Материал: микра от 104 группы

Группа 3 – аэробные грамотр. палочки и кокки. Данная группа представлена семью семействами, три из которых включают виды, имеющие значение для плодородия почвы. Строгие аэробы. Хемоорганотрофы, могут использовать БЖУ, а также гумусовые вещества. Ряд видов рода Pseudomonas- возбудители болезней растений, животных и человека. Семейство- Acetobacteriaceae представлено 2 родами –Acetobacter и Gluconobacter. Характерная особенность бактерий данных 2 родов-способность оксилять этанол до уксусной к-ты.Встречаются на цветах, в плодах, овощах, пиве, вине и т.д

Группа 4- факултативно-анаэробные грамотр. палочки. В группу объединены 2 семейства- Enterobacteriaceae и Vibrionaceae, многие представители кототрых служат возбудителями инфекционных болезней человека и животных.

Группа 5-анаэробные грамотр. прямые, изогнутые и спиральные палочки- представлена 1 семейством Bacterodaceae,которое объединяет 3 рода – Bacterides, Fusobacterium и Leptotrichia. Бактерии семейства обитают в кишечнике человека и животных в некоторых случаях могут вызвать заболевания ЖКТ. В ЖКТ млекопитающих бактерии рода Selenomonas. Клетки их имеют форму почки, подвижные. Хеморганотрофы. Сбраживают углеводы с образованием уксусной,пропионовой,молочных к-т и СО2. Фиксируют азот атмосферы. Строгие анаэробы. Обнаружены в почвах, воде и илах водоемов.

Группа 6- грамотр. хемолитотрофные бактерии. Объединены в 2 семейства и 15 родов.

Группа 7-скользящие бактерии. К группе относят 2 порядка: Myxobacteriales и Cytophagales, а также ряд других бактерий со скользящим движением.

Порядок Myxobacteriales. Включает бактерии, у которых образуются плодовые тела. Миксобактерии-одноклеточные организмы, с цилиндрическими клетками, на концах закругленными или суживающимися.Заключены в плотный слой слизи. Размножение бинарное поперечное деление.

Порядок Cytophagales. Включает микроорганизмы, неспособные к образованию плодовых тел. Клетки имеют вид палочек,нитей.

Группа 8- хламидобактерии. Бактерии имеющие чехлы или влагалища. В группу входят 8 родов.Хемоорганогетеротрофы.Строгте аэробы. Обитают в пресных водах.

Группа 9- почкующиеся и (или стебельковые) бактерии. Многие из них являются олигокарбофилами, т.е растут при наличии незначительных количеств источников углерода.

Группа 10- риккетсии и хламидии. 2 порядка

Порядок RICKETTSIALES. Представляет собой бактерии палочковидной, кокковидной и нитевидной формы, неподвижные, не образующие спор. Размножаются бинарным делением в клетке хозяина.

15 Разложение белковых веществ и нуклеопротеидов. Значение этих процессов для сельского хозяйства.

Среди органических соединений, составляющих клетку, первое место по количеству занимают белки – на их долю приходится не менее 50% сухой массы клетки. Белки подвергаются разложению как аэробными, так и анаэробными бактериями, а также актиномицетами и грибами. Особенно активны представители семейства Pseudomonadaceae, рода Pseudomonas, семейства Bacillaceae, рода Bacillus, и рода Clostridium и др

В состав белков обычно входит 20 a-аминокислот. Небелковая часть (не содержащая аминокислот) молекулы сложного белка-это его простетическая группа. В зависимости от ее состава сложные белки называют нуклеопротеидами, липопротеидами, металлопротеидами и гликопротеидами. Молекулы белков и большинства пептидов велики и не могут проходить через цитопл. Мембрану микроорганизмов. Поэтому они расщепляются экзоферментами. Протеолитические фременты или протеазы, выделяемые в окр.среду, осуществляют гидролиз ряда пептидных связей в молеклах белков. Образующиеся при этом частицы белковой молеклы(полипептиды и олигопептиды) поступают внутрь клеток микроорганизмов, где разрушаются внутриклеточным протеолитическими ферментами-пептидазами до свободных аминокислот. Последние используются для синтеза белков клетки или подвергаются дальнейшему расщеплению

Внутриклеточное расщепление аминокислот может идти 4 путями:

1. Дезаминирование

2. Окислительное дезаминировнаие

3. Восстановительное дезаминирование

4. Декарбоксилирование

При аэробном распаде белка основными продуктами процесса бывают СО2, аммиак, сульфаты и вода. В анаэробных условиях при распаде белка образуются аммиак,амины, СО2, органические кислоты,меркаптаны, а также вещества с неприятным запахом-индол, скатол и сероводород.

При анаэробном разрушении белков могут образовываться токсичные соединения, в частности первичные амины. Накапливающиеся в анаэробных условиях в почве продукты разложения белков фитотоксичны, поэтому они нередко угнетающе действуют на растения и снижают урожайность.

При разрушении сложных белков сначала освобождаются осоновные составляющие-белок и связанная с ним простатическая группа. В дальнейшем эти соедеинения( каждое самостоятельно) подвергаются более глубокой транформации.

Нуклеопротеидов много в клеточных ядрах. При разложении разлагаются на белок и нуклеиновую кисилоту, которая затем распадается на на составные части, в результате чего образуется гипоксантин и ксантин-продукты разложения нуклепротеидов. Образование нуклеопротеидов обеспечивает важнейшие функции нуклеиновых кислот. Происходит разложение в кишечнике животных

16 Споры(эндоспоры)бактерий. Процесс спорообразования.Свойства спор. Другие покоящиеся формы бактерий.

Бактерии родов Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum, Sporolactobacillus, Sporosarcina и некоторых других(более 15 родов) способоны образовывать споры, или эндоспоры – внутриклеточные тельца сферической или эллиптической формы. Споры преломляют свет и хорошо видны в световом микроскопе. Как правило внутри бакт. Клетки образуется всего 1 спора. Однако у отдельных видов Clostridium и других родов бактерий обнаружены клетки с 2 и более спорами. При формировании спор увеличение числа организмов не происходит, поэтому это нельзя считать размножением. Обычно споры появляются, когда бактерии испытывают недостаток пит. Веществ. Споры представляют собой стадию покоя и приспособлены для выживания в неблагоприятных условиях.

Процесс спорообразования

Можно разделить на 6-7 стадий

1. Репликация ДНК с образованием 2 и более нуклеотидов,локазующихся в виде осевого тяжа вдоль бакт. Клетки

2. Отделение 1 хромосомы от осевого тяжа ДНК и перемещение к полюсу клетки. Меньшая часть цитоплазмы с закл. в нее хромосомой отделяется от остальной цитоплазмы цитоплазматической мембраной, которая врастает также, как при клеточном делении. Возникают 2 неравные клетки. Клеточная стенка участия не принимает. Между 2 и 3 стадией происходит обрастание малой клетки с хромосомой с цитоплазматической мембраной большой клетки. Образуется круглая проспора.окруженная 2 мембранами.

3. Отделение проспоры от мембраны большой клетки.Проспора окружена цитоплазмой, она может оставаться у полюса бакт. Клетки либо переходить к центру.В течение стадии в проспору поступают из материнской клетки ряд аминокислот, дипиколиновая к-та и ионы кальция. Затем внутри проспоры образуется комплекс Са с дипиколиновой к-той

4. Между 2 мембранами проспоры образуется толстый слой коры(кортекса) состоящей из прочно соединенных молекул пептидокликана. Обычно синтез кортекса продолжается до самого созревания споры. Наблюдается усиление способности проспоры к светопреломлению, что связано с обогащением комплексом ДПК- Са

5. Формирование к перифирии от наружной мембраны проспоры споровых покровов из нескольких слоев, главным образом белков с высоким содержанием цистеина и гидрофобных аминокислот. Продолжается накопление в споре ДПК и кальция

6. Заканчивается формирование всех структур споры, она приобретает термоустойчивость. Диаметр споры = примерно диаметру клетки в котрой спора образовалась

7. В ряде случаев выделяют 7 стадию во время котрой происходит лизис(разрушение) материнской клетки, спора выходит в окр. Среду. В сердцевине зрелой споры содержатся белки и нуклеиновые к-ты, а также ДПК и др. низкомолекулярные соединения. Спора содержит хромосому, обычные рибосомы и различные ферменты. Большое значение в обеспечении термоустойчивости спор придается ДПК-Са

17. Ацетоно-бутиловое брожение. Возбудители и ход процесса. Значение этих процессов в природе, сельском хозяйстве и промышленности.

Возбудитель ацетонобутилового брожения — С. acetobutylicum, он широко распространен в почках, имеет палочковидные клетки (0,6—0,9 х 2,4—4,7 мкм) с перитрихальным жгутикованием. Характерно образование овальных спор, которые располагаются в клетке субтерминально. Бактерии сбраживают моно-, ди- и полисахариды, а также глицерин, маннит, глюконат, пируват и ряд других соединений, фиксируют молекулярный азот. Оптимальная температура для их роста 37—38 °С, оптимальное значение рН среды — 5,1—6,9. Ацетонобутиловые бактерии способны разлагать белки. Сбраживание углеводов при помощи данных бактерий происходит по пути Эмбдена—Мейергофа—Парнаса. Образовавшийся в результате декарбоксилирования пирувата ацетил-КоА восстанавливается в этанол, идет на синтез ацетата или конденсируется в ацетоацетил-КоА. Последний декарбоксилируется, что приводит к образованию ацетона, или восстанавливается в бутирил-КоА, который может трансформироваться в бутират или восстанавливаться через бутиральдегид до бутанола. Суммарная схема ацетонобутилового брожения:

Основные конечные продукты брожения, как видно, — бутанол, этанол, ацетон, 2-пропанол, а также ацетат и бутират. Однако характер конечных продуктов определяется как видовой принадлежностью используемого для брожения микроорганизма, так и условиями, в которых идет процесс. Установлено, что ацетонобутиловое брожение имеет двухфазный характер. В течение первой фазы наблюдается активный рост бактерий, в среде идет накопление преимущественно органических кислот. Во второй фазе брожения снижается значение рН среды, рост бактерий замедляется, преобладает синтез нейтральных продуктов — ацетона, бутанола и этанола. Двухфазность ацетонобутилового брожения связана с рН среды. Если кислотность среды в результате накопления органических кислот возрастает до рН 4,5 и более, происходит интенсивное образование нейтральных продуктов, что предупреждает дальнейшее подкисление среды, неблагоприятное для бактерий. Ацетонобутиловые бактерии значительно более требовательны к среде, чем маслянокислые. Эти микроорганизмы нуждаются в готовых аминокислотах и витаминах (биотин и п-аминобензойная кислота).

Описанный вид брожения широко используют в промышленном производстве ацетона и бутанола из кукурузной муки и другого крахмалистого сырья. Ацетон применяют для производства искусственного шелка и кожи, фотографических пленок, искусственного цемента и других продуктов, бутанол — при производстве лаков. Газы, образующиеся при ацетонобутиловом брожении, идут на синтез метанола.

18. Свободноживущие бактерии, фиксирующие молекулярный азот. Особенности этих бактерий и химизм процесса азотфиксации. Азотобактерин, его применение и эффективность.

АЗОТФИКСИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ, азотфиксаторы, усваивают молекулярный азот (N2) атмосферы и переводят его в органич. соединения. Имеют большое значение в круговороте азота в природе, снабжении растений усвояемыми его формами. Ежегодно Азотфиксирущие бактерии вовлекают в азотный фонд до 190 млн. т азота почвы и от 30 до 130 млн. т азота водных систем. Наиб. распространены в природе свободноживущие бактерии, бактерии, живущие в симбиозе гл. обр. с высшими растениями, а также ассоциативные формы, накапливающие азот в относительно тесных взаимоотношениях с др. микроорганизмами или с растениями. В процессе азотфиксации молекулярный азот восстанавливается до аммиака, к-рый реагирует с кетокислотами, образуя аминокислоты. Источником энергии для восстановления азота служат процессы дыхания у аэробных бактерий и брожения у анаэробных.

К Азотфиксирущим бактериям относится св. 130 родов и видов бактерий, более 100 таксонов синезелёных водорослей (цианобактерий) и др. микроорганизмы. У бобовых растений роль симбионта выполняют клубеньковые бактерии рода ризобиум (Rhizobium). У 200 родов и видов деревьев (ольха, нек-рые хвойные), кустарников (облепиха), травянистых растений (вейник, осока) выявлены клубеньки на корнях или наросты на листьях. Симбиотическим партнёром растений выступают при этом нередко актиномицеты.

СВОЙСТВА СПОР

Споры сохраняют в условиях,когда погибают не спорообразующие клетки.

Переносят высушивание, многие споры нельзя убить даже продолжительным кипячением. Для их уничтожения требуется температура пара 120С ПРИ ДАВЛЕНИИ 1 атм, поддерживаемые в течение 20 мин. В сухом состоянии споры погибают при 150-160С в течение нескольких часов

Способны выдерживать воздействие низких температур,радиации, давления, ферментов, антибиотиков.

Могут длительное время находится в состоянии покоя. Ангийский микробиолог П. Снис нащел жизнеспособные споры бактерий в комочках почвы, приставших к корням растений гербария, хранившегося около 320 лет

ДРУГИЕПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ

Цисты, характерны для азотобактера, спирохет, миксобактерий, риккетсий, метилтрофных бактерий и бактерий рода Bdellovibrio.Зрелые цисты представляют собой окгруглые светопреломляющие образования, имеющие сердцевину- цитоплазму с нуклеотидом и гранулами В-гидроксимасляной к-ты.

Экзоспоры- образуются у некотрых почкующихся фотосинтезирующих и метанолокисляющих бактерий. Обладают большей устойчивостью, чем вегетативные клетки, к высушиванию, УФ – излучению, высокой температуре

Из свободноживущих азотфиксирующих бактерий в лесных почвах умеренного пояса поставщиком биол. азота являются в осн. представители анаэробных бактерий рода клостридиум (Clostridium). Аэробные бактерии рода азотобактер (Azotobacter) свойственны преим. окультуренным почвам. Аэробные бактерии рода бейеринкия (Beijerinckia) широко распространены в краснозёмах и латеритах (и на поверхности листьев растений) субтропиков и тропиков. В почвях умеренного пояса евободноживущие бактерии фиксируют до 20 кг/га азота, в тропиках — до 100 130 кг/га.

К симбиотич. азотфиксирующим бактериям, распространённым в лесных почвах, относятся клубеньковые бактерии, живущие в симбиозе гл. обр. с бобовыми растениями (акацией, клевером, люцерной, люпином и др.). Внедрившись в ткань корня растения-хозяина, они вызывают усиленное деление его клеток, что приводит к появлению клубеньков. В клубеньках бактерии размножаются, растут. превращаясь в утолщённые, разветв ленные формы — бактероиды; период образования бактероидов совпадает с периодом активной азотфиксации бобово-ризобиального симбиоза. Сосудистая система клубенька обеспечивает связь между бактериями и растением-хозяином: растения снабжают бактерии углеводами и минеральными солями, бактерии отдают растению до 70% ассимилированного ими азота. У большинства бобовых однолетних растений отмирание клубеньков начинается в период цветения растения-хозяина; клубеньки многолетних растений могут функционировать в течение мн. лет. После разрушения клубенька клетки бактерий попадают в почву и переходят к существованию за счёт органич. в в подобно др. сапрофитным почвенным организмам. В результате связывания молекулярного азота клубеньковыми бактериями в почве ежегодно накапливается 10-20 кг/га азота под однолетними бобовыми растениями и 50—200 кг/га и более — под многолетними. Под 4 лет ними культурами белой акации (28 тыс. растений на 1 га) в почве накапливается до 300 кг/га азота в год. В почве под насаждениями ольхи (5 растений на 1 га) ольхово-актиномицетный симбиоз обеспечивает на копление в ср. до 100 кг/га азота в год. Культуры Азотфиксирущих бактерий (клубеньковых бактерий и др.) используют для приготовления бактериальных удобрений.

К бактериальным удобрениям, относится Азотобактерин (азотоген), который содержит в себе культуру азотобактера. Этот микроорганизм, живущий в почве, разлагает органические вещества, выделяет аммиак, участвует в процессе нитрификации (разложение клетчатки), собирает фосфорную кислоту, усваивает атмосферный и почвенный азот, а также зольные элементы. И всем этим богатством питательных элементов делится с растениями.

Применяется очень широко и подходит для удобрения практически любых культур сельского хозяйства. Но лучше всего проявляет себя, в почвах, которые богаты органическими веществами, хорошо взаимодействуют с атмосферой и имеют нейтральную реакцию на кислотность.

Азотобактерин, сокращенно - АМБ, в зависимости от основы, имеет два вида:

• перегнойно-почвенный (торфяной) — микроорганизмы живут в почве богатой перегноем. или торфе с невысокой кислотностью;

• агаровый — специальный плотный студень, который содержит все необходимые элементы питания.

Следует помнить, что азотобактерин имеет ограниченный срок как использования, так и хранения. В обоих случаях он составляет 2—3 месяца

Так как к конечному пользователю попадает в виде маточной культуры, в сухом виде, с ним необходимо дополнительно поработать. Для этого потребуется торф (низинный или переходной) со степенью разложения — не менее 30%‚ молотый известняк, гашеная известь и сланцевая зола. Вышеперечисленные составляющие необходимо тщательно просеять, а затем смешать. На одну тонну торфа — 100 кг известняка и золы, и 30 кг гашеной извести. Затем добавить 1 кг сухого АМБ. Таким образом, получают удобрение на торфяной основе, для внесения в почву, при проведении посевных работ. Другой вид приготовления — использование агаровых сред, в которых присутствует сахароза (2%) и минеральные соли. Когда, размещенная на агаре, культура бактерий, размножится до необходимого количества в виде слизистой массы, имеющей коричневый цвет. ее смывают дистиллированной водой и размещают в небольших емкостях (бутылках), для дальнейшего размножения с температурным режимом 25-27° С.

Прежде всего, необходимо учитывать, что данное бактериальное удобрение‚ имеет ограниченный срок использования. Поэтому его применяют с учетом действия в два, три месяца.