Слайд 2Энергия в бактериальной клетке накапливается в форме молекул АТФ. У хемоорганотрофных бактерий
![Энергия в бактериальной клетке накапливается в форме молекул АТФ. У хемоорганотрофных бактерий](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-1.jpg)
реакции, связанные с получением энергии в форме АТФ, — это реакции окисления-восстановления, сопряженные с реакциями фосфорилирования.
Слайд 3При использовании в качестве источника углерода и энергии глюкозы или других гексоз
![При использовании в качестве источника углерода и энергии глюкозы или других гексоз](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-2.jpg)
начальные этапы окисления глюкозы являются общими, как при оксидативном, так и при бродильном метаболизмах. К ним относятся пути превращения глюкозы в пируват (при использовании в качестве источника энергии отличных от глюкозы гексоз, или дисахаридов, они в результате химических превращений вступают в цепь реакций, превращающих глюкозу в пируват).
Слайд 4Пути расщепления глюкозы.
Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, одному из важнейших промежуточных
![Пути расщепления глюкозы. Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, одному из важнейших промежуточных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-3.jpg)
продуктов обмена веществ, у бактерий происходит 3 путями
Слайд 5Пути расщепления глюкозы
1) через образование фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ-путем, или гликолитическим распадом, или, по
![Пути расщепления глюкозы 1) через образование фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ-путем, или гликолитическим распадом, или,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-4.jpg)
имени изучавших его исследователей, путем Эмбдена—Мейергофа— Парнаса);
2) через пентозофосфатный путь (ПФ-путь);
3) через путь Энтнера—Дудорова, или КДФГ-путь (путь 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислоты).
Слайд 6Глюкоза в бактериальной клетке сначала фосфорилируется при участии АТФ и фермента гексокиназы
![Глюкоза в бактериальной клетке сначала фосфорилируется при участии АТФ и фермента гексокиназы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-5.jpg)
до метаболически активной формы глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), которая служит исходным соединением для любого из трех указанных выше путей.
Слайд 7ФДФ-путь.
Г-6-Ф изомеризуется до фруктозо-6-фосфата, который под действием фосфофруктокиназы превращается во фруктозо-1,6-дифосфат,
![ФДФ-путь. Г-6-Ф изомеризуется до фруктозо-6-фосфата, который под действием фосфофруктокиназы превращается во фруктозо-1,6-дифосфат,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-6.jpg)
который в дальнейшем через образование З-фосфоглицеринового альдегида окисляется до пировиноградной кислоты.
Баланс окисления глюкозы по ФДФ-пути слагается из образования 2 молекул пирувата, 2 молекул АТФ и 2 молекул восстановленного НАД.
Слайд 8ПФ-путь.
В этом случае глюкозо-6-фосфат через реакции дегидрирования и декарбоксилирования превращается в
![ПФ-путь. В этом случае глюкозо-6-фосфат через реакции дегидрирования и декарбоксилирования превращается в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-7.jpg)
рибулезо-5-фосфат (Ри-5-Ф), который находится в равновесии с рибозо-5-фосфатом и ксилулозо-5-фосфатом. Ри-5-Ф расщепляется до З-фосфоглицеринового альдегида, промежуточного продукта превращения глюкозы в пируват.
Слайд 9Образовавшиеся пентозофосфаты превращаются в результате транскетолазных и трансальдолазных реакций во фруктозо-6-фосфат, замыкая
![Образовавшиеся пентозофосфаты превращаются в результате транскетолазных и трансальдолазных реакций во фруктозо-6-фосфат, замыкая](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-8.jpg)
реакции в цикл, и в 3-фосфоглицериновый альдегид, промежуточный продукт превращения глюкозы в пируват по ФДФ-пути.
При одном обороте цикла образуется 1 молекула З-фосфоглицеринового альдегида, 3 молекулы С02 и 2 молекулы восстановленного НАДФ.
Слайд 10КДФГ-путь (путь Этнера—Дудорова)
Этот путь расщепления глюкозы специфичен только для бактерий. Встречается
![КДФГ-путь (путь Этнера—Дудорова) Этот путь расщепления глюкозы специфичен только для бактерий. Встречается](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-9.jpg)
у бактерий, потерявших фермент фосфофруктокиназу, например у бактерий рода Pseudomonas.
Слайд 11Процесс начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконовой кислоты. От нее под действием
![Процесс начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконовой кислоты. От нее под действием](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-10.jpg)
дегидрогеназы отщепляется вода и образуется 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислота (КДФГ), которая расщепляется альдолазой на пируват и 3-фосфоглицериновый альдегид. Последний окисляется до пировиноградной кислоты так же, как и по ФДФ-пути.
Слайд 12На каждую молекулу глюкозы образуется 1 молекула АТФ, 1 молекула восстановленного НАД
![На каждую молекулу глюкозы образуется 1 молекула АТФ, 1 молекула восстановленного НАД](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-11.jpg)
и 1 молекула восстановленного НАДФ, которая эквивалента 1 молекуле АТФ и 1 молекуле восстановленного НАД.
Слайд 13Окислительный метаболизм у бактерий (дыхание)
![Окислительный метаболизм у бактерий (дыхание)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-12.jpg)
Слайд 14Окислительный метаболизм
Бактерии, обладающие окислительным метаболизмом, энергию получают путем дыхания.
Дыхание— процесс получения энергии
![Окислительный метаболизм Бактерии, обладающие окислительным метаболизмом, энергию получают путем дыхания. Дыхание— процесс](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-13.jpg)
в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями окислительного фосфорилирования, при котором донорами электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические (у литотрофов) соединения, а акцептором — только неорганические соединения.
Слайд 15В зависимости от акцепторов протонов и электронов среди бактерий различают аэробы, факультативные
![В зависимости от акцепторов протонов и электронов среди бактерий различают аэробы, факультативные](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-14.jpg)
анаэробы и облигатные анаэробы. Для аэробов акцептором является кислород. Факультативные анаэробы в кислородных условиях используют процесс дыхания, в бескислородных – брожение. Для облигатных анаэробов характерно только брожение, в кислородных условиях наступает гибель микроорганизмов из-за образования перекисей, идет отравление клетки.
Слайд 16Облигатные аэробы (бруцеллы, легионеллы, псевдомонады, микобактерии, возбудитель сибирской язвы) растут и размножаются
![Облигатные аэробы (бруцеллы, легионеллы, псевдомонады, микобактерии, возбудитель сибирской язвы) растут и размножаются](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-15.jpg)
только в присутствии кислорода. Используют кислород для получения энергии путем кислородного дыхания. Они подразделяются на:
1) строгие аэробы (менингококки, бордетеллы), которые растут при парциальном давлении атмосферы воздуха;
2) микроаэрофилы (листерии) растут при пониженном парциальном давлении атмосферного возхдуха.
Слайд 17Облигатные анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, клостридии) не используют кислород для получения энергии. Тип
![Облигатные анаэробы (бифидобактерии, лактобактерии, клостридии) не используют кислород для получения энергии. Тип](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-16.jpg)
метаболизма у них бродильный. Они подразделяются на:
1) строгие анаэробы – микроорганизмы для которых молекулярный кислород токсичен; он либо убивает микроорганизмы, либо ограничивает их рост. Энергию строгие анаэробы получают маслянокислым брожением;
2) аэротолерантные микроорганизмы (молочнокислые бактерии) используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере. Энергию получают гетероферментативным молочнокислым брожением
Слайд 18Факультативные анаэробы (пневмококки, энтерококки, энтеробактерии, коринебактерии, франциселлы) способны расти и размножаться как
![Факультативные анаэробы (пневмококки, энтерококки, энтеробактерии, коринебактерии, франциселлы) способны расти и размножаться как](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-17.jpg)
в присутствии кислорода, так и в отсутствии его. Они обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствии переключаться на брожение. Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода.
Слайд 19В окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода образуются токсические продукты: перекись водорода
![В окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода образуются токсические продукты: перекись водорода](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-18.jpg)
Н2О2 и закисный радикал кислорода О2-. Для нейтрализации токсичных форм кислорода, микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют защитные механизмы.
Слайд 20У бактерий, обладающих окислительным метаболизмом, акцептором электронов (или водорода (Н+)) является молекулярный
![У бактерий, обладающих окислительным метаболизмом, акцептором электронов (или водорода (Н+)) является молекулярный](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-19.jpg)
кислород. В этом случае пируват полностью окисляется в цикле трикарбоновых кислот до С2.
Слайд 21Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)
![Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-20.jpg)
Слайд 22Цикл трикарбоновых кислот выполняет функции как поставщика предшественников для биосинтетических процессов, так
![Цикл трикарбоновых кислот выполняет функции как поставщика предшественников для биосинтетических процессов, так](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-21.jpg)
и атомов водорода, который в форме восстановленного НАД переносится на молекулярный кислород через серию переносчиков, обладающих сложной структурно оформленной мультиферментной системой — дыхательной цепью.
Дыхательная цепь у бактерий локализована в ЦПМ и во внутриклеточных мембранных структурах.
Слайд 23Типичная цепь выглядит следующим образом:
ЦТК → НАД(Н2)→флавопротеид→хинон → →цитохромы: в→с→а→О2
![Типичная цепь выглядит следующим образом: ЦТК → НАД(Н2)→флавопротеид→хинон → →цитохромы: в→с→а→О2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-22.jpg)
Слайд 24Среди бактериальных цитохромов различают цитохромы в, с, а и а3. Конечным этапом
![Среди бактериальных цитохромов различают цитохромы в, с, а и а3. Конечным этапом](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-23.jpg)
переноса электронов (протонов) по дыхательной цепи является восстановление цитохромов а - а3 (цитохромоксидазы). Цитохромоксидаза является конечной оксидазой, передающей электроны на кислород.
Образующиеся при окислении ФАД или хинонов протоны связываются ионами О2- с образованием воды.
Слайд 25Образование АТФ вдыхательной цепи связывают с хемоосмотическим процессом. Особая ориентация переносчиков в
![Образование АТФ вдыхательной цепи связывают с хемоосмотическим процессом. Особая ориентация переносчиков в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-24.jpg)
ЦПМ приводит к тому, что передача водорода происходит с внутренней на внешнюю поверхность мембраны, в результате чего создается градиент атомов водорода, проявляющийся в наличии мембранного потенциала. Энергия мембранного потенциала используется для синтеза локалиизованной в мембране АТФазой АТФ.
Слайд 26У некоторых бактерий цитохромы отсутствуют, и при контакте с кислородом происходит непосредственный
![У некоторых бактерий цитохромы отсутствуют, и при контакте с кислородом происходит непосредственный](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-25.jpg)
перенос водорода на кислород с помощью флавопротеидов, конечным продуктом при этом оказывается перекись водорода — Н2О2.
Слайд 27Помимо углеводов прокариоты способны использовать другие органические соединения, в частности белки, в
![Помимо углеводов прокариоты способны использовать другие органические соединения, в частности белки, в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/303933/slide-26.jpg)
качестве источника энергии, окисляя их полностью до СО2 и Н2О.