Студопедия — Микроорганизмы, разрушающие клетчатку
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Микроорганизмы, разрушающие клетчатку






 

Наиболее распространенным углеродным соединением в природе является целлюлоза. Целлюлоза составляет от 15 до 60% массы расте­ния, в хлопке и льне содержание целлюлозы достигает 80-95%.

Разложение целлюлозы микроорганизмами является самым боль­шим по масштабам естественным деструкционным процессом, звеном круговорота углерода, обеспечивающего возврат фиксированного в процессе фотосинтеза углерода в атмосферу в виде СО2. Глобальная роль микроорганизмов в этом процессе определяется тем, что ни животные, ни растения, как правило, не способны разлагать целлюлозу. Трансформация целлюлозосодержащих соединений в при­роде происходит в разных условиях аэрации, температуры, рН среды.

Разложение целлюлозы в природе - это сложный, комплексный процесс, происходящий при участии сообщества микроорганизмов, в состав которого входят микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, и микроорганизмы-спутники, использующие продукты распада. В анаэробных условиях разложение целлюлозы осуществляется анаэробными бактериями рода Clostridium. При этом образуется много органических кислот (уксусная, янтарная, молочная, масляная, муравьи­ная) этиловый спирт, углекислый газ и водород. В отличие от процесса анаэробного разложения целлюлозы, кото­рый осуществляется только бактериями, в аэробных условиях клетчатку разлагают многие микроорганизмы разных систематических групп: бак­терии, миксобактерии, актиномицеты, грибы. В кислых лесных почвах главная роль в превращении целлюлозы принадлежит грибам (p. Trichoderma, p. Aspergillus, Penicillium и др., базидиальные грибы). В почвах под травянистой растительностью, в степных и луговых ландшафтах в разложении целлюлозы помимо грибов участвуют миксо­бактерии, актиномицеты, вибрионы p. Cellvibrio.

Разложение целлюлозы до глюкозы микробными ферментами про­текает в несколько стадий и требует участие сложного ферментного комплекса, включающего не менее четырех ферментов (см. рис. 2).

 

 

Рисунок 3 – Схема ферментного комплекса

 

Процесс разрушения клетчатки начинается с ферментативного гидролиза. Под действием фермента целлюлазы клетчатка гидролизуется до целлобиозы, далее под влиянием фермента целлобиазы переходящей в глюкозу. Схематично эти процессы могут быть выражены следующим образом:

 

(C6H10O5)n nC12H22O11 nC6H12O6

 

Глюкоза в аэробных условиях окисляется микроорганизмами до оксикислот, а затем до конечных продуктов – углекислого газа и воды. Процесс сопровождается выделением большого количества энергии:

 

C6H12O6 R – CHOHCOOH CO2 + H2O + x кДж

 

В анаэробных условиях глюкоза сбраживается по типу маслянокислого брожения:

 

С6Н12О6 СН3СН2СН2СООН + СО2 + Н2 + х кДж

 

Состав конечных продуктов может быть различным в зависимости от вида микроорганизма, ведущего процесс разрушения клетчатки. В аэробных условиях наиболее активно разрушают клетчатку бактерии, которые входят в порядки Myxobacteriales и Cytophagales группы скользящих бактерий.

Род Cytophaga представлен длинными палочковидными клетками с заострёнными концами, несколько изогнутыми (2-10 мкм). В старой культуре появляется много нитевидных и шаровидных инволюционных форм. Колонии жёлтого, оранжевого, коричнево-бурого цвета, гладкие, слизистые. Эти бактерии широко распространены в почве.

Род Cellvibrio представлен мелкими, слегка изогнутыми палочками, подвижными (2-4 мкм). Колонии охряно-жёлтые, зелёные, слизистые. Встречаются в почве.

Род Cellfalcicula имеет вид коротких толстых палочек, серповидно изогнутых, с заострёнными концами (2, 0 х 0, 7 мкм). Образует слизистые колонии зеленоватого, буро-палевого цвета. Выделяется из почвы.

Род Sorangium в молодой культуре имеет вид сравнительно толстых, слегка изогнутых палочковидных клеток с закруглёнными концами (2-5 мкм). При старении культуры образуются плодовые тела, состоящие из микроцист. Палочковидные клетки укорачиваются, покрываются толстой оболочкой, приобретая неправильные очертания. Колонии ярко-оранжевого, фиолетового цвета. Легко выделяется из подзолистых луговых и окультуренных почв, а также из кроличьего и конского навоза.

Помимо бактерий в аэробном разрушении клетчатки участвуют плесневые грибы Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, Trichoderma и некоторые актиномицеты рода Streptomyces и рода Micromonospora.

В анаэробных условиях процесс разложения клетчатки идёт за счёт мезофильных и термофильных бактерий рода Clostridium. Cl. omelianskii имеет вид длинных палочковидных клеток (4-8 мкм), в старых культурах длина 10-15 мкм, расположены одиночно или соединены в нити. Споры шаровидные, формируются на конце клетки, принимающей форму барабанной палочки. Выделяется из почвы и воды. Оптимальная температура роста 25-30оС.

Из термофильных форм особо активно разрушает клетчатку Cl. thermocellum. Он представлен прямыми или слегка изогнутыми палочками с округлой спорой на конце клетки. Оптимальная температура роста 55-60оС.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3716. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Экспертная оценка как метод психологического исследования Экспертная оценка – диагностический метод измерения, с помощью которого качественные особенности психических явлений получают свое числовое выражение в форме количественных оценок...

В теории государства и права выделяют два пути возникновения государства: восточный и западный Восточный путь возникновения государства представляет собой плавный переход, перерастание первобытного общества в государство...

Закон Гука при растяжении и сжатии   Напряжения и деформации при растяжении и сжатии связаны между собой зависимостью, которая называется законом Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука в 1678 году...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия