БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ

Круговорот углерода в природе. Превращения микроорганизмами безазотистых веществ в анаэробных условиях. Способы изучения брожений, двухфазность брожений. Гомо- и гетероферментативное молочнокислое брожение, спиртовое брожение, маслянокислое брожение глюкозы, целлюлозы, крахмала, пектиновых веществ. Химизм процессов. Возбудители, их характеристика. Роль процессов в природе и практическое значение.

Превращения микроорганизмами безазотистых веществ в аэробных условиях. Окисление водорода, метана, циклических углеводородов, липидов, спиртов, целлюлозы. Химизм процессов, возбудители, их характеристика. Роль процессов в природе и практическое значение.

Круговорот азота в природе. Превращения микроорганизмами азотсодержащих веществ. Аммонификация мочевины, белков, маслянокислое сбраживание аминокислот, аммонификация хитина. Химизм процессов, возбудители, их характеристика.

Нитрификация автотрофная и гетеротрофная, химизм процессов, характеристика возбудителей. Денитрификация прямая и косвенная, химизм процессов, характеристика возбудителей. Азотфиксация, химизм процесса, характеристика возбудителей. Значение процессов превращения азотсодержащих соединений микроорганизмами для продуктивности водоемов.

Превращения микроорганизмами серусодержащих соединений. Образование в водоемах сероводорода как результат сульфатредукции и гидролитического отщепления его от серусодержащих органических соединений. Окисление сероводорода в водоемах тионовыми бактериями, бесцветными хемосинтезирующими и окрашенными фотосинтезирующими бактериями. Химизм процессов, характеристика возбудителей. Значение процессов трансформации серусодержащих соединений для газового режима и продуктивности водоемов.

Превращения микроорганизмами соединений железа в водоеме. Химизм процессов. Особенности строения трех групп железобактерий: автотрофных, отщепляющих железо от гуминовых соединений, адсорбирующих соли железа из раствора. Значение процесса трансформации соединений железа для каждой физиологической группы железобактерий и для водоема. Принципы мобилизации фосфора микроорганизмами.

Цель изучения. Ознакомиться с основными биохимическими процессами, вызываемыми микроорганизмами

Методические указания. Рассмотреть круговорот углерода в природе, в котором микроорганизмы играют роль хранителей равновесия. Уяснить, что началом этого круговорота является фиксация углерода зелеными растениями и автотрофными микроорганизмами. Образовавшиеся в процессе фото- и хемосинтеза углеводы используются микроорганизмами для получения энергии, а образовавшийся СО₂ выделяется в атмосферу. Часть фиксированного растениями СО₂ потребляется человеком и животными, которые выделяют его в процессе дыхания. Органические вещества отмерших растения и животные минерализуются микроорганизмами также с образованием СО₂. Подробно рассмотреть разложение микроорганизмами целлюлозы, ксилана, лигнина, крахмала пектиновых веществ, липидов в аэробных и анаэробных условиях. Ознакомиться с характеристикой микроорганизмов, участвующих в процессах превращения безазотистых органических веществ, рассмотреть химизм процессов, роль в природе и практическое значение.

Самостоятельно рассмотреть роль водородных бактерий в окислении молекулярного водорода, а также участие микроорганизмов в образовании метана (в результате метанового брожения или анаэробного дыхания) и его окислении. Самостоятельно рассмотреть нефтеокисляющие микроорганизмы, их практическое значение для очищения водной среды, как от нефтепродуктов, так и полициклических ароматических углеводородов (наиболее распространенных канцерогенных веществ).

Внимательно ознакомиться с круговоротом азота в природе, который складывается из процессов аммонификации, нитрификации, денитрификации, азотфиксации, протекающих с участием специфических групп микроорганизмов.

Рассмотреть, как происходит аммонификация белков в аэробных и анаэробных условиях, дать характеристику микроорганизмов, участвующих в этом процессе. Уяснить, что процесс аммонификации белков начинается с их гидролиза под воздействием протеолитических экзоферментов микроорганизмов. Затем аминокислоты, поступившие внутрь микробной клетки, подвергаются при участии эндоферментов процессам дезаминирования, декорбоксилирования, переаминирования или участвуют в синтезе белка. Уяснить условия образования биогенных аминов, меркаптанов и других токсических веществ. Рассмотреть аммонификацию нуклеиновых кислот, мочевины, мочевой кислоты, хитина, гумусовых веществ. Уяснить уникальность уролитических бактерий, особенности их строения, алкалифильность.

Обратить внимание на основные фазы процесса нитрификации, участие в них микроорганизмов, охарактеризовать эти микроорганизмы, отметив условия их развития. При изучении процесса денитрификации, усвоить, что прямая денитрификация происходит при непосредственном участии микроорганизмов, а косвенная денитрификация является сугубо химическим процессом взаимодействия нитратов и аминосоединений, которые ранее были образованы микроорганизмами. Следует иметь в виду, что микроорганизмы-денитрификаторы имеют две ферментные системы денитрификации: цитохромную (диссимиляционную), используемую для получения энергии, и флавопротеидную (ассимиляционную), приводящую к образованию аммиака, который включается в метаболизм. Уяснить роль процессов нитрификации и денитрификации в природе и их практическое значение. Обратить особое внимание на уникальность процесса биологической азотфиксации, представляющей собой процесс восстановления молекулярного азота при участии нитрогеназной ферментной системы азотфиксирующих бактерий. Ознакомиться с характеристикой свободноживущих азотфиксирующих аэробных и анаэробных бактерий, симбиотических (клубеньковых) азотфиксаторов.

Рассматривая круговорот серы, особое внимание уделить процессу образования сероводорода в процессе гниения белков и в результате сульфатредукции, а также дальнейшим превращениям сероводорода. Внимательно ознакомиться с характеристикой микроорганизмов, принимающих участие в превращения серы. Усвоить значение процессов трансформации серусодержащих соединений для водоемов.

Рассмотреть характеристику микроорганизмов, принимающих участие в процессах восстановления и окисления соединений железа, ознакомиться с ролью этих микроорганизмов в природе, их практическим значением. Рассмотреть участие микроорганизмов в круговороте фосфора, уметь охарактеризовать микроорганизмы, вызывающие минерализацию фосфорсодержащих веществ, влияющие на переход менее растворимых фосфорнокислых солей в более растворимые.

Литература. [2], с.178-225; [3], 50с.; [7], с.195- 209; [9], с.93-120; [10], с.395-433.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие микроорганизмы участвуют в аэробном и анаэробном распаде клетчатки? Кратко охарактеризовать основных представителей этих микроорганизмов.

2. Какие микроорганизмы осуществляют разложение пектиновых веществ в аэробных и анаэробных условиях?

3. Какие микроорганизмы принимают участие в расщеплении липидов?

4. Как происходит окисление водорода микроорганизмами?

5. Как происходит окисление метана микроорганизмами?

6. Как происходит окисление углеводородов микроорганизмами?

7. Какой процесс называется аммонификацией?

8. Какие микроорганизмы принимают участие в аммонификации белка?

9. Охарактеризовать особенности уролитических бактерий.

10. Как происходит аммонификация хитина? Какие микроорганизмы осуществляют аммонификацию хитина?

11. Какие микроорганизмы принимают участие в первой и второй фазе процесса нитрификации?

12. Какие микроорганизмы принимают участие в процессе денитрификации? В каких условиях происходит денитрификация?

13. Как происходит ассимиляционная и диссимиляционная денитрификация?

14. Какие микроорганизмы обладают способностью фиксировать молекулярный азот?

15. Охарактеризовать свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы.

16. Какие процессы обеспечивают круговорот серы в природе? Какие микроорганизмы участвуют в этих процессах?

17. Охарактеризовать серные и тионовые бактерии.

18. В чем особенность сульфатредуцирующих бактерий?

19. Охарактеризовать участие микроорганизмов в процессах восстановления и окисления соединений железа.

20. Какие микроорганизмы принимают участие в минерализации фосфорсодержащих органических соединений?

Дата добавления: 2014-11-15; просмотров: 1053; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!