Типы питания и группы микроорганизмов по типу питания.

Типы питания и группы микроорганизмов по типу питания. Бактериальный фотосинтез и его типы. Систематика прокариот. Группы прокариотных организмов

Поступление питательных веществ в микробную клетку может происходить за счет : l осмоса и диффузии; l пассивного транспорта; l активного транспорта

По источникам углерода, необходимого для построения биополимеров, бактерии делятся на следующие группы: l автотрофы - микроорганизмы, которые используют как единственный источник углерода углекислый газ и не нуждаются в сложных органических соединениях; l гетеротрофы — микроорганизмы, которые используют в качестве источника углерода разнообразные органические углеродосодержащие соединения (углеводы, углеводороды, аминокислоты, органические кислоты) как биологического, так и небиологического происхождения.

В зависимости от источника получения энергии микроорганизмы делятся: l на фототрофные, способные использовать солнечную энергию, l хемотрофные, получающие энергию за счет окислительно восстановительных реакций.

Деление бактерий по типам дыхания l l l Облигатные аэробы (возбудители туберкулеза, чумы, холеры) Облигатные анаэробы (возбудители столбняка, ботулизма, газовой анаэробной инфекции, бактероиды, фузобактерии) Факультативные анаэробы (стафилококки, ешерихии, сальмонели, шигели и другие) Микроаэрофилы (молочнокислые, азотфиксирующие бактерии) Капнеичные (возбудитель бруцеллеза бычьего типа)

В зависимости от природы доноров электронов: фототрофные литотрофы; l хемотрофные литотрофы — использующие в качестве доноров электронов неорганические соединения; l фото- и хемоорганотрофы — использующие только органические соединения. К последним принадлежит значительное боль шинство бактерий, в том числе патогенные для человека виды. l

По источникам азота: l l l азотфиксирующие микроорганизмы — способны усваивать молекулярный азот атмосферы; микроорганизмы, ассимилирующие неорганический азот: солей аммония — аммонифицирующие; нитратов — нитратредуцирующие; нитритов — нитритредуцирующие.

Микроорганизмы, способные синтезировать все необходимые им органические соединения (углеводы, аминокислоты и др. ) из указанных компонентов, называются прототрофами. l Микроорганизмы, неспособные синтезировать какое-либо из необходимых соединений и ассимилирующие их в готовом виде из окружающей среды или организма хозяина (человека, животного), называются ауксотрофами по этому соединению. Чаще всего ими являются патогенные или условно патогенные для человека микроорганизмы. l

Основные типы питания прокариот Тип питания Источник углерода Фотолитоавтотрофы ФЛАТ С 02 Фотоорганоавтотрофы ФОАТ СО 2 и органич. соединения Хемолитоавтотрофы ХЛАТ СО 2 Хемоорганогетеротрофы ХОГТ Органические соединения Источник энергии Свет Донор электронов Представители прокариот Цианобактерии, зеленые, Н 20 Неорг. соед. (H 2 S, S, серные пурпурные бактерии, Na 2 S 203 i H 2) прохлорофиты, гелиобактерии. Органические соединения Некоторые пурпурные бактерии Реакции окисления неорганичес ких веществ Неорганические соединения (Н 2, H 2 S, NH 3, Fe 2 + и др. ) Нитрифицирующие, тионовые, водородные бактерии; ацидофильные железобактерии Реакции окисления органических веществ Органические соединения Аммонификаторы, азотфиксаторы, пектинокоразрушающие, Молочнокислые, уксуснокислые, маслянокислые и др. Свет

Бактериальный фотосинтез l – зависимый от бактериохлорофиллов бескислородный фотосинтез; l – зависимый от хлорофиллов кислородный фотосинтез; l – зависимый от бактериородопсина бескислородный фотосинтез галофильных бактерий.

Отличия бактериального фотосинтеза от фотосинтеза растений l l l наличие специфических пигментов фотосинтеза (бактериохлорофиллов, каротиноидов, бактериородопсина); расширение спектра поглощения световой энергии от 700 нм до 1100 нм; экологические условия жизни более разнообразны, от оптимальных до экстремальных; необходимо меньшее количество энергии активации (1 квант вместо 4 х); возможно использование в качестве доноров электронов не только воды, но и других неорганических веществ (тиосульфат, сероводород, др. ); не всегда фотосинтез сопровождается выделением кислорода.

Структурная организация фотосинтетического аппарата прокариот 1. Светособирающие пигменты поглощают свет и передают в реакционные центры. l 2. Фотохимические реакционные центры трансформируют энергию. l 3. Фотосинтетические электронтранспортные системы обеспечивают перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в АТФ. l

Пигменты бактерий Цианобактерии 1) пигменты с тетрапиррольной структурой (хлорофиллы, фикобилипротеиды); Deinococcus radiodurans 2) пигменты, основу которых составляют полиизопреноидные цепи (каротиноиды).

Классификация прокариот Систематика прокариот. Группы прокариотных организмов

Систематика (таксономия) l наука о многообразии и взаимосвязях между организмами. Одна из задач систематики распределение (классификация) множества организмов по группам (таксонам).

Систематика прокариот

В микробиологии широко применяют специальные термины Культура это видимая глазом совокупность бактерий на питательных средах. Культуры могут быть чистыми (совокупность бактерий одного вида) и смешанными (совокупность бактерий двух или более видов). l Штамм это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников или из одного источника в разное время. Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида. l Клон это совокупность бактерий, являющихся потомством одной клетки. l

Дэвид БЕРГИ американский бактериолог. Автор известного руководства «Веrgеу`s Маnuаl оf Dеtеr Мinаtivе Васtеriоlоgу» , популярного бактериологического таксономического справочника.

Основная идея классификации «по Берги» – легкость идентификации бактерий. Для идентификации используют совокупность признаков: l морфологических (форма тела; наличие или отсутствие жгутиков; l капсулы; l способность к спорообразованию особенности внутриклеточного строения; l окрашивание по Граму), l культуральных (признаки, выявляемые при культивировании в лаборатории чистой культуры), l физиолого биохимических (способы получения энергии; потребности в питательных веществах; l отношение к факторам внешней среды; l нуклеотидный состав и последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК; l наличие и характер минорных оснований в ДНК; l нуклеотидный состав рибосомальной РНК; l последовательность аминокислот в ферментных белках с аналогичными функциями).