Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Контрольная работа по "Микробиологии"

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 04.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
Содержание: 
 

1.Фенотипическая  и генотипическая изменчивость  у прокариот. Применение мутантов в народном хозяйстве. 
 

2. Типы дыхания  бактерий. Отличие анарэбного дыхания  от  брожения. Уксуснокислое брожение, возбудители, характеристика процесса. 
 

3. Типы взаимоотношений между микроорганизмами Примеры взаимоотношений, использование в практике. Биологически активные вещества. 
 

4. Характеристика  заквасок микробов, применяемых  в производстве кисломолочных  продуктов. Дефекты кисломолочных  продуктов, вызываемых микроорганизмами. Микробиологический контроль качества кисломолочных продуктов, нормы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Все живые существа состоят из клеток - маленьких, окруженных мембраной полостей, заполненных концентрированным водным раствором химических веществ. Простейшие формы жизни - это одиночные клетки, размножающиеся делением. Более высокоразвитые организмы, такие как мы, сами, можно сравнить с клеточными городами, в которых специализированные функции осуществляют группы клеток, в свою очередь связанные между собой сложными системами коммуникаций. В известном смысле клетки находятся на полпути между молекулами и человеком. Мы изучаем клетки, чтобы понять, каково их молекулярное строение, с одной стороны, и чтобы выяснить, как они взаимодействуют для образования столь сложного организма, как человек - с другой.  Считается, что все организмы и все составляющие их клетки произошли эволюционным путем от общей предковой клетки. Два основных процесса эволюции - это: случайные изменения генетической информации, передаваемой от организма к его потомкам; отбор генетической информации, способствующей выживанию и размножению своих носителей.
    Эволюционная  теория является центральным принципом  биологии, позволяющим нам осмыслить  ошеломляющее разнообразие живого мира.  Естественно, в эволюционном подходе есть свои опасности: большие пробелы в наших знаниях мы заполняем рассуждениями, детали которых могут быть ошибочными, в наших силах вернуться в прошлое и стать свидетелями уникальных молекулярных событий, происходивших миллиарды лет назад. Однако, эти древние события оставили много следов, которые мы можем анализировать. Предковые растения, животные и даже бактерии сохранились как ископаемые.  Но, что еще более важно, каждый современный организм содержит информацию о признаках живых организмов в прошлом. В частности, существующие ныне биологические молекулы позволяют судить об эволюционном пути, демонстрируя фундаментальное сходство между наиболее далекими живыми организмами и клетками и выявляя некоторые различия между ними.

Прокариотическая  клетка.

   Помимо  организмов с типичной клеточной  организацией {эукариотические клетки) существуют относительно простые, доядерные, или Прокариотические, клетки — бактерии и сине-зеленые, у которых отсутствуют оформленное ядро, окруженное ядерной мембраной, и высокоспециализированные внутриклеточные органоиды. Особую форму организации живого представляют вирусы и бактериофаги (фаги). Их строение крайне упрощено: они состоят из ДНК (либо РНК) и белкового футляра. Свои функции обмена веществ и размножения вирусы и фаги осуществляют только внутри клеток другого организма: вирусы — внутри клеток растений и животных, фаги - в бактериальных клетках как паразиты на, генетическом уровне.
   К прокариотам относят бактерии и  сине-зелёные водоросли (цианеи). Наследственный аппарат прокариот представлен одной кольцевой молекулой ДНК, не образующей связей с белками и содержащей по одной копии каждого гена — гаплоидные организмы. В цитоплазме имеется большое количество мелких рибосом; отсутствуют или слабо выражены внутренние мембраны. Ферменты пластического обмена расположены диффузно. Аппарат Гольджи представлен отдельными пузырьками. Ферментные системы энергетического обмена упорядоченно расположены на внутренней поверхности наружной цитоплазматической мембраны. Снаружи клетка окружена толстой клеточной стенкой. Многие прокариоты способны к спорообразованию в неблагоприятных условиях существования; при этом выделяется небольшой участок цитоплазмы, содержащий ДНК, и окружается толстой многослойной капсулой. Процессы метаболизма внутри споры практически прекращаются. Попадая в благоприятные условия, спора преобразуется в активную клеточную форму. Размножение прокариот происходит простым делением надвое.
Средняя величина прокариотических клеток 5 мкм. У них нет никаких внутренних мембран, кроме впячиваний плазматической мембраны. Пласты отсутствуют. Вместо клеточного ядра имеется его эквивалент (нуклеотид), лишенный оболочки и состоящий из одной-единственной молекулы ДНК. Кроме того бактерии могут содержать ДНК в форме крошечных плазмин, сходных с внеядерными ДНК эукариот.  
   В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии) имеются различно структурированные крупные впячиваний мембраны – тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам эукариот. Эти же тилакоиды или – в бесцветных клетках – более мелкие впячиваний мембраны (а иногда даже сама плазматическая мембрана) в функциональном отношении заменяют митохондрии. Другие, сложно дифференцированные впячиваний мембраны называют мезасомами; их функция не ясна.  
  

     Только некоторые органеллы прокариотической  клетки гомологичные соответствующим  органеллам эукариот. Для прокариот  характерно наличие муреинового  мешка – механически прочного элемента клеточной стенки1. 

     
 

    ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ – это изменчивость, связанная с изменением самого генотипа. Понятно, что генотипическая изменчивость передаётся по наследству. Она подразделяется на комбинативную и мутационную.
Комбинативная изменчивость связана с получением новых комбинаций имеющихся в генотипе генов. Она обусловлена независимым расхождением хромосом и хроматид при мейозе, случайным их сочетанием при оплодотворении, перекомбинацией генов при кроссинговере. Сами гены при этом не изменяются, но возникают их новые сочетания, что приводит к появлению организмов с другими генотипом и фенотипом. Примером комбинативной изменчивости может служить появление зелёной окраски семян гороха при скрещивании гетерозиготных растений с жёлтыми семенами. В опытах Моргана на дрозофиле (серый цвет тела и короткие крылья, и чёрное тело с длинными крыльями). Наконец, благодаря рекомбинации наследственного материала родителей в генотипе потомка и возникновению новых взаимоотношений между отдельными генами возможны появления новых или исчезновение некоторых родительских признаков, а так же изменение интенсивности проявления отдельных признаков родителей. Так же примером проявления комбинативной изменчивости может быть рождение у родителей, гетерозиготных по  II и III  группам крови (АО II и ВО II), детей с любой из четырёх групп крови по системе АВО. Эффективность комбинативной изменчивости настолько высока, что у видов, размножающихся половым путём, вероятность появления двух одинаковых в генетическом отношении потомков практически равно нулю (исключение составляют однояйцовые близнецы). Возможность комбинативной изменчивости зависит от наличия разнообразного исходного материала, поставляемого мутационным процессом.
    Мутационная изменчивость – это форма наследственной изменчивости заключается в изменении строения или количества единиц наследственности – генов или их носителей хромосом. Такие изменения называются мутациями. Мутации – это качественные, внезапно появляющиеся изменения, передаваемые из поколения в поколение. В отличии от фенотипической (модификационной) они не образуют непрерывного ряда изменений , группирующихся вокруг некоторых средних значений, а носят ненаправленный характер.  Мутационная изменчивость принципиально отличается от комбинативной.
Мутации обладают следующими свойствами: возникают внезапно, скачкообразно; передаются из поколения  в поколение (наследуются); не направленные, т. е. под действием одного фактора может мутировать любой участок хромосомы; одни и те же мутации могут возникать повторно.
Изменения признака, возникающие в результате мутаций, случайны и не предсказуемы. Они не соответствуют фактору, который их вызывает, и не имеют заведомо приспособительного значения. Не направленность мутаций приводит к появлению различных аллелей гена, что лежит в основе явления множественного аллелизма. Один и тот же ген может мутировать неоднократно в разных направлениях, а иногда в одном и том же направлении, но при этом частота изменений, затрагивающих каждый отдельный ген в разных клетках, невелика. В среднем мутация отдельного гена появляется один раз на 100000 – 1000000 организмов одного поколения данного вида. Ещё меньше вероятность обратного мутирования гена.
Факторы, способные  вызывать мутации, называются мутагенными. Их подразделяют на физические, химические и биологические.
Мутации классифицируют по причинам, их вызвавшим, по характеру  матировавших клеток, по исходу для  организма и по изменениям генетического материала.
   По причинам, вызвавшим мутации, они подразделяются на спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации возникают в естественных условиях под действием мутагенных факторов внешней среды без вмешательства человека. Они происходят относительно редко. Индуцированные мутации возникают при направленном воздействии на организм мутагенными факторами. Впервые индуцированные мутации были получены Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым (1925) при облучении грибов радием и Г. Миллером (1927) при облучении мух дрозофил рентгеновскими лучами. Спонтанные мутации служат исходным материалом для естественного отбора, а индуцированные – для искусственного отбора.
  По характеру мутировавших клеток мутации подразделяют на соматические и генеративные. Соматические мутации происходят в соматических клетках и проявляются у самой особи. Они передаются по наследству при вегетативном размножении и не наследуются при половом. Примеры соматических мутаций: на кусте чёрной смородины может появиться ветка с белыми ягодами; у человека могут быть глаза разного цвета. Генеративные мутации происходят в половых клетках. Они передаются по наследству при половом размножении и выявляются фенотипические у потомков. Генеративные мутации являются материалом для естественного отбора.
  По исходу для организма все мутации подразделяются на отрицательные - летальные
(несовместимые  с жизнью), полулетальные (снижающие жизнеспособность организма),
нейтральные и положительные (повышающие приспособленность и жизнестойкость организма). Последние встречаются относительно редко, однако именно они являются элементарным материалом, лежащим в основе прогрессивной эволюции.
  По изменению генетического материала мутации подразделяют на геномные, хромосомные и генные. Геном – это содержание наследственного материала в гаплоидном наборе хромосом.
  Геномные мутации обусловлены изменениями количества хромосом в кариотипе особи. Это может быть полиплоидия – кратное гаплоидному увеличение количества хромосом. Эти мутации связаны с не расхождением хромосом при метозе или мейозе. Полиплоидия
распространена  главным образом у растений. Полиплоидные формы растений имеют более крупные  листья, цветки, плоды и семена. Многие культурные растения являются полипоидами (пшеница, рожь, сахарная свекла и др.). Для большинства животных и человека полиплоидия оказывается летальной мутацией. Гетероплоидия – вид геномной мутации, при которой происходит некратное гаплоидному увеличение или уменьшение количества хромосом. Гетероплоидия приводит к нарушению хода нормального развития организмов. Например, у человека лишняя хромосома в 21 – й паре приводит к развитию болезни Дауна, а отсутствие второй половой хромосомы вызывает синдром Шерешевского – Тернера (полулетальные мутации).
  Хромосомные мутации связаны с изменением структуры хромосом. Это может быть  потеря участка или удвоение фрагмента хромосомы, поворот части хромосомы на 180о, перенос части одной хромосомы на другую негомологичную (полосковидные глаза у мухи дрозофилы). Многие хромосомные мутации снижают жизнеспособность организма
(полулетальные).
  Генные мутации связаны с изменением структуры молекулы ДНК. Это могут быть нарушения порядка нуклеотидов вследствие добавления, выпадения или перестановки их.
При это изменяется кодируемый геном белок, что может, проявятся фенотипически.   

    ФЕНОТИПИЧЕСКОЙ или модификационной изменчивостью называют изменения фенотипа под действием факторов внешней среды без изменения генотипа. Так как при этом генотип не затрагивается, то эти изменения не наследуются. Если одуванчик растёт в долине в условиях достаточной влажности и освещённости, он имеет крупные широкие сочные листья. При перенесении такого растения высоко в горы образуется слабо развитая розетка мелких листьев. При высевании семян такого растения в долине потомки его снова будут иметь крупные сочные листья.
Как мы уже знаем, на проявление данного гена оказывают  существенное влияние другие гены, т. е. проявление конкретного гена определяется и генотипом в целом. Развитие ряда признаков зависит и от влияния различных регуляторных систем организма, в первую очередь эндокринной. Такие признаки петухов, как большой гребень, яркое оперение и способность к пению, зависят от действия мужского полового гормона. Если у курицы удалить яичник и пересадить семенник, то через некоторое время она по вышеназванным признакам станет похожа на петуха. Следовательно, внутренняя среда организма также оказывает существенное влияние на проявление генов.
В генетической информации организма заложена способность  развития определённых свойств и признаков. Эта способность реализуется лишь в конкретных условиях среды. Одна и та же наследственная информация в разных условиях может проявляться по – разному. Окраска шерсти у гималайских кроликов и сиамских кошек зависит от температуры – более тёмная шерсть растёт на участках тела, подверженных охлаждению. Если у гималайского кролика на спине удалить белую шерсть и поместить его в холод, на этом месте вырастет чёрная шерсть. Если чёрную шерсть удалить и наложить тёплую повязку, вырастет белая шерсть. При выращивании гималайского кролика при температуре +30 С вся шерсть у него будет белая. У потомства двух таких белых кроликов, выращенного в нормальных условиях, появится «гималайская» окраска. Такая изменчивость признаков, вызванная действием внешней среды и не передающаяся по наследству, называется модификационной.
  Модификационная изменчивость не затрагивает наследственную основу организма, его генотип и поэтому не передаётся от родителей потомству.
Ещё одна особенность  модификационной изменчивости – её групповой характер.       Определённый фактор внешней среды вызывает сходное изменение у всех особей данного вида, породы или сорта: под воздействием ультрафиолетовых лучей все люди загорают, все растения белокочанной капусты в жарких странах не образуют кочана. При этом модификации направлены, имеют приспособительное значение, происходят закономерно, их можно предсказать. Если листья на деревьях уже распустились, а ночью были заморозки, то утром листья у деревьев примут красноватый оттенок. Если мышей, которые жили на равнинах вблизи гор, переселить в горы, то у них повысится содержание гемоглобина в крови.
Благодаря возникновению  модификаций особи непосредственно (адекватно) реагирует на изменения  условий среды и лучше приспосабливаются  к ней, что даёт возможность выжить и оставить потомство.
    Норма реакции. Живые организмы постоянно испытывают влияние разнообразных факторов среды, в которой они обитают. При этом количественные признаки (масса тела крупного рогатого скота, молочность коров, яйценоскость кур и т. п.) в большей степени подвержены влиянию среды, чем качественные признаки (цвет глаз, масть животных, форма и окраска цветков и т. п.). Так , хорошо известно, что количество молока (количественный признак) в сильной степени зависит от содержания и кормления коров. Однако и генотип оказывает существенное влияние на развитие этого признака. Существуют малопродуктивные породы, дающие в естественных условиях 1000 – 1200 кг молока в год, и высокопродуктивные, дающие 4000 кг молока и больше. Улучшение кормления и содержания животных может резко повысить удои молока у малопродуктивных пород (2500кг). Наоборот, ухудшение условий может привести к тому, что ценные породы снизят свою продуктивность до 2000 кг и ниже.
Следовательно, наследуется не сам признак, а определённый тип реакции на воздействие условий среды, т. е. норма реакции.
Пределы модификационной  изменчивости называются нормой реакции. Наследуются не конкретные модификационные изменения, а диапазон изменчивости (норма реакции). Например, у примулы красная окраска цветков развивается при температуре 15- 20 С, а белая при более высокой температуре, но никогда не проявляется другая.
Различают широкую  и узкую норму реакции. Признак, имеющий широкую норму реакции, изменяется в большом диапазоне. Например, количество молока у крупного рогатого скота зависит в большой степени от условий содержания и кормления. Признак, имеющий узкую норму реакции, мало зависит от внешних условий, например окраска шерсти у крупного рогатого скота. Норма реакции складывалась исторически в результате естественного отбора; она имеет большое приспособительное значение. Зная влияние факторов внешней среды на норму реакции конкретных признаков, можно повышать урожайность растений и продуктивность животных.
Таким образом, Модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами:
1) ненаследуемостью; 2) групповым характером изменений; 3) соответствием изменений
действию определённого  фактора среды; 4) обусловленностью пределов изменчивости генотипом (это означает, что хотя направленность изменений одинакова, степень изменения у разных организмов различна).
Ч. Дарвин называл  модификационную изменчивость определённой, так как все особи одного вида, попав в сходные условия, изменяются одинаково, т. е. такая изменчивость предсказуема. Например, все овцы при выращивании в более холодных условиях будут иметь более густую шерсть.
Признаки организмов можно подразделить на качественные (цвет глаз и волос у человека) и количественные (рост и масса тела у человека). Для характеристики степени изменчивости количественных признаков применяют один из методов статистики –построение вариационной кривой. Например, количество колосков в колосьях пшеницы одного сорта варьирует в довольно широких пределах. Если расположить колосья по возрастанию количества колосков, то получится вариационный ряд изменчивости данного признака, состоящий из отдельных вариант. Частота встречаемости отдельной варианты в вариационном ряду неодинакова: наиболее часто встречаются колосья со средним числом колосков и реже – большим или меньшим. 
 

       Разработка  наиболее рациональных приемов использования  микробов в хозяйственной деятельности человека и сознательная селекция микробов стали возможны только после разработки микроскопических методов изучения и выяснения способов расселения и размножения микроорганизмов.
       Основная  заслуга в успешном разрешении этих вопросов принадлежит гениальному  французскому ученому Луи Пастеру (Pasteur, 1822-1895), подлинному создателю научной селекции микробов, основанной на сознательном применении методического искусственного отбора и умелом использовании естественного отбора путем создания условий, в которых отбор действует в желательном для селекционера направлении. Дальнейшее усовершенствование селекции микробов тесно связано с достижениями генетики и использованием этих достижений в селекции.
       Г. А. Надсон (1920) в результате ряда тщательно  выполненных опытов еще в 1920 г. показал, что ионизирующая радиация вызывает у грибов и бактерий стойкие наследственные изменения. Он выделил таким путем у Azotobacter chroococcum штаммы, отличающиеся повышенной способностью ассимилировать атмосферный азот.
       В начале 40-х годов Бидл и Татум (Beadle & Tatum, 1941), использовав ионизирующую радиацию для вызывания мутаций у микробов, получили у гриба Neurospora crassa значительное количество мутантов с измененным обменом веществ и повышенными требованиями к питательным веществам. Эти исследования привели к созданию биохимической генетики и оказали очень сильное влияние на усовершенствование селекции микробов.
       В настоящее время в селекции микробов существуют три основных направления:
           Селекция на повышение устойчивости  к ядам, антибиотикам и на понижение  требований к составу питательной  среды;
           Селекция на повышение накопления  полезных веществ;
         Селекция  на повышение требований к ростовым веществам.
       Мы  рассмотрим в данном реферате первое направление этой интересной области  селекции.
Селекция  форм с повышенной устойчивостью и  пониженными требованиями
       Это направление связано с выведением таких форм микробов, которые обладают способностью осваивать новые, недоступные для исходных форм, экологические ниши. Умелое использование естественного отбора позволяет быстро и со сравнительно небольшой затратой сил и средств, получать штаммы с повышенной устойчивостью к различным неблагоприятным внешним условиям, ядам, антибиотикам, фагам или с пониженными требованиями к питательным веществам.
       Пути  возникновения микробов с повышенной устойчивостью или с пониженными  требованиями питательным веществам  как в природных условиях под влиянием естественного отбора, так и в искусственных условиях в результате деятельности селекционеров, имеют очень важное практическое значение. Человек заинтересован получить как можно быстрее полезные формы микробов. При работе с вредными микробами исследователей чаще всего интересует вопрос о том, каким образом предотвратить или, по крайней мере, задержать возникновение таких форм. Теоретической основой для решения этих вопросов служит эволюционное учение Ч. Дарвина и экспериментальная генетика.
       Возникновение форм микробов с повышенной устойчивостью  или пониженными требованиями к  питательным веществам зависит  от возникновения соответствующих  мутаций и воздействия естественного  отбора, устраняющего неизменные исходные формы  и сохраняющего измененные, приспособленные к этим новым условиям. Возникновение форм микробов, приспособленных к более тяжелым условиям, определяется соотношением трех факторов: частоты появления мутаций, обуславливающих устойчивость к этим внешним условиям, интенсивность действия естественного отбора и числа особей в популяции, подвергающихся воздействию естественного отбора.
       Чем чаще появляются мутации, обуславливающие  устойчивость организма к определенным внешним условиям, тем быстрее  и легче возникают формы, приспособленные к этим условиям.
       Интенсивность естественного отбора сильно влияет на быстроту появления устойчивых форм и чем более жесток этот отбор, тем быстрее выявляются устойчивые формы.
       Число особей в популяции, на которую воздействует отбор, имеет решающее значение для возникновения форм, устойчивых к определенным неблагоприятным внешним условиям. Если популяция настолько велика, что в ней непременно должно возникнуть несколько устойчивых мутантов (т.е. если число особей в популяции больше чила особей, обеспечивающих возникновение одного устойчивого мутанта), а отбор устраняет все неизменные исходные формы, то возникновение устойчивых форм систематически происходит в пределах одного поколения, подвергающегося воздействию естественного отбора. Но если число особей в отдельных популяциях, подвергающихся воздействию естественного отбора, значительно меньше числа особей, обеспечивающего возникновение хотя бы одного устойчивого мутанта,  а отбор сразу же устраняет все неизменные исходные формы, то в таких популяциях, устойчивые формы могут возникнуть только в  результате счастливой случайности.
       Когда концентрация ядовитых веществ в  питательной среде высока, задача выведения форм, устойчивых к таким  высоким концентрациям яда, обычно сильно затрудняется. Дело в том, что мутации, которые сами по себе давали бы устойчивость к таким высоким концентрациям ядов, возникают исключительно редко или совсем не возникают и такая устойчивость может быть получена только в результате совместного действия ряда различных мутаций, каждая из которых в отдельности  дает устойчивость только к значительно более низким концентрациям яда. Но одновременно эти независимые мутации проявляются исключительно редко, и осуществить накопление их можно только путем последовательного повышения устойчивости от сравнительно низких вовсе более высоких концентраций яда. Этот метод называется - ступенчатое повышение устойчивости.
       Принцип ступенчатой селекции, т. е. бактерии, высаживают в питательную среду, в которой недостает одного вещества, в котором эти бактерии нуждаются, происходит выведение штамма, способного синтезировать это вещество, затем следует посев этого штамма на питательную среду, которой недостает еще одного вещества, в котором нуждается исходная форма бактерий, выводятся новые штаммы и т. д., этот принцип имеет очень большое практическое значение для получения полезных микроорганизмов, способных расти на более простых и дешевых питательных средах, не заключающих определенных ростовых веществ или заключающих различные угнетающие и ядовитые вещества, и потому непригодные для исходных форм этих микроорганизмов. Вместе с тем этот метод используется для предотвращения появления новых форм микроорганизмов, устойчивых к тем веществам, которые обычно применяются для борьбы с ними (различные лекарственные травы, антибиотики и др.). При помощи ступенчатой селекции получают новые штаммы продуцентов полезных веществ ( антибиотики, аминокислоты, витамины и т.д. ), способные расти и давать высокую продуктивность на более дешевых питательных средах, при менее интенсивном перемешивании и т.д. Это значительно уменьшает стоимость промышленного получения таких полезных веществ.
       Установление  принципа ступенчатого действия естественного  отбора позволило разработать рекомендации для предотвращения возникновения  лекарственно устойчивых форм патогенных микроорганизмов, устойчивых к новым лекарственным веществам и антибиотикам, широко применяемым для лечения заболеваний. 
       Методы  селекции микробов постоянно совершенствуются. Благодаря им ученые смогли разработать  способы для получения новых веществ и препаратов, в которых так нуждается человечество. 
 

    2. Дыхание- окислительно- восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ; роль доноров водорода (электронов) в нем играют органические или неорганические соединения, акцепторами водорода (электронов) в большинстве случаев служат неорганические соединения. Как уже отмечалось, если конечный акцептор электронов- молекулярный кислород, дыхательный процесс называют аэробным дыханием. У некоторых микроорганизмов конечный акцептором электронов служит не молекулярный кислород, а иные соединения, такие, как нитраты, сульфаты и карбонаты. В таком случае говорят об анаэробном дыхании.
   Аэробное дыхание. Оно присуще многим микроорганизмам. Однако есть как строгие аэробы, так и факультативные анаэробы,  способные расти и в присутствии и при отсутствии кислорода. У факультативных анаэробов возможен синтез АТФ при брожении, а в присутствии молекулярного кислорода способ получения АТФ у них меняется – начинает осуществляться дыхание. К факультативным анаэробам относятся также микроорганизмы, у которых анаэробное дыхание происходит при использовании нитратов как акцепторов электронов. Микроорганизмы, осуществляющие анаэробное дыхание, при котором акцепторами электронов служат сульфаты и карбонаты, - строгие анаэробы. Считают, что микроорганизмы могут использовать в дыхательном процессе любые природные органические соединения, однако степень окисления этих веществ должна быть меньше, чем степень окисления СО2.
   Цикл Кребса. В цепи реакции, входящих в цикл Кребса первичный распад углевода (гликолиз) идет как при брожении, но образовавшийся пируват подвергается иным превращениям. При участии мультиферментного комплекса  пируватдегидрогеназы происходит декарбоксилирование образовавшегося при гликолизе пирувата до ацетальдегида или ацетата.
   Дыхательная цепь переноса электронов. При всех реакциях дегидрирования в цикле Кребса атомы водорода, отщепляющиеся при участии специфических дегидрогеназ,  акцептируются коферментами НАД и НАДФ, затем переносятся по цепи переносчиков. Однако фактически осуществляется перенос, как атомов водорода, так и электронов. Ядра атомов водорода свободно перемещается по растворителю в виде протонов. Такую систему транспорта электронов и протонов называют дыхательной, или электротранспортной, цепью. Цепь переноса водорода и электронов содержит переносчики – молекулы различных групп, представляющие собой окислительно-восстановительные ферменты – флавопротеиды, хиноны и цитохромы.
    Цитохромы – белки относительно небольшой молекулярной массы. Простетическая группа цитохромов – гем. Данные ферменты переносят не водородные атомы, а электроны. Известны цитохромы а, а3 ,b , c , d и ряд других. В цитохромах роль переносящего электроны компонента играет железо гемма.  Обычно железо гемма находится в окислительной форме (Fe?+), но после присоединения электрона оно переходит в восстановительную форму.
  Неполное окисление органических соединений. Дыхание обычно связано с полным окислением органического субстрата. Другими словами, конечные продукты распада, например углеводов, - только СО2 и Н2О.  Некоторые бактерии, в частности представители рода Pseudomonas и ряд грибов, не до конца окисляют углеводы.  Образующиеся не полностью окисленные органические соединения, такие, как глюконовая, фумаровая, лимонная, молочная, уксусная кислоты и другие, аккумулируются в среде. Дыхание указанных организмов иногда неправильно называют аэробными, или окислительным, брожением, в то время как неполное окисление имеет гораздо меньше общего с брожением, чем с обычным дыханием. Неполное окисление, например, протекает лишь в присутствии кислорода, а брожение кислорода не требует. С энергетической точки зрения неполное окисление – выгодный для микроорганизмов процесс.
    Анаэробное дыхание. Некоторые микроорганизмы способны использовать для окисления органических или неорганических веществ не молекулярный кислород, а другие окисления соединения, например, соли азотной, серной и угольной кислот, превращающиеся при этом в более восстановленные соединения. Процессы идут в анаэробных условиях, и их называют анаэробным дыханием.
2HNO3  +  12H+  >   N2   +   6H2O  +   2H+
H2SO4   + 8H+   > H2S  + 4H2O
У микроорганизмов, осуществляющих такое дыхание, конечным акцептором электронов будет не кислород, а неорганические соединения – нитраты, сульфаты и карбонаты. Таким образом, различия между аэробным и анаэробным дыханием заключаются в природе конечного акцептора электронов. Основные типы анаэробного дыхания приведены в таблице.     
 
 
 

Энергетический процесс Конечный  акцептор электронов Продукты  восстановления
Нитратное дыхание и нитрификация NO3?,  NO2? NO2?, NO, N2O, N2
Сульфатное  и серное дыхание SO4??, S? H2S
«Железное»  дыхание Fe?+ Fe?+
Карбонатное дыхание СО2 СН4, ацетат
Фумаратное  дыхание Фумарат Сукцинат
 
 Свойства  микроорганизмов переносит электроны  на нитраты, сульфаты и карбонаты  обеспечивает в достаточной степени  полное окисление органического  или неорганического вещества  без использования молекулярного  кислорода и обуславливает возможность получения большего количества энергии, чем при брожении.  При анаэробном дыхании выход энергии только на 10% ниже, чем при аэробном.  Микроорганизмы, для которых характерно анаэробное дыхание, имеют набор ферментов электротранспортной цепи, но цитохромоксидаза в них заменяется нитратредуктазой (при использовании в качестве акцептора электрона нитрата) или аденит сульфат редуктазой   (при использовании сульфата) или другими ферментами.
   Микроорганизмы, способные осуществлять анаэробное дыхание за счет нитратов, - факультативные анаэробы, они относятся главным образом к родам Pseudomonas  и Bacillus. Микроорганизмы, использующие сульфаты в анаэробном дыхании, относятся к анаэробам и подлежат к родам Desulfovibrio, Desulfomonas и Desulfotomaculum.
  Брожение, – окислительно-восстановительный процесс, проводящий к образованию АТФ, в котором окислителем и восстановителем служат органические соединения, образующиеся в ходе самого брожения. При брожении субстрат разлагается до конечных продуктов, причем суммарная степень окисления продуктов та же, что и степень окисления сбраживаемых веществ. Необходимость точного окислительно-восстановительного равновесия обуславливает ограничения соединений, которые могут подвергаться брожению: такие соединения не должны быть ни слишком сильно восстановленными, ни слишком сильно окисленными. Чаще всего при брожении микроорганизмы используют углеводы, некоторые органические кислоты, аминокислоты, пурины и пиримидины. Образование АТФ во время брожения идет путем фосфорилирования на уровне субстрата.
     Брожение  вызывают облигатные или факультативные  анаэробы, и оно, как правило,  может осуществляться только  в строго анаэробных условиях. Как установил в 1860 г. Л.Пастер, брожение-это жизнь без кислорода. Согласно современным представителям, живые организмы возникли в то время, когда кислорода в атмосфере Земли не было. Поэтому брожение необходимо рассматривать как простейшую форму биологического окисления, которое обеспечивает получение необходимой для жизни энергии в анаэробных условиях.
   Известно  много типов брожения. Каждый из них дает специфические конечные продукты и свойствен отдельной группе микроорганизмов. Многие виды брожения играют важную роль в хозяйственной деятельности человека.
   Брожение  схематично можно представить  в две стадии. Первая стадия – превращение глюкозы в пируват – включает разрыв углеродной цепи глюкозы и отщепление двух пар атомов водорода. Данная стадия составляет окислительную часть брожения и может быть изображена следующим образом:
С6Н12О6       >     2СН3СОСООН    +    [4Н]
Углевод Пируват Водород (принимаемый
акцептором, например НАД) 

  На второй, восстановительной, стадии атомы водорода используется для восстановления пируват или образованных из него соединения. Например, при молочнокислом брожении пируват восстанавливается в лактат: 

      2СН3СОСООН    +  [4Н]          >    2СН3СНОНСООН
      Пируват                           Водород Лактат 

    При  других бродильных процессах (спиртовом, маслянокислом и т.д.) вторая стадия протекает иначе. 
 
 

  Уксуснокислое брожение: 

Уксуснокислое брожение – это окисление бактериями этилового  спирта в уксусную кислоту:    СН3СН2ОН  +  О2  =  СН3СООН  + Н2О
  Такое брожение  было известно еще в глубокой  древности. В оставленном на  воздухе сосуде с виноградным  вином или пивом через день  – два на поверхности напитков появлялась сероватая пленка, при этом вина (пиво) мутнели и прокисали.
  При уксуснокислом  брожении реакция окисления этилового  спирта протекает в две стадии. Сначала образуется уксусный  альдегид, который затем окисляется  в уксусную кислоту:
2СН3СН2ОН    +О>  2СН3СНО   +2Н2О;
2СН3СНО   +  О2  > 2СН3СООН
  Уксуснокислые  бактерии представляют собой  грамотрицательные, палочковидные,  бесспоровые, строго аэробные  организмы. Среди них есть подвижные  и неподвижные бактерии. Они кислотоустойчивы и некоторые могут развиваться при рН среды около 3,0; оптимальное значение рН 5,4-6,3.
  Уксуснокислые  бактерии отнесены к двум родам:  Gluconobacterium – палочки с полярными жгутиками, неспособные окислять уксусную кислоту, и Acetobacter – перитрихи, окисляющие уксусную кислоту до углекислого газа и воды.
  Эти бактерии  различаются размерами клеток, устойчивостью  к спирту, способностью накапливать  в среде большее или меньшее  количество уксусной кислоты  и другими признаками. Например, А. aceti накапливает в среде до 6% уксусной кислоты, А.aceti subsp . orleanensis – до 9,5%, а A. aceti subsp. xylinum – до 4,5%. А. aceti выдерживают довольно высокую концентрацию спирта – до 9-11%, а   A. aceti subsp. xylinum – лишь 5-7%.
   Оптимальная  температура роста для уксуснокислых бактерий около 30?С. Некоторые из них способны синтезировать витамины В1 , В2  и В12, однако многие сами нуждаются в витаминах, и прежде всего в пантотеновой кислоте.
    Уксуснокислые  бактерии часто встречаются в  виде длинных нитей, и многие образуют пленки на поверхности субстрата. Например, для А. pasteurianus характерна сухая морщинистая пленка, для A. aceti subsp. xylinum – мощная хрящевидная пленка, в состав которой входит клетчатка. Некоторые бактерии образуют лишь островки пленки на поверхности жидкости или кольцо около стенок сосуда. Появление пленок связано с ослизнением клеточных оболочек.
   Этим  бактериям свойственна изменчивость  формы клеток.  В неблагоприятных  условиях развития бактерии приобретают  необычную форму – толстые длинные нити, иногда раздутые, уродливые клетки.
  Уксуснокислые  бактерии широко распространены  в природе, Они встречаются  на зрелых плодах, ягодах, в квашеных  овощах, вине, пиве, квасе. 
 
 

 
 
 

       3. Типы взаимоотношений между организмами

 
 Многие  организмы создают среду для  организмов других видов или  меняют условия их обитания. Такие  связи между организмами называются топическими. Например, деревья в лесу служат местом кормежки и постройки гнезд для многих птиц; на их листьях живут тли и гусеницы, под корой — личинки жуков; на поверхности корней обитает особое сообщество грибов и бактерий. Задерживая часть солнечных лучей, влияя на температуру и влажность, деревья меняют условия обитания травянистых растений. Все это — топические связи между деревьями и другими организмами.
Другой  тип связей — трофические, или пищевые. Они возникают, когда одни организмы служат источником пищи для других. Трофические связи существуют между деревом и многоножками-кивсяками, поедающими  его  опавшую листву;  между лисой и полевками; между лошадьми и жуками-навозниками.
По составу  пищи всех гетеротрофов можно разделить на детритофагов (они питаются мертвым органическим веществом) и потребителей живой добычи. Связи между последними и их пищевыми объектами обозначаются как отношения «жертва эксплуататор». Сюда входят отношения между хищниками и их жертвами, между паразитами и хозяевами, между травоядными животными и растениями и т. п.
Особые  отношения возникают между видами, которые используют одни и те же ресурсы (пищу, территорию, свет и т. п.). Эти отношения — межвидовая конкуренция. Виды-конкуренты, создавая нехватку ресурсов, оказывают друг на друга угнетающее воздействие (вызывают снижение численности, замедление роста особей и др.). В некоторых случаях разные виды непосредственно «мешают» друг другу. Например, некоторые растения выделяют в почву вещества, угнетающие рост растений других видов. Муравьи на своей охотничьей территории убивают муравьев других видов. Такие взаимоотношения называются интерференцией.
Между многими видами в сообществе существуют тесные взаимовыгодные связи. Например, многие насекомые опыляют определенные виды цветковых растений, а сами питаются нектаром их цветков; муравьи поедают сахаристые экскременты тлей и мри этим, защищают тлей от хищников. Такие взаимовыгодные отношения называют мутуализмом. Мутуалистические отношения играют очень важную роль в функционировании систем. Воздействие видов друг на друга трудно однозначно разделить на «полезные» и «вредные». Например, хищники приносят вред жертвам, убивая и поедая их. Но для популяции жертв воздействие хищников может быть полезным. Многие хищники (волки, хищные птицы) часто потребляют ослабленных, больных жертв. Они препятствуют резкому росту численности жертв и распространению эпизоотии.
Часто между одной и той же парой  видов существуют несколько типов связей.  Например, в озерах, где обитают лещ и лосось, молодь этих рыб конкурирует за пищу, а взрослые лососи охотятся на молодь леща. Бабочки могут опылять растение, которым питаются их гусеницы. Между группами видов в сообществах бывают сложные «сети» взаимосвязей, включающие конкуренцию, мутуализм, паразитизм и др. 
 

      Вирусы – это мельчайшие живые организмы, размеры которых варьируют в пределах примерно от 20 до 300 мм; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий. Как уже говорилось, вирусы нельзя увидеть с помощью светового микроскопа (так как их размеры меньше полудлины световой волны), и они проходят через фильтры, которые задерживают бактериальные клетки.
      Часто задают вопрос: «А являются ли вирусы живыми?»  Если живой считать такую структуру, которая обладает генетическим материалом (ДНК или РНК) и которая способна воспроизводить себя, то можно сказать, что вирусы живые. Если же живой считать структуру, обладающую клеточным строением, то ответ должен быть отрицательным. Следует также отметить, что вирусы не способны воспроизводить себя вне клетки-хозяина. Они находятся на самой границе между живым и неживым. И это лишний раз напоминает нам, что существует непрерывный спектр все возрастающей сложности, который начинается с простых молекул и кончается сложнейшими замкнутыми системами клеток.
      Поведение. Вирусы могут воспроизводить себя только внутри живой клетки, поэтому они являются облигатными паразитами. Обычно они вызывают явные признаки заболевания. Попав внутрь клетки-хозяина, они «выключают» (инактивируют) хозяйскую ДНК и, используя свою собственную ДНК или РНК, дают клетке команду синтезировать новые копии вируса. Вирусы передаются из клетки в клетку в виде инертных частиц.
      Строение. Вирусы устроены очень просто. Они состоят из фрагмента генетического материала, либо ДНК, либо РНК, составляющей сердцевину вируса, и окружающей эту сердцевину защитной белковой оболочкой, которую называют капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом. У некоторых вирусов, таких, как вирусы герпеса или гриппа, есть еще и дополнительная липопротеидная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. В отличие от всех остальных организмов вирусы не имеют клеточного строения.
 Оболочка  вирусов часто бывает построена из идентичных повторяющихся субъединиц – капсомеров. Из капсомеров образуются структуры с высокой степенью симметрии, способные кристаллизироваться. Это позволяет получить информацию об их строении как с помощью кристаллографических методов, основанных на применении рентгеновских лучей, так и с помощью электронной микроскопии. Как только в клетке-хозяине появляются субъединицы вируса, они сразу же проявляют способность к само сборке в целый вирус. Само сборка характерна и для многих других биологических структур, она имеет фундаментальное значение в биологических явлениях.
      Спиральная  симметрия. Лучшей иллюстрацией спиральной симметрии может служить вирус табачной мозаики (ВТМ), содержащий РНК. 2130 одинаковых белковых субъединиц составляют вместе с РНК целостную единую структуру – нуклеокапсид. У некоторых вирусов, например у вирусов свинки и гриппа, нуклеокапсид окружен оболочкой.
      Бактериофаги. Вирусы, которые нападают на бактерий, образуют группу так называемых бактериофагов. У некоторых бактериофагов имеется явно выраженная икосаэдрическая головка, а хвост обладает спиральной симметрией.
      Сложные вирусы. Некоторые вирусы, например, радо вирусы и вирусы оспы, имеют сложное строение.
      В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее функционирования различают три типа вирусной инфекции: литическая ( в пер. с греч. "разрушение, растворение), персистентная ( в пер. с греч. "стойкая"), латентная ( в пер. с греч. "скрытая")
      Основное  отличие от других организмов. Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному существованию. Лишь попав в клетку, генетический материал вируса воспроизводится, переключая работу клеточных биохимических конвейеров на производство вирусных белков: как ферментов, необходимых для репликации вирусного генома – всей совокупности его генов, так и белков оболочки вируса.
           К  биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма.
      Переваривание и усвоение пищевых продуктов  происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Впрочем, и любое функциональное проявление живого организма - дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. - тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для человеческого организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов.
      Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.
      Гормоны - это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект.
      Сами  гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция.
      Нередко гормонами называют и некоторые другие продукты обмена веществ, образующиеся во всех [напр. углекислота] или лишь в некоторых [напр. ацетилхолин] тканях, обладающие в большей или меньшей степени физиологической активностью и принимающие участие в регуляции функций организма животных Однако  такое широкое толкование понятия " гормоны" лишает его всякой качественной специфичности. Термином " гормоны" следует обозначать только те активные продукты обмена веществ, которые образуются в специальных образованиях - железах внутренней секреции. Биологически активные вещества, образующиеся в других органах     и    тканях,     принято    называть        " парагормонами","гистогормонами","биогенными  стимуляторами".
      Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к гормонам совершенно не правильно. 

          А теперь познакомимся с каждой  группой веществ, входящей в   состав  биологически  активных,  отдельно. 

      Витамины ( от лат. YITA - жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека и животных и имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма Витамины выполняют в организме те или иные каталитические функции и требуются в ничтожных количествах по сравнению с основными питательными веществами ( белками, жирами, углеводами и минеральными солями.)
      Поступая  с пищей, витамины усваиваются ( ассимилируются ) организмом, образуя различные производные соединения ( эфирные, амидные, нуклеотидные и др.) которые в свою очередь , могут соединяться с белками.  Наряду с ассимиляцией, в организме непрерывно  идут  процессы  разложения (диссимиляции). Витамины, причем продукты распада ( а иногда и мало измененные молекулы витаминов ) выделяются во внешнюю среду.
      Болезни, которые возникают вследствие отсутствия в пище тех или иных витаминов, стали называться авитаминозами. Если болезнь возникает вследствие отсутствия нескольких витаминов, ее называют поливитаминозом. Однако типичные по своей клинической картине авитаминозы в настоящее время встречаются довольно редко. Чаще приходится иметь дело с относительным недостатком какого-либо витамина ; такое заболевание называется гиповитаминозом. Если правильно и своевременно поставлен диагноз, то авитаминозы и особенно гиповитаминозы легко излечить введением в организм соответствующих витаминов.
      Чрезмерное  введение в организм некоторых витаминов  может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом.
      В настоящее время многие изменения в обмене веществ при авитаминозе рассматривают как следствие нарушения ферментативных систем.
      Многие  авитаминозы можно рассматривать  как патологические состояния, возникающие  на почве выпадения функций тех  или других коферментов. Однако в настоящее время механизм возникновения многих авитаминозов ещё не ясен, поэтому пока ещё не представляется возможность трактовать все авитаминозы как состояния, возникающие на почве нарушения функций тех или иных коферментных систем.
     
1.ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В   ЖИРАХ.
      
          Витамин  A (антиксерофталический).
        Витамин D  (антирахитический).
        Витамин E  (витамин размножения).
        Витамин  K (антигеморрагический)
     
2.ВИТАМИНЫ,РАСВОРИМЫЕ  В ВОДЕ.
      
            Витамин В1 (антиневритный).
        Витамин В2 (рибофлавин).
        Витамин PP (антипеллагрический).
        Витамин В6 (антидермитный).
        Пантотен   (антидерматитный фактор).
        Биотит     (витамин Н, фактор  роста для грибков,
                дрожжей и бактерий, антисеборейный).
        Инозит. Парааминобензойная кислота
                (фактор роста бактерий и фактор  пигментации).
       Фолиевая  кислота (антианемический  витамин, витамин роста для  цыплят и бактерий).
       Витамин В12 (антианемический витамин).
       Витамин В15 (пангамовая  кислота).
       Витамин С (антискорбутный).
       Витамин Р   (витамин проницаемости).
     
 Многие  относят   также     к     числу    витаминов       холин    и
непредельные  жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей. Все вышеперечисленные растворимые в воде - витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат  азот  в  своей  молекуле , и  их  часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.
Гормоны. 

    Общая характеристика.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.