Царстве бактерий можно найти различные способы питания например бактерии брожения относят

Особенности питания бактерий: типы и механизмы питания, факторы роста, ферменты бактерий

Особенности питания бактерий

Типы питания микроорганизмов

Чтобы бактерии могли осуществлять нормальные процессы жизнедеятельности, им нужны определенные химические вещества. Среди них — калий, фосфор, углевод, азот, сера и др. Поэтому тема питания бактерий в микробиологии крайне важна.

Тип питания бактерий зависит от источника получения ими углерода. Бактерии по типу питания делятся на:

• автотрофы. Такие микроорганизмы используют для образования органических соединений, которые потом послужат основой для строения тела, диоксид углерода и прочие неорганические вещества. Среди таких неорганических веществ можно назвать серобактерии, нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др;
• гетеротрофы. Это группа микроорганизмов, которые употребляют в пищу уже готовые органические вещества. В группе гетеротрофов выделяют сапрофитов (организмы, которые утилизируют остатки отмерших организмов) и паразитов (организмы, которые питаются за счет организма своего хозяина).

Еще одна классификации бактерий по типу питания основана на виде окисляемого субстрата, который является донором водорода или электронов. Выделяют:

• литотрофные микроорганизмы. В качестве доноров водорода они используют неорганические соединения;
• органотрофные микроорганизмы. В качестве доноров водорода они используют органические соединения.

Также деление бактерий по способам питания зависит от источника энергии. Выделяют:

• фототрофы. К ним относят фотосинтезирующие организмы.
• хемотрофы. К ним относят организмы, которые используют химические источники энергии.

Факторы роста

Микроорганизмы нуждаются в дополнительных компонентах, чтобы они могли расти на питательных средах. Такие компоненты называются факторами роста.

Факторы роста — соединения, которые нужны микроорганизмам для роста, и которые они не могут самостоятельно вырабатывать.

Факторы роста добавляются в питательные среды.

Соединения, относящиеся к факторам роста:

• аминокислоты, участвующие в построении белков;
• пиримидины и пурины, образующие нуклеиновые кислоты;
• витамины, входящие в состав отдельных ферментов.

В зависимости от того, как микроорганизмы относятся к факторам роста, они делятся на прототрофы и ауксотрофы:

Ауксотрофы нуждаются в одном или нескольких факторах роста.

Прототрофы синтезируют необходимые для роста соединения самостоятельно. Их особенность в том, что они способны создавать компоненты из солей глюкозы и аммония.

Механизмы питания бактерий

Есть целый ряд факторов, обуславливающих поступление веществ в бактериальную клетку. Это:

• pH среда;
• растворимость молекул в воде или липидах;
• концентрация веществ;
• различные факторы, которые влияют на проницаемость мембран и др.

Цитоплазматическая мембрана — основной регулятор поступления в клетку различных соединений.

Существуют (условно) 4 механизма поступления в клетку веществ:

1. Простая диффузия. Вещества перемещаются за счет того, что существует разница концентраций по разным сторонам ЦМП. В процессе такого транспорта не тратится энергия. Органические молекулы и медицинские препараты в большинстве случаев проходят через липидный слой цитоплазматической мембраны. В отдельных случаях они проходят по каналам ЦМП, которые заполнены водой.
2. Облегченная диффузия. В этом случае вещества также перемещаются за счет разницы концентраций по разным сторонам ЦМП. Такое перемещение возможно только в том случае, если есть специфические молекулы-переносчики, которые находятся в ЦМП. Каждый такой переносчик может перемещать через мембрану конкретное вещество.

Пример 1

К примеру, пермеазы выступают как белки-переносчики. Пермеазы синтезируются в цитоплазматической мембране.

1. Активный транспорт. Он протекает при участии пермеаз — в направлении от веществ с меньшей концентрацией к веществам с большей концентрацией. В процессе расходуется АТФ, образованная в результате окислительно-восстановительных процессов в клетке.
2. Транслокация или перенос групп. Этот процесс похож на предыдущий, но отличается тем, что в процессе переноса молекула видоизменяется (например, фосфорилируется). Выход веществ из клетки осуществляется в результате диффузии с участием транспортных систем.

Мы рассмотрели типы и механизмы питания бактерий. Теперь обратимся к ферментам.

Ферменты бактерий

Ферменты — белковые соединения, которые принимают участие в таких процессах как анаболизм и катаболизм, а также распознают нужные субстраты, взаимодействуют с ними и ускоряют химические процессы.

Выделяют эндоферменты — они катализируют метаболизм, который протекает внутри клетки.

Есть еще экзоферменты — это ферменты, выделяемые бактериальной клеткой в окружающую среду. Они расщепляют макромолекулы питательных сред до простых веществ, которые клетка легко усваивает.

Отдельные экзоферменты, к примеру, пенициллиназа, инактивируют антибиотики, выполняя тем самым защитную функцию.

Конститутивные ферменты синтезируются клеткой непрерывно. Этот процесс не зависит от наличия субстратов в питательной среде.

Индуцибельные или адаптивные ферменты могут синтезироваться клеткой только в том случае, если в среде есть субстрат этого фермента.

Ферменты агрессии призваны разрушать клетки и ткани. Благодаря этому бактерии и их токсины получают возможность широкого распространения. К таким ферментам относятся коллагеназа, дезоксирибонуклеаза, гиалуронидаза, лецитовителлаза, нейраминидаза и др.

Ферменты бактерий делятся на классы:

• ферменты окислительно-восстановительные или оксидоредуктазы. К ним относятся оксидазы, дегидрогеназы;
• трансферазы. Их задача — перенос атомов и радикалов;
• гидролазы. Этот класс ферментов участвует в процессах гидролиза. Среди ферментов выделяют фосфатазы, эстеразы, глюкозидазы и др;
• лиазы. Они отщепляют группы веществ от субстратов при помощи негидролитического способа. Это карбоксилазы;
• изомеразы. Они могут преобразовывать органические вещества в изомеры. Это фосфогексоизомераза;
• синтетазы или лигазы. Они катализируют синтез сложных веществ из простых. Это глютаминсинтетаза и аспарагинсинтетаза.

Источник

Питание бактерий

Питание бактерий – это процесс поглощения и усвоения бактериальной клеткой пластического материала и энергии в результате преобразовательных реакций [4] .

Питание является неотъемлемой функцией каждого живого организма. В процессе питания организм получает вещества, идущие на синтез клеточных структур и служащие источником энергии для всех процессов жизнедеятельности. Для питания микроорганизмов необходимы те же элементы, что и для животных, и растений. Первоочередные элементы питания – углерод, азот, кислород, водород, являющиеся основой всех органических веществ, которые входят в состав живой клетки как прокариоритеческих так и эукариоэтических организмов [5] .

Типы питания бактерий чрезвычайно разнообразны. Различаются они в зависимости от способа поступления питательных веществ бактериальной клетки, источников углерода и азота, способа получения энергии, природы доноров электронов [4] .

Содержание:

Способы поступления питательных веществ

По способам поступления питательных веществ бактерии подразделяются на:

• голофиты (греч. holos – полноценный и греч. phyticos – относящийся к растениям) – бактерии неспособные выделять в окружающую среду ферменты, расщепляющие субстраты, потребляют вещества только в растворенном, молекулярном виде;
• голозои (греч. holos – полноценный и греч. zoikos – относящийся к животным) – бактерии, обладающие комплексом ферментов, обеспечивающие внешнее питание – расщепление субстратов до молекул вне бактериальной клетки, после чего молекулы питательных веществ транспортируются внутрь бактерии[4] .

Гетеротрофные бактерии: культура Erwinia amylovora

Источники углерода

По источникам углерода различают:

• автотрофы (греч. autos– сам, trophe – пища) – бактерии, использующие в качестве источника углерода углекислый газ (CO₂), из которого осуществляют синтез всех углеродосодержащих веществ;
• гетеротрофы (греч.geteros– другой, trophe– пища) – бактерии, использующие в качестве источника углерода различные органические вещества в молекулярной форме (многоатомные спирты, углеводы, жирные кислоты, аминокислоты) [4] .

Наибольшая степень гетеротрофности отмечается у прокариот, живущих только внутри других живых клеток, в частности хламидий и риккетсий [4] .

Источники энергии

В зависимости от используемых источников энергии бактерии подразделяют на два типа:

• фототрофы – бактерии способные использовать солнечную энергию;
• хемотрофы – бактерии, получающие энергию при окислительно-восстановительных реакциях [4] .

Хемоорганотрофные бактерии

Pectobacterium carotovorum ssp. carotovorum вытекают из тканей капусты [6] .

Природа доноров электронов

• литотрофы (греч. litos – камень) – бактерии, использующие в качестве доноров электронов неорганические вещества: водород (Н₂), сероводород (Н₂S), аммиак (NH₃), серу (S), углекислый газ(CО₂₎, ионы железа (Fe₂₊) и многие другие;
• органотрофы – бактерии, использующие в качестве донора электронов органические соединения (углеводы, аминокислоты) [4] .

В зависимости от источника энергии и природы донора электронов возможно четыре основных типа энергетического метаболизма: хемолитотрофия, хемоорганотрофия, фотолитотрофия, фотоорганотрофия. Таки образом, бактерии разделяют на:

• хемолитотрофы – бактерии, получающие энергию при окислительно-восстановительных реакциях и использующие в качестве доноров электронов неорганические вещества;
• хемоорганотрофы – бактерии, получающие энергию при окислительно-восстановительных реакциях и использующие в качестве донора электронов органические соединения;
• фотолитотрофы – бактерии, получающие энергию в результате фотосинтеза (солнечная энергия) и использующие в качестве доноров электронов неорганические вещества;
• фотоорганотрофы – бактерии, получающие энергию в результате фотосинтеза (солнечная энергия) и использующие в качестве донора электронов органические соединения [2] .

Источники углерода, энергии и доноров электронов

Каждый тип энергетического метаболизма осуществляется на базе различных биосинтетических способностей организма. Как отмечалось выше, прокариоты, прежде всего, делятся на автрофов и гетеротрофов. В последствие, те же микроорганизмы распределяются ещё по группам: фототрофы, хемотрофы, литотрофы, органотрофы [3] .

Следовательно, выделяется восемь сочетаний типов энергетического и конструктивного метаболизма, отражающие возможности способов питания прокариот:

Способы питания прокариот представлены в Таблице 1 [2] .

Всем перечисленным способам питания соответствуют реально существующие прокариоты. Однако число видов, относящихся к той или иной группе, далеко не одинаково. Большинство видов сосредоточено в группе с хемоорганогетеротрофным типом питания. В числе фотосинтезирующих прокариот (фототрофов) подавляющее число (все цианобактерии, большинство пурпурных и зеленых серобактерий) – фотолитотрофы [2] .

Кроме указанных восьми типов питания, отмечается существование миксотрофов – организмов, способных одновременно использовать различные возможности питания. Например, способные одновременно окислять органические и минеральные соединения или использующие в качестве источника углерода, как диоксид углерода, так и органические вещества [3] .

Источник

ГДЗ биология 6 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 29 Питание бактерий, грибов и животных

Стр. 122. Вспомните

№ 1. Чем питаются организмы?

Питание – это поддержание здоровья и жизни любого живого организма (поддержание оптимального течения физиологических процессов жизнедеятельности, восполнения запасов энергии, реализации процессов роста и развития, обмена веществ) при помощи поглощения пищи.

По способу питания выделяют два типа живых организмов: автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы используют в качестве источников углерода углекислый газ. Это растения и некоторые виды бактерий, которые могут создавать из неорганических веществ (минеральные соли, вода, углекислый газ) органическое соединения. В зависимости от источников энергии автотрофы делятся на фотоавтотрофов и хемоавтотрофов. Фототрофы используют для биосинтеза световую энергию (цианобактерии, растения), а хемотрофы энергию химических реакций окисления неорганических соединений (серобактерии, водородные бактерии).

Гетеротрофами являются организмы, которые используют в качестве источника углерода органические вещества. Это большинство бактерий, грибы, животные. Такие организмы не способны создавать органические соединения из неорганических, а потому постоянно нуждаются в готовых органических веществах для питания.

№ 2. Какую роль играет пища в живом организме?

Основным предназначением пищи в живом организме является поставка энергии, возобновляемых материалов (жиров, углевода, белков), которые нужны для роста имеющихся и создания новых клеток, а также регуляции всех процессов, происходящих в его тканях и органах.

Стр. 126. Моя лаборатория

Обследуйте растения, растущие в районе школы, дома, на даче. Если обнаружите растения, пораженные болезнетворными бактериями или грибами, зарисуйте или сфотографируйте их. Сравните увиденное с рисунком 80.

Пользуясь атласами-определителями и материалами Интернета, укажите названия растений и болезней, их поразивших.

Около дома я увидел яблоню, листья которой были поражены разными бактериальными болезными: бурая пятнистость или филлостикоз и бурый ожог. Бурую пятнистость вызывает грибок, который может зимовать в опавших листьях и распространяется только весной. Симптомы поражения листьев заметны уже в мае, когда на листьях дерева становятся видны мелкие бурые пятна с ободком более темного оттенка. Способствует развитию бактерий высокая влажность воздуха в сочетании с достаточным количеством тепла.

Еще одна болезнь, поразившая листья яблони, это бактериальный ожог. Ее бактерии весной могут переносить птицы, насекомые, ветер и даже вода при поливе или во время дождя. Признаки поражения становятся видны летом. Тогда листья и плодоножки начинают активно усыхать, скручиваться и опадать. При сильном поражении дерево спасти невозможно.

Стр. 127. Задание

Используя интернет-источники, научно-популярные журналы, книги, текст учебника, подготовьте сообщение на тему «Выращивание грибов».

В настоящее время существует большое количество методик, которые позволяют максимально быстро и просто вырастить грибы. Кроме того, ежегодно появляются новые способы, упрощаются старые методы, дающие возможность не только увеличивать эффективность выращивания грибов, но и значительно расширить ассортимент возделывания культур. Теоретически, в домашних условиях можно вырастить любые грибы. Однако, большую часть из того, что выращивается в частном порядке, составляют шампиньоны и вешенки.

При выращивании грибов очень важно, чтобы были соблюдены такие условия, как:

Хорошая система вентиляции в помещении;

Температура воздуха от + 8℃ до + 20℃;

Постоянная чистота, отсутствие паразитов в виде плесени и вредителей;

Влажность в пределах 80 – 90 %;

Герметичность в помещении, однако, при необходимости его требуется регулярно проветривать;

Наличие системы отопления для поддержания необходимой температуры

Выращиваются грибы, например, вешенки, в специальных мешках, которые представляют собой смесь субстрата и мицелия. В состав субстрата обычно входит солома пшеницы и ячменя, измельченные стебли и листья кукурузы, шелуха подсолнечника или гречки. Опилки и стружку лучше не использовать, потому что в них развивается плесень. В некоторых случаях даже требуется термическая обработка субстрата с целью обеззараживания его от плесени и грибков.

Грибные блоки должны помещаться в помещение, в котором около двух недель будет проходить инкубационный период. В это время важно, чтобы температура воздуха составляла не менее +20℃, но не более 28℃. При выращивании грибов летом температуру в помещении требуется снижать, используя для этого, например, вентилятор, струя воздуха которого направляется непосредственно на мешки с субстратом.

После завершения периода инкубации наступает период плодоношения. В этот промежуток времени важно снизить температуру воздуха до 12℃ – 15℃, обеспечить грибам минимальный 8 часовой световой день при помощи лампы дневного света, повысить влажность до 95% и проветривать помещение не менее 3 – 4 раз в сутки.

Если все условия выполнены, а последовательность соблюдена, то через несколько дней должны появиться первые плодовые тела грибов. Срок плодоношения в среднем составляет от 1,5 до 2 недель. Интересно, что в последние 2 – 3 дня темп роста шляпок у грибов вешенок будут максимальными. Этот момент и считается оптимальным для их сбора.

Стр. 127. Вопросы после параграфа

№ 1. Что общего в питании большинства бактерий и грибов??

Большинство бактерий и грибов схожи по типу питания. Они не могут образовывать органические вещества из неорганических, а потому используют уже готовые органические соединения для своего питания, из-за чего являются консументами или гетеротрофами.

№ 2. В чём особенность питания грибов?

Главная особенность питания грибов в том, что питаются они исключительно готовыми органическими веществами. Соответственно, по типу питания они являются гетеротрофами.

Рацион их достаточно разнообразен, а источника питания всего два: минералы и органические соединения. Минеральные вещества усваиваются преимущественно из влаги, а органика – из других живых, либо мертвых организмов (гниющие корни, трупы животных, растительные останки)

Еще одна особенность питания грибов – способ всасывания растворенных в воде питательных веществ, потому что они не могут усваивать крупные частички пищи. Все они поглощаются мицелием путем осмоса, поэтому такой способ питания называется диффузно-осмотическим. Соответственно, большая площадь поверхности мицелия для них очень выгодна.

№ 3. Что такое гетеротрофное питание?

Гетеротрофное питание – это способ питания живых организмов, источником энергии при котором являются готовые органические вещества (как правило, ткани растений или животных)

№ 4. Каких животных называют растительноядными?

Растительноядными называют животных, которые совсем не употребляют «животную» пищу, то есть, других животных. Это многие насекомые, птицы, парнокопытные, моллюски и т.д. К ним относится и большое количество млекопитающих, которые проживают в разных уголках нашей планеты. Растительноядные животные питаются семенами и сочными плодами, ягодами, зелеными частями растений – листьями, молодыми побегами, почками.

№ 5. Назовите известных вам всеядных животных.

Всеядные животные – это животные, которые могут питаться не только растительной и животной пищей, но и останками погибших организмов. Из млекопитающих животных, которые относятся к этой группе, мне известны такие: свинья, белка, енот, бурундук, скунс, шимпанзе, медведь, мышь. Из птиц всеядными являются: страус, ворона, сорока.

Стр. 127. Задание

№ 1. Используя интернет-источники, научно-популярные журналы, книги, текст учебника, подготовьте сообщение на тему «Способы добывания пищи животными».

За много лет существования разные виды животных приспособились не только к выживанию в определенных условиях окружающей их среды, но и к добыче для себя пищи. С научной точки зрения принято выделять несколько способов получения пищи животными. Среди них:

Простое получение пищи;

К способу простого получения пищи относится обычное поглощение животными либо растений, либо других животных. Особенно распространен он среди травоядных животных (лошади, жирафы, кролики, коровы, слоны, бобры), потому что именно они могут питаться готовой травой и корневищами, листвой и стеблями. Также они могут потреблять семена, фрукты и овощи. Основное преимущество такого способа поглощения кроется в минимальных затратах энергии, которые могут расходоваться животными на непосредственную добычу пищи. Другими животными питаются хищники – норки, волки, рыси, тигры, коршуны, львы, у которых, в отличие от травоядных, хорошо развиты когти, клыки и зубы, чтобы разрывать мясо и грызть кости.

Комменсализм подразумевает добывание пищи одним животным, находящимся под защитой у другого. Другими словами, это союз, который устанавливается между животными, когда слабые особи питаются пищей, добытой сильными особями. Яркий пример такого союза – травяные вши, которые селятся в муравейниках и кормят муравьев сладкой жидкостью.

Симбиоз как способ добычи пищи животными является разновидностью комменсализма. Но, в отличие от комменсализма, при котором пищу добывает только одно животное, при симбиозе два животных обитают как единый организм и пищу добывают тоже вдвоем. Пример такого способа – союз рака-отшельника и актинии. Рак-отшельник перемещает актинию в места, где есть больше всего добычи, на своей раковине. Актиния же выполняет функцию защиты рака-отшельника от хищников. Таким образом, выгоду получают два животных.

Паразитизм представляет собой добычу пищи одним организмом за счет другого. Например, мошки или клещи и теплокровное животное. Паразиты питаются кровью животных, нанося им вред.

№ 2. Используя текст параграфа, дополнительные источники информации, сравните особенности поведения хищника и растительноядного животного.

Исходя из того, что животных мир разнообразен, разнообразны и пищевые цепи, в которых они являются активными участниками, а значит, отличаются и поведенческие особенности, и навыки разных групп животных – растительноядных и хищников.

Растительноядные или травоядные животные более спокойные, у них хорошо развиты мышцы головы для длительного пережевывания пищи и передние и задние, благодаря которым они могут быстро убегать в случае опасности. Поведение хищников более агрессивное, если они охотятся за добычей. Они очень хитрые, бдительные, способны долго следить за жертвой и при наступлении подходящего момента просто нападают на нее. Так как добывать пищу им сложнее, то у них лучше развит мозг и конечности, на которых есть острые и цепкие когти.

Стр. 127. Подумайте

Почему бактерии, грибы и животных относят к разным царствам, хотя большинство из них питаются готовыми органическими веществами?

Потому что бактерии, грибы и животные хоть и являются гетеротрофами по типу питания, так как не способны перерабатывать неорганические соединения в органические и питаются только готовыми органическими веществами, они отличаются как по внешнему, так и внутреннему строению. Например, бактерии являются одноклеточными организмами, тело которых состоит из клеточной стенки, цитоплазмы, ядерного вещества с наследственной информацией, жгутиков. При этом относятся они к прокариотам, так как у них нет ядра.

Представители царства животных могут иметь не только одноклеточное, но и многоклеточное строение. Клетки животных имеют и свои отличительные особенности от клеток других живых организмов: отсутствие плотной клеточной стенки и вакуолей. У них есть клеточный центр, а в качестве запасной питательной субстанции собирается и накапливается гликоген.

Грибы также отличаются от растений и от животных. Например, в их клеточной стенке содержится хитин, в котором копится гликоген. А у некоторых представителей царства в клетках может содержаться сразу несколько ядер.

Таким образом, можно сделать вывод, что у представителей каждого царства отличаются внешнее и внутреннее строение, рост и развитие, дыхание и питание, размножение и выделение.

Источник