Анаболизм микроорганизмов

Содержание

Слайд 2

Анаболизм Синтез необходимых живой системе веществ с затратой энергии Ассимиляция биогенных элементов Синтез мономеров Синтез полимеров

Анаболизм

Синтез необходимых живой системе веществ с затратой энергии

Ассимиляция биогенных элементов

Синтез мономеров

Синтез

полимеров
Слайд 3

Ассимиляция неорганического углерода Ассимиляция СО2 Рибулозобисфосфатный путь Цикл Арнора Гидроксипропионатный путь

Ассимиляция неорганического углерода

Ассимиляция СО2

Рибулозобисфосфатный путь
Цикл Арнора
Гидроксипропионатный путь
Восстановительный

цикл ДИкарбоновых кислот
Ацетил-КоА-путь

Ассимиляция С1 - соединений

Рибулозомонофосфатный цикл
Сериновый путь
Рибулозобисфосфатный цикл
Диоксиацетоновый цикл

Слайд 4

Ассимиляция СО2 - цикл Кальвина Цианобактерии, пурпурные фотосинтетики, Нитрификаторы, железобактерии и многие другие хемосинтетики

Ассимиляция СО2 - цикл Кальвина

Цианобактерии, пурпурные фотосинтетики,
Нитрификаторы, железобактерии и

многие другие хемосинтетики
Слайд 5

Ассимиляция СО2 - цикл Арнора Зеленые фотобактерии Некоторые сульфатвосстанавливающие бактерии Гелиобактерии

Ассимиляция СО2 - цикл Арнора

Зеленые фотобактерии
Некоторые сульфатвосстанавливающие бактерии
Гелиобактерии
Один вид архей
Представляет

собой «развернутый» ЦТК
Слайд 6

Слайд 7

Ассимиляция неорганического азота Ассимиляция N2 Ассимиляция NH4+ Ассимиляция NO3- Азотфиксация Осуществляется

Ассимиляция неорганического азота

Ассимиляция N2

Ассимиляция NH4+

Ассимиляция NO3-

Азотфиксация
Осуществляется симбиотическими

и свободноживущими азотфиксаторами почв
Огромнейшее значение для всей биосферы

Образование аминогруппы глутаминовой кислоты
Образование амидогрупп аспарагина и глутамина

Нитратредукция до аммиака

Слайд 8

Азотфиксация Анаэробный процесс Осуществляется ферментом нитрогеназой, состоящим из Mo-Fe-белка и Fe-белка

Азотфиксация

Анаэробный процесс
Осуществляется ферментом нитрогеназой, состоящим из Mo-Fe-белка и Fe-белка

N2 + 8H+ + 8e− +

16ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Фн

Донором электронов в данном случае выступает ферредоксин

Слайд 9

Fe вос Fe ок Ферр ок Ферр вос Mo-Fe вос Mo-Fe ок N2 8H+ 2NH3 4H2

Fe вос

Fe ок

Ферр ок

Ферр вос

Mo-Fe вос

Mo-Fe ок

N2 8H+

2NH3 4H2

Слайд 10

Слайд 11

Ассимиляция NO3- Необходимо перевести NO3- в форму аммиака Процесс называется нитрат-

Ассимиляция NO3-

Необходимо перевести NO3- в форму аммиака
Процесс называется нитрат- и

нитритредукция, так как идет в две стадии с участием двух ферментов:

NO3-

NO2-

NH4+

Нитратредуктаза

Нитритредуктаза

Донор электронов NADH+H+

Донор электронов NADH+H+

Для функционирования необходим Mo 6+ и FAD

Для функционирования необходим FAD

Слайд 12

Ассимиляция NH4+ Азот находится в наиболее подходящей СО => его не

Ассимиляция NH4+

Азот находится в наиболее подходящей СО => его не

нужно ни окислять, ни восстанавливать
Наиболее простой и удобный вариант – аминирование 2-оксоглутарата, а также аспарагиновой и глутаминовой кислот
Следующий шаг – переаминирование глутамина с другими кетокислотами
Слайд 13

Слайд 14

Переаминирование

Переаминирование

Слайд 15

Ассимиляция неорганического азота NH4+ NO3- NO2- N2 NH4+ 2-оксоглутарат глутамат глутамин

Ассимиляция неорганического азота

NH4+

NO3-

NO2-

N2

NH4+

2-оксоглутарат

глутамат

глутамин

АК

Азотфиксация

Поступление в клетку

Нитратредукция

Нитритредукция

Восстановительное аминирование

Аминирование

Переаминирование

Слайд 16

Экология бактерий Микробиология

Экология бактерий

Микробиология

Слайд 17

Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы Физические (температура, влажность …) Химические

Влияние факторов окружающей среды на микроорганизмы

Физические (температура, влажность …)
Химические (pH, вещества

и ионы металлов)
Биологические (взаимоотношения с другими МО)
Слайд 18

Физические факторы: температура Психрофилы Мезофилы Термофилы Термотолерантные Факультативные Облигатные Гипертермофилы

Физические факторы: температура

Психрофилы
Мезофилы
Термофилы
Термотолерантные
Факультативные
Облигатные
Гипертермофилы

Слайд 19

Физические факторы: кислород

Физические факторы: кислород

Слайд 20

Физические факторы: давление Давление не оказывает влияния на большинство бактерий –

Физические факторы: давление

Давление не оказывает влияния на большинство бактерий – E.

coli, например, начинает замедлять свой рост только лишь при 400 атмосферах.
За двое суток при давлении в 1000 атмосфер погибнет лишь 90% бактерий
В то же время существуют пьезофилы (барофилы) – бактерии, растущие исключительно при давлениях от 700 атмосфер
Слайд 21

Физические факторы: влажность При уменьшении влажности большинство организмов либо погибают, либо

Физические факторы: влажность

При уменьшении влажности большинство организмов либо погибают, либо

переходят в покоящиеся формы
Для предотвращения потерь влаги существуют капсулы
Наиболее устойчивый к засухе организм: Deinococcus radiodurans
Слайд 22

Физические факторы: УФ излучение Ближний УФ (400-320 нм) – подавляет рост

Физические факторы: УФ излучение

Ближний УФ (400-320 нм) – подавляет рост культур,

будучи поглощенным 4-тиоуридином – необычным основанием в тРНК прокариот
Дальний и средний УФ (320-200 нм) обладает наибольшей мутагенной, а значит и бактерицидной способностью за счет образования в ДНК пиримидиновых димеров
Deinococcus radiodurans также устойчив и к излучению
Слайд 23

Физические факторы: магнитное поле Большинство бактерий никак не реагируют на магнитное

Физические факторы: магнитное поле

Большинство бактерий никак не реагируют на магнитное

поле
Но есть бактерии, обладающие магнитотаксисом
В их клетках обнаружены магнетосомы – органоиды, содержащие магнетит (FeO·Fe2O3)
Слайд 24

Образование магнетосомы

Образование магнетосомы

Слайд 25

Химические факторы: pH Ацидофилы Нейтрофилы Алкалофилы Кислотоустойчивые Щелочеустойчивые

Химические факторы: pH

Ацидофилы
Нейтрофилы
Алкалофилы
Кислотоустойчивые
Щелочеустойчивые

Слайд 26

Химические факторы – различные вещества Бактериостатичность Бактерицидность В группу таких веществ

Химические факторы – различные вещества

Бактериостатичность
Бактерицидность
В группу таких веществ входят: галогенсодержащие препараты,

фенолы, спирты, ионы тяж. металлов, альдегиды, ПАВ
Слайд 27

Биологические факторы: бактериофаги Вирулентные фаги – вызывают лизис клетки при попадании

Биологические факторы: бактериофаги

Вирулентные фаги – вызывают лизис клетки при попадании в

нее и размножении в ней
Умеренные фаги не вызывают лизис, а встраиваются в геном и могут существовать внутри клетки – лизогения
Поли- и монофаги, а также фаговары подразделяются в зависимости от специфичности фага
Слайд 28

Типы взаимоотношений МО между собой Нейтрализм Конкуренция – пассивная/активная Синтрофия Симбиоз – факультативный/облигатный

Типы взаимоотношений МО между собой

Нейтрализм
Конкуренция – пассивная/активная
Синтрофия
Симбиоз – факультативный/облигатный

Слайд 29

Типы взаимоотношений МО между собой Комменсализм Паразитизм Мутуализм Хищничество

Типы взаимоотношений МО между собой

Комменсализм
Паразитизм
Мутуализм
Хищничество

Слайд 30

Систематика микроорганизмов Микробиология

Систематика микроорганизмов

Микробиология

Слайд 31

Сложности систематики бактерий Малые размеры Малое количество видимых признаков для систематики

Сложности систематики бактерий

Малые размеры
Малое количество видимых признаков для систематики
Необходимость исследовать биохимию,

физиологию и генетику для описания и систематизации вида
НЕКУЛЬТИВИРУЕМОСТЬ большинства бактерий
Размытость понятия «вид» для бактерий
Слайд 32

Вид Штамм – культура МО, выделенная единовременно из одного источника Клон – совокупность потомков одной клетки

Вид
Штамм – культура МО, выделенная единовременно из одного источника
Клон –

совокупность потомков одной клетки
Слайд 33

Варианты систематики - Система бактерий Берджи Грамотрицательные эубактерии, имеющие клеточные стенки

Варианты систематики - Система бактерий Берджи

Грамотрицательные эубактерии, имеющие клеточные стенки (16

групп)
Грамположительные эубактерии, имеющие клеточные стенки (13 групп)
Эубактерии, лишенные клеточных стенок (микоплазмы)
Архебактерии (5 групп)
Слайд 34

Филогенетическая систематика

Филогенетическая систематика

Слайд 35

Филогенетическая систематика Археи – 3 филы и фантомная фила (Crenarchaeota, Euryarchaeota,

Филогенетическая систематика

Археи – 3 филы и фантомная фила (Crenarchaeota, Euryarchaeota, Nanoarchaeota)
Бактерии

– 23 филы и фантомные филы бактерий