Цикл трикарбоновых к-т и дыхательная цепь переноса е

Дыхательная цепь представляет собой систему переносчиков электронов и водорода, расположенных в мембране особым образом: в порядке возрастания окислительно-восста­новительного потенциала, то есть от лучших доноров восстановительных эквивалентов к лучшим акцепторам. В результате электроны, совершая подобный путь, выполняют полез­ную работу, которая сопровождается выделе­нием энергии. Эта энергия затрачивается на создание протонного градиента на мембране(разность концентраций протонов и величины электрического заряда по обе стороны мемб­раны). В свою очередь, энергия протонного градиента служит движущей силой синтеза АТР - процесса, который и назван окисли­тельным фосфорилированием.

6 О2 +12Н₂ = 12Н₂0; Энергия Гиббса=250 кДж/моль.

ЦТК представляет собой замкнутую си­стему реакций, в которой происходит окон­чательное окисление (до С0₂ и Н₂0) углеро­да органических молекул. Субстратом ЦТК является ацетил-СоА, образующийся при окислительном декарбоксилировании пирувата, при окислении жирных кислот, пре­вращениях аминокислот. Ацетильный ком­понент этого соединения окисляется в ЦТК до двух молекул углекислоты, и этот про­цесс сопровождается образованием четы­рех пар восстановительных эквивалентов, которые в составе NADH и FADH₂ перено­сятся в дыхательную цепь. Кроме этого, в ЦТК выделяется небольшое количество энергии (она запасается в форме АТР) и формируются промежуточные соединения.

С₆Н₁₂0₆ + 6Н₂0 =6СО2 + 12Н₂ + 4АТФ.

34.Типы питания м/о. Питательные субстраты.

По использованию источников энергии, которые они могут пре­образовывать в доступную для клетки фор­му-АТР:

1)энергию электромагнитного излуче­ния. Используют фототрофные м/о, в чьих клетках осуще­ствляется фотосинтез;

2)энергию химических связей органиче­ских или неорганических соединений. Ее запасают хемотрофные м/о в ходе окислительно-восстанови­тельных реакций. Хемотрофы реализуют дыхание или брожение.

Если в качестве доноров е м/о используют органические со­единения, их называют органотрофами, если неорганические- литотрофами.

По отношению к источникам углерода м/о раздел-т на автотрофы и гетеротрофы.

Выделяют четыре основные группы питания м/о: фотоли-тоавтотрофы, фотоорганоавтотрофы, хемолитоавтотрофы и хемоорганогетеротрофы.

Фотолитоавтотрофы. Это фотосинтезирующие м/о, источником энергии для которых является видимый свет. В качестве доноров электронов использу­ют неорганические восстановленные соеди­нения, а в качестве источника углерода -С0₂. Превращение световой энергии в энер­гию химических связей молекул АТР осуще­ствляется при фотосинтезе по механизму фотофосфорилирования.

Представителями: водоросли, цианобактерии, пурпурные и зеленые серные бактерии. Все они содер­жат в клетках фоточувствительные пигмен­ты, которые улавливают световую энергию.

Химизм фотосинтеза водорослей и цианобактерий похож на таковой для растений: эти м/о используют в качестве доноров е молекулы воды, при раз­ложении кот. обязательно выделяется молекулярный кислород. В отличие от них, зеленые и пурпур­ные бактерии в качест­ве доноров е исп-т не воду, а сероводород, элементарную серу, тиосуль-фаты, молекулярный водород. При разложе­нии этих веществ 0₂ не выделяется.

Фотоорганоавтотрофы. О тличие от предыду­щей группы - в качестве доноров е они исп-т органические со­единения. Это представители семейства Rhodospirillaceae, относящегося к анокси-генным эубактериям.В нее входит всего несколько родов бактерий: Rhodospirillum, Rhodobacter, чьи виды отличаются способнос­тью перестраивать свой метаболизм с фото­синтеза (на свету) на дыхание в темноте. При этом на свету они ведут себя, как ана­эробы, а в темноте - как аэробы.

Хемолитоавтотрофы. Эта группа, как и предыдущая, представлена только прока­риотами - эубактериями и архебактерия-ми. Они обладают способнос­тью окислять неорганику и извлекать при этом энергию, которую расходуют на фик­сацию С0₂ (хемосинтез).

Хемосинтезирующие бактерии характе­ризуются специфичностью по отношению к окисляемому субстрату: нитрификаторы окисляют аммиак и нитриты, тионовые бак­терии - восстановленные соединения серы, водородные бактерии - молекулярный во­дород.

Процесс хемосинтеза отлича­ется низкой эффективностью запасания энергии, и большинство хемосинтезирую-щих бактерий очень медленно растут. Среди представителей данной группы есть облигатные и факультативные литотрофы. Последние способны в качестве до­норов е использовать также орга­нику. Их считают переходным звеном меж­ду лито- и органотрофами и называют миксотрофами.

Хемоорганогетеротрофы. Это самая представительная группа м/о. К ней относятся все простейшие, некоторые эвгленовые водоросли, все грибы, слизеви­ки, большинство прокариот. Они запасают энергию в ходе дыхания или брожения, при этом источником углерода, донором е и источником энергии служит одно и то же органическое вещество.

Питательные субстраты: углерод (угольная к-та, неорг. и орг. соед-ия), кислород (вода,СО2), углерод (неорг. и орг. в-ва, молекулярный азот), водород (орг.соед-я, вода).

35.Ферменты и их роль в метаболизме м/о.

Превращения субстратов и энергии со­провождаются перено­сом восстановительных эквивалентов. Эту функцию осуществляет особая группа по­мощников ферментов — кофакторов, среди которых центральную роль играют никотинамидные (NAD, NADP) и флавиновые (FAD, FMN) переносчики. Эти вещества по­переменно пребывают в окисленной и вос­становленной форме, перенося электроны и водород.

36. Санитарно-показательные м/о и м-ды их определения

Санитарно – показательные м/о:

-постоянно обитают в теле человека (энтеробактерии)

-систематически д. попадать в пищевые продукты из окр.среды

-должны накапливаться в достаточных количествах

-стойкость м/о в окружающей среде д.б. на уровне стойкости потогенов

-эти м/о д. легко выделяться и определяться

Обозначение санитарно – показательные м/о:

-оценка санит.-гигиен. состояния пищевых продуктов

-для оценки условий производства пр-ции

-для оценки безопасности для здоровья человека

-для оценки стойкости пр-ции при хранении

Св-ва сан.-пок. м/о:

1гр. -- грамм-отрицательные

-- факультативные анаэробы

-- подвижные или неподвижные

-- образующие или не образующие капсулы и споры

-- кислотоустойчивые

-- аксидаза («минкус»)

каталаза («плюс»)

-- восстанавливают NO⁵ в NO^2-

Это семейство разделяется на отдельные роды:

1группа - Эширихия

- Цитравакта

- Сальмонелла

- Шигеллы

2группа - Клебсиеллы

- Энтеробактерии

- Гафниес

- Серрациес

3группа - Бротеус

4группа - Ершимия

5группа - Ервиния

Эти группы составляют БГКП. Входят: E.coli, энтеробактерии, цитробактерии, гафния, эрвиния

Общая хар-ка БГКП:

- палочки грамм-отрицательные, короткие

- не спорообразующие

- на среде Энда дают красные колонии с металлическим блеском - E.coli, красные – энтеробактерии, розовые – цитробактерии, б/цв – лактозо – отрицательные.

Св-ва кишечной палочки E.coli:

- не разжижают желатин (не обладают ферментативными св-вами)

- каталаза положительная

- расщепляют лактозу, спирты

Для их идентификации исп-т ТИМАЦ-тесты

Т - температура (E.coli растут при 43Сº, а др. - нет)

И - индолообразование; БГКП (+),E.coli (-)

М - р-ция с метиленовым красным (+)

А – образование ацетилкарбинала E.coli (-)

Ц – цитратный тест: E.coli (-), БГКП (+)

Энтерококки: более устойчивы в окружающей среде. Если они обнаруживаются, то произошло давнее фекальное загрязнение

Сульфитредуцирующие: они патогенные, вызывают каррозию

Существует 4 класса патогенности:

1кл: сибирская язва, ящур, листириоз, бруццелоз, туберкулез, брюшной тиф, холера, птичий грипп(эпидемиологически опасные)

2кл: патогены, вызывающие токсикоинфекции: Сальмонелла, протеус, бацилос-цериус, ширеллы

3кл: патогены, вызывающие токсикозы: стафилококки, Cl.pertringens, Cl.Botulinicum

4кл: технологически опасная микрофлора: гнилостные м/о, грибы, плесени

37.Методика исследования смывов на предприятиях пищевой промышленности

Методом смывов контролируют обсемененность не только строительных конструкций производственных и жилых помещений, производственного оборудования и инвентаря, но и наличие микроорганизмов на продуктах питания, упаковочных материалах, а также руках обслуживающего персонала.

Для взятия пробы на обследуемый объект накладывают профламбированный трафарет, который делают из проволоки или металлической пластинки в форме квадрата площадью 25, 50 или 100 см2.

Ограниченную трафаретом поверхность объекта тщательно протирают извлеченным из пробирки (при помощи стерильного пинцета) смоченным тампоном в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Затем тампоны погружают в ту же пробирку. Площадь, с которой берут пробу (смыв), должна быть не менее 100 см2.

Проверку чистоты рук работающего персонала осуществляют с помощью смоченного стерильного тампона, которым протирают ладони, пальцы, межпальцевые и подногтевые участки рук и после этого тампон погружают в пробирку, из которой он был извлечен.

Доставленные в лабораторию пробы доливают стерильной водой или физиологическим раствором из расчета приготовления разведения 1:10, а в случае необходимости (значительное загрязнение обследуемого объекта) - 1:100 и выше. После тщательного вращения пробирки с тампоном и добавленной стерильной водой или физиологическим раствором из полученного разведения производят посев.

Вязкие или волокнистые материалы, такие, как воск, смазочные масла, каучук, ткани, бумага и др., рекомендуется перед внесением в среду гомогенизировать. Материалы жидкой консистенции можно профильтровать через мембранный фильтр, который затем переносят в соответствующую питательную среду.

В связи с тем, что наиболее специфические возбудители повреждений многих материалов известны, для их выявления и выделения используют вполне определенные питательные среды. Так, например, грибы обычно выделяют на сусло-агаре, среде Сабуро или агаризованной среде Чапека-Докса с сахарозой. Некоторые грибы нуждаются в факторах роста и обнаружить их участие в разрушении пластификаторов удается только на средах с дрожжевым автолизатом. Для выделения грибов, повреждающих оптические приборы, используют сусло-агар с добавлением 10-20 % хлористого натрия.

Бактерии рода Pseudomonas выделяют обычно на мясо-пептонном агаре, бактерии родов Arthrobacter, Mycobacterium - на агаризованной среде, включающей равные объемы мясо-пептонного бульона и сусла.

Для выделения нитрифицирующих бактерий используют минеральные среды с аммонием, для сульфатредуцирующих - специальные среды с сульфатами.Если на (или в) поврежденном материале обнаружены микроорганизмы, то следует обратить внимание на их численность. При неблагоприятных условиях количество микроорганизмов невелико, напротив, когда условия для их жизнедеятельности благоприятны и процессы, ими вызываемые, идут достаточно интенсивно, численность микроорганизмов заметно возрастает. Следовательно, чем больше клеток микроорганизмов на поверхности материала, тем вероятнее ведущая роль микроорганизмов в его повреждении.

40.Современные инструментальные методы анализа содержания и биомассы м/о.

Метод определения биомассы взвешиванием:

1) взвешивание сухого фильтра и бюкса

2) собрать колбу Бунзена + фильтр, проведение фильтрации МО определенного объема

3) помещают фильтр в стерильный бюкс и высушивают при 105°С, пока масса не станет меняться

4) взвешивание и определение ΔM = m (до сушки) – m (после сушки)

5) расчет числа МО:

N = ΔM / (Δm * V)

Δm – средняя масса МО

V – объем фильтрования

ΔM – разность между массой фильтра после фильтрования и до.

Этим методом можно считать 10⁴ Кл/мл.

41. Микроорганизмы (м/о) почвы и их характеристика.

Почвенные экосистемы наиболее богаты м/о, чему способствует наличие в них органических и неорганических субстратов, влаги, защищённость от фотодинамического действия солнечного света. Количество: 10⁸-10¹¹ клеток/грамм почвы.

Из факторов окр. среды на численность и активность почвенной микробиоты влияют: температура, влажность, кислотность, степень засоления, сезонность.

Самое большое число видов м/о выделено из почвы: 10⁴-10⁵.

Видовой состав м/о почвы:

Наименование	Кол-во, млн. кл./см3	Масса, кг/га
Бактерии	3000-50000	1500-18000
Актиномицеты	0,3-20	20-1300
Грибы	0,8-30	40-1500
Микроводоросли	0,5-8	20-1200
Простейшие	0,1-10	2-300
Вирусы	0,01-0,05	0,1-0,5

М\о:

автохтонные – аборигены почвенных экосистем, присутствующие там вне зависимости от содержания органики (образуют и разлагают гумус): различные грибы, актиномицеты, споровые бактерии родов Bacillus, Clostridium, микобактерии и др.;

зимогенные – сапротрофные виды, доминирующие в почвах при внесении в неё органики, т. е. они не являются постоянной составляющей микробиоценозов: неспорообразующие бактерии родов Pseudomonas, Proteus и др. энтеробактерии.

Бактерии:

- аэробы; - гнилостные; - неспорообразующие;

- анаэробы. - нитрифицирующие; - споробактерии.

- азотфиксирующие;

- клетчаткоразлагающие;

- серобактерии

Актиномицеты любят тёплые, влажные, щелочные почвы.

Грибы любят влажные и кислые почвы.

Простейшие (поедают бактерии) любят влажные условия.

Вирусы регулируют численность м/о.

Биологическую активность почвы оценивают по наличию клетчаткоразлагающих бактерий.

Почвенные м/о играют неоценимую роль в поддержании плодородия почв (переводят орган. соединения в доступную для растений форму, выделяют кислоты, растворяющие минералы, разлагают токсичные, мутагенные и канцерогенные в-ва, освобождая от них почву, фиксируют молекулярный азот), обеспечивают круговорот биогенных элементов.

42. Влияние физико-химических факторов среды на жизнеспособность м/о.

В идеальных условиях м/о способны размножаться с угрожающей скоростью. Удельная скорость размножения 1 клетки: . Но существуют контролирующие факторы.

Факторы:

Ингибирующие – угнетающие рост м/о, не приводя их к гибели.

Биоцидные – вызывающие гибель м/о.

Психрофилы: развиваются при Т<20⁰С, Арктика, Антарктика, Мировой океан, умеренный климат, холодильники: светящиеся морские бактерии, цианобактерии, некоторые дрожжи, микроводоросли, простейшие.

Мезофилы: темп. оптимум – 20-42⁰С: эубактерии, слизевики, грибы, водоросли, паразиты человека.

Термофилы: темп. оптимум - > 42⁰С (до 99⁰С).

Крайние термофилы (термотолерантные): оптимум >80⁰С: архебактерии,..

В клетках м/о повышенные темп-ры инактивируют ферменты (денатурация), пониженные – снижают ферментативную активность.

γ-излучение – ионизирующее действие используется для γ-стерилизации,

χ-волны – для краткосрочной диагностики;

УФ – приводит к возбуждению электронов, обеззараживает воздух;

видимый свет – активация м/о;

ИК – оказывает тепловое воздействие.

Ультразвук – для стерилизации (палочки более чувствительны, чем кокки).

Инфразвук – для регуляции процесса.

Химические факторы:

1. Субстраты, ингибиторы, токсиканты.

2. Активность воды (а_w): , общ. Н₂О=своб. + связ.

Самые устойчивые к недостатку Н₂О – плесени.

0-5 – рост кислых бактерий; 6,5-7,5 – нейтралофилы; 8-10 – экстромалы;

8-9 – гнилостная микрофлора;

0-8 – область живой воды.

3. ОВ потенциал:

(ок.) аОх + nē → вRed (восст.)

5.Аэрация.

По отношению к О₂ м/о принято делить на три группы:

- строгие (облигатные) анаэробы(бактерии рода Clostridium и др.);

- факультативные анаэробы (дрожжи, молочнокислые бактерии);

- строгие (облигатные) аэробы(многие бактерии, грибы, простейшие).