Облигатты мдердің анаэробтар

Микро-организмдердің тыныс алуы

Өркен Айсулу БГ-31

Жоспар:

Микроорганизмдердің анаэробты және аэробты тыныс алу процесі

Денитрификация. Сульфатредукция.

Метантүзуші бактериялар.

Микроорганизмдердің әртүрлі органикалық қосылыстарды пайдаланудағы үшкарбоны қышқыл және пентозафосфаттық толықтыру айналымдарының рөлі

Тыныс алу

Тыныс алу туралы ілімнің негізін қалаушылар - М. В. Ломоносов (1757) және А. Л. Лавуазье (1777) болып саналады.

Оттектің қатысында органикалық заттардың жануы табиғатта жүрсе, ал тірі организмдердегі тыныс алу процестері митохондрия органоидында жүзеге асады.

Жану кезіндегі энергия жылу түрінде бөлінсе, ал тыныс алу кезіндегі бөлініп шыққан энергия организмдердің бүкіл тіршілік процестеріне және өзінің құрылымын белсенді күйде сақтауға жұмсалады.

Микроорганизмдердің тыныс алуы энергия бөлінетін органикалық қосылыстар тотығуының биологиялық жолмен жүретін күрделі процесі болып есептеледі.

Тыныс алу типі бойынша микроорганизмдердің бөлінуі:

Облигатты аэробтар

Облигатты аэробтар - тек қана оттегінің қатысуымен өсіп - өнеді. Қышқылдық фосфорланудан энергия алу үшін оттегіні қолданады. Мына түрлерге бөлінеді:

а) қатал аэробтар - атмосфералық ауаның парциальдық қысымы кезінде өседі;

б) микроаэрофилдер - парциальдық қысымның төмендеуі кезінде өседі;

Облигатты анаэробтар

Облигатты анаэробтар -өсіп-өнуге оттегін пайдаланбайды. Субстратты фосфорлану арқылы энергия алады. Мына түрлерге бөлінеді:

а) қатал анаэробтар - молекулалық оттегі оларға улы:ол микроорганизмдерді өлтіреді немесе өсуіне кедергі болады;

б) аэротолеранттылар - оттегі атмосферасында өмір сүре алады, энергия алу үшін оны қолданбайды.

Факультативті анаэробтар

Факультативті анаэробтар - оттегі бар болса да, жоқ болса да, өсіп, көбейе береді. Метаболизмнің аралас типіне ие.

Анаэробиоз механизмі.

О2 анаэробтарға у болып табылады, себебі оттегі қатысымен H2О2 түзіледі. Ол жасушаларды өлтіреді. Жасушалардың өлуі H2О2 және супероксид- анионды ыдырататын ферменттер - каталаза және супероксидисмутаза болмауынан өледі. Анаэробтарды (микроаэрофильдерді) аэробты жағдайда өсіруге болады, егер дақылдандыру ортасына қайта қалпына келтіруші (оттегі акцепторы) глюкоза, цистеин, NA сукцинатын және т. б. қосса.

Денитрификация

Белгілі бір жағдайларда, мәселен көміртегіне бай органикалық заттар шамадан тыс мол болған жағдайда, топырақта азот қышқылы тұздарының азайып кететіні анықталды. Бұл кезде топырақта жүретін процестердің нәтижесінде, азот тотығына (нитраттар, нитриттер), түрлі азотты тотыққа одан барып молекулалы азотқа айналады. Бұл процесті денитрификция, яғни нитрификацияға қарама - қарсы процес деп аталады. Бұл топырақта азот қорының азаюына әкеліп соқтыратын зиянды құбылыс. Жеке өздері тіршілік ете отырып, ортаны азотқа байытатын микроорганизмдер барлығын 1888 жылы француз ғалымы Жарден анықтаған болатын. Ол ішінде азотсыз органикалық заттары бар, сырттан ешқандай азот көзі қосылмаған ыдыста микроорганизмдер ал қалса, ортаны азотқа байытатын дәлелдеді. 1885 жылы француз ғалымы М. Бертло дәл осындай құбылысты топырақтан байқады

Сульфатредукция

Сульфатты қалпына келтіретін бактериялардың физиологиялық тобы (оларды күкіртсіздендіру, сульфатты төмендету немесе сульфид қалыптастыру деп те атайды) сутекті субстраттан сульфатқа соңғы электронды акцептор ретінде беру және сульфатты сульфидке дейін қалпына келтіру қабілетімен ерекшеленеді. Бұл процесте электрондардың берілуі жүреді және оған С цитохромы қатысады. Күкірттің тотықсызданған органикалық емес қосылыстарының тотығуы, бірқатар автотрофты және гетеротрофты микроорганизмдер көмегімен жүреді. Бұларға Тиобациллус, Бегиотта, Тиотрикс туысына жататын жіпше бактериялар менфотосинтез деуші жасыл және қошқыл бактериялар жатады. Жіпше бактериялар көбінесе балшықыт суларда кездеседі. Алфотосинтездеуші бактериялар жай суларда, тағамдарда, теңіздің жойылма суында, көлдерде тіршілік етеді.

Метантүзуші бактериялар

Метантүзуші бактериялар органикалық қышқылдарды қажетті метанға, көмірқышқыл газынаайналдырады. Метантүзуші бактериялар қышқылтүзуші ашытқы микроорганизмдер мен салыстырғанда көбеюге ұзақ уақыт қажет етеді және қоршаған ортаның өзгерістеріне қарсы тұру потенциялы төмен. Сондықтан, ашу ортасында алғашында ұшқыш қышқылдар түзулуіне байланысты, метандық ашудың бірінші кезеңін қышқылдық деп атайды. Ары қарай қышқылдардың түзілуі және өнделуі жылдамдығы тенеледі. Сондықтан субстрактының ыдырауы мен газ түзіледі бір уақытта қатар жүреді. Газдың түзілу өнімділігі метантүзуші бактериялардың тіршілік жағдайына байланысты. Оларды алғаш рет орыс ғалымы В. Л. Омелянский ашқан болатын. Сол себепті бактерия ғалымның атымен аталған. • Methanobacillus omelianskii • Methanococcus • Methanosarcіna

Метантүзуші бактериялар

Биохимиялық тұрғыдан метандық «ашыту» анаэробтық тыныс болып табылады. Органикалық заттардың (сірке қышқылы) электрондары көмірқышқыл газына тасымалданып, метанға дейін тотықсызданады. Метантүзуші бактериялар үшін электронның доноры қызметін сутегі атқарады. ◦ 4C6H5COOH + 24H2O → CH3COOH + 4HCOOH + 8H2 (бензоат) ◦ 12CH3COOH → 12CH4 + 12CO2 (ацетат) ◦ 4CHCOOH → 4CO2 + 4H2 ◦ 3CO2 + 12H2 → 3CH4 + 6H2O ◦ 4C6H5COOH + 18H2O → 15CH4 + 13CO2