Как классифицируются микроорганизмы по способу питания

Особенности питания бактерий: типы и механизмы питания, факторы роста, ферменты бактерий

Особенности питания бактерий

Типы питания микроорганизмов

Чтобы бактерии могли осуществлять нормальные процессы жизнедеятельности, им нужны определенные химические вещества. Среди них — калий, фосфор, углевод, азот, сера и др. Поэтому тема питания бактерий в микробиологии крайне важна.

Тип питания бактерий зависит от источника получения ими углерода. Бактерии по типу питания делятся на:

Еще одна классификации бактерий по типу питания основана на виде окисляемого субстрата, который является донором водорода или электронов. Выделяют:

Также деление бактерий по способам питания зависит от источника энергии. Выделяют:

Факторы роста

Микроорганизмы нуждаются в дополнительных компонентах, чтобы они могли расти на питательных средах. Такие компоненты называются факторами роста.

Факторы роста — соединения, которые нужны микроорганизмам для роста, и которые они не могут самостоятельно вырабатывать.

Факторы роста добавляются в питательные среды.

Соединения, относящиеся к факторам роста:

В зависимости от того, как микроорганизмы относятся к факторам роста, они делятся на прототрофы и ауксотрофы:

Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста.

Прототрофы синтезируют необходимые для роста соединения самостоятельно. Их особенность в том, что они способны создавать компоненты из солей глюкозы и аммония.

Механизмы питания бактерий

Есть целый ряд факторов, обуславливающих поступление веществ в бактериальную клетку. Это:

Цитоплазматическая мембрана — основной регулятор поступления в клетку различных соединений.

Существуют (условно) 4 механизма поступления в клетку веществ:

К примеру, пермеазы выступают как белки-переносчики. Пермеазы синтезируются в цитоплазматической мембране.

Мы рассмотрели типы и механизмы питания бактерий. Теперь обратимся к ферментам.

Ферменты бактерий

Ферменты — белковые соединения, которые принимают участие в таких процессах как анаболизм и катаболизм, а также распознают нужные субстраты, взаимодействуют с ними и ускоряют химические процессы.

Выделяют эндоферменты — они катализируют метаболизм, который протекает внутри клетки.

Есть еще экзоферменты — это ферменты, выделяемые бактериальной клеткой в окружающую среду. Они расщепляют макромолекулы питательных сред до простых веществ, которые клетка легко усваивает.

Отдельные экзоферменты, к примеру, пенициллиназа, инактивируют антибиотики, выполняя тем самым защитную функцию.

Конститутивные ферменты синтезируются клеткой непрерывно. Этот процесс не зависит от наличия субстратов в питательной среде.

Индуцибельные или адаптивные ферменты могут синтезироваться клеткой только в том случае, если в среде есть субстрат этого фермента.

Ферменты агрессии призваны разрушать клетки и ткани. Благодаря этому бактерии и их токсины получают возможность широкого распространения. К таким ферментам относятся коллагеназа, дезоксирибонуклеаза, гиалуронидаза, лецитовителлаза, нейраминидаза и др.

Ферменты бактерий делятся на классы:

Источник

Классификация бактерий по типу питания. Источники углерода, азота, макро- и микроэлементов, ростовых факторов для микробов.

Процесс, в ходе которого бактериальная клетка получает из ок­ружающей среды компоненты, необходимые для построения ее биополимеров (органоидов), называется питанием.

По химическому составу и характеру биополимеров (белки, по­лисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды) прокариотические клетки не отличаются от эукариотических. Бактериальные клетки не имеют специальных органов питания, т. е. являются голофитными.

Основными химическими компонентами бактериальной клетки являются органогены — углерод, азот, водород, кислород.

Источники углеродов: в настоящее время все бактерии, в зависимости от способности усваивать различные формы углеродосодержащих соединений, подразделяются по типу питания на две группы:

Автотрофы (autos — сам, trophe — питание) способны строить сложные соединения углерода из СО₂ и Н₂О. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др. Для роста автотрофных бактерий потреб­ности в питательных веществах довольно просты: вода, двуокись угле­рода и соответствующие неорганические соли.

Сапрофитыиспользуют готовые органические соединения, но они независимы от других организмов. К ним относят микробов, вызывающих процессы гниения и брожения.

Паразиты—это микробы, зависимые в получении питательных веществ от макроорганизма. Различают облигатные паразиты и факультативные. Облигатные паразиты способны размножаться только в живой клетке, они не растут на питательньгх средах. К ним относятся риккетсии, хламидии и вирусы.

Источники азота.Для синтеза азотсодержащих соединений (аминокислот, пуринов, пиримидинов, витаминов) микробам нужен азот. Одни способны усваивать молекулярный азот из воздуха или неорганический азот из солей аммония, нитратов или нитритов, другие используют органические азотсодержащие соединения.

1. азотфиксирующие микроорганизмы — способны усваивать моле­кулярный азот атмосферы;

2. микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот из солей аммония — аммонифицирующие;

3. микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот из нитратов — нитратредуцирующие;

4. микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот из нитритов — нитритредуцирующие.

Однако большинство патогенных для человека микроорганиз­мов способны ассимилировать только азот органических соеди­нений. Микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения из глюкозы и солей аммония (углеводы, аминокислоты и др.) и не нуждающиеся в факторах роста называются прототрофами.

Микроорганизмы, неспособные синтезировать какое-либо из необ­ходимых соединений и ассимилирующие их в готовом виде из ок­ружающей среды или организма хозяина (человека, животного), называются ауксотрофами по этому соединению.Это микроорганизмы, которые нуждаются в готовых факторах роста (аминокислотах, витаминах, пуриновых и пиримидиновых основаниях). Чаще всего ими являются патогенные или условно-патогенные для чело­века микроорганизмы.

Кроме углерода, азота, водорода и кислорода, для биосинтетических реакций микробам необходимы соединения, содержащие серу (она входит в состав коэнзимов), фосфор (фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, флавинов), минеральные соли: К, Mg, Са, Сu, Мо, необходимые для действия ферментов, факторы роста.

Следует учитывать и то, что в природе встречаются бактерии, которые способны размножаться в местах с низким пищевым потоком углерода — до 0,1 мг/л в день, они получили название олиготрорфных, противоположную группу для них составляют бактерии копнотрофные, способные к росту на богатых пи­щевых субстратах.

Механизмы питания бактерий

Основным регулятором поступления веществ в бактериальную клетку является цитоплазматическая мембрана. Существует два типа переноса веществ в бак­териальную клетку: пассивный и активный.

При пассивном переносе вещество прони­кает в клетку только по градиенту концентра­ции. Затрат энергии при этом не происходит. Различают две разновидности пассивного пе­реноса: простую диффузию и облегченную диффузию (табл. 14).

Таблица 14. Виды транспорта в бактериальной клетке

* концентрация неизмененного питательного вещества внутри клетки может быть одинаковой с его внеклеточным содержанием, но концентрация химически измененного питательного соединения внутри клетки может значительно превышать концентрацию неизмененного соединения в среде.

Простая диффузия — неспецифи­ческое проникновение по градиенту концентрации веществ в клетку. Осуществляется до тех пор, пока концентрация вещества не будет равной по обе стороны мембраны (внутри и вне клетки). Скорость переноса незначительна, энергонезатратная, не имеющая субстратной специфичности. Только мелкие гидрофобные молекулы способны проходить через гидрофобный билипидный слой мембраны, так в клетку поступает вода и растворенные в ней низкомолекулярные вещества.

Облегченная диффузия проте­кает по градиенту концентрации при обязательном участии специфических белков — пермеаз, локализованных в мембране, энергонезатратная. На внешней стороне мембраны они распознают и связывают молекулу субстрата и обеспечивают ее перенос через мембрану. На внутренней поверхности мембраны комплекс пермеаза-субстрат диссоциирует, и молекула субстрата включается в общий метаболизм клетки. Скорость этого способа переноса зависит от концентра­ции вещества в наружном слое.

При активном переносе вещество про­никает в клетку против градиента концен­трации при помощи белка-переносчика — пермеазы. При этом происходит затрата энергии, так как этот процесс происходит тогда, концентрация вещества в микробной клетке выше чем в питательной среде. Имеется два типа активного транс­порта.

Активный транспорт — против градиента концентрации, субстратспецифичен, энергозатратный (за счет АТФ), вещества поступают в клетку в химически неизмененном виде. Транспортируемое вещество взаимодействует со специфическим связывающим белком (специальные связывающие белки в комплексе с пермеазами), локализованном в периплазматическом пространстве, затем связывающий белок взаимодействует с транспортным белком, находящимся в цитоплазматической мембране, который осуществляет транспорт молекулы внутрь клетки. При этом типе активного транспортанебольшие молекулы (аминокислоты, некоторые сахара) «накачиваются» в клетку и создают концентрацию, которая может в 100-1000 раз превышать концентрацию этого вещества снаружи клетки.

Транслокация радикалов(перенос групп) — против градиента концентрации, с помощью фосфотрансферазной системы, составной частью которой является белок-переносчик, энергозатратна, вещества (преимущественно сахара) поступают в клетку в форфорилированном виде. Этот ме­ханизм обеспечивает включение в клетку некоторых сахаров (например, глю­козы, фруктозы), которые в процессе пе­реноса фосфорилируются, т. е. химически модифицируются. Фосфорилированный белок связывает свободный сахар на наружной поверхности мембраны и транспортирует его в цитоплаз­му, где сахар освобождается в виде фосфата. Поступив в клетку, органический источник углерода и энергии вступает в цепь биохимичес­ких реакций, в результате которых образуются АТФ и ингредиенты для биосинтетических про­цессов. Биосинтетические (конструктивные) и энергетические процессы протекают в клетке одновременно.

5. Классификация микроорганизмов в зависимости от источника энергии

В зависимости от источника энергии микроорганизмы делят на:

фототрофы (энергию получают за счет фотосинтеза — например, цианобактерии)

хемотрофы (энергия добывается за счет химических, окислительно- восстановительных реакций).

Если при этом донорами электронов являются неорганические соединения, то это хемолитотрофы, если органические — хемоорганотрофы (табл. 15). К последним принадлежит значительное боль­шинство бактерий, в том числе патогенные для человека виды.

Таблица 15. Классификация бактерий по типам питания и источникам энергии

У прокариотов возможны три пути получения энергии, которые различаются по выходу энергии: фотосинтез, дыхание и брожение.

Энергия в бактериальной клетке накап­ливается в форме молекул АТФ. У хемоорганотрофных бактерий реакции, связанные с получением энергии в форме АТФ, — это реакции окисления-восстановления, сопря­женные с реакциями фосфорилирования. Окисленный в этих реакциях углерод вы­деляется клеткой ввиде СO₂. Для удаления отщепившегося в этих реакциях водорода, который находится в форме восстановлен­ного НАД, различные бактерии используют различные возможности в зависимости от конечного акцептора водорода (или элект­ронов, что является эквивалентным поня­тием). В зависимости от способа получения энергии у бактерий имеется несколько типов метаболизма: окислительный, или дыхание; бродильный, или ферментативный; смешан­ный. Тип метаболизма определяет не только реакции, в результате которых образуется АТФ, он также определяет конечные продук­ты этих реакций, которые используются при идентификации бактерий, а также условия культивирования бактерий.

Дыхание(окислительное фосфорилирование). Представляет собой процесс взаимодействие субстрата со свободным кислородом и ферментами дыхательной цепи.Дыхание или биологическое окисление—совокупность биохимических процессов, сопровождающихся образованием энергии, необходимой для жизнеобеспечения клетки.

Дыхание — процесс получения энергии в реакциях окисления-восстановления, со­пряженных с реакциями окислительного фосфорилирования, при котором донора­ми электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические (у литотрофов) соединения, а акцептором — только неорганические соединения.

Одним из основных путей реализации энергии, содержащейся в фосфорных связях органических соединений, является способность передавать фосфатный остаток другим соединениям. Это называется фосфорилированием.Фосфорилирование делает соединение нестабильным. Оно распадается с выделением энергии. Поэтому АТФ называют энергетической валютой клетки.

Окислительный метаболизм.Бактерии, об­ладающие окислительным метаболизмом, энергию получают путем дыхания. У бактерий, обладающих окислительным ме­таболизмом, акцептором электронов (или во­дорода (Н + ) является молекулярный кислород.

Суть окисления заключается в присоединении кислорода или в отнятии водорода от субстрата, в результате чего происходит расщепление вещества и разрушение химических связей. Энергия этих связей выделяется в окружающую среду и почти на 70% улавливается клеткой в виде биологической энергии, т.е. в виде образования высокоэнергетических соединений, главным из которых является АТФ и УДФ.

Кроме АТФ (аденозинтрифосфат) у прокариот энергия накапливается в УДФ (уридиндифосфат), ферментных комплексах НАДФ (никотинаденин-динуклеотидфосфат) и ФАДФ (флавинаденин-динуклеотидфосфат), пирофосфате и волютине (орто- и метафосфаты).

Все процессы дыхания происходят на ЦПМ и начинаются с гликолиза, в результате которого образуется пировиноградная кислота или пируват (ПВК). Пировиноградная кислота является исходным материалом для дальнейших катаболических реакций.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Какие группы бактерий по способу питания могут быть и в чем их различия

Способы питания бактерий — Науколандия

В живой природе встречаются два способа получения клетками органических веществ, т. е. два способа питания. Первый — это автотрофное питание, когда клетки организма сами способны синтезировать органические вещества из неорганических.

Второй способ — гетеротрофное питание, когда клетки нуждаются, чтобы в них поступали органические вещества из вне. Автотрофное питание характерно для царства растений, а гетеротрофное — для царства животных и царства грибов.

Бактерии можно считать одними из первых организмов, появившихся на Земле.

От них происходили растительные и животные клетки. Поэтому у бактерий встречаются оба главных способа питания, то есть среди них и автотрофы, и гетеротрофы. Причем каждый способ имеет несколько своих разновидностей.

На заре появления и развития жизни на Земле природа как бы «пробовала», «искала» возможные способы питания организмов. И «находила» более эффективные, которые в дальнейшем давали развитие более сложным организмам.

Несмотря на то, что среди бактерий есть как автотрофы, так и гетеротрофы, однако гетеротрофных бактерий существенно больше.

Одними из представителей автотрофных бактерий являются цианобактерии. Их еще называют сине-зелеными водорослями. Однако это всё же бактерии, а не растения, так как их клетки не имеют ядер.

А водорослями их называют из-за того, что они образуют органические вещества из неорганических как растения, то есть с помощью процесса фотосинтеза. В процессе фотосинтеза образуется не только органическое вещество, но и выделяется кислород.

Когда на Земле только появилась жизнь, в атмосфере кислорода почти не было. По этой причине дыхание у организмов было бескислородное. Оно не эффективно. И это тормозило развитие жизни.

Появление фотосинтеза у цианобактерий и выделение ими кислорода способствовало тому, что в атмосфере начал накапливаться кислород. В дальнейшем появилось эффективное кислородное дыхание, и эволюция жизни на Земле ускорилась.

Кроме фотосинтеза у бактерий существует другой способ автотрофного питания — это хемосинтез.

Разница между ними заключается в том, что при фотосинтезе органические вещества синтезируются за счет энергии света, а при хемосинтезе — за счет энергии, которая выделяется при окислении неорганических веществ.

Например, железобактерии окисляют железо. Выделяющаяся при этом энергия идет на синтез органического вещества из неорганических.

Бактерии, которые питаются гетеротрофно, также бывают разными. Можно выделить бактерий-сапрофитов, бактерий-паразитов и бактерий-симбионтов.

Сапрофиты питаются за счет отмерших частей растений, погибших организмов. Они не наносят вред живым организмам.

Наоборот, они приносят пользу природе, разлагая органические вещества до неорганических, которые становятся доступны растениям.

Другими словами, бактерии-сапрофиты принимают активное участие в круговороте веществ в природе, что является важным для существования жизни на Земле.

Паразиты питаются за счет живых организмов и наносят им вред. Именно бактерии-паразиты приводят к многим болезням животных (в том числе человека) и растений. Они могут наносить серьезный вред сельскому хозяйству.

Симбионты сожительствуют с живыми организмами, и это сожительство приносит пользу как бактерии, так и организму-хозяину. Примерами бактерий-симбионтов являются клубеньковые бактерии, которые живут в корнях у бобовых растений.

Эти бактерии могут связывать азот из атмосферы в органические вещества и «делятся» ими с растением. Бобовое растение же дает бактериям питательные вещества.

Также другие бактерии-симбионты живут в кишечнике многих животных и помогают им переваривать пищу.

Питание бактерий

Автор: Светлана Васильевна

Каждая бактериальная клетка характеризуется особенностью поступления различных питательных элементов внутрь, минуя всю ее поверхность. При этом достаточно быстро происходят процесс метаболизма и приспособленности к постоянно изменяющимся условиям внешней среды.

Типы питания бактерий

Многочисленные бактерии распространены из-за того, что они имеют самые разные типы питания. Как известно, любой микроорганизм испытывает острую потребность в азоте, фосфоре, сере, а также других химических элементах.

Именно поэтому, в зависимости от того, каким образом микроорганизмы получают углерод, их можно поделить на аутотрофы, которые для создания новых клеток применяют так называемый диоксид углерода, а также гетеротрофы, которые для своего развития потребляют уже готовые и сформированные органические соединения. Это основные виды бактерий, которые существуют на сегодняшний день.

К аутотрофным бактериям мы можем причислить бактерии, которые располагаются в почве, серобактерии, железобактерии, а также многие другие типы.

Гетеротрофные бактерии могут осуществлять так называемую утилизацию умерших организмов, поэтому их называют сапрофитами.

Также встречаются в большом количестве бактерии, которые могут вызывать различные патологические заболевания, как у животных, так и у человека. Эти виды бактерий называются патогенными. Они в свою очередь делятся на облигатных и факультативных паразитов. Что касается облигатных паразитов, то они могут комфортно существовать только внутри клетки.

Данные виды бактерий включают различные вирусы и т.п.

Особенности бактерий также заключаются в том, что они могут окислять различные субстраты, в зависимости от чего их можно поделить еще на две группы. Все микроорганизмы, которые используют для жизнедеятельности неорганические соединения, называются литотрофные.

А те микроорганизмы, которые питаются органическими веществами, называются орнатрофами.

Также основные особенности бактерий заключаются в том, что они могут получать энергию из различных источников, благодаря чему их также можно поделить на фототрофов (водоросли) и хемотрофы, которые нуждаются в химическом получении энергии.

Рост бактерий

Для того чтобы любой микроорганизм рос, ему необходимо наличие определенных веществ, которые, в свою очередь, и имеют название фактор роста. Встречается такая ситуация, когда некоторые микроорганизмы не могут сами производить синтез веществ для питания, поэтому их искусственно добавляют в так называемые питательные среды.

Питание бактерий – это достаточно интересный процесс, который требует тщательного изучения. К самым известным факторам роста мы относим различные аминокислоты, которые позволяют восполнять нехватку белка, пурины и медины, позволяющие восстанавливать нуклеиновые кислоты, а также многие витамины, которые можно встретить в некоторых ферментах.

Чтобы отличать, к какому из факторов роста относятся различные микроорганизмы, принята специальная система обозначений и названий: ауксотрофы и прототрофы. Ауксотрофы испытывают необходимость только в нескольких факторах роста, а вот прототрофы могут производить синтез многочисленных элементов для поддержания своей жизнедеятельности.

В большинстве случаев среди этих элементов можно встретить глюкозу или соли аммония.

Механизмы питания

В зависимости от того, каким образом питательные вещества попадают в клетку, выделяется несколько основных типов. Все зависит от кислотности среды, величины самих молекул, а также от пропускаемой способности мембраны. Клеточная стенка позволяет пропускать только небольшие по размеру молекулы, масса которых не превышает 600Д.

Главная регулирующая основа любой клетки представлена цитоплазматической мембраной.

На сегодняшний день принято выделять четыре основных типа поступления питательных веществ внутрь клетки: всем известная диффузия, облегченная диффузия, транслокация групп, а также активный транспорт.

Самый простой из вышеперечисленных способов поступления веществ в клетку – простая диффузия, при которой в месте нехватки питательных веществ, они поступают туда. Так называемая пассивная диффузия происходит без каких-либо существенных энергетических затрат. Таким же образом происходит и облегченная диффузия, однако в этом случае уже потребляется некоторое количество энергии.

Что касается переносчиков, то среди них выделяют пермеазы, которые подвергаются фотосинтезу прямо в мембране. В этом случае энергия на синтез вообще не затрачивается, и все питательные вещества попадают в клетку посредством так называемого течения. В этом случае на питание бактерий выделяется достаточно большое количество метаболической энергии.

Для того чтобы произвести вывод веществ из клетки происходит диффузия. Активно задействованы транспортные системы.

Ферменты бактерий

Ферменты могут распознавать специальные субстраты, благодаря воздействию которых значительно ускоряется процесс протекания любой химической реакции. Сами по себе, ферменты – это белки, которые участвуют в различных процессах. При этом стоит учитывать тот момент, что большинство белков располагаются в различных частях клетки.

На сегодняшний день принято различать два типа ферментов: индуцибельные и конститутивные. Конститутивные ферменты подвергаются непрерывному синтезу внутри клетки, в то время как индуцибельные ферменты синтезируются только при острой нехватке.

Можно встретить такие типы ферментов, которые производят разрушение ткани клетки, что обусловлено наличием огромного количество токсинов в клетке. К таким ферментам мы относим коллагенозу и нейраминидазу.

На сегодняшний день значение бактерий сложно недооценить.

Самые разные различия в составе могут использоваться для идентификации того или иного отклонения как у человека, так и у животных. Зачастую бактерии используются для опытов в генной инженерии для получения новых продуктов и других веществ.

Не нашли подходящую информацию? Не беда! Воспользуйтесь поиском на сайте в верхнем правом углу.

Типы питания и группы микроорганизмов по типу питания

Типы питания и группы микроорганизмов по типу питания. Бактериальный фотосинтез и его типы. Систематика прокариот. Группы прокариотных организмов

Поступление питательных веществ в микробную клетку может происходить за счет : l осмоса и диффузии; l пассивного транспорта; l активного транспорта

По источникам углерода, необходимого для построения биополимеров, бактерии делятся на следующие группы: l автотрофы – микроорганизмы, которые используют как единственный источник углерода углекислый газ и не нуждаются в сложных органических соединениях; l гетеротрофы — микроорганизмы, которые используют в качестве источника углерода разнообразные органические углеродосодержащие соединения (углеводы, углеводороды, аминокислоты, органические кислоты) как биологического, так и небиологического происхождения.

В зависимости от источника получения энергии микроорганизмы делятся: l на фототрофные, способные использовать солнечную энергию, l хемотрофные, получающие энергию за счет окислительно восстановительных реакций.

Деление бактерий по типам дыхания l l l Облигатные аэробы (возбудители туберкулеза, чумы, холеры) Облигатные анаэробы (возбудители столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции, бактероиды, фузобактерии) Факультативные анаэробы (стафилококки, ешерихии, сальмонели, шигели и другие) Микроаэрофилы (молочнокислые, азотфиксирующие бактерии) Капнеичные (возбудитель бруцеллеза бычьего типа)

В зависимости от природы доноров электронов: фототрофные литотрофы; l хемотрофные литотрофы — использующие в качестве доноров электронов неорганические соединения; l фото- и хемоорганотрофы — использующие только органические соединения. К последним принадлежит значительное боль шинство бактерий, в том числе патогенные для человека виды. l

По источникам азота: l l l азотфиксирующие микроорганизмы — способны усваивать молекулярный азот атмосферы; микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот: солей аммония — аммонифицирующие; нитратов — нитратредуцирующие; нитритов — нитритредуцирующие.

Микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения (углеводы, аминокислоты и др. ) из указанных компонентов, называются прототрофами. l Микроорганизмы, неспособные синтезировать какое-либо из необходимых соединений и ассимилирующие их в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина (человека, животного), называются ауксотрофами по этому соединению. Чаще всего ими являются патогенные или условно патогенные для человека микроорганизмы. l

Основные типы питания прокариот Тип питания Источник углерода Фотолитоавтотрофы ФЛАТ С 02 Фотоорганоавтотрофы ФОАТ СО 2 и органич. соединения Хемолитоавтотрофы ХЛАТ СО 2 Хемоорганогетеротрофы ХОГТ Органические соединения Источник энергии Свет Донор электронов Представители прокариот Цианобактерии, зеленые, Н 20 Неорг. соед. (H 2 S, S, серные пурпурные бактерии, Na 2 S 203 i H 2) прохлорофиты, гелиобактерии. Органические соединения Некоторые пурпурные бактерии Реакции окисления неорганичес ких веществ Неорганические соединения (Н 2, H 2 S, NH 3, Fe 2 + и др. ) Нитрифицирующие, тионовые, водородные бактерии; ацидофильные железобактерии Реакции окисления органических веществ Органические соединения Аммонификаторы, азотфиксаторы, пектинокоразрушающие, Молочнокислые, уксуснокислые, маслянокислые и др. Свет

Бактериальный фотосинтез l – зависимый от бактериохлорофиллов бескислородный фотосинтез; l – зависимый от хлорофиллов кислородный фотосинтез; l – зависимый от бактериородопсина бескислородный фотосинтез галофильных бактерий.

Отличия бактериального фотосинтеза от фотосинтеза растений l l l наличие специфических пигментов фотосинтеза (бактериохлорофиллов, каротиноидов, бактериородопсина); расширение спектра поглощения световой энергии от 700 нм до 1100 нм; экологические условия жизни более разнообразны, от оптимальных до экстремальных; необходимо меньшее количество энергии активации (1 квант вместо 4 х); возможно использование в качестве доноров электронов не только воды, но и других неорганических веществ (тиосульфат, сероводород, др. ); не всегда фотосинтез сопровождается выделением кислорода.

Структурная организация фотосинтетического аппарата прокариот 1. Светособирающие пигменты поглощают свет и передают в реакционные центры. l 2. Фотохимические реакционные центры трансформируют энергию. l 3. Фотосинтетические электронтранспортные системы обеспечивают перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в АТФ. l

Пигменты бактерий Цианобактерии 1) пигменты с тетрапиррольной структурой (хлорофиллы, фикобилипротеиды); Deinococcus radiodurans 2) пигменты, основу которых составляют полиизопреноидные цепи (каротиноиды).

Классификация прокариот Систематика прокариот. Группы прокариотных организмов

Систематика (таксономия) l наука о многообразии и взаимосвязях между организмами. Одна из задач систематики распределение (классификация) множества организмов по группам (таксонам).

В микробиологии широко применяют специальные термины Культура это видимая глазом совокупность бактерий на питательных средах. Культуры могут быть чистыми (совокупность бактерий одного вида) и смешанными (совокупность бактерий двух или более видов). l Штамм это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников или из одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида. l Клон это совокупность бактерий, являющихся потомством одной клетки. l

Основная идея классификации «по Берги» – легкость идентификации бактерий. Для идентификации используют совокупность признаков: l морфологических (форма тела; наличие или отсутствие жгутиков; l капсулы; l способность к спорообразованию особенности внутриклеточного строения; l окрашивание по Граму), l культуральных (признаки, выявляемые при культивировании в лаборатории чистой культуры), l физиолого биохимических (способы получения энергии; потребности в питательных веществах; l отношение к факторам внешней среды; l нуклеотидный состав и последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК; l наличие и характер минорных оснований в ДНК; l нуклеотидный состав рибосомальной РНК; l последовательность аминокислот в ферментных белках с аналогичными функциями).

Питание бактерий и грибов

Питание бактерий

Большинство бактерий питаются готовыми органическими веществами. Разлагая их, они строят свои клетки. Такие бактерии называют гетеротрофами.

Некоторые гетеротрофные бактерии питаются органическими веществами, содержащимися в мертвых телах, выделениях растений и животных. Такие бактерии обитают в воде, почве, на коже, в кишечнике животных.

Разлагая органические вещества, они возвращают в почву минеральные соли, а в атмосферу углекислый газ, необходимый для фотосинтеза.

Бактерии-паразиты поселяются в тканях человека, животных, растений и вызывают различные бактериальные болезни. К ним относятся туберкулезная палочка, дизентерийная палочка, возбудители ангины, пневмонии.

Клубеньковые бактерии снабжают растение-хозяина азотом, а сами извлекают из корней растения необходимые для жизнедеятельности вещества удобрением. Когда растение отмирает, соединения азота остаются в почве и повышают ее плодородие.

Подобные взаимовыгодные отношения между различными организмами называют симбиозом (от греч. «symbosis» — совместная жизнь).

Питание грибов

Грибы, так же, как и большинство бактерий, гетеротрофы.

Грибы поглощают из почвы воду и растворенные минеральные вещества, которые по их гифам поступают в корни деревьев. Таким образом, мицелий заменяет деревьям корневые волоски. А из корней деревьев гриб получает органические вещества, созданные растением и необходимые грибу для питания.

В результате образуется грибо-корень, или микориза (от греч. mykes — гриб и rhiza — корень).

Биология для студентов – 25. Классификация микроорганизмов по типам питания и способам получения энергии

Различают углеродное и азотное питание.

По типу углеродного питания микроорганизмы принято делить на:

Аутотрофы (прототрофы) – микроорганизмы, способные воспринимать углерод из углекислоты воздуха. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии. Аутотрофы способны использовать воспринятую углекислоту для синтеза сложных органических соединений.

Таким образом, аутотрофы обладают способностью синтезировать сложные органические соединения из неорганических. Поскольку такие микробы не нуждаются в готовых органических соединениях, среди них нет болезнетворных.

Однако среди аутотрофов встречаются микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод из углекислоты воздуха и из органических соединений. Такие микроорганизмы, имеющие смешанный тип питания определены как миксотрофы.

Гетеротрофы в противоположность аутотрофам используют углерод из любых готовых органических соединений (чаще всего это углерод спиртов, сахаров, органических кислот, многоатомных спиртов).

К гетеротрофам принадлежат возбудители различного рода брожений, гнилостные микробы и микроорганизмы – возбудители различных заболеваний.

Однако деление микроорганизмов на аутотрофы и гетеротрофы достаточно условно, так как при изменении условий среды обмен веществ у микроорганизмов может меняться.

Гетеротрофы включают в себя две подгруппы:

По способу усвоения азотистых веществ микроорганизмы подразделяют на четыре группы:

Потребность микроорганизмов в зольных элементах невелика. Необходимые для жизни минеральные соединения присутствуют в естественной среде обитания.

Все изученные бактерии нуждаются в витаминах или ростовых веществах, которые играют роль катализаторов биохимических процессов микробной клетки. Они же служат структурными единицами при образовании некоторых ферментов. К витаминам, необходимым микробной клетке принадлежат: биотин, витамины группы В, витамин К и ряд других. Избыток витаминов задерживает рост бактерий.

Кроме витаминов к факторам роста бактерий относят пуриновые и пиримидиновые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил, ксантин и гипоксантин). Некоторые микроорганизмы в качестве ростовых факторов используют аминокислоты, синтезируемые самой микробной клеткой или находящиеся в среде.

Некоторые микроорганизмы обладают способностью синтезировать ростовые факторы в относительно больших количествах, обеспечивая не только свои потребности, но и интенсивно выделяя синтезируемые вещества в окружающую среду.

Например, пропионовокислые бактерии способны синтезировать витамин В12, что активно используется в промышленности.

Кроме описанных способов получения микроорганизмами питательных веществ часто применяется классификация микроорганизмов в зависимости от источника энергии:

Источник