Способ питания бактерий автотрофы сапротрофы паразиты

Какие группы бактерий по способу питания могут быть и в чем их различия

Каждый живой организм, даже одноклеточный, которым является бактерия, нуждается в питательных веществах. Царство микробов огромно, его представителей отличают между собой по многим признакам. В частности, по способу питания бактерии делятся на автотрофные и гетеротрофные организмы.

Микроорганизмы автотрофного и гетеротрофного способов питания – два огромных звена в круговороте веществ на Земле. Первые создают начальные органические элементы для жизнеобеспечения следующего яруса живых организмов.

Вторые формируют биомассу для питания животных и растений, сопровождают их в течение жизни, затем уничтожают мертвые тела вплоть до неорганических веществ, создавая пищу для автотрофов. Цикл начинается снова.

Принципиальные отличия питания двух групп микробов

Разделение бактерий на две группы стало возможным после изучения их обменных процессов. Оказалось, что одни обладают большей самостоятельностью, чем другие.

1. Автотрофам свойственно питание неорганическими веществами простейшей структуры (водород, азот, углерод и другие). Из них бактерия самостоятельно создает сложные органические конструкции для жизнедеятельности.
2. Гетеротрофы нуждаются в готовых органических элементах для своего питания.

Оба вида организмов могут поглощать необходимые им вещества только в виде растворов, поэтому важнейший элемент бактериального питания – вода. Еще она является поставщиком кислорода и водорода для реакций окисления/восстановления.

Автотрофные микроорганизмы

По способам питания автотрофные бактерии относятся к двум подгруппам в зависимости от своего энергообеспечения:

• фотосинтезирующие бациллы, использующие для обменных процессов энергию светового излучения;
• хемосинтезирующие организмы, которые для достижения этих целей прибегают к окислительно-восстановительным реакциям.

Автотрофы относятся преимущественно к почвенным микроорганизмам. Они обогащают почву органикой, что делает ее более плодородной. Активно «трудятся» в приземном слое, превращая опавшую листву, пожухлую траву в питательный гумус.

Фактически автотрофы создают органические вещества, которые используются в питании гетеротрофными организмами. А неорганические остатки колоний автотрофных железобактерий через тысячи лет могут стать месторождениями одноименных руд.

Человеческий организм для бактерий данного типа питания не представляет интереса в качестве среды обитания. Тела людей состоят из сложных органических соединений. Для автотрофных микробов они «несъедобны». По-другому относятся к человеческому организму как питательной среде бациллы гетеротрофного способа питания.

Гетеротрофные бактерии

Эти представители микромира существуют за счет других живых организмов, употребляя в пищу составляющие их органические вещества. Есть три исхода «встречи» бактерии-гетеротрофа и хозяина:

• микроб убивает животное или растение;
• иммунная защита хозяина уничтожает бациллу;
• возникает неактивное бактерионосительство или взаимовыгодное сосуществование.

Один и тот же микроорганизм в разных условиях может быть участником любой из трех ситуаций. Первоначальное его попадание в сильный молодой организм закончится смертью микроба или бактерионосительством. Как только организм хозяина ослабеет, бацилла активируется и убьет его.

По признакам взаимоотношений бактерий-гетеротрофов с живыми организмами их условно относят к трем большим группам.

• Патогенные микробы, которые, паразитируя в организме жертвы, вызывают у нее инфекционные заболевания.
• Сапрофитная флора – тихий паразит. Эти микробы могут жить в организме хозяина, не причиняя ему неприятностей. Они питаются омертвевшими клетками, остатками веществ, которые прошли через систему пищеварения хозяина.
• Симбиотические микроорганизмы взамен потребляемых ресурсов организма хозяина вырабатывают для него полезные вещества. Например, клубеньковые бактерии растений или витаминопродуцирующие микроорганизмы кишечника человека. Иногда эта взаимозависимость настолько сильна, что в случае гибели микрофлоры умирает ее бывший носитель.

Значение бактерий разного способа питания для природы и человека

Автотрофные бактерии имеют узкую «специализацию», но от этого их значение для природы не становится меньше, чем гетеротрофов. Автотрофы создают основу для всего органического многообразия на нашей планете. Многие из них становятся «создателями» минеральных месторождений.

У гетеротрофных микробов функций больше.

1. Естественный отбор, который они осуществляют, уничтожая слабые, больные и старые организмы.
2. Помощь в жизнеобеспечении (клубеньковые бактерии у растений, вырабатывающие витамины – у животных).
3. Санитарная роль состоит в гнилостном разложении останков живых существ.

Роль бактерий-гетеротрофов в естественном отборе ясна и прозрачна. Природа стремится к совершенству, поэтому слабые организмы уничтожаются, давая место для появления более сильных особей. Устраняются и генетически несовершенные субъекты, возникающие в процессе эволюции.

Оставшимся оказывается помощь для их развития. Показательны два примера из растительной и животной жизни.

• Клубеньковые бактерии служат обогащению почвы азотом из воздуха. Они имеют специальные элементы (мезосомы), которые фиксируют азот из окружающей среды. Живут клубеньковые бактерии в корнях растений семейства бобовых.

Попадают они туда через микротрещины, потом выделяют вещества, которые стимулируют размножение клеток корня. На нем возникают клубеньковые утолщения. В них клубеньковые бактерии накапливают азот для обмена с растением на углеводы.

Этот феномен синергизма клубеньковых растений и микроорганизмов люди используют в сельском хозяйстве. Бедные азотом почвы засеивают бобовыми растениями, клубеньковые бактерии которых обогащают их азотом.

По осени их запахивают в землю. Так необходимый азот попадает из погибших растений и клубеньковых микроорганизмов в почву для последующего употребления другими культурами, которыми засеют это поле.

• Кишечник животных изнутри выстлан гетеротрофными бактериями, которые вырабатывают витамины группы B и K. Таким образом, недостаток их в пище животных и человека восполняют бактерии-симбионты гетеротрофного способа питания.

Помимо этого, гетеротрофы используются для квашения овощей, бродильных процессов. Одним из таких является молочнокислое брожение. В результате получается большое разнообразие молочнокислых продуктов, необходимых для питания человека.

Многие люди имеют аллергию на цельное молоко домашних животных. Употребление молочнокислых продуктов такой реакции не вызывает, потому что белок в них денатурирован. А он ответственен за развитие аллергических реакций.

Заключительная роль гетеротрофов в жизни каждого существа – гнилостное разложение его органических остатков. Процессы гниения необходимы природе так же, как и возникновение жизни. Микроорганизмы, осуществляющие гнилостные разрушения органики, в этот период очень опасны.

Во время гниения даже сапрофиты и симбионты могут переродиться в хищников. Гнилостные массы имеют в своем составе высокие концентрации высокопатогенных микроорганизмов. Но без такой «грязной» работы бактерий немыслимо продолжение жизни.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник

Тип питания

Тип питания (степень паразитизма) – способность микроорганизма извлекать питательные вещества для собственного роста и размножения из живого, ослабленного или погибшего организма-хозяина, для фитопатогена – растения-хозяина [2] .

Тип питания микроорганизма может быть сапрофитным или паразитическим. Паразиты, в свою очередь, делятся на некротрофов, биотрофов и гемибиотрофов.

Трофность

Сапротрофы – извлекают питательные вещества из имеющихся (готовых) мертвых тканей и являются сапрофитами [2] .

Некротрофы – паразиты, убивающие своими выделениями какой-либо участок растения, прежде, чем оккупировать его, то есть как и сапротрофы питаются содержимым мертвых клеток [2] .

Биотрофы – паразиты, извлекающие питательные вещества непосредственно из живых клеток растения-хозяина [2] .

Различия между сапротрофами, некротрофами и биотрофами заключаются в соотношении скоростей гибели зараженных тканей (некроза) иразвития паразита в растении.

На практике тип питания определяется достаточно просто. Если распространение некроза опережает распространение паразита, то тип питания – некротрофный. Если распространение паразита опережает некроз – питание биотрофное [2] .

При некротрофном паразитизме воздействие на клетки хозяина более грубое, чем при биотрофном. Некротрофный тип питания менее специализирован и скорее всего, является первичным. Эволюцию типов питания от сапротрофии к биотрофии прослеживают у почвообитающих грибов. В их числе обнаруживаются различные переходные виды [2] .

Гемибиотрофы – переходная форма между некротрофами и биотрофами. Это паразиты, имеющие смешанное питание. Первоначально они питаются биотрофно, а после гибели зараженной ткани, продолжают развиваться в ней, питаясь некротрофно [2] .

Примером гемибиотрофного микроорганизма является возбудитель парши яблони – гриб Venturia inaegualis. Первоначально данный патоген образует внутритканевый (эндофитный) мицелий между мезофиллом и эпидермисом, не повреждая клеток, то есть питается биотрофно. После гибели клеток Venturia inaegualis распространяется в них некротрофно, а после отмирания и опадения листьев продолжает питаться сапротрофно [1] [2] .

Конидии и конидиеносцы гемибиотрофного гриба

Четыре группы степени паразитизма

Автотрофы – организмы, способные создавать в процессе фотосинтеза органическое вещество. Паразитические микроорганизмы, как известно, к таким не относятся [3] .

Гетеротрофы – организмы не способные самостоятельно вырабатывать органическое вещество и питающиеся только за счет органики, создаваемой автотрофами и, находящиеся в определенной зависимости от них как от источника энергии. К таким организмам относятся грибы, все бактерии, фитоплазмы, вирусы [3] .

По способу использования органического вещества (типу питания) все гетеротрофы делят на четыре группы:

• сапрофиты облигатные (сапротрофы) – организмы, питающиеся мертвыми растительными остатками или почвенным гумусом, на растениях развиваться не способны;
• паразиты факультативные (условные) – организмы, в основном питающиеся сапротрофно, но обладающие способностью поражать ослабленные растения или их части;
• сапрофиты факультативные – паразиты, обладающие способностью продолжать вегетативный рост и размножение на растительных остатках после гибели растения-хозяина;
• паразиты облигатные – организмы, обладающие способностью извлекать питательные вещества только из клеток живого растения, после гибели растения переходят в покоящиеся формы или погибают [2][3] .

Такая классификация вытекает из соотношения сапротрофной и паразитической фаз в жизненном цикле микроорганизма.

На живом растении встречаются паразиты облигатные, сапротрофы факультативные и очень редко паразиты факультативные. На мертвом растении – сапротрофы облигатные и паразиты факультативные, редко – сапротрофы факультативные [2] .

Источник

Особенности развития и питания бактерий-гетеротрофов

45. Питание микроорганизмов. Гетеротрофные микроорганизмы. Различная степень гетеротрофности

Гетеротрофность
– понятие достаточно широкое, объединяющее
разные группы микроорганизмов. Обычно
такие микроорганизмы извлекают энергию
с помощью хемосинтеза.

Хемоорганотрофы
(хемогетеротрофы) в качестве источников
энергии и углерода используют органические
соединения. Таким типом питания обладают
многие бактерии и все грибы.

К гетеротрофным
бактериям относят следующие группы:

-Облигатные
внутриклеточные паразиты (от греч.
parasitos – нахлебник) проявляют наибольшую
степень гетеротрофности. Эти организмы
приспособлены к жизни только внутри
хозяйских клеток. Паразитический образ
жизни привел к возникновению некоторых
адаптаций, в результате которых
редуцировались некоторые метаболические
пути этих бактерий.

-Факультативные
паразиты способны расти на искусственных
питательных средах, хотя их состав
обычно достаточно сложен. Кроме того,
необходимо создание особых условий для
роста таких бактерий. Факультативные
паразиты способны вызывать инфекции и
использовать органические вещества
клеток и тканей других организмов.

-Сапрофитные
бактерии (от греч.

«sapros» – гнилой,
«phyton» – растение) – гетеротрофные
организмы, нуждающиеся в готовых
органических веществах животного и
растительного происхождения. От других
организмов у данной группы нет
специфической зависимости.

-Копиотрофные
(эвтрофные) микроорганизмы (от греч.
«copiosus» – изобилие) – особая группа
гетеротрофных бактерий, обитающих в
водоемах.

Такие бактерии нуждаются в
больших концентрациях органики в воде.

-Олиготрофные
бактерии (от греч. «oligos» – малый) –
группа гетеротрофных бактерий, обитающих
в водоемах и нуждающихся в незначительных
концентрациях органических веществ в
воде.

Однако резкую
грань между этими подгруппами гетеротрофов
не всегда можно установить. Отдельные
виды микробов-паразитов могут существовать
во внешней среде как сапрофиты, и
наоборот, некоторые сапрофиты в
определенных условиях вызывают
заболевания у людей, животных и растений.

Многие сапрофиты
всеядны, т. е. способны использовать в
качестве источника углерода разнообразные
органические соединения; некоторые
проявляют выраженную специфичность
(избирательность) в отношении источника
углерода.

Существуют и такие,
которые используют только определенное
вещество, их называют субстрат-специфичными
микроорганизмами.

Сапрофиты наряду
с органическими соединениями используют
и CO2, вовлекая его в обмен веществ.

Углекислый газ служит дополнительным
источником углерода для биосинтеза
веществ тела.

Важной в природе
физиологической группой, нуждающейся
в простых углеродных субстратах, являются
метаногенные бактерии. Это древнейшие
организмы, относящиеся к царству архей,
приспособлены к потреблению СО, H2/СО2,
формиат, ацетат, метанол и др..

Из этих
простых субстратов с помощью ферментов:
коэнзим М, никель-корриноид, метанофуран,
метаноптерин, гидрогеназа, метаногены
синтезируют метан. Метаногены являются
строгими анаэробами, широко распространены
в природе и занимают важное место в
глобальном круговороте веществ.

Бактерии
этой физиологической группы имеют в
родовом названии приставку Methano-.

Карбоксидобактерии
– микроорганизмы, способные использовать
в метаболизме оксид углерода.

В природном
круговороте СО появляется, в основном,
за счет антропогенного воздействия,
горения лесов и торфа, вулканической
деятельности и в атмосфере подвергается
фотоокислению до углекислого газа.

Карбоксидобактерии аэробны, способные
синтезировать СО-дегидрогеназу и
использовать СО как донор электронов.
Использовать СО способны сульфидогены,
метаногены, гомоацетогены, фототрофы.

Метилотрофные
микроорганизмы способны расти на
одноуглеродных соединениях – веществах,
в состав молекулы которых входит один
или несколько атомов углерода, но не
содержится С–С связей.

Наиболее широко
распространены в природе метанотрофы,
окисляющие метан, имеющие к нему большое
сродство. Реже встречаются потребителя
метанола, к которым можно отнести
сульфатредукторов, гомоацетатные
бактерии, метаногены.

К окислению
формиата способны энтеробактерии.

Питание бактерий. Типы и механизмы питания бактерий. Аутотрофы и гетеротрофы. Факторы роста. Прототрофы и ауксотрофы

Типы питания.Микроорганизмы нуждают­ся в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах.

В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений.

Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобак­терии, живущие в воде с закисным железом, и др.

Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами.

Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или живот­ных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди пато­генных микроорганизмов встречаются облигатные и фа­культативные паразиты.

Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого доно­ром электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров во­дорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использую­щие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.

Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые во­доросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуж­дающиеся в химических источниках энергии.

Механизмы питания.Поступление различных веществ в бак­териальную клетку зависит от величины и растворимости их мо­лекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др.

Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая мак­ромолекулы массой более 600 Д. Основным регулятором поступ­ления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана.

Условно можно выделить четыре механизма проникновения пи­тательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффу­зия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп.

Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку — простая диффузия, при которой перемещение веществ про­исходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны.

Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молеку­лы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране.

Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.

Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазмати­ческой мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помо­щью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматичес­кой мембране и обладающих специфичностью.

Каждый перенос­чик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембра­ны — собственно переносчику. Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплазматичес­кая мембрана.

Облегченная диффузия протекает без затраты энер­гии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.

Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сто­рону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный про цесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно-восстановительных ре­акций в клетке.

Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видо­изменяется в процессе переноса, например фосфорилируется. Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.

Факторы роста бактерий: витамины, АК, пуриновые и пиримидиновые основания, липиды.

Ауксотрофы — организмы, которые не способны синтезировать определенное органическое соединение, необходимое для роста этого организма. Ауксотрофия — характеристика подобных организмов, этот термин противоположен прототрофии. Без добавления в питательную среду этого вещества ауксотрофы не растут. Гемолитический стрептококк

Прототрофы, наоборот, неприхотливые бактерии. (Стаф. Ауреус)

8. Питательные среды. Искусственные питательные среды: простые, сложные, общего назначения, элективные, дифференциально-диагностические.

Питательная среда – среда, содер­жащие различные соединения сложного или простого состава, которые применяются для размножения бактерий или других микроорганизмов в лабораторных или промышленных условиях.

В бактериологической практике чаще всего используют сухие питательные среды, которые получают на основе достижений современной биотехнологии.

Для их приготовления используют экономически рентабельное непищевое сырье: утратившие срок годности кровезаменители (гидролизин—кислотный гидролизат крови животных, аминопептид — ферментативный гидролизат крови; продукты биотехнологии (кормовые дрожжи, кормовой лизин, виноградная мука, белколизин).

Сухие питательные среды могут храниться в течение длительного времени, удобны при транспортировке и имеют относительно стандартный состав.

По консистенции питательные среды могут быть жид­кими, полужидкими, плотными. Плотные среды готовят путем до­бавления к жидкой среде 1,5—2% агара, полужидкие — 0,3— 0,7 % агара.

Агар представляет собой продукт переработки осо­бого вида морских водорослей, он плавится при температуре 80—86 °С, затвердевает при температуре около 40 °С и в застыв­шем состоянии придает среде плотность. В некоторых случаях для получения плотных питательных сред используют желатин (10—15%).

Ряд естественных питательных сред (свернутая сы­воротка крови, свернутый яичный белок) сами по себе являются плотными.

По целевому назначению среды подразделяют на основные, элективные и дифференци­ально-диагностические.

К основнымотносятся среды, применяемые для выращивания многих бактерий.

Это триптические гидролизаты мясных, рыбных продуктов, крови животных или казеина, из которых готовят жидкую среду — питательный бульон и плотную — пита­тельный агар.

Такие среды служат основой для приготов­ления сложных питательных сред — сахарных, кровяных и др., удовлетворяющих пищевые потребности патогенных бак­терий.

Элективныепитательные среды предназначены для избира­тельного выделения и накопления микроорганизмов определен­ного вида (или определенной группы) из материалов, содержа­щих разнообразную постороннюю микрофлору.

При создании элективных питательных сред исходят из биологических особен­ностей, которые отличают данные микроорганизмы от большин­ства других.

Например, избирательный рост стафилококков на­блюдается при повышенной концентрации хлорида натрия, хо­лерного вибриона — в щелочной среде и т. д.

Дифференциально-диагностическиепитательные среды при­меняются для разграничения отдельных видов (или групп) мик­роорганизмов. Принцип построения этих сред основан на том, что разные виды бактерий различаются между собой по биохи­мической активности вследствие неодинакового набора фермен­тов.

Особую группу составляют синтетические и полусинтетиче­ские питательные среды. В состав синтетических сред входят химически чистые вещества: аминокислоты, минеральные соли, углеводы, витамины.

В полусинтетические среды дополнительно включают пептон, дрожжевой экстракт и другие питательные вещества.

Эти среды чаще всего применяют в научно-исследова­тельской работе и в микробиологической промышленности при получении антибиотиков, вакцин и других препаратов.

Бактериологический метод изучения микроорганизмов. Принципы и методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Характер роста микроорганизмов на жидких и плотных питательных средах.

Питание микроогранизмов. Типы питания. Аутотрофы и гетеротрофы. механизм поступления питательных веществ в микробную клетку

Всем микроорганизмам для осуществления процессов питания, дыхания, размножения необходимы питательные вещества.

В качестве питательных веществ и источников энергии микроорганизмы используют различные органические и неорганические соединения, для нормальной жизнедеятельности им требуются также микроэлементы и факторы роста.

Процесс питания микроорганизмов имеет ряд особенностей: во-первых, поступление питательных веществ происходит через всю поверхность клетки; во-вторых, микробная клетка обладает исключительной быстротой метаболических реакций; в-третьих, микроорганизмы способны довольно быстро адаптироваться к изменяющимся условиям среды обитания. Разнообразие условий существования микроорганизмов обусловливает различные типы питания.

Типы питания определяются по характеру усвоения углерода и азота. Источником других органогенов – водорода и кислорода служит вода. Вода необходима микроорганизмам и для растворения питательных веществ, так как они могут проникать в клетку только в растворенном виде.

По усвоению углерода микроорганизмы делят на два типа: автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы (от греч. autos – сам, trophe – питание) способны синтезировать сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Они могут использовать в качестве источника углерода углекислоту и другие неорганические соединения углерода. Автотрофами являются многие почвенные бактерии (нитрифицирующие, серобактерии и др.).

Гетеротрофы (от греч. heteros – другой, trophe – питание) для своего роста и развития нуждаются в готовых органических соединениях. Они могут усваивать углерод из углеводов (чаще всего глюкозы), многоатомных спиртов, органических кислот, аминокислот и других органических веществ.

Гетеротрофы представляют обширную группу микроорганизмов, среди которых различают сапрофитов и паразитов.

Сапрофиты (от греч. sapros – гнилой, phyton – растение) получают готовые органические соединения от отмерших организмов. Они играют важную роль в разложении мертвых органических остатков, например бактерии гниения и др.

Паразиты (от греч. parasites – нахлебник) живут и размножаются за счет органических веществ живой клетки растений, животных или человека. К таким микроорганизмам относятся риккетсии, вирусы и некоторые простейшие (см. главу 11).

По способности усваивать азот микроорганизмы делятся также на две группы: аминоавтотрофы и аминогетеротрофы.

Аминоавтотрофы для синтеза белка клетки используют молекулярный азот воздуха (клубеньковые бактерии, азотобактер) или усваивают его из аммонийных солей.

Аминогетеротрофы получают азот из органических соединений – аминокислот, сложных белков. К ним относят все патогенные микроорганизмы и большинство сапрофитов.

По источникам энергии среди микроорганизмов различают фототрофы, использующие для биосинтетических реакций энергию солнечного света (пурпурные серобактерии) и хемотрофы, которые получают энергию за счет окисления неорганических веществ (нитрифицирующие бактерии и др.) и органических соединений (большинство бактерий, в том числе и патогенные для человека виды).

Однако резкой границы между типами питания микробов провести нельзя, так как есть такие виды микроорганизмов, которые могут переходить от гетеротрофного типа питания к автотрофному, и наоборот.

В настоящее время для характеристики типов питания введена новая терминология: гетеротрофы называют органотрофами, а автотрофы – литотрофами (от греч. litos – камень), так как подобные микроорганизмы способны расти в чисто минеральной среде.

Транспорт питательных веществ. Питательные вещества могут проникать в цитоплазму микробных клеток только в виде небольших молекул и в растворенном виде.

Сложные органические вещества (белки, полисахариды и др.) предварительно подвергаются воздействию ферментов, выделяемых микробной клеткой, и после этого становятся доступными для использования. Транспорт питательных веществ в клетку и выход из нее продуктов метаболизма осуществляется в основном через цитоплазматическую мембрану.

Питательные вещества проникают в клетку несколькими способами:

1. Пассивная диффузия, т. е. перемещение веществ через толщу мембраны, в результате чего выравниваются концентрация веществ и осмотическое давление по обе стороны оболочки. Таким путем могут проникать питательные вещества, когда концентрация в среде значительно превышает концентрацию веществ в клетке.

2. Облегченная диффузия – проникновение питательных веществ в клетку с помощью активного переноса их особыми молекулами-переносчиками, называемыми пермеазами. Это вещества ферментной природы, которые локализованы на цитоплазматической мембране и обладают специфичностью.

Каждая пермеаза адсорбирует соответствующее питательное вещество на наружной стороне цитоплазматической мембраны, вступает с ним во временную связь и диффундирует комплексно через мембрану, отдавая на внутренней стороне ее транспортируемое вещество в цитоплазму.

Этот процесс совершается без использования энергии, так как перемещение веществ происходит от более высокой концентрации к более низкой.

3. Активный транспорт питательных веществ осуществляется также с помощью пермеаз, но этот процесс требует затраты энергии. В этом случае питательное вещество может проникнуть в клетку, если концентрация его в клетке значительно превышает концентрацию в среде.

4. В ряде случаев транспортируемое вещество может подвергаться химической модификации, и такой способ переноса веществ получил название переноса радикалов или транслокации химических групп. По механизму передачи транспортируемого вещества этот процесс сходен с активным транспортом.

Выход веществ из микробной клетки осуществляется или в виде пассивной диффузии, или в процессе облегченной диффузии с участием пермеаз.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Типы питания живых организмов

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления веществ и энергии извне. Процесс потребления веществ и энергии называют питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.

Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное.

Типы питания живых организмов крупных систематических групп

Надцарства
Царства
Подцарства
Автотрофы
Гетеротрофы
Фототрофы
Хемотрофы
Биотрофы
Сапротрофы

Прокариоты	Дробянки	Бактерии	+	+	+	+
Архебактерии	+	+	+	+
Цианобактерии	+	+	—	—
Эукариоты	Растения	Багрянки	+	—	—	—
Настоящие водоросли	+	—	—	—
Высшие растения	+	—	Очень редко	?
Грибы	Низшие	—	—	Редко	+
Высшие	—	—	Редко	+
Животные	Простейшие	—	—	+	Очень редко
Многоклеточные	—	—	+	+

Живые организмы в зависимости от типа питания делят на автотрофов и гетеротрофов.

Автотрофы (автотрофные организмы). Это организмы, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (растения, некоторые бактерии). Другими словами, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей.

В зависимости от источника энергии автотрофы делят на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. Фототрофы — организмы, использующие для биосинтеза световую энергию (растения, цианобактерии).

Хемотрофы — организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии и др.).

Гетеротрофы (гетеротрофные организмы). Это организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы, большинство бактерий).

По способу получения пищи гетеротрофы делят на фаготрофов и осмотрофов. Фаготрофы (голозои) заглатывают твердые куски пищи (животные). Осмотрофы поглощают органические вещества из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).

По состоянию источника пищи гетеротрофы подразделяют на биотрофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми организмами. К ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (питаются растениями), в том числе паразиты.

Сапротрофы используют в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бактерии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения (сапрофиты), сапротрофные животные (сапрофаги).

Среди них встречаются детритофаги (питаются детритом), некрофаги (питаются трупами животных), копрофаги (питаются экскрементами) и др.

Миксотрофы. Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному (смешанному типу) питания.

Организмы со смешанным типом питания называют миксотрофами.

Они могут синтезировать органические вещества из неорганических соединений и питаться готовыми органическими соединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).

ПОИСК

Считается, что на ранней стадии существования Земли в атмосфере не было свободного кислорода. Атмосфера была восстановительной и состояла из На, СН , NHз, N2 и Н2О либо только из аммиака и метана. Химическая эволюция органического вещества началась примерно 4 млрд. лет тому назад.

Возникшие гетеротрофные организмы научились использовать солнечный свет, стали независимыми и при дальнейшей эволюции не испытывали недостатка в пище. Эти свойства имеют и некоторые пурпурные бактерии, существующие в настоящее время.

Они ведут себя подобно гетеротрофам и используют органические соединения, но содержат также хлорофилл, с помощью которого совершается фотосинтез [c.61]
Повреждения грибами имеют характерные признаки и особенности. Грибы (см. гл. 1) не содержат хлорофилла и по способу питания относятся к гетеротрофам, т. е.

, как и гетеротрофные бактерии, потребляют углерод из готовых органических соединений, в том числе из ядов (цианидов, фенола и др.). Размножение грибов происходит разрастанием гиф и спор. [c.

Четвертый этап — воздействие продуктов метаболизма, образующихся в результате жизнедеятельности колоний микроорганизмов, на материал конструкции (кислотное, щелочное, окислительное и ферментативное). Несовершенные грибы (аэробные гетеротрофы) стимулируют коррозию металлов следующим образом. [c.53]

Витамины представляют собой группу незаменимых органических соединений различной химической природы, необходимых любому организму в ничтожных концентрациях и выполняющих в нем каталитические и регуляторные функции.

Недостаток того или иного витамина нарушает обмен веществ и нормальные процессы жизнедеятельности организма, приводя к развитию патологических состояний. Витамины не образуются у гетеротрофов. Способностью к синтезу витаминов обладают лишь автотрофы, в частности растения.

Многие микроорганизмы также образуют целый ряд витаминов, поэтому синтез витаминов с помощью микроорганизмов стал основой для разработки технологий промышленного производства этих биологически активных соединений. [c.53]

Жизненный цикл. Этот цикл тесно связан с углеродом атмосферы и гидросферы. В атмосфере источниками углекислого газа служат дыхание гетеротрофных организмов, гниение и горение органических веществ, газообмен с гидросферой, выветривание пород, вулканизм.

Запас углерода атмосферы расходуется в основном на фотосинтез в зеленых растениях суши и на газообмен с гидросферой. В гидросфере посредством фотосинтеза, осуществляющегося водными растениями, диоксид углерода попадает в растительное вещество, на базе которого развивается животный мир гидросферы.

-В то же время углекислый газ выделяется в воду при дыхании гетеротрофов. [c.207]

Эта аргументация не кажется нам достаточно обоснованной, так как все случаи превращения энергии у гетеротрофов, приведенные в табл. 10.1, несмотря на все достойные удивления превращения, имеют к. п. д.

не более 50%, так что больше половины полученной с растительной пищей свободной энергии (G) превращается в обыкновенное тепло (Я). Для удержания температуры тела выше окружающего уровня этого более чем достаточно.

Наконец, теплокровные животные составляют лишь незначительную долю гетеротрофов большинство животных принимает температуру окружающей среды. [c.472]

Каждый тип энергетического метаболизма может осуществляться на базе различных биосинтетических способностей организма. Выше уже обсуждалось деление всех прокариот в зависимости от особенностей конструктивного метаболизма на две группы авто- и гетеротрофов.

Следовательно, можно выделить 8 сочетаний типов энергетического и конструктивного метаболизма, которые отражают возможности способов существования (питания) прокариот (табл. 12). Всем способам питания соответствуют реально существующие прокариотные организмы.

Однако число [c.109]

Источником углерода для роста служат разнообразные органические соединения (белки, пептиды, отдельные аминокислоты, углеводы, кислоты) и СО2.

Разные представители в этом плане существенно различаются большинство — облигатные гетеротрофы, некоторые — факультативные и облигатные автотрофы.

Автотрофная ассимиляция СО2 происходит, вероятно, по восстановительному ЦТК. Углеводы, что показано по крайней мере для [c.433]

Актиномицеты — гетеротрофы. Для выделения этой группы микроорганизмов используют различные среды, содержаш,ие органические вещества растительного или животного происхождения, как, например, мясопептонный агар (МПА), сусло-агар (СА), картофельный агар, наиболее распространенной средой для учета актиномицетов является крах-мало-аммиачная среда [56,64], [c.42]

Источник углерода Органические вещества Неорганические вещества Гетеротроф Автотроф [c.444]

В зависимости от источника питания различают бактерии ав-тотрофы и гетеротрофы.

Автотрофные организмы утилизируют и окисляют минеральные соединения, гетеротрофные организмы используют в качестве источника энергии и биосинтеза клетки готовые органические вещества, находящиеся в сточной воде.

Механизм биологического окисления в аэробных условиях (в присутствии растворенного кислорода) гетеротрофными бактериями может быть представлен следующей схемой [55] [c.146]

Несмотря на то, что тиосульфат скорее всего является промежуточным продуктом окисления сульфида и серы тетратионатобразующими гетеротрофами, как это следует из стехиометрии потребления кислорода, в прямых экспериментах накопления тиосульфата обнаружить не удавалось, по – видимому, вследствие высокой скорости окисления последнего до тетратионата. [c.123]

ГРИБКИ — важнейшая группа микроорганизмов, участвующих в процессах биоразложения загрязнений окружающей природной среды грибы — растительноподобные гетеротрофы, размножающиеся спорами. [c.399]

Миксобактерии близки к истинным бактериям, они имеют такие же малые размеры и палочковидную форму размножаются путем полеречного изоморфного деления являются хемосинтезирующими, гетеротрофами способны расти на искусственных средах. Большинство из них строгие аэробы, не образующие опор мезофнлы, растут гари нейтральной реакции среды pH 7,2. [c.281]

Гетеротрофы (от греч. heyeros – другой, trophe – пища) -микроорганизмы, животные, некоторые растения и грибы, питающиеся готовым органическим веществом. [c.231]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеротрофы и автотрофы, причем перимущественное развитие та или иная группа получает в зависимости от условий работы системы. Эти две группы бактерий различаются по своему отношению к источнику углеродного питания.

Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатывают их для получения энергии и биосинтеза клетки.

Автотрофные организмы потребляют для синтеза клетки неорганический углерод, а энергшо получают за счет фотосинтеза, используя энергию света, либо хемосинтеза путем окисления некоторых неорганических соединений (например, аммиака, нитритов, солей двухвалентного железа, сероводорода, элементарной серы и Др.). [c.100]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеро-трофы и автотрофы, которые различаются по своему отношению к источнику углеродного питания.

Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатьша-ют их для получения энергии и биосинтеза клетки.

Автотрофиые организмы потребляют для синтеза неорганический углерод, а энергию получают либо за счет фотосинтеза, либо за счет хемосинтеза при окислении ряда неорганических соединений. [c.241]

Растения, не использующие для своей жизнедеятельности вещества органической природы, называются аутотрофными организмами животные являются гетеротрофными организмами.

Среди микроорганизмов встречаются как аутотрофы, так и гетеротрофы.

Кроме того, для микроорганизмов характерным признаком считается наличие специфических химических веществ и реакций, не встречающихся в клетках животных и растений. [c.15]

Бактерии — мельчайшие организмы (ультрапланктон), размер которых не превышает 5 мкм. Бактерии являются автотрофами, гетеротрофами и олиготрофами. Автотрофные бактерии включают фотосинтезирующие формы, использующие для синтеза ОВ из минеральных веществ солнечную энергию, и хемосинтезирующие, использующие для этой цели химическую энергию. Авто- [c.112]

Большая часть бактерий — гетеротрофы, они сушествуют за счет органических веществ других организмов, за счет разложения сложных органических молекул. Гетеротрофы, использующие для питания мертвые ОВ (некрому), называются сапрофитами, или гнилостными] те же бактерии, которые живут в теле живых организмов, называются паразитами. [c.113]

По отношению к кислороду бактерии подразделяются на аэробные, развивающиеся в присутствии кислорода, анаэробные — при отсутствии свободного кислорода, факультативно-анаэробные, растущие в тех и других условиях.

Бактерии, развивающиеся в высокоминерализованных средах (более 100 г/л), называются галофильными. Анаэробные гетеротрофы — это метанобразующие, метанокисляюшие, молочнокислые, маслянокислые, гнилостные бактерии и др. [c.

Сульфатредуцируюшие бактерии — анаэробные гетеротрофы извлекают кислород из сульфатов они всегда присутствуют в морских водах. [c.132]

Впервые понятия авто- и гетеротрофия были введены для противопоставления растительного и животного образа жизни. Позднее их распространили на все другие организмы, в том числе и на прокариотные. Термин автотрофия означает питающийся самостоятельно, гетеротрофия — питающийся другими от греческих слов autos — сам, heleros — другой, trophe — пища. [c.83]

Если прокариоты выращивать на средах, где источник углерода — одно-, двух- или трехуглеродные соединения, то необходимые сахара (в первую очередь С ) они должны синтезировать из имеющихся в среде источников углерода.

У подавляющего большинства автотрофов на среде с СО2 в качестве единственного источника углерода сахара синтезируются в реакциях восстановительного пентозофосфатного цикла.

У гетеротрофов на среде с Сз- и Сз-соединениями для синтеза необходимых сахаров используются в значительной степени реакции, функционирующие в ка-таболическом потоке, например в гликолитическом пути.

Однако поскольку некоторые ферментативные реакции этого пути необратимы, в клетках гетеротрофных прокариот, способных использовать двух- и трехуглеродные соединения, сформировались специальные ферментативные реакции, позволяющие обходить необратимые реакции катаболического пути. [c.87]

К V подгруппе отнесены архебактерии, характеризующиеся совокупностью следующих признаков облигатные термофилы ацидофилы или нейтрофилы аэробы, факультативные или строгие анаэробы автотрофы или гетеротрофы. Метаболизм больщинства из них связан с молекулярной серой (S ). Представители порядка Thermoproteales в процессе хемолитоавтотрофного роста получают энергию в реакции [c.180]

Образовавшиеся молекулы 3-ФГК затем подвергаются серии последовательных ферментативных преврашений, ведуших к образованию молекулы глюкозы.

Эти преврашения включают реакции, известные в гликолитическом пути, но идушие теперь в обратном направлении (реакции, катализируемые ферментами Ф2— Ф5 и Ф7 на рис.

77), и реакции, сформировавшиеся у гетеротрофов на пути синтеза глюкозы из С2- и Сз-соединений для обхода необратимых реакций гликолитического пути (реакции, катализируемые ферментами Фб и Фа на рис. 77). Реакция восстановления [c.295]

Все это создает большую нагрузку на конечный этап дыхательной цепи.

Действительно, у железобактерий и нитрификаторов конечный участок дыхательной цепи развит очень сильно эти бактерии характеризуются исключительно высоким содержанием цитохромов с и д, во много раз превышающим их содержание у гетеротрофов. Рассмотрим теперь более подробно отдельные группы хемолитотрофных эубакгерий. [c.370]

Все нитрифицирующие бактерии — облигатные аэробы некоторые виды — микроаэрофилы. Большинство — облигатные автотрофы, рост которых ингибируется органическими соединениями в концентрациях, обычных для гетеротрофов.

С использованием ” С-соединений показано, что облигатные хемолитоавтотрофы могут включать в состав клеток некоторые органические вещества, но в весьма ограниченной степени. Основным источником углерода остается СО2, ассимиляция которой осуществляется в восстановительном пентозофосфатном цикле.

Только для некоторых штаммов МНгоЬас1ег показана способность к медленному росту в среде с органическими соединениями в качестве источника углерода и энергии. [c.382]

Преметаболиты в схеме представляют собой простые питательные вещества, поступающие извне (аммоний, ионы металлов, углекислота, сульфаты, фосфаты, нитраты, для гетеротрофов — моносахариды и некоторые другие) [c.143]

Органические вещества Хемолито- гетеротрофия Прокариоты (водородные, метановые и другие бактерии) [c.444]

Органические вещества Хемооргано- гетеротрофия Животные и многие прокариоты [c.444]

Источник

Читайте также:  Способ создания комического эффекта