Многообразие типов питания, присущего бактериям

41. Разнообразие типов питания у прокариот.Номенклатура терминов,используемых дляобозначения типов питания микроорганизмов по источнику углерода, энергии,

окисляемому субстрату.

Типы питания.В соответствии с принятой сейчас классификацией микроорганизмов по типу питанияразделяют на ряд групп в зависимости от источников энергии и источника углерода.

По использованию различных источников энергии микроорганизмы делятся на фототрофы, потребляющие солнечный свет, и хемотрофы, энергетическим материалом для которых служат разнообразные органические и неорганические вещества.

В зависимости от того, в какой форме микроорганизмы получают из окружающей среды углерод, их подразделяют на две группы: автотрофные микроорганизмы («сами себя питающие»), использующие в качестве единственного источника углерода углекислоту, из которой они могут синтезировать необходимые углеродсодержащие соединения, и гетеротрофные микроорганизмы («питающиеся за счет других»), получающие углерод в виде довольно сложных восстановленных органических соединений.

Следовательно, по способу получения энергии и углерода микроорганизмы могут быть разделены на фотоавтотрофов, фотогетеротрофов, хемоавтотрофов и хемогетеротрофов.

Каждая из этих групп микроорганизмов, в свою очередь, подразделяется в зависимости от природы окисляемого субстрата, называемого донором электронов (—Н-донором), используемого в обмене веществ, на о р г а н о т р о ф ы, потребляющие как энергетический источник органические вещества, и литотрофы (от греч.

литое — камень), получающие энергию за счет окисления неорганических веществ. Поэтому в зависимости от используемого микроорганизмами источника энергии и донора электронов следует различать фотоорганотрофы, фотолитотрофы, хемоорганотрофы и хемолитотрофы.

Таким образом, выделяют восемь возможных типов питания (табл. 2).

1. Фотолитоавтотрофия —тип питания,характерный для микроорганизмов,использующих энергию светадля синтеза веществ клетки из СО2 и неорганических соединений (Н2О, H2S, S), то есть осуществляющих фотосинтез. К данной группе относятся цианобактерии, пурпурные серные бактерии и зеленые серные бактерии.

1. Фотоорганогетеротрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, которые для получения энергии, помимо фотосинтеза, могут использовать еще и простые органические соединения. К этой группе относятся пурпурные несерные бактерии.

Пурпурные несерные бактерии (сем. Rhodospirillaceae) содержат бактериохлорофиллы а и b, а также различные каротиноиды.

Они не способны окислять сероводород (Н 2S), накапливать серу и выделять ее во внешнюю среду.

2. Хемоорганогетеротрофия — тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих необходимую энергию и углерод из органических соединений. Сюда относятся многие аэробные и анаэробные микроорганизмы, обитающие в почвах и других субстратах.

Среди хемоорганогетеротрофов выделяют сапрофитов, живущих за счет мертвых органических материалов, и паразитов, растущих и развивающихся в тканях живых организмов. В последнем случае имеются в виду паратрофия и паратрофы, облигатные внутриклеточные паразиты, которые вне клетки хозяина не растут (риккетсии и др.).

42. .Разрушение клеточных стенок.Протопласты,сферопласты иL-формы бактерий.

Бактерии с особенностями строения клеточных стенок (микоплазмы, планктомицеты,

хламидии).

Клеточная стенка – упругое ригидное образование толщиной 150–200 ангстрем. Выполняет следующие функции:

1. защитную, осуществление фагоцитоза;

2. регуляцию осмотического давления;

1. принимает участие в процессах питания деления клетки;

1. антигенную (определяется продукцией эндотоксина – основного соматического антигена бактерий);

1. стабилизирует форму и размер бактерий;

1. обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;

2. косвенно участвует в регуляции роста и деления клетки.

Клеточная стенка при обычных способах окраски не видна, но если клетку поместить в гипертонический раствор (при опыте плазмолиза), то она становится видимой.

Клеточная стенка вплотную примыкает к цитоплазматической мембране у грамположительных бактерий, у грамотрицательных бактерий клеточная стенка отделена от цитоплазматической мембраны периплазматическим пространством.

Клеточная стенка имеет два слоя:

1. внутренний – ригидный, состоящий из муреина.

В зависимости от содержания муреина в клеточной стенке различают грамположительные и грамотрицательные бактерии (по отношению к окраске по Грамму).

• грамположительных бактерий муреиновый слой составляет 80 % от массы клеточной стенки. По Грамму, они окрашиваются в синий цвет. У грамположительных бактерий муреиновый слой составляет 20 % от массы клеточной стенки, по Грамму, они окрашиваются в красный цвет.

• грамположительных бактерий наружный слой клеточной стенки содержит липопротеиды, гликопротеиды, тейхоевые кислоты, у них отсутствует липополисахаридный слой. Клеточная стенка выглядит аморфной, она не структурирована. Поэтому при разрушении муреинового каркаса бактерии полностью теряют клеточную стенку (становятся протопластами), не способны к размножению.

• грамотрицательных бактерий наружный пластический слой четко выражен, содержит липопротеиды, липополисахаридный слой, состоящий из липида А (эндотоксина) и полисахарида (О-антигена). При разрушении грамотрицательных бактерий образуются сферопласты – бактерии с частично сохраненной клеточной стенкой, не способные к размножению.

К клеточной стенке прилегает цитоплазматическая мембрана. Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом.

Имеет обычное строение: два слоя фосфолипидов (25–40 %) и белки. По функции мембранные белки разделяют на:

1) структурные;

2) пермиазы – белки транспортных систем;

3) энзимы – ферменты.

Липидный состав мембран непостоянен. Он может меняться в зависимости от условий культивирования и возраста культуры.

Разные виды бактерий отличаются друг от друга по липидному составу своих мембран.

Кроме того, существуют L-формыбактерий, которые, в отличие от протопластов и сферопластов, способны кразмножению, являясь вполне полноценными микробными клетками данного вида бактерий.

L-формы разных видов бактерий морфологически неразличимы. Независимо от формы исходной клетки (кокки, палочки, вибрионы) они представляют собой сферические образования разных размеров.

Имеются L-формы:

• стабильные— не реверсирующие в исходный морфотип;

•нестабильные— реверсирующие в исходный при устранении причины, вызвавшей их образование.

В процессе реверсиивосстанавливается способность бактерий синтезировать пептидогликан муреин клеточной стенки. L-формы различных бактерий играют существенную роль в патогенезе многих хронических и рецидивирующих инфекционных заболеваний: бруцеллеза, туберкулеза, сифилиса, хронической гонореи и т. д.

43. .Распространение микроорганизмов.Общая характеристика и значение микрофлоры

РАСПРОСТРАНЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРИРОДЕ

Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде — воздухе, воде, почве. Они принимают участие во многих важных процессах, происходящих в биосфере: круговорот веществ, в том числе усвоение азота из воздуха, процесс утилизации органических отходов жизнедеятельности всех макроорганизмов (растений, животных, людей) и др.

Микрофлора воздуха

необходимая питательная среда. Загрязнение воздуха микробами происходит из почвы, от животных, людей и растений. В воздухе могут находиться споры бактерий, грибов, дрожжи, различные микрококки и др. Воздух верхних слоев атмосферы, а также горный и морской воздух содержит очень мало микроорганизмов. В населенных местах их значительно больше, особенно в летнее время.

Количество микроорганизмов в жилых помещениях зависит от их санитарно-гигиенического состояния, воздух считается чистым при содержании в 1 м3 не более 1500 бактерий и 16 стрептококков. Наиболее загрязняется воздух в помещениях при скоплении людей и плохой работе вентиляции.

Воздух может служить фактором передачи респираторных вирусных заболеваний (ОРВИ), гриппа, туберкулеза, дифтерии, стафилококковой инфекции и др. Патогенные микроорганизмы выделяются больными людьми или бактерионосителями при кашле, чихании и т. п.

• воздухе цехов предприятий питания патогенные микроорганизмы должны отсутствовать, общее количество микробов в 1 м3 не должно превышать 100-500 бактерий. Микробная обсемененность воздуха значительно снижается при хорошей работе вентиляции, наличии бактерицидных фильтров для подаваемого воздуха, регулярной влажной уборке помещений. В холодных и кондитерских цехах рекомендуется использование бактерицидных ламп.

Микрофлора воды

• воде количество микроорганизмов значительно выше, чем в воздухе,так как многие из них способны

жить и развиваться в воде. В 1 мл (см3) воды поверхностных источников может находиться до миллиона микробов. В артезианской воде микробов очень мало.

https://www.youtube.com/watch?v=ZnlAYnECs00

Поверхностные воды рек, озер, водохранилищ загрязняются сточными водами населенных пунктов, промышленных предприятий и животноводческих ферм.

Микробное загрязнение воды возрастает также после обильных дождей и весеннего половодья.

Проточные водоемы (реки, каналы) обладают способностью к самоочищению, количество микробов ниже места загрязнения реки может существенно не изменяться, а через некоторое время чистота воды в реке восстанавливается.

На предприятиях питания должна использоваться вода только питьевого качества, прошедшая очистку и обезвреживание.

Микрофлора почвы

Почва — естественная среда микроорганизмов, принимающих участие в круговороте веществ в природе. Микробы из почвы попадают в воздух и воду.

В 1 г почвы находится несколько миллиардов самых разнообразных микроорганизмов: гнилостные аэробные и анаэробные бактерии, азотфиксирующие, нитрофицирующие и другие бактерии, актиномицеты, грибы, простейшие.

Почвенные микроорганизмы осуществляют процесс минерализации органических отходов с образованием гумуса, обеспечивающего плодородие почвы.

Болезнетворные микроорганизмы попадают в почву с выделениями больных людей и животных, с отбросами, с трупами крыс и других животных.

Возбудители кишечных инфекций могут находиться в почве от нескольких дней до месяца, иногда дольше. Споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и газовой гангрены могут сохраняться в почве десятки лет.

Загрязнение продуктов болезнетворными микробами из почвы представляет большую опасность заболевания людей.

Микрофлора тела человека

Микробы проникают в организм человека из воздуха, воды, пищи или от других людей через так называемые «входные ворота инфекции» — ротовую полость, поврежденную кожу или слизистые оболочки.

Некоторые из них обитают в организме человека, не нанося ему вреда, а другие необходимы человеку для нормальной жизнедеятельности.

Так, например, микрофлора толстого кишечника участвует в переваривании пищевых волокон, синтезирует некоторые витамины группы В, способствует защите организма от патогенных микробов.

В ротовой полости микробов особенно много в так называемом «зубном налете», там могут обитать микрококки, стрептококки, стафилококки, дрожжи и др.

Источником заражения продуктов золотистым стафилококком могут быть воспаленные миндалины или десна, кариозные зубы и другие воспалительные процессы в ротовой полости и горле.

При поступлении на работу в кондитерский цех будущий работник должен проходить предварительный осмотр у отоларинголога и стоматолога, сдавать мазок из горла на носительство золотистого стафилококка.

Руки человека наиболее подвержены загрязнению микробами. Загрязнение происходит при контакте с почвой, растениями, животными, предметами, продуктами питания или другими людьми.

На руках кроме широко распространенных сапрофитных бактерий обнаруживаются возбудители самых разных болезней человека — дизентерийная и туберкулезная палочки, сальмонеллы, патогенные стафилококки и стрептококки, протей и др.

Патогенные (болезнетворные)микроорганизмы вызывают различные инфекционные заболевания людей иживотных. Инфекционные заболевания человека возникают в результате внедрения в организм и размножения в нем патогенных микроорганизмов. Инфекции заразны, т. е.

передаются от больного к здоровому человеку при контакте, через воздух, посуду, пишу или насекомых-переносчиков. В зависимости от механизма передачи различают воздушно-капельные, кровяные, кишечные и кож- но-венерические инфекции.

Кишечные инфекции передаются с водой, пищей или грязными руками.

Источником инфекции могут быть больные люди или бактерионосители — практически здоровые люди, в организме которых находятся болезнетворные микроорганизмы. Бактерионосительство формируется после перенесенного заболевания в результате самолечения или других причин.

Некоторые инфекционные заболевания могут передаваться человеку от больных животных и продуктов животноводства. Такие инфекции называются зоонозами. Они, как правило, не распространяются далее от человека к человеку.

Условно патогенные микроорганизмы вызывают пищевые отравления, а не инфекции, так как для возникновения заболевания требуется предварительное значительное накопление в пище живых микробов и выделенных ими токсинов.

Источник: https://StudFiles.net/preview/1700759/page:16/

Типы питания микроорганизмов

У растений и животных выделяют два типа питания:

– автотрофный (от греч. auto- сам, trophic – питающийся), характерный для растений;

– гетеротрофный (от греч. hetero- другой), характерный для животных.

Микроорганизмы в отличие от растений и животных характеризуются многообразием типов питания. В соответствии с новой классификацией микроорганизмы по типу питания разделяют на несколько групп в зависимости от источников углерода, энергии и донора электронов.

В зависимости от источника энергии выделяют фототрофов, использующих энергию солнечного света, и хемотрофов, энергетическим материалом для которых служат разнообразные органические и неорганические вещества.

В зависимости от источника углерода, их подразделяют на автотрофов, использующих в качестве единственного источника углерода СО2, и гетеротрофов, получающих углерод из готовых органических соединений.

В зависимости от природы окисляемого субстрата, называемого донором электронов (Н-донором), выделяют органотрофов, окисляющих органические вещества, и литотрофов (от греч. litоs – минерал, камень), окисляющих неорганические вещества.

Таким образом, выделяют восемь возможных типов питания (таблица 3).

Таблица 3

Возможные типы питания микроорганизмов (по Е.Н. Кондратьевой)

Источник энергии	Донор водорода	Источник углерода
Органические соединения	Двуокись углерода
Свет	Органические соединения	фотоорганогетеротрофия	фотоорганоавтотрофия
Свет	Неорганические соединения	фотолитогетеротрофия	фотолитоавтотрофия
Органические соединения	Органические соединения	хемоорганогетеротрофия	хемоорганоавтотрофия
Неорганические соединения	Неорганические соединения	хемолитогетеротрофия	хемолитоавтотрофия

Однако обычно достаточно указать источник энергии и донор электронов, чтобы охарактеризовать тип питания. По этим критериям различают четыре типа питания:

1.Фотолитотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, использующих энергию света для синтеза веществ клетки из СО2 и окисляющих при фотосинтезе неорганические соединения (Н2О, Н2S, S). К данной группе относятся цианобактерии, пурпурные серные бактерии и зеленые серные бактерии.

Цианобактерии, как и растения, восстанавливают СО2 до органического вещества, используя в качестве донора электронов воду:

Пурпурные серные бактерии содержат бактериохлорофиллы a и b, обусловливающие способность данных микроорганизмов к фотосинтезу, и различные каротиноидные пигменты (передают энергию поглощаемого света бактериохлорофиллу). Донором электронов служит Н2S.

2. Фотоорганотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, которые получают энергию в процессе фотосинтеза, а в качестве доноров электронов используют простые органические соединения: органические кислоты, спирты. Такой тип питания характерен для несерных пурпурных бактерий.

На свету они могут развиваться в строго анаэробных условиях. Донором водорода служат органические соединения, на свету акцептором водорода является углекислота.

Вначале происходит окисление органического вещества путем дегидрирования, затем водород переносится на молекулы углекислоты:

3. Хемолитотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих энергию при окислении неорганических соединений, таких, как Н2, NH4+, NO2-, Fe2+, H2S, S, SO32- и др. Углерод для построения всех компонентов клеток они получают из СО2. В отличие от фотосинтеза, где используется энергия света, в этом процессе используется химическая энергия. Такой тип питания называется хемосинтезом.

Явление хемосинтеза у микроорганизмов было открыто в 1887-1890 гг. русским микробиологом С.Н.Виноградским.

Хемолитотрофами являются нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак или нитриты), серные бактерии (окисляют сероводород, серу), водородные бактерии (окисляют водород до воды), железобактерии (окисляют Fe2+).

Примеры:

Образующаяся в результате реакции свободная сера накапливается в цитоплазме серобактерий. Если сероводорода недостает, то происходит окисление свободной серы в цитоплазме с дальнейшим освобождением энергии:

Энергия, выделяющаяся в результате окислительных реакций, используется хемолитотрофами для восстановления углекислоты. Однако на восстановление 1 молекулы СО2 требуется значительно больше энергии, чем ее выделяется при окислении молекулы аммиака или сероводорода.

Поэтому микроорганизмам необходимо перерабатывать очень большое количество веществ, по сравнению с тем количеством органического вещества, которое они синтезируют (например, нитрифицирующие бактерии окисляют до 35 молекул аммиака на одну молекулу восстановленной углекислоты).

Хемолитотрофы являются важнейшими геохимическими агентами. С их деятельностью в природе связано образование и разрушение полезных ископаемых, они осуществляют важнейшие этапы круговорота минеральных элементов.

4. Хемоорганотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих необходимую энергию и углерод из органических соединений. Это самая разнообразная и весьма многочисленная группа микроорганизмов.

Они широко распространены в природе и играют огромную роль в разложении органических веществ. В качестве источников углерода хемоорганотрофы используют готовые органические соединения самой различной химической структуры.

Наиболее подходящими являются соединения, содержащие альдегидные и кетонные группы, а также насыщенные связи.

Среди хемоорганотрофов выделяют сапротрофов, живущих за счет разложения мертвых органических веществ, и паразитов, питающихся в тканях живых организмов.

В живом мире наиболее широко распространены два типа питания – фотолитотрофия и хемоорганотрофия. Первый тип питания характерен для высших растений, водорослей и ряда бактерий, второй – для животных, грибов и многих микроорганизмов. Остальные типы питания встречаются у отдельных групп бактерий, живущих в специфичных условиях среды.

Однако установлена способность многих микроорганизмов переходить с одного типа питания на другой. Например, водородокисляющие бактерии при наличии кислорода на средах с углеводами способны переключаться с хемолитотрофии на хемоорганотрофию.

Выделяют группу микроорганизмов миксотрофов, которые одновременно используют различные возможности питания (например, окисляют органические и минеральные соединения).

Объединить типы конструктивного и энергетического метаболизма можно в следующей таблице:

Способы существования живых организмов (матрица Львова)
Источник энергии	Донор электрона	Источник углерода	Название способа существования	Представители
ОВР	Неорганические соединения	Углекислый газ	Хемолитоавтотрофия	Нитрифицирующие, тионовые, ацидофильные железобактерии
Органические соединения	Хемолитогетеротрофия	Метанообразующие архебактерии, водородные бактерии
Органические вещества	Углекислый газ	Хемоорганоавтотрофия	Факультативные метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту бактерии
Органические соединения	Хемоорганогетеротрофия	Большинство прокариот, из эукариот: животные, грибы, человек
Свет	Неорганические соединения	Углекислый газ	Фотолитоавтотрофия	Цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии, из эукариот: растения
Органические соединения	Фотолитогетеротрофия	Некоторые цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии
Органические вещества	Углекислый газ	Фотоорганоавтотрофия	Некоторые пурпурные бактерии
Органические вещества	Фотоорганогетеротрофия	Галобактерии, некоторые цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии

Из таблицы видно, что разнообразие типов питания прокариот гораздо больше, чем у эукариот (последние способны лишь к хемоорганогетеротрофии и фотолитоавтотрофии).

Источник: http://dereksiz.org/tipi-pitaniya-mikroorganizmov.html

Многообразие бактерий

Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромных глубин нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80 0C. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Благодаря крайне малым размерам бактерии легко проникаю в любые трещины, щели, поры. Они очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования.

Бактерии переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 80-90 0C, не теряя при этом жизнеспособности. А споры бактерий выдерживают даже продолжительное кипячение и очень длительное промораживание.

Разнообразие форм бактерий

Бактерии — многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.

Округлые бактерии называют кокками, а цепочки из кокков — стрептококками; грозди кокков (наподобие виноградной грозди) — стафилококками; две округлые бактерии, заключенные в одной слизистой капсуле, – диплококками.

Многие виды бактерий имеют форму палочек, их называют бациллами. Они могут быть либо одиночными, либо в виде цепочек.
Есть также спиралевидные бактерии — спириллы — и короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой, – вибрионы.

Основные формы тела бактерий: 1 — палочковидная; 2 — округлая; 3 — спиралевидная

Культуру сенной палочки вы можете вырастить, если немного сена прокипятите в воде (5-10 мин), чтобы очистить данную бактерию от других видов, которые могут оказаться в сене. Полученный настой профильтруйте и оставьте в темном месте на 5-6 дней. На поверхности воды появится пленка. Это и есть размножившаяся культура сенной палочки.

Разнообразие бактерий по способам питания. У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы (от греч.

гетерос – “другой” и трофе – “пища”) – организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Бактерии-сапрофиты (от греч. сапрос – “гнилой”, трофе – “пища”) извлекают питательные вещества из мертвого и разлагающегося органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворенные продукты.

Бактерии-симбионты (от греч. симбионтос – “сожительствующий”) живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу.

Например, особые бактерии, живущие в утолщениях корней (в клубеньках) бобовых растений, из атмосферного воздуха усваивают азот, служащий растению удобрением.

Некоторые бактерии, живущие внутри кишечника животных, в том числе и человека, потребляя и перерабатывая их пищу, поставляют им витамины группы B и K.

Бактерии-паразиты (от греч. паразитос – “нахлебник”) живут внутри другого организма (его называют хозяином) или на нем, укрываются и питаются его тканями. Как правило, паразиты наносят вред своему хозяину. Они вызывают различные заболевания — бактериозы.

Многие бактерии, заражая семена, луковицы, клубни, корневища, передаются от растения к растению при вегетативном размножении или при прорастании семян. Даже капли дождя или брызги воды при поливах могут распространять бактерий — возбудителей болезней растений.

Нередко в распространении болезнетворных бактерий участвуют другие организмы — переносчики (насекомые, клещи, моллюски, птицы и др.).

Многие бактерии-паразиты, попадая в организм человека, также вызывают заболевания, например дизентерию, туберкулез, ангину, холеру, чуму и др.

Разнообразие бактерий по типам обмена веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идет при участии кислорода, у других — без его участия.

Царство бактерий — большая и многообразия группа живых существ. В этом царстве выделяется особая группа — отдел Цианобактерии. Клетки цианобактерий сходны по строению с клетками бактерий, но в отличие от них содержат хлорофилл. Из-за этих свойств цианобактерии очень долго относили к царству растений, называя их синезелеными водорослями.

Бактерии — многообразная группа мельчайших живых существ. Они имеют различную форму, но чаще всего — форму палочки. Среди бактерий есть автотрофы и гетеротрофы. Гетеротрофные бактерии разделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Среди бактерий есть особая крупная группа — цианобактерии, которые могут питаться гетеротрофно и автотрофно, так как содержат в своих клетках хлорофилл.

Источник: http://blgy.ru/biology6/bacteria-diversity

Способы питания, характерные для бактерий, грибов, растений и животных

Все живые организмы питаются. Питание — это процесс получения организмом питательных веществ и энергии. И то и другое организмы получают из пищи и используют ее как источник энергии и веществ, необходимых для поддержания их высокоупорядоченной структуры, роста и других процессов жизнедеятельности.

В пище содержатся органические вещества (прежде всего углеводы, а также липиды и белки), которые и являются источником энергии.

Живые организмы различаются по тому какую пищу они Используют. Многие организмы способны сами синтезировать питательные вещества. Такие организмы называются автотрофами (от гр.

autos — сам, trophe — пища, питание). Другие организмы используют в качестве пищи готовые органические вещества (в том числе углерод органического происхождения). Такие организмы называются гетеротрофами (от гр. heteros — иной, разный).

В отличие от гетеротрофов, автотрофы сами синтезируют органические вещества из простых неорганических соединений (источником углерода для них является атмосферный диоксид углерода).

Для осуществления процессов синтеза органических веществ необходима энергия. Автотрофные организмы могут синтезировать органические вещества за счет энергии солнечного света. Такие организмы называются фототрофами (от гр. photos — свет). Фототрофами являются практически все растения, зеленые протисты и некоторые бактерии (цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии).

Организмы, которые для осуществления синтеза органических веществ используют энергию окисления некоторых химических веществ, называются хемотрофами. К хемотрофам относятся некоторые бактерии (железобактерии, бесцветные серобактерии, нитрифицирующие бактерии).

Гетеротрофы используют в пищу готовые органические вещества, из которых они извлекают энергию, необходимую для жизнедеятельности, специфические атомы и молекулы, идущие на поддержание и возобновление клеточных структур и новообразование протопласта в процессе их роста. Вместе с пищей гетеротрофы получают также коферменты и витюлины, которые не синтезируются в их организме.

К гетеротрофам относятся все животные, грибы, большинство бактерий, небольшая группа растений. Некоторые бактерии, например несерные пурпурные, содержат бактериохлорофилл и способны к фотосинтезу, при этом солнечную энергию они могут использовать для построения собственных органических веществ не из диоксида углерода, а из других сложных органических соединений.

Такие бактерии называются фотогетеротрофами.

Способы добывания и поглощения пищи у гетеротрофных организмов весьма разнообразны, но путь превращения питательных веществ у большинства из них очень сходен. По существу, это превращение состоит из двух процессов: расщепление макромолекул на более простые (мономеры) — переваривание, всасывание простых молекул и их транспорт ко всем клеткам и тканям организма.

Известно несколько типов гетеротрофного питания. Основными из них являются: голозойный, сапротрофный, симбиотический и паразитический.

Голозойный способ питания состоит из следующих процессов: поглощение пищи, ее переваривание (ферментативное расщепление), всасываний и транспорт простых органических веществ к клеткам и тканям, ассимиляция (использование молекул клеткой для получения энергии и синтеза собственных органических веществ), экскреция (выделение из организма в окружающую среду непереваренных остатков пищи).

Сапротрофный тип питания характерен для организмов, использующих мертвый или разлагающийся органический материал.

Многие сапротрофы выделяют ферменты непосредственно на продукты питания, которые под воздействием этих ферментов подвергаются расщеплению.

Растворимые конечные продукты такого внеорганизменного переваривания всасываются и ассимилируются сапротрофом. К сапротрофам относятся грибы и многие бактерии.

Симбиотрофный тип питания характерен для симбиотических организмов. Например, растительноядные жвачные животные дают приют многочисленным протистам, способным переваривать целлюлозу.

Последние могут существовать только в анаэробных условиях, подобных тем, которые имеются в пищеварительном тракте животных.

Протисты расщепляют содержащуюся в пище хозяина целлюлозу, превращая ее в более простые соединения.

Паразитический способ питания характерен для некоторых бактерий (дифтерийная и столбнячная палочки, стафилококк, холерный вибрион и др.

), протистов (малярийный плазмодий, дизентерийная амеба, лейшмании, трихомонады, лямблии), животных (сосальщики, ленточные черви, аскариды и др.), высших растений (повилика европейская, заразиха, Петров крест и др.).

Существует группа организмов, которые нельзя всецело отнести по типу питания ни к автотрофам, ни к гетеротрофам. В зависимости от условий обитания они могут себя вести по-разному.

На свету такие организмы ведут себя как типичные автотрофы, но, если имеется источник органического углерода, они ведут себя как гетеротрофы.

Эту группу составляют автогетеротрофные протисты (в первую очередь эвгленовые).

Таким образом, по типу питания подавляющее большинство растений (за исключением растений-паразитов) являются автотрофами, все животные и грибы являются гетеротрофами, бактерии — гетеротрофы и автотрофы.

Источник: https://jbio.ru/sposoby-pitaniya-xarakternye-dlya-bakterij-gribov-rastenij-i-zhivotnyx

Царство бактерий. Общая характеристика

Бактерии – типичные прокариотические организмы. Бактерии самые древние поселенцы земли, они живут уже два миллиарда лет. Ученым известно около 2 500 видов. Бактерии имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы.

Генетический материал у бактерий представлен пальцевыми молекулами ДНК длинной около 1 мм. Каждая такая молекула состоит из около 5 000 000 пар нуклеотидов. Плазматическая мембрана у бактериальной клетки по структуре и функциям не отличается от таковой эукариотической.

У некоторых бактерий плазматическая мембрана впячивается внутрь и образуются лизосомы – основная их функция – дыхание. Рибосомы в бактериальной клетке разбросаны по цитоплазме. На клеточной стенке некоторых бактерий имеются палочковидные белковые выступы – они необходимы для прикрепления клеток друг к другу. Клеточная стенка придает бактериальной клетке жесткость и форму.

Некоторые бактерии имеют слизистые слои – капсулы. Они служат дополнительной защитой для клеток.

Они сохраняют свою жизнеспособность в горячих источниках при температуре 90 градусов С, в нефтяных скважинах на глубине 1 700 метров, на дне океана – глубже 10 километров. Некоторые бактерии выживают после пятидневного кипячения, в условиях вакуума. Многие бактерии могут жить без кислорода.

Численность бактерий огромна: в одном грамме плодородной почвы может находиться до 2 миллиардов бактерий.

Бактерии по форме разнообразны: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки). Некоторые бактерии имеют жгутики.

Бактерии очень быстро размножаются, каждые 20-30 минут. Теоретически их численность растет в геометрической прогрессии. Размножение ограничивается климатическими условиями, действием солнечного света, борьбой между видами, накоплением продуктов обмена.

В оптимальных условиях бактериальная клетка растет с огромной скоростью. Достигнув определенного размера, бактериальная клетка приступает к бесполому размножению, перед делением происходит удвоение генетического материала.

У самых быстрорастущих бактерий деление происходит через каждые 20 мин.

По способу добычи пищи гетеротрофные делятся на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты.

Симбиотические бактерии живут на корнях растений и снабжают их азотом, который способны усваивать только бактерии.

Кишечные бактерии обеспечивают нормальную работу пищеварительной системы.

Паразитические бактерии, или болезнетворные, способны выделять токсины (ядовитые вещества, воздействующие на определенные системы органов). Туберкулезная палочка, холерный вибрион вызывают тяжелые болезни и даже смерть. Для профилактики бактериальных заболеваний необходим строгий бактериологический контроль, соблюдение правил личной гигиены, предохранительные прививки.

Бактерии имеют очень важное значение для человека. Это обусловлено ролью микроорганизмов в биосфере.

Плодородие почв. При жизнедеятельности почвенных бактерий происходит образование гумуса, который представляет собой разложившееся с помощью бактерий органическое вещество, содержащее все необходимые вещества для жизни растений. Кроме того, почвенные бактерии участвуют в круговороте различных веществ. Например, азота.

Очистка сточных вод. Для очистки сточных вод применяются микроорганизмы, которые в короткие сроки могут перевести большинство органических соединений в неорганические.
Бактерии симбионты.

В кишечнике многих животных и человека обитает так называемая микрофлора, которая способна переваривать потребляемую организмом пищу и синтезируют витамины.
Промышленное брожение. Путем брожения человек может получать различные вещества, например, уксусная кислота, силос, спирт, кисломолочные продукты.

Производство антибиотиков. Эти вещества выделяются некоторыми бактериями и грибами. Эти вещества вызывают угнетение жизнедеятельности других бактерий.
Производство кормового белка.
Производство ферментов и генная инженерия.

Возможность промышленно производить инсулин, получать спирты, кетоны, органические кислоты, полимерные вещества.

Биологические методы борьбы с вредителями, различные бактерии могут заражать и вызывать гибель вредителей сельского хозяйства.

Источник: http://ebiology.ru/carstvo-bakterij-obshhaya-xarakteristika/

Типы питания микроорганизмов

У растений и животных выделяют два типа питания:

– автотрофный (от греч. auto- сам, trophic – питающийся), характерный для растений;

– гетеротрофный (от греч. hetero- другой), характерный для животных.

Микроорганизмы в отличие от растений и животных характеризуются многообразием типов питания. В соответствии с новой классификацией микроорганизмы по типу питания разделяют на несколько групп в зависимости от источников углерода, энергии и донора электронов.

В зависимости от источника энергии выделяют фототрофов, использующих энергию солнечного света, и хемотрофов, энергетическим материалом для которых служат разнообразные органические и неорганические вещества.

В зависимости от источника углерода, их подразделяют на автотрофов, использующих в качестве единственного источника углерода СО2, и гетеротрофов, получающих углерод из готовых органических соединений.

В зависимости от природы окисляемого субстрата, называемого донором электронов (Н-донором), выделяют органотрофов, окисляющих органические вещества, и литотрофов (от греч. litоs – минерал, камень), окисляющих неорганические вещества.

Таким образом, выделяют восемь возможных типов питания (таблица 3). Таблица 3

^

Источник энергии	Донор водорода	Источник углерода
Органические соединения	Двуокись углерода
Свет	Органические соединения	фотоорганогетеротрофия	фотоорганоавтотрофия
Свет	Неорганические соединения	фотолитогетеротрофия	фотолитоавтотрофия
Органические соединения	Органические соединения	хемоорганогетеротрофия	хемоорганоавтотрофия
Неорганические соединения	Неорганические соединения	хемолитогетеротрофия	хемолитоавтотрофия

Однако обычно достаточно указать источник энергии и донор электронов, чтобы охарактеризовать тип питания. По этим критериям различают четыре типа питания:

1.Фотолитотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, использующих энергию света для синтеза веществ клетки из СО2 и окисляющих при фотосинтезе неорганические соединения (Н2О, Н2S, S). К данной группе относятся цианобактерии, пурпурные серные бактерии и зеленые серные бактерии.

Цианобактерии, как и растения, восстанавливают СО2 до органического вещества, используя в качестве донора электронов воду:

Пурпурные серные бактерии содержат бактериохлорофиллы a и b, обусловливающие способность данных микроорганизмов к фотосинтезу, и различные каротиноидные пигменты (передают энергию поглощаемого света бактериохлорофиллу). Донором электронов служит Н2S.

2. Фотоорганотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, которые получают энергию в процессе фотосинтеза, а в качестве доноров электронов используют простые органические соединения: органические кислоты, спирты. Такой тип питания характерен для несерных пурпурных бактерий. На свету они могут развиваться в строго анаэробных условиях. Донором водорода служат органические соединения, на свету акцептором водорода является углекислота. Вначале происходит окисление органического вещества путем дегидрирования, затем водород переносится на молекулы углекислоты: Их развитие может происходить и в темноте. Однако акцептором водорода в аэробных условиях является кислород, в анаэробных – сера.

3. Хемолитотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих энергию при окислении неорганических соединений, таких, как Н2, NH4+, NO2-, Fe2+, H2S, S, SO32- и др. Углерод для построения всех компонентов клеток они получают из СО2. В отличие от фотосинтеза, где используется энергия света, в этом процессе используется химическая энергия. Такой тип питания называется хемосинтезом.

Явление хемосинтеза у микроорганизмов было открыто в 1887-1890 гг. русским микробиологом С.Н.Виноградским.

Хемолитотрофами являются нитрифицирующие бактерии (окисляют аммиак или нитриты), серные бактерии (окисляют сероводород, серу), водородные бактерии (окисляют водород до воды), железобактерии (окисляют Fe2+).

Примеры: Образующаяся в результате реакции свободная сера накапливается в цитоплазме серобактерий. Если сероводорода недостает, то происходит окисление свободной серы в цитоплазме с дальнейшим освобождением энергии:

Энергия, выделяющаяся в результате окислительных реакций, используется хемолитотрофами для восстановления углекислоты. Однако на восстановление 1 молекулы СО2 требуется значительно больше энергии, чем ее выделяется при окислении молекулы аммиака или сероводорода.

Поэтому микроорганизмам необходимо перерабатывать очень большое количество веществ, по сравнению с тем количеством органического вещества, которое они синтезируют (например, нитрифицирующие бактерии окисляют до 35 молекул аммиака на одну молекулу восстановленной углекислоты).

Хемолитотрофы являются важнейшими геохимическими агентами. С их деятельностью в природе связано образование и разрушение полезных ископаемых, они осуществляют важнейшие этапы круговорота минеральных элементов. Кроме того, многие из хемосинтезирующих бактерий имеют народнохозяйственное значение: серные бактерии участвуют в очистке сточных вод, содержащих соединения серы; нитрифицирующие бактерии задерживают в почве азот аммиака, выделяющегося при гниении.

4. Хемоорганотрофия.

Это тип питания, характерный для микроорганизмов, получающих необходимую энергию и углерод из органических соединений. Это самая разнообразная и весьма многочисленная группа микроорганизмов. Они широко распространены в природе и играют огромную роль в разложении органических веществ. В качестве источников углерода хемоорганотрофы используют готовые органические соединения самой различной химической структуры. Наиболее подходящими являются соединения, содержащие альдегидные и кетонные группы, а также насыщенные связи. Среди хемоорганотрофов выделяют сапротрофов, живущих за счет разложения мертвых органических веществ, и паразитов, питающихся в тканях живых организмов. В живом мире наиболее широко распространены два типа питания – фотолитотрофия и хемоорганотрофия. Первый тип питания характерен для высших растений, водорослей и ряда бактерий, второй – для животных, грибов и многих микроорганизмов. Остальные типы питания встречаются у отдельных групп бактерий, живущих в специфичных условиях среды. Однако установлена способность многих микроорганизмов переходить с одного типа питания на другой. Например, водородокисляющие бактерии при наличии кислорода на средах с углеводами способны переключаться с хемолитотрофии на хемоорганотрофию.

Выделяют группу микроорганизмов миксотрофов, которые одновременно используют различные возможности питания (например, окисляют органические и минеральные соединения).

Объединить типы конструктивного и энергетического метаболизма можно в следующей таблице:

Способы существования живых организмов (матрица Львова)
Источник энергии	Донор электрона	Источник углерода	Название способа существования	Представители
ОВР	Неорганические соединения	Углекислый газ	Хемолитоавтотрофия	Нитрифицирующие, тионовые, ацидофильные железобактерии
Органические соединения	Хемолитогетеротрофия	Метанообразующие архебактерии, водородные бактерии
Органические вещества	Углекислый газ	Хемоорганоавтотрофия	Факультативные метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту бактерии
Органические соединения	Хемоорганогетеротрофия	Большинство прокариот, из эукариот: животные, грибы, человек
Свет	Неорганические соединения	Углекислый газ	Фотолитоавтотрофия	Цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии, из эукариот: растения
Органические соединения	Фотолитогетеротрофия	Некоторые цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии
Органические вещества	Углекислый газ	Фотоорганоавтотрофия	Некоторые пурпурные бактерии
Органические вещества	Фотоорганогетеротрофия	Галобактерии, некоторые цианобактерии, пурпурные, зелёные бактерии

Из таблицы видно, что разнообразие типов питания прокариот гораздо больше, чем у эукариот (последние способны лишь к хемоорганогетеротрофии и фотолитоавтотрофии).

Источник: http://do.gendocs.ru/docs/index-223813.html