Класифікація мікроорганізмів за способами харчування
2.Мір мікроорганізмів і його різноманітність.
28.Классіфікація мікроорганізмів за способами харчування. Сутність автотрофного і гетеротрофного харчування. Сапрофіти і паразити. Привести приклади.
86. Явище антагонізму. Антибіотики та їх застосування в рослинництві.
Світ мікроорганізмів і його різноманітність.
Мікроорганізми мікроорганізми, що мають різну будову і різноманітні біологічні властивості. Вивченням будови мікроорганізмів, їх морфології і фізіології, життєвих циклів і систематики, спадковості і мінливості, взаємовідносин мікроорганізмів з зовнішнім середовищем і організмом людини або тварини займається мікробіологія.
Мікроорганізми, що мають клітинну організацію, можуть ставитися до еукаріотів або до прокариотам. Перша група включає Гриби і Найпростіші, друга - Бактерії. До мікроорганізмів можна віднести також неклітинні форми життя - віруси, віроїди і пріони.
Мікроорганізми широко поширені в природі. Вони знаходяться в грунті, воді, повітрі, в організмі і на поверхні тіла людини і тварин, на рослинах, різних предметах, в харчових продуктах. Мікроорганізми відіграють важливу роль у кругообігу речовин в природі. За допомогою мікроорганізмів грунту здійснюються біологічний круговорот вуглецю, азоту, фосфору, фіксація молекулярного азоту повітря, завдяки їх життєдіяльності відбуваються розкладання і мінералізація тварин і рослинних залишків, що потрапляють в грунт, процес її самоочищення від нечистот і покидьків. Мікроорганізми, що живуть у воді, беруть участь у кругообігу сірки, заліза та інших елементів, здійснюють розкладання органічних речовин тваринного і рослинного походження, забезпечують самоочищення води у водоймах. Мікрофлора, заселяють організм людини і тварин, грає важливу роль в їх життєдіяльності. Багато мікроорганізмів використовують для отримання біологічно активних сполук (в т. Ч. Антибіотиків, імуномодуляторів та ін.), Різних харчових, наприклад кисломолочних, продуктів. У сільському господарстві застосовують бактеріальні добрива, за допомогою мікроорганізмів здійснюють консервування кормів.
Відносно невелика частина мікроорганізмів є умовно-патогенної або патогенної для людини і тварин. Деякі мікроорганізми викликають ураження с.-г. продуктів, призводять до збіднення ґрунту азотом, мають деструктивним дією на об'єкти навколишнього середовища, санітарно-технічні, виробничі та інші споруди і об'єкти, викликають цвітіння і забруднення водойм, накопичення отруйних речовин (сірководню, нітритів, мікробних токсинів).
Мікроорганізми відрізняються гарною пристосованістю до дії факторів зовнішнього середовища. Різні мікроорганізми можуть рости при температурі від -6 ° до + 50-75 ° (архебактерии - при температурі близько 300 °, створюваної під тиском в гарячих джерелах на дні океану), підвищеному рівні іонізуючого випромінювання, будь-якому значенні рН, при 25% концентрації хлориду натрію, в умовах різного вмісту кисню (аж до повного його відсутності)
Класифікація мікроорганізмів за способами харчування. Сутність автотрофного і гетеротрофного харчування. Сапрофіти і паразити. Привести приклади.
Відповідно до прийнятої зараз класифікацією мікроорганізми за типом харчування поділяють на ряд груп залежно від джерел споживання енергії та вуглецю. Так, виділяють:
· Фототрофи, користуються енергією сонячного світла,
· Хемотрофи, енергетичним матеріалом для яких служать різноманітні органічні та неорганічні речовини.
Залежно від того, в якій формі мікроорганізми отримують з навколишнього середовища вуглець, їх підрозділяють на дві групи:
· Автотрофні ( "самі себе живлять"), що використовують як єдине джерело вуглецю діоксид вуглецю,
· Гетеротрофні ( "харчуються за рахунок інших"), які отримують вуглець в складі досить складних відновлених органічних сполук.
Таким чином, за способом отримання енергії і вуглецю мікроорганізми можна поділити:
· Всередині групи в залежності від природи окисляемого субстрату, званого донором електронів (Н-донором), в свою чергу, виділяють:
· Органотрофи, які споживають енергію при розкладанні органічних речовин, і
· Літотрофи (від грец. Lithos - камінь), які отримують енергію за рахунок окислення неорганічних речовин.
Тому в залежності від використовуваного мікроорганізмами джерела енергії і донора електронів слід розрізняти:
Таким чином, виділяють вісім можливих типів харчування.
Кожній групі мікроорганізмів притаманний певний тип харчування.
· Фототрофам джерело енергії - сонячне світло.
· Фотолітоавтотрофія - тип харчування, характерний для мікроорганізмів, що використовують енергію світла для синтезу речовин клітини з С02 і неорганічних сполук (Н2 0, Н2 S, S °), тобто здійснюють фотосинтез.
До даної групи відносять ціанобактерій, пурпурних сірчаних бактерій і зелених сірчаних бактерій.
Ціанобактерій (порядок Суаnobасtеriа1еs), як і зелені рослини, відновлюють С02 до органічної речовини фотохимическим шляхом, використовуючи водень води.
· Фотоорганогетеротрофія - тип харчування, характерний для мікроорганізмів, які для отримання енергії крім фотосинтезу можуть використовувати ще і прості органічні сполуки.
До цієї групи належать пурпурові несерние бактерії.
Пурпурні сірчані бактерії (сімейство Chromatiaceae) містять бактеріохлорофіл а й b, що зумовлюють здатність даних мікроорганізмів до фотосинтезу, і різні каротиноїдні пігменти.
· Фотоорганогетеротрофія - тип харчування, характерний для мікроорганізмів, які для отримання енергії крім фотосинтезу можуть використовувати ще і прості органічні сполуки.
До цієї групи належать пурпурові несерние бактерії.
Пурпурові несерние бактерії (сімейство Rhjdospirillaceae) містять бактеріохлорофіл а й b, а також різні каротиноїди. Вони не здатні окисляти сірководень (Н2 S), накопичувати сірку і виділяти її в навколишнє середовище.
· При хемотрофов енергетичне джерело - неорганічні і органічні сполуки.
· Хемолітоавтотрофів - тип харчування, характерний для мікроорганізмів, які отримують енергію при окисленні неорганічних сполук, таких, як Н2. NH4 +. N02 -. Fе 2+. Н2 S, S °, S0з 2 -. S2 0З 2. СО і ін. Сам процес окислення називають хемосинтезом. Вуглець для побудови всіх компонентів клітин хемолітоавтотрофів отримують з діоксиду вуглецю.
За характером їжі, використовуваної в процесі життєдіяльності, всі живі організми діляться на автотрофних і гетеротрофних. Неорганічні складові - CO2. H2 O і ін. Служать основною їжею для автотрофніорганізмів (більшість рослин), які синтезують з них шляхом фотосинтезу або хемосинтезу органічні речовини: білки, жири, вуглеводи, складові їжу гетеротрофних організмів (ряд рослин, все Гриби, тварини і людина). Крім білків жирів і вуглеводів гетеротрофних організмів необхідні вітаміни, нуклеїнові кислоти і мікроелементи.
Автотрофи-організми, які синтезують з неорганічних сполук органічні речовини. Частина організмів (фотоавтотрофи) використовує для цього енергію сонця.
До них відносяться вищі рослини (виняток становлять рослини-паразити), водорості (фотоавтотрофні Найпростіші), фотосинтезуючі бактерії. Вони отримують енергію в ході фотосинтезу, що здійснюється в хлоропластах (еукаріоти) або на клітинних мембранах (прокаріоти).
В ході фотосинтезу утворюється не тільки глюкоза, а й амінокислоти, які використовуються для побудови білків. Інші організми використовують для цього енергію, що вивільняється в ході хімічних реакцій. Такі організми називаються хемоавтотрофов.
Автотрофи є продуцентами в спільнотах, саме вони составлют перший ярус в харчовій піраміді (перші ланки харчових ланцюгів)
Гетеротрофи - організми, які не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних. Для синтезу необхідних для своєї життєдіяльності органічних речовин їм потрібні органічні речовини, вироблені іншими організмами. В процесі травлення травні ферменти розщеплюють полімери органічних речовин на мономери. У спільнотах гетеротрофи - це консументи різних порядків і редуценти.
Деякі організми (наприклад, хижі рослини) поєднують в собі ознаки як автотрофів, так і гетеротрофів. Такі організми називаються міксотрофів.
У нижчих організмів виділяють три типи харчування продуктами в основному рослинного походження, тобто гетеротрофного харчування: симбиотический, паразитичний і сапрофітний.
При симбиотическом харчуванні один організм харчується відходами іншого, не завдаючи йому шкоди. Наприклад, нитрифицирующие бактерії, що живуть на бобових рослинах постачають їх азотом. У кишечнику ссавців знаходяться бактерії, які допомагають розщеплювати поживні речовини, наприклад кишкова паличка E.coli. Завдяки нешкідливості даної бактерії для людини вона широко використовується при створенні БСС.
При паразитичному харчуванні організм-паразит руйнує системи життєдіяльності організму-господаря.
При сапрофітномпітаніі організми виділяють ферменти на мертвий або розкладається органічний матеріал.
До них відносяться гриби, ряд бактерій і комах. Деякі сапрофіти виділяють ферменти протеази, здатні розкладати білки, розчиняти оболонки інших клітин, в тому числі хвороботворних. Тому протеази широко застосовують в якості об'єктів біотехнології в миючих засобах, а також в БСС для виявлення за допомогою ферментативних реакцій різних специфічних для них білків-субстратів.