Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-11-16 | 281 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Окислительно-восстановительные условия среды. Отношение микроорганизмов к кислороду и механизмы защиты от токсичных форм кислорода
Экофизиологические группы бактерий по отношению к кислороду:
Анаэробы (предпочитают условия окружающей среды без О2).
1.1. Облигатные анаэробы (чувствительнык токсичному действию О2; развиваются только в бескислородных условиях).
Например, метаногены – р. Metanobrevibacter,
Metanosarcina и др.;
сульфатредукторы – р. Desulfovibrio,
Desulfotomaculum и др.
1.2. Аэротолерантные анаэробы (могут расти в присутствии О2).
Например, молочнокислые бактерии
2. Аэробы (нуждаются в О2 для дыхания)
2.1. Облигатные аэробы (используют только О2 как акцептор электронов в дыхании)
Например: Micrococcus, Rhodococcus, Azotobacter и др.
2.2. Микроаэрофилы (используют только О2 как акцептор электронов, требуют при этом пониженной концентрации О2 в среде)
Например, бактерии р. Aquaspirillum, Magnetospirillum – 6-8 % О2; р. Campylobacter – при 5-10 % О2; серные бактерии р. Beggiatoa – 0,6-6,0 % О2.
2.3. Факультативные анаэробы (могут переходить от дыхания к анаэробиозу).
Например, кишечные бактерии сем. Enterobacteriaceae; некоторые фототрофы - пурпурные несерные бактерии).
В анаэробных условиях эта группа прокариот осуществляют процессы брожения, анаэробного фотосинтеза или анаэробного дыхания.
Облигатные аэробы не только используют О2, но и вынуждены защищаться от токсичных продуктов его восстановления:
1. *О2 – синглетный кислород (наиболее реакционно-способная форма О2). Приводит к неконтролируемым реакциям окисления с разрушением компонентов клетки, может окисляться даже лигнин.
Защита от *О2– образование антиоксидантов (например, каротиноидов).
2. О2- - супероксид, образуется в результате восстановления О2 в процессе дыхания:
|
О2 + ē → О2-
Защита от О2- - образование Е: супероксиддисмутазы (СОД)
Е: СОД осуществляет реакции:
2О2- + 2Н+ = Н2О2 + О2-
О2- + ē + 2Н+ = Н2О2
3. Н2О2 – пероксид водорода, разлагается
Е: пероксидазой:
Н2О2 + НАД·Н2 → 2 Н2О + НАД+
или Е: каталазой:
2Н2О2 → 2 Н2О + О2↑
Определение наличия каталазы по разложению Н2О2 суспензией бактерий с выделением пузырьков О2 – тест на аэробность.
4. ОН* - радикал гидроксила:
Н2О2 + ē = Н2О + ОН*
Восстанавливается до Н2О в клетке:
ОН* + ē + Н+ → Н2О
5. О3 – озон. Сильно токсичен для бактерий.
Наиболее мощная защита от токсичных форм кислорода у аэробов (СОД, каталаза, пероксидаза);
у микроаэрофилов нет такой мощной защиты, но есть высокое сродство к О2 → развиваются при низкой концентрации О2 в среде (менее 1 мг/л) и полностью удаляют О2.
Каталаза и СОД обнаружены и у некоторых анаэробов.
Осмотическое давление и микроорганизмы
По отношению к солености среды выделяют несколько групп прокариот:
Негалофильные. 0,0–4,0 % NaCI.
Обитатели пресных вод чувствительны к 3,5 % -ной
концентрации NaCI. У обитателей почв порог
чувствительности ниже (галотолерантность).
Обитатели ультрапресных вод развиваются при 0,01 %
NaCI (дистиллированная, дождевая вода, вода
сфагновых болот), например: роды Caulobacter,
Spirillum.
2. Морские. 2,5–5,0 % NaCI.
Например: р. Alteromonas, Photobacterium, Rodococcus,
Vibrio и др.
3. Галофилы. 5,0–15,0 % NaCI.
Типичные представители – бактерии р. Halomonas.
4. Экстремальные галофилы. 12,0–32,0 % NaCI.
Сем. Halobacteriaceae и группа Haloanaerobiales, ацетатобразующие бактерии р. Acetohalobium.
Соленость выше 15 % NaCI исключает развитие эукариот, кроме некоторых зеленых водорослей
(р. Dunaliella).
Механизмы и стратегии осмоадаптации прокариот
1. Для негалофильных бактерий
· Осмосенсоры в ЦПМ
· Осмопротекторы (осмолиты) – аминокислоты, олигосахариды
· Система избирательного накопления в клетках К+
2. Для морских бактерий:
· Накапливают в клетке Na+
· Полиамины (спермидин, путресцин и др.)
|
3. Для галофильных бактерий:
· Накапливают Na+, K+, Mg2+
· Осмопротекторы (бетаин, эктоин, глутамат)
4. Для экстремальных галофилов:
· Накапливают Na+, CI-, Mg2+; поглощают из окружающей среды в больших количествах К+ (до 30-40 % сух. вещества клетки). К+ - лимитирующий фактор
· Осмопротектор бетаин.
Механизмы резистентности бактерий к антибиотикам
Полирезистентность
Хищничество.
Бактерии р. Bdellovibrio – на грамотрицательных бактериях, в том числе на БГКП.
6.Симбиоз. Например, образование консорциума (лат. c onsortium – соучастие, сотоварищество). В консорциуме клетки двух видов объединены в «единый организм».
Например, консорциум Pelochromatium roseum
Окислительно-восстановительные условия среды. Отношение микроорганизмов к кислороду и механизмы защиты от токсичных форм кислорода
Экофизиологические группы бактерий по отношению к кислороду:
Анаэробы (предпочитают условия окружающей среды без О2).
1.1. Облигатные анаэробы (чувствительнык токсичному действию О2; развиваются только в бескислородных условиях).
Например, метаногены – р. Metanobrevibacter,
Metanosarcina и др.;
сульфатредукторы – р. Desulfovibrio,
Desulfotomaculum и др.
1.2. Аэротолерантные анаэробы (могут расти в присутствии О2).
Например, молочнокислые бактерии
2. Аэробы (нуждаются в О2 для дыхания)
2.1. Облигатные аэробы (используют только О2 как акцептор электронов в дыхании)
Например: Micrococcus, Rhodococcus, Azotobacter и др.
2.2. Микроаэрофилы (используют только О2 как акцептор электронов, требуют при этом пониженной концентрации О2 в среде)
Например, бактерии р. Aquaspirillum, Magnetospirillum – 6-8 % О2; р. Campylobacter – при 5-10 % О2; серные бактерии р. Beggiatoa – 0,6-6,0 % О2.
2.3. Факультативные анаэробы (могут переходить от дыхания к анаэробиозу).
Например, кишечные бактерии сем. Enterobacteriaceae; некоторые фототрофы - пурпурные несерные бактерии).
В анаэробных условиях эта группа прокариот осуществляют процессы брожения, анаэробного фотосинтеза или анаэробного дыхания.
Облигатные аэробы не только используют О2, но и вынуждены защищаться от токсичных продуктов его восстановления:
|
1. *О2 – синглетный кислород (наиболее реакционно-способная форма О2). Приводит к неконтролируемым реакциям окисления с разрушением компонентов клетки, может окисляться даже лигнин.
Защита от *О2– образование антиоксидантов (например, каротиноидов).
2. О2- - супероксид, образуется в результате восстановления О2 в процессе дыхания:
О2 + ē → О2-
Защита от О2- - образование Е: супероксиддисмутазы (СОД)
Е: СОД осуществляет реакции:
2О2- + 2Н+ = Н2О2 + О2-
О2- + ē + 2Н+ = Н2О2
3. Н2О2 – пероксид водорода, разлагается
Е: пероксидазой:
Н2О2 + НАД·Н2 → 2 Н2О + НАД+
или Е: каталазой:
2Н2О2 → 2 Н2О + О2↑
Определение наличия каталазы по разложению Н2О2 суспензией бактерий с выделением пузырьков О2 – тест на аэробность.
4. ОН* - радикал гидроксила:
Н2О2 + ē = Н2О + ОН*
Восстанавливается до Н2О в клетке:
ОН* + ē + Н+ → Н2О
5. О3 – озон. Сильно токсичен для бактерий.
Наиболее мощная защита от токсичных форм кислорода у аэробов (СОД, каталаза, пероксидаза);
у микроаэрофилов нет такой мощной защиты, но есть высокое сродство к О2 → развиваются при низкой концентрации О2 в среде (менее 1 мг/л) и полностью удаляют О2.
Каталаза и СОД обнаружены и у некоторых анаэробов.
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!