6557

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну

Доклад

Биология и генетика

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну. На відміну від еукаріотів, бактерії проявляють надзвичайно широку різноманітність типів метаболізму. Поширення метаболічних рис в межах груп бактерій традиційн...

Украинкский

2013-01-06

20.01 KB

16 чел.

Загальна характеристика метаболізму мікробної клітини. Основні типи енергетичного обміну.

На відміну від еукаріотів, бактерії проявляють надзвичайно широку різноманітність типів метаболізму. Поширення метаболічних рис в межах груп бактерій традиційно використовувалося для визначення їх таксономії, але ці риси часто не збігаються з сучасними генетичними класифікаціями. Метаболізм бактерій розрізняють за видом енергії, донора і акцептора електрона та джерела вуглецю, які використовуються для росту.

Конструктивний метаболізм

За винятком деяких специфічних моментів, біохімічні шляхи, за якими здійснюється синтез білків, жирів, вуглеводів і нуклеїнових кислот у бактерій, схожі з такими ж шляхами у еукаріотів, проте за кількістю можливих шляхів і, відповідно, по ступеню залежності від надходження органічних речовин, бактерії значно переважають еукаріотів. Частина з них може синтезувати всі необхідні їм органічні молекули з неорганічних речовин (автотрофи), інші ж вимагають готових органічних сполук, які вони здатні лише трансформувати (гетеротрофи).

Найбільшим ступенем гетеротрофності відрізняються внутрішньоклітинні паразити, якщо при цьому вони здатні існувати на багатих штучних середовищах, вони називаються факультативними. Велика частина бактерій належить до сапротрофів, які незалежні від інших організмів, але використовують синтезовані ними органічні речовини. Існує також ряд бактерій, що вимагають наявності в середовищі невеликого числа певних органічних речовин (деяких амінокислот, вітамінів), які вони не можуть синтезувати самостійно (ауксотрофи), або навіть лише одного досить низькомолекулярного джерела вуглецю (цукор, спирт, кислота). Деякі з них відрізняються високою спеціалізацією (Bacillus fastidiosus може використовувати тільки сечову кислоту), інші як єдине джерело вуглецю і енергії можуть використовувати сотні різних сполук (Pseudomonas). Повними гетеротрофами з точки зору вуглецевого метаболізму можуть бути деякі фотосинтезуючі бактерії, наприклад, деякі ціанобактерії і пурпурні бактерії, які отримують вуглець з атмосферної вуглекислоти.

На додаток до фіксування вуглекислоти при фотосинтезі, деякі бактерії також фіксують азот із атмосфери (фіксація азоту), використовуючи фермент нітрогеназу. Ця екологічно важлива риса властива бактеріям багатьох типів.

Енергетичний метаболізм

Енергетичний метаболізм бактерій засновується на фототрофії, використанні світла через фотосинтез, або на хемотрофії, використанні хімічних речовин для отримання енергії. Хемотрофи у свою чергу діляться на літотрофів, які використовують неорганічні донори електронів для дихання, і органотрофів, які використовують органічні сполуки у якості доноров електронів. Щоб використовувати хімічні сполуки як джерело енергії, електрони беруться з відновлювальних речовин і переміщуються до акцепторів електронів у процесі окислювально-відновлювальної реакції. Ця реакція вивільнює енергію, яка може використовуватися для проведення метоболічних реакцій. У аеробних організмах в якості акцептора електронів використовується кисень. У анаеробних організмах замість нього використовуються інші неорганічні речовини, наприклад нітрати, сульфати або вуглекислота. Це приводить до екологічно важливих процесів денітрифікації, відновлення сульфатів і ацетогенезу відповідно. Ці процеси також важливі в біологічних відповідях на забруднення, наприклад, сульфат-відновлюючі бактерії в значній мірі відповідальні за виробництво надзвичайно отруйних форм ртуті (метил- і диметил-ртуть) в оточенні. Анаероби використовують процес так званого анаеробного дихання (бродіння) для отримання енергії, виділяючи метаболічні побічні продукти (наприклад етанол в пивоварінні), оскільки вони не можуть бути використані далі. Факультативні анаероби можуть переключатися між процесами аеробного і анаеробного дихання, тобто різними акцепторами електронів, залежно від природних умов, в яких вони знаходяться.

Літотрофні бактерії можуть використовувати неорганічні речовини як джерело енергії. Загальними неорганічними донорами електронів є водень, чадний газ, аміак (що призводить до нітрифікації), оксид заліза II, інші відновлені іони металів та деякі відновлені сполуки сірки. Хоча це і незвичайно, деякі бактерії-метанотрофи можуть використовувати газметан і як джерело електронів, і як субстрат для вуглецевого анаболізму. Як у аеробних фототрофів, так і у хемолітотрофів, кисень використовується як кінцевий акцептор електронів, тоді як за анаеробними умовами заміть нього використовуються неорганічні сполуки. Більшість літотрофних організмів — автотрофи, тоді як органотрофи є гетеротрофами.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50234. Вивчення серіальних закономірностей в спектрі випромінювання водню і визначення сталої Планка 428.5 KB
  Найбільш вивченим є спектр атома водню. Частоти випромінювання атома водню можна описати узагальненою формулою Бальмера у вигляді 4.4: 1 де частота випромінювання атома водню при його переході з го енергетичного рівня на й енергетичний рівень...
50235. Социально-философский предпосылки становления социологии как науки 18.1 KB
  Сущность современной социальной жизни нельзя понять без сопоставления ее с прошлым. В течение 2,5 тыс. лет мыслители анализировали и описывали общество, накапливая базу социологического знания.
50237. Предмет и объект социологии, основные функции. Структура и уровни социологического знания 17.51 KB
  Социология – один из способов изучения людей. Социологи стремятся выяснить, «почему люди ведут себя определенным образом, почему они образуют группы, почему они поклоняются чему-то, женятся, разводятся, учатся, голосуют»
50238. Социологический проект О. Канта 15.72 KB
  Огюст Конт, давший название науке социологии, в своем творчестве руководствовался идеалами прогресса, политической и экономической свободы, надеждой на то, что с помощью науки и просвещения можно решить все социальные проблемы.
50239. Вивчення явища фотолюмінесценції 600 KB
  Прилади і обладнання Монохроматор УМ2 джерела випромінювання неонова лампочка ртутна лампа конденсорна лінза світлофільтр фотоюмінофор Опис установки Лабораторна установка зібрана на базі монохроматора УМ2 який використовується як спектроскоп.1 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. Випромінювання з люмінофора фокусується лінзою 5 на вхідну щілину монохроматора 7 і далі потрапляє на дисперсійну призму 9 через обєктив коліматора 8. За допомогою барабана довжин хвиль монохроматора на якому нанесені відносні...
50240. Г. Спенсер как основатель органической школы в социологии 15 KB
  Герберта Спенсера считают основателем органической школы в социологии. В фундаментальном труде Основы социологии (1877) Спенсер проводил аналогии между биологической и социальной эволюцией, между живым организмом и обществом
50241. Принципы построения бухгалтерского финансового учета 80.5 KB
  Информация, которая формируется в системе бухгалтерского учета хозяйствующих субъектов, должна отвечать требованиям всех заинтересованных пользователей. В зависимости от круга интересов различных групп пользователей информацией в системе бухгалтерского учета можно выделить взаимосвязанные подсистемы
50242. ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 411 KB
  Этот способ имеет следующие специфические свойства: материал анода легирующий материал может образовывать на поверхности катода легируемая поверхность прочно сцепленный с ней слой покрытия. В этом случае между материалом основы и покрытием существует промежуточный слой в котором протекают диффузионные процессы элементов катода и анода; процесс легирования может происходить так что материал анода не образует покрытия на поверхности катода а диффузно обогащает ее своими составляющими элементами; легирование можно проводить...