Дыхательные процессы

Содержание

Слайд 2

Пируват занимает центральное положение в промежуточном метаболизме. Окислительное декарбоксилирование пирувата: CH3-CO-COOH

Пируват занимает центральное положение в промежуточном метаболизме.
Окислительное декарбоксилирование пирувата:
CH3-CO-COOH +

КоA-SH + НАД+ ⎯→
⎯→ CH3-CO~S-КоA + НАД-H2 + CO2
Пируват-дегидрогеназный комплекс осуществляет:
декарбоксилирование
дегидрирование с переносом водорода на НАД (дегидрогеназа)
присоединение ацетильной группы и образование ацетил-КоА (трансацетилаза)

Дыхательные процессы

Слайд 3

ЦТК – цикл Кребса – имеет двоякое назначение: полное окисление органического

ЦТК – цикл Кребса – имеет двоякое назначение:
полное окисление органического субстрата

и отщепление водорода (энергетическая функция),
снабжение клетки предшественниками для биосинтетических процессов (биосинтетическая функция).

Дыхательные процессы

Слайд 4

Цикл Кребса Итог: 2 CO2 3 НАД-H2 1 ФАД-H2 1 АТФ

Цикл Кребса

Итог:
2 CO2
3 НАД-H2
1 ФАД-H2

1 АТФ
Слайд 5

Неполное окисление Неполное окисление осуществляют уксуснокислые бактерии: Gluconobacter (G. oxydans) –

Неполное окисление

Неполное окисление осуществляют уксуснокислые бактерии:
Gluconobacter (G. oxydans) – не

могут осуществлять полное окисление из-за разомкнутого ЦТК
отсутствует фермент α-кетоглутарат-дегидрогеназа.
Acetobacter – способны к полному окислению органических субстратов до CO2 и H2O.
Слайд 6

Неполное окисление осуществляют грибы: Rhizopus, Mucor, Aspergillus и др. Продукты неполного

Неполное окисление осуществляют грибы:
Rhizopus, Mucor, Aspergillus и др.
Продукты неполного окисления:

молочная, фумаровая, янтарная, яблочная, муравьиная, уксусная, щавелевая, глюконовая кислоты.
При недостатке энергетического материала продукты неполного окисления используются как субстрат для дыхания и полностью окисляются до СО2 и Н2О.

Неполное окисление

Слайд 7

Дыхательная цепь

Дыхательная цепь

Слайд 8

Компоненты дыхательной цепи у прокариотов находятся в плазматической мембране, у эукариотов

Компоненты дыхательной цепи у прокариотов находятся в плазматической мембране, у эукариотов

– во внутренней мембране митохондрий.
Энергетический выход при полном окислении молекулы глюкозы:
гликолиз → ЦТК → дыхательная цепь
→ 38 молекул АТФ.

Дыхательная цепь

Слайд 9

Дыхательная цепь хемолитотрофных бактерий Синие стрелки указывают процесс обратного транспорта электронов,

Дыхательная цепь хемолитотрофных бактерий

Синие стрелки указывают процесс обратного транспорта электронов, красные

стрелки – места образования (затраты) АТФ.
Слайд 10

Анаэробное дыхание Типы анаэробного дыхания у эубактерий

Анаэробное дыхание

Типы анаэробного дыхания у эубактерий

Слайд 11

Особенности дыхательной цепи прокариотов Доноры электронов – органические или неорганические соединения.

Особенности дыхательной цепи прокариотов

Доноры электронов – органические или неорганические соединения.
Акцепторы

электронов – неорганические или органические соединения (анаэробное дыхание).
Цитохромы – могут отсутствовать.
Цепь –разветвленная или укороченная.
В анаэробных дыхательных цепях цитохромоксидазы заменены соответствующими редуктазами.
Слайд 12

Круговорот углерода и кислорода Круговорот азота Круговорот серы УЧАСТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В КРУГОВОРОТЕ ВАЖНЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Круговорот углерода и кислорода
Круговорот азота
Круговорот серы

УЧАСТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В КРУГОВОРОТЕ ВАЖНЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Слайд 13

Огромный вклад микробов в круговорот веществ определяется их особенностями: 1. Высокая

Огромный вклад микробов в круговорот веществ определяется их особенностями:
1. Высокая каталитическая

активность
2. Высокая скорость размножения
3. Метаболическое разнообразие и гибкость (Гейл, 1952)

Свойства микроорганизмов

Слайд 14

Схема круговорота

Схема круговорота

Слайд 15

Круговорот углерода и кислорода Воздух содержит около 0,03 % СO2 Продуктивность

Круговорот углерода и кислорода

Воздух содержит около 0,03 % СO2
Продуктивность

фотосинтеза около 1011 т:
1,2⋅1011 т – в океанах
1,8⋅1011 т – на суше

Автотрофы
Гетеротрофы

Слайд 16

Минерализация С-соединений Расщепление целлюлозы Аэробное: Грибы (Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Trichoderma и

Минерализация С-соединений

Расщепление целлюлозы
Аэробное:
Грибы (Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Trichoderma и др.)
Бактерии (миксобактерии –

Cytophaga, Sporocytophaga, Polyangium, Cellulomonas, актиномицеты и др.).
Анаэробное:
мезофильные и термофильные клостридии (Clostridium).
Слайд 17

Расщепление лигнина: Basidiomycetes Fusarium, Trichoderma, Alternaria, Penicillium, Aspergillus. Минерализация С-соединений

Расщепление лигнина:
Basidiomycetes Fusarium, Trichoderma, Alternaria, Penicillium, Aspergillus.

Минерализация С-соединений

Слайд 18

Расщепление крахмала: В аэробных условиях – Bacillus, Pseudomonas, а также плесневые

Расщепление крахмала:
В аэробных условиях – Bacillus, Pseudomonas, а также плесневые грибы

– Penicillium, Aspergillus, Mucor
В анаэробных условиях – сахаролитические клостридии.
Углеводородокисляющие бактерии:
Микобактерии, нокардии, коринебактерии, псевдомонады, а также дрожжеподобные грибы рода Candida.

Минерализация С-соединений

Слайд 19

Изъятие углерода из круговорота Неорганические отложения: карбонат кальция. Органические отложения: торф,

Изъятие углерода из круговорота

Неорганические отложения:
карбонат кальция.
Органические отложения:
торф, каменный уголь, нефть, природный

газ (метан)

Минерализация С-соединений

Известковый шпат - CaCO3. Один из самых распространенных минералов

Мрамор

Каменный уголь

Слайд 20

Круговорот азота

Круговорот азота

Слайд 21

Фиксация азота Процесс связан с нитрогеназной активностью, гены фермента кодируются в

Фиксация азота

Процесс связан с нитрогеназной активностью, гены фермента кодируются в

плазмиде (nif-плазмида).
Свободноживущие азотфиксаторы:
цианобактерии (Аnаbaena и Nostoc), Azotobacter, Beijerinckia, Bacillus polymyxa, Clostridium и др.
Симбиотические азотфиксаторы:
Rhizobium, Frankia и др.

Процесс осуществляется гетеротрофами в аэробных и анаэробных условиях:
Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Micrococcus, Arthrobacter, Mycobacterium, Proteus и др.

Аммонификация

Слайд 22

Нитрификация Превращение аммиака в нитрат осуществляется в аэробных условиях бактериями семейства

Нитрификация

Превращение аммиака в нитрат осуществляется в аэробных условиях бактериями семейства

Nitrobacteriaceae.

Процесс восстановления нитратов в анаэробных условиях (нитратное дыхание).
Фермент - нитратредуктаза
Escherichia coil, Bacillus, Pseudomonas

Денитрификация

Слайд 23

Круговорот серы Биологические и небиологические превращения серы: 90 млн. т серы

Круговорот серы

Биологические и небиологические превращения серы:
90 млн. т серы в форме

H2S образуется биологическим путем
50 млн. т в форме SО2 образуется при сжигании ископаемых видов топлива
0,7 млн. т в форме H2S и SО2 возникает в результате вулканической деятельности