом микроорганизме находится целый комплекс ферментов, причем некоторые ферменты способны выделяться наружу, где участвуют в подготовке к усвоению сложных органических соединений. Ферменты микроорганизмов используются в пищевой и других видах промышленности.
Вода. Микробная клетка на 75-85% состоит из воды. Большая часть воды находится в цитоплазме клетки в свободном состоянии. В воде протекают все биохимические процессы обмена веществ, вода является также растворителем этих веществ, так как питательные вещества поступают в клетку только в виде раствора, а продукты обмена удаляются из клетки тоже с водой. Часть воды в клетке находится в связанном состоянии и входит в состав некоторых клеточных структур. В спорах бактерий и грибов количество свободной воды снижено до 50% и менее. При значительной потере связанной воды микробная клетка погибает.
Органические вещества микробной клетки представлены белками (6-14%), жирами (1-4%), углеводами, нуклеиновыми кислотами.
Белки - основной пластический материал любой живой клетки, и микробной в том числе. Белки составляют основу цитоплазмы, входят в состав оболочки клетки и некоторые клеточные структуры. Они выполняют очень важную каталитическую функцию, так как входят в состав ферментов, катализирующих реакции обмена в микробной клетке.
В клетке микробов содержатся дезоксирибонуклеиновая кислота (Д11 К) и рибонуклеиновая кислота (Р11 К). ДНК находится в основном в ядре клетки или нуклеотидах, РНК - в цитоплазме и рибосомах, где участвует в синтезе белка.
Содержание жиров у различных микроорганизмов различно, у некоторых дрожжей и плесеней оно выше в 6-10 раз, чем у бактерий. Жиры (липиды) являются энергетическим материалом клетки. Жиры в виде липопротеидов входят в состав цитоплазматической мембраны, которая выполняет важную функцию в обмене клетки с окружающей средой. Жиры могут находиться в цитоплазме в виде гранул или капелек.
Углеводы входят в состав оболочек, капсул и цитоплазмы. Они представлены в основном сложными углеводами - полисахаридами (крахмал, декстрин, гликоген, клетчатка), могут быть в соединении с белками или липидами. Углеводы могут откладываться в цитоплазме в виде зерен гликогена, как запасного энергетического материала.
Минеральные вещества (фосфор, натрий, магний, хлор, сера и др.) входят в состав белков и ферментов микробной клетки, они необходимы для обмена веществ и поддержания нормального внутриклеточного осмотического давления.
Витамины необходимы для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Они участвуют в процессах обмена веществ, так как входят в состав многих ферментов. Витамины, как правило, должны поступать с нищей, однако некоторые микробы обладают способностью синтезировать витамины, например В2 или В12.
2.АВТОТРОФЫ И ГЕТЕРОТРОФЫ.
Слово «автотроф» имеет греческое происхождение и состоит из двух корней – «авто» – сам, и «трофи» – питание. Автотрофами называют организмы, способные потреблять неорганические вещества из окружающей среды и, используя их, синтезировать сложные органические соединения. Автотрофы расположены на первой ступеньке пищевой цепи. Они являются источником того органического вещества, из которого состоит все живое на Земле. К автотрофам причисляют растения, водоросли и некоторые бактерии. Энергию, необходимую для синтеза органики, автотрофы получают либо от Солнца (процесс фотосинтеза), либо от химических реакций.
Гетеротрофы – едят то, что «приготовлено». Сразу скажем, что мы, люди, относимся именно к гетеротрофным организмам. Слово «гетеротроф» образовано от двух древнегреческих корней – «гетерос» – «другой», и «трофи» – «питание». Название можно расшифровать так: гетеротрофы – это существа, которые питаются тем, что приготовили другие. И в самом деле, гетеротрофные организмы способны усваивать только органические вещества. Они не могут самостоятельно синтезировать органику в своем теле, поэтому едят другие организмы или продукты их жизнедеятельности (распада). Пищеварение гетеротрофов устроено следующим образом: они потребляют органические вещества и расщепляют их с помощью специальных ферментов. К гетеротрофам относятся бактерии, грибы, практически все животные и небольшая часть растений. Гетеротрофные организмы, в свою очередь, подразделяются на группы. По типу потребляемой пищи они делятся на консументы и редуценты. Этими сложными терминами в биологии обозначают достаточно простые понятия. Консументы – существа, потребляющие органику, созданную автотрофами, но не способные разлагать ее до состояния неорганических веществ. В эту группу входят животные, поедающие растения (травоядные), других животных (хищники), животные паразиты, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения. Редуценты схожи с консументами тем, что для своего существования нуждаются в органике, синтезированной другими организмами (то есть являются гетеротрофами). Кардинальное отличие редуцентов состоит в способности этих существ перерабатывать продукты разложения других организмов и трансформировать их в неорганические соединения. Это и есть важнейшая роль редуцентов в экологической системе. Ведь если бы останки всех погибших организмов сохранялись бы на поверхности Земли и не разрушались до неорганического состояния, то растения не получали бы питания и жизнь была бы невозможной. К редуцентам относят бактерии и грибы.
Размытые границы
Интересно, что четкой границы между различными категориями организмов нет, ведь все живое постоянно приспосабливается к условиям существования, вырабатывая новые, порой совершенно невероятные механизмы выживания. Существует большая группа миксотрофов, занимающих промежуточное положение между гетеротрофами и автотрофами. К ним относятся, в частности, насекомоядные растения, например – венерина мухоловка. Это растение образует органику с помощью фотосинтеза, но часть питательных веществ получает из тел насекомых, которых успешно заманивает в особые ловушки. Растения-гетеротрофы, являющиеся паразитами, научились извлекать пищу из других растений, поэтому полностью или частично утратили способность к фотосинтезу. Ну а редуцентами в некоторой степени могут считаться все живые существа, ведь в процессе жизнедеятельности все живое выделяет воду, углекислый газ и простейшие органические соединения, то есть участвует в процессе разложения органики. История с гетеротрофами и автотрофами лишний раз показывает, насколько сложно и интересно устроена жизнь на нашей планете и как бережно человек должен относиться к ней.
3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МИКРООРГАНИЗМОВ
Химический состав микроорганизмов сходен с химическим составом животных и растений.
Важнейшими химическими элементами, преобладающими в составе клеток микроорганизмов, являются углерод, кислород, Н2, N2, S, Р, К, Mg, Са и Fe.
Первые из 4 элементов (углерод, кислород, водород и азот) составляют основу органических веществ — их называют органогенными элементами. Их содержится 90-97% на сухое вещество. Другие элементы называются зольными или минеральными, на их долю приходится 3-10%. Больше всего фосфора, который входит в состав многих веществ цитоплазмы. В крайне малых количествах в состав входят микроэлементы, но при этом они выполняют важную роль в процессах жизнедеятельности (Си, Mn, Zn, Mo). Соотношение элементов будет зависеть от вида и роста организмов.
ВОДА
В составе микроорганизмов вода занимает 75-90% массы. В клетке протекает множество различных химических процессов. Одни сложые вещества разлагаются, другие образуются из более простых соединений; вода же является той необходимой средой, в которой только и могут осуществляться все эти химические реакции, с водой удаляются из клетки продукты обмена.
Все вещества поступают в клетку только с водой и с ней же удаляются.
Часто вода в клетке находится в связанном (с белками, углеводами) состоянии и входит в состав клеточной структуры.
Вода в свободном состоянии служит дисперсной средой для коллоидов и растворителем различных органических и минеральных соединений, которые образуются в клетке в результате обмена веществ. Участвует во многих химических реакциях, протекающих в клетке. Содержание свободной воды в клетках может изменяться в зависимости от условий внешней среды, физиологического состояния клетки, ее возраста. Потеря свободной воды влечет за собой высыхание клетки, т. е. ее смерть.
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
Сухое вещество клетки микроорганизмов не превышает 15-25% и состоит преимущественно (до 95%) из органических соединений — белков, углеводов, жиров, липидов и др. Минеральные соединения составляют не более 5-15% сухого вещества. Большая часть зольных элементов в клетке химически связана с органическими веществами и входит в их состав.
Содержание белковых веществ у бактерий достигает 40-80% сухого вещества, у дрожжей — 60%, у грибов — 15-40%. В состав клеток микроорганизмов входят белки простые (протеины) и сложные (протеиды). Белки выполняют две основные функции: во-первых, входят в состав всех мембран клетки; во-вторых, играют роль ферментов — биохимических катализаторов. Среди белков есть и такие, которые убивают жизнь — токсины. Бактериальные токсины наиболее ядовитые. Благодаря тому, что микроорганизмы богаты белками, возможно их пищевое и кормовое использование. Продуцентами белка могут быть дрожжи, бактерии и водоросли, особенно цианобактерии.
Также в состав клеток микроорганизмов-входят в небелковые азотистые вещества — аминокислоты, пурины и др.
Углеводы используются микроорганизмами для синтеза белков и жиров, построения клеточных оболочек и капсул, а также в качестве энергетического материала в дыхательных процессах. Углеводы, как и белки, могут откладываться в клетках в виде запасных питательных веществ. Содержание углеводов у бактерий достигает 10-30% их сухой массы; у грибов — выше 40-60%.
В клетках микроорганизмов углеводы встречаются в виде пентоз, гексоз, полисахаридов. Полисахариды находятся также и в связанном состоянии с белками и минералами.