Виды и функции иммунитета. Пектиновое и анаэробное брожение клетчатки
Контрольная работа - Биология
Другие контрольные работы по предмету Биология
зиды, танины, растворимые соединения азота и пигменты) и начинают развиваться бактерии. Сначала размножаются аэробные формы, так как вода содержит кислород и питательные вещества, способствующие их развитию.
Анаэробное брожение клетчаткиВ состав целлюлозы (клетчатки) входит более 50% всего органического углерода биосферы. Целлюлоза - наиболее распространенный полисахарид растительного мира.
В связи с большим количеством синтезируемой в природе целлюлозы микроорганизмы, разлагающие ее, играют очень важную роль в процессе минерализации и в круговороте углерода.
Разнообразие микрофлоры, способной разлагать целлюлозу в почве, позволяет проводить трансформацию этого вещества в различных условиях аэрации, при кислой или щелочной рН, низкой или высокой влажности и при разной температуре.
Целлюлозу разлагают аэробные микроорганизмы (бактерии, миксобактерии, актиномицеты и грибы) и анаэробные мезофильные и термофильные бактерии.
Группа аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов наиболее богато представлена в почве.
Бактерии рода Cytophaga очень требовательны к среде и обычно в большом количестве встречаются в навозе и почвах, удобренных навозом. Представители рода Sporocytophaga также разлагают целлюлозу.
В расщеплении целлюлозы принимают участие и другие миксобактерии, широко распространенные в почвах разных зон.
В почвах также встречаются представители рода Cellvibrio, аэробные целлюлозоразлагающие бактерии. Это прямые или слегка изогнутые короткие грамотрицательные палочки. Колонии Cellvibrio имеют разную окраску. У одних видов они бесцветны, у других окрашены в желтый и зеленый тон. Пигмент нерастворим в воде. Эти бактерии встречаются в почвах, богатых минеральными формами азота.
Разлагать клетчатку в аэробных условиях также могут актиномицеты и грибы, разрушающие целлюлозу медленно и обитающие в относительно бедных почвах. Из актиномицетов могут быть упомянуты представители родов Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, а из грибов - представители родов Fusarium, Chaetomium, Aspergillus, Trichoderma и др. Следует отметить участие в разрушении целлюлозы хитридиомицетов, среди которых много паразитов.
Целлюлоза представляет собой высокомолекулярный полимер с неразветвленной цепью, состоящей из соединенных 1,4 - связями глюкозных остатков, число которых в молекуле глюкозы колеблется от 300 до 3000. Молекулы целлюлозы соединены в пучки или волокна.
Первым этапом в разложении целлюлозы является ферментативный гидролиз этого полимера. Этот процесс протекает под влиянием фермента целлюлазы. Нерастворимая в воде клетчатка превращается первоначально в дисахарид целлобиозу, которая затем при воздействии фермента целлобиазы гидролизуется и переходит в глюкозу.
При аэробном разложении целлюлозы в основном получаются два продукта - СО3 и Н2О. При этом, однако, могут накапливаться небольшие количества органических кислот.
Большинство представителей анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий, найденных в природе, относятся к роду Clostridium. Эти бактерии обитают в почвах, компостах, навозе, речном иле и сточных водах. Они устойчивы к кислотности и распространены не только в нейтральных, но и в кислых почвах. Циничным представителем этого рода, разлагающим целлюлозу при температуре 30-40 С, является Clostridium omelianskii, впервые выделенный известным микробиологом В. Л. Омелянским в 1902 г. Этот микроорганизм имеет палочковидную форму (4,0-8,0 х 0,3-0,5 мкм), подвижен, образует толстые споры в клетке. Спорообразующая клетка поэтому сильно раздувается и становится похожей на барабанную палочку.
Среди анаэробных целлюлозных бактерий, встречающихся в почве, навозе и компостах, имеются термофилы. Эти формы весьма активно сбраживают клетчатку. К ним относится Clostridium thermocellum, оптимальная температура которого около 60 С, а максимум приближается к 70С. При 40-45 С эта бактерия развивается плохо.
Мезофильные и термофильные анаэробные бактерии хорошо используют целлюлозу, но на обычных средах, содержащих простые сахара, они развиваются слабо. Они плохо переносят даже несколько повышенные концентрации сахаров.
При анаэробном распаде клетчатки образуется много органических веществ, состав которых несколько различен у отдельных культур микроорганизмов.
ЛИТЕРАТУРА
1.Воробьев А.В., Быков А.С., Пашков Е.П., Рыбакова А..М. Микробиология: учебник. - М.: Медицина, 2003
.Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. - М.: Колос, 1978
.Пяткин К.Д., Кривошеин Ю.С. Микробиология. - М.: Медицина, 1981
.Шлегель Г. Общая микробиология: пер. с нем. - М.: Мир, 1987
.Микробиология и иммунология: учебник / под ред. А.А.Воробьева - М.: Медицина, 1999