Тема: Энергетический метаболизм микроорганизмов. Методы выделения чистых культур облигатных анаэробов.

Содержание

Слайд 2

Источниками энергии для организмов могут служить свет и восстановленные химические соединения.
Способность

Источниками энергии для организмов могут служить свет и восстановленные химические соединения. Способность
использовать химическую энергию присуща всем без исключения организмам. Особенно многообразны возможности прокариот.
Основные катаболические системы клетки: гликолиз, окислительный пентозофосфатный путь, путь Энтнера-Дудорова и цикл трикарбоновых кислот
Общее для всех катаболических путей – многоступенчатость процесса окисления исходного субстрата
На некоторых этапах окисление субстрата сопряжено с образованием энергии в той форме, в которой она может быть использована клеткой

Слайд 3

В общем виде процессы, способные служить источником энергии для прокариот, можно представить

В общем виде процессы, способные служить источником энергии для прокариот, можно представить
следующим образом

Должен существовать энергетический ресурс - исходный субстрат
С помощью ферментных систем организм извлекает энергию из этого субстрата в реакциях его ступенчатого окисления
У прокариот известны три способа получения энергии: брожение, дыхание, фотосинтез

Слайд 4

Брожение

Брожением называется анаэробный процесс превращения безазотистых органических веществ (главным образом углеводов) микроорганизмами,

Брожение Брожением называется анаэробный процесс превращения безазотистых органических веществ (главным образом углеводов)
при котором происходит накопление продуктов неполного окисления (спиртов, органических кислот, углеводов и др.) и который сопровождается выделением энергии.
В процессах брожения в определенных окислительно-восстановительных реакциях образуются нестабильные молекулы, фосфатная группа которых содержит много свободной энергии.
Эта группа с помощью соответствующего фермента переносится на молекулу АДФ, что приводит к образованию АТФ.
Реакции, в которых энергия, освобождающаяся на определенных окислительных этапах брожения запасается в молекулах АТФ, получили название субстратного фосфорилирования.
Их особенностью является катализирование растворимыми ферментами.
Образующийся в восстановительной части окислительно-восстановительных преобразований сбраживаемого субстрата восстановитель (НАД·H2, восстановленный ферредоксин) переносит электроны на подходящий эндогенный акцептор электрона (пируват, ацетальдегид, ацетон и др.) или освобождается в виде газообразного водорода (H2).

Слайд 5

Субстратное фосфорилирование

При субстратном фосфорилировании источником образования АТФ служат реакции двух типов:
I. Субстрат ~ Ф

Субстратное фосфорилирование При субстратном фосфорилировании источником образования АТФ служат реакции двух типов:
+ АДФ субстрат + АТФ;
II. Субстрат ~ X + АДФ + ФцН субстрат + Х + АТФ.
Символ "~", введенный американским биохимиком Ф. Липманом (F. Lipmann), служит для обозначения макроэргической связи.

Слайд 7

Продукты брожения глюкозы

Продукты брожения глюкозы

Слайд 8

Муравьинокислое брожение и семейство Enterobacteriaceae

Некоторые микроорганизмы, образующие при брожении кислоты, объединяют в

Муравьинокислое брожение и семейство Enterobacteriaceae Некоторые микроорганизмы, образующие при брожении кислоты, объединяют
одну физиологическую группу на том основании, что характерным, хотя и не главным продуктом брожения является у них муравьиная кислота. Наряду с муравьиной кислотой такие бактерии выделяют и некоторые другие кислоты; такой тип метаболизма называют поэто­му муравъинокислъш брожением или брожением смешанного типа. Так как некоторые типичные представители этой группы обитают в кишечнике, все семейство носит название Enterobacteriaceae.
Будучи факультативными аэробами, они обладают гемопротеинами (цитохромами и каталазой) и способны получать энергию как в процессе дыхания (в аэробных условиях), так и в процессе брожения (в анаэробных условиях).

Слайд 9

Брожение, примитивные черты

Донор и акцептор электронов – органические вещества, т.е. не происходит

Брожение, примитивные черты Донор и акцептор электронов – органические вещества, т.е. не
полного высвобождения энергии хим.соединения
Энергия запасается в молекулах АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования.
Их особенностью является катализирование растворимыми ферментами.
Энергетический выход: при окислении 1 молекулы глюкозы в среднем образуется 2 молекулы АТФ

Слайд 10

Дыхание

В процессе дыхания происходит окисление восстановленных веществ с относительно низким окислительно-восстановительным потенциалом,

Дыхание В процессе дыхания происходит окисление восстановленных веществ с относительно низким окислительно-восстановительным
образующихся в реакциях метаболизма или являющихся исходными субстратами (NADH2, сукцинат, лактат и др.)
Окисление происходит в результате переноса электронов от донора к акцептору по градиенту редокс-потенциала через ряд последовательно функционирующих переносчиков, встроенных в мембрану – дыхательнуюэлектронтранспортную цепь

Слайд 11

Организация дыхательной цепи

Организация дыхательной цепи

Слайд 12

Расположение переносчиков электронов в ЦПМ прокариот таково, что при работе любой электронтранспортной

Расположение переносчиков электронов в ЦПМ прокариот таково, что при работе любой электронтранспортной
цепи (фотосинтетической или дыхательной) во внешней среде происходит накопление ионов водорода (протонов), приводящее к подкислению среды, а в клеточной цитоплазме — их уменьшение, сопровождающееся ее подщелочением, таким образом при переносе электронов на ЦПМ возникает трансмембранный электрохимический градиент ионов водорода, обозначаемый символом ΔμН+

Слайд 13

Дыхание (продолжение)

Освобождающаяся припреносе электронов энергия первоначально запасается в форме ΔμН+
Разрядка ΔμН+ происходит

Дыхание (продолжение) Освобождающаяся припреносе электронов энергия первоначально запасается в форме ΔμН+ Разрядка
с участием протонного АТФсинтазного комплекса
Локализованная в мембранемембране АТФсинтаза катализирует реакции синтеза и гидролиза АТФ в соответствии с уравнением
Реакция, протекающая слева направо, сопряжена с транспортом H+ по градиенту ΔμH+, при этом выделяется энергия, что приводит к разрядке градиента и синтезу АТФ.
Протекающая в противоположном направлении реакция гидролиза АТФ сопровождается выделением энергии и приводит к переносу Н+ против градиента, что приводит к образованию (или возрастанию) ΔμH+ на мембране.
Таким образом, АТФ-синтазный ферментный комплексТаким образом, АТФ-синтазный ферментный комплекс служит механизмом, обеспечивающим взаимное превращение двух форм клеточной энергии (ΔμH+ и АТФ), устройством, сопрягающим процессы окислительной природы с фосфорилированием.

                           .

Слайд 14

Дыхательные цепи Azotobacter vinelandiiДыхательные цепи Azotobacter vinelandii (A), Micrococcus lysodeikticusДыхательные цепи Azotobacter

Дыхательные цепи Azotobacter vinelandiiДыхательные цепи Azotobacter vinelandii (A), Micrococcus lysodeikticusДыхательные цепи Azotobacter
vinelandii (A), Micrococcus lysodeikticus (Б) и Escherichia coli (В) в аэробных (7), микроаэробных (2) и анаэробных (3) условиях:
Фп - флавопротеин; FeS - железосероцентр; УХ - убихинон; MX - менахинон; ФР - фумаратредуктаза; b, с, d, о, а - цитохромы.

Слайд 15

Различия дыхательных цепей аэробных и анаэробных бактерий – в конечном акцепторе электрона

Различия дыхательных цепей аэробных и анаэробных бактерий – в конечном акцепторе электрона

Слайд 16

Типы анаэробного дыхания у эубактерий

Типы анаэробного дыхания у эубактерий

Слайд 17

Классификация прокариот по отношению к молекулярному кислороду

Классификация прокариот по отношению к молекулярному кислороду
Имя файла: Тема:-Энергетический-метаболизм-микроорганизмов.-Методы-выделения-чистых-культур-облигатных-анаэробов..pptx
Количество просмотров: 233
Количество скачиваний: 0