1. введение в микробиологию > 1 Предмет и задачи микробиологии. Основные свойства микроорганизмов

Вид материала

Документы

Содержание Рис. 7.2  Схема окисления углеводов в процессе брожения 7.4 Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов, использующих процесс дыхания 12 Атф 12 атф

Подобный материал:

• В. Н. Зуев 14 декабря 2011 г. Методические указания, 356.48kb.
• Программа для вступительных экзаменов в магистратуру по специальности 6М070100 «Биотехнология», 280.15kb.
• Тематический план лекционного курса IV семестр 18 часов, 79.03kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Микробиология, санитария и гигиена продовольственных, 27.58kb.
• Лекция 1 Введение. Основные принципы классификации микроорганизмов. Различия архебактерий,, 46.21kb.
• Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 020400 Биология Махачкала, 343.96kb.
• Экзаменационные вопросы по медицинской микробиологии и иммунологии для стоматологического, 126.31kb.
• Тематический план лекций по частной микробиологии и вирусологии для студентов III курса, 292.03kb.
• Вопросы к экзамену по дисциплине «Экология микроорганизмов», 44.71kb.
• Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 16. 00. 03 ветеринарная микро­биология,, 352.42kb.

^

Рис. 7.2  Схема окисления углеводов в процессе брожения

Третий этап. Пировиноградная кислота при серии последовательных реакций претерпевает превращения, характер которых зависит от ферментативных особенностей того или иного возбудителя. Так, в клетках дрожжей имеются специфические ферменты – пируватдекарбоксилаза и алкогольдегидрогеназа, осуществляющие превращение ПВК в этиловый спирт.
^

7.4 Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов,

использующих процесс дыхания

Аэробное дыхание – окислительно-восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ, при котором роль доноров водорода (электронов) играют органические соединения, а роль акцептора выполняет молекулярный кислород.

Процесс протекает в аэробных условиях, а конечными продуктами дыхания являются СО₂ и Н₂О.

Суммарно процесс дыхания при окислении углеводов выражается уравнением:

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂  6 СО₂ + 6 Н₂О + 2820 кДж

глюкоза

Схема окисления углеводов в процессе дыхания представлена на рис. 7.3.

Начальная стадия превращения углеводов, вплоть до образования пировиноградной кислоты, полностью идентична ферментативным реакциям окисления в процессе брожения (см. п.7.3).

В клетках аэробов ПВК может быть окислена полностью в цикле Кребса через промежуточное соединение – ацетил КоА (рис. 7.3). При этом водород, отнятый дегидрогеназами в цикле передается в дыхательную цепь ферментов, которая у аэробов, кроме НАД, включает ФАД, систему цитохромов и конечный акцептор водорода  кислород. При этом на каждые 2 атома водорода, поступающих в дыхательную цепь, синтезируются 3 молекулы АТФ.

Таким образом, суммарный энергетический эффект процесса окисления одной молекулы глюкозы теоретически составляет 38 молекулы АТФ, причем 2 молекулы АТФ образуются в результате субстратного фосфорилирования, а 36 АТФ – при окислительном фосфорилировании. Следует учитывать, что часть энергии, образуемой при окислительном фосфорилировании, теряется и количество образуемой энергии меньше теоретически возможного выхода.

Окисление питательных веществ не всегда идет до конца. Некоторые аэробы окисляют органические соединения частично, при этом в среде накапливаются промежуточные продукты окисления. Такие окислительно-восстановительные процессы, протекающие в аэробных условиях, называются неполным окислением или окислительным брожением.

Примерами неполных окислений являются окисление углеводов до органических кислот (щавелевой, глюконовой, итаконовой, уксусной, лимонной) аэробными микроорганизмами – микроскопическими грибами и уксуснокислыми бактериями.

Так, окисление глюкозы в лимонную кислоту можно представить следующим суммарным уравнением:


2С₆Н₁₂О₆ + 3О₂  2С₆Н₈О₇ + 4Н₂О + Е

глюкоза лимонная кислота


Продуцентом лимонной кислоты является гриб Aspergillus niger.

Гликозидазы	Углеводы 
2 НАДН2	Глюкоза 	2 АТФ
2 НАДН2	2 ПВК 
	2 СН3СО- SКоА
Щавелевоуксусная кислота		Лимонная кислота
Яблочная кислота		Изолимонная кислота
Фумаровая кислота	СО2
Янтарная кислота	2 АТФ СО2	-кетоглутаровая кислота
2(2Н+)	2 (2Н+) 2 (2Н+)	2 (2Н+)
	НАД
	ФАД	6 АТФ
2 АТФ 2 АТФ	Ц и т о х р о м ы	^ 12 АТФ 12 АТФ