Шпаргалка по "Микробиологии"

20. Химический состав  микробов.

Может очень различаться, но общее для  всех было выведено Клюйером и ван  Нильсом, описали его в книге  «Вклад микробов в биологию». 1) В наибольшем составе встречаются биогенные элементы (C»50% (оптим. источник – углеводы, аминок-ты…), N₂»14% (необходим, т. к. входит в аминок-ты, нуклеин. к-ты; боль-во м/о потреб. восст. формы азота), O₂»20%, H₂»10% P»3% (входит в с-в фосфолипидов, нуклеин. к-т, АТФ; источники – фосфаты К и Na), S»1%) в å » 97%; 2) Макроэлементы (K»1%, Mg»Ca»0,5%);            3) Микроэлементы (ионы тяж. мет.: Zn, Mn, Cu, Co, I) в å < 1%. Всего в клетке > 70 эл-тов, в виде соединений (больше всего воды – до 85%). Вода явл. растворителем в-в, источником Н⁺ и ОН^-, дисперсионной средой для коллоидов; 4) Орг. соединения: белки, углеводы, липиды, аминокислоты, витамины. Макромолекулы состоят из мономеров. Белки эукариотов и прокариотов по хим. с-ву не различаются, за искл. диаминопонимелиновй к-ты, которая есть у прокариотов, она входит в стенку клетки.

21. Питательные среды.

Факторы роста – не синтезир. м/о, но необх. для их роста (аминок-ты, витамины, азотистые основания). Классификация: 1) по с-ву – естественные, искусственные; 2) по контистенции – плотные (агар-агар, желатин), жидкие; 3) по назначению – универсальные (Р.Кох), элективные: может развиваться 1 вид м/о (Виноградский), накопительные: интересующее в-во в избытке (окисление нефти) 

22. Принцип биохимического  единства жизни.

Биохимическое направление в микробиологии: А. Клюйер (1888-1956); К. ван Ниль.: а) единство конструктивных процессов; б) единство энергетических процессов; в) единство хранения и передачи генетической информации.

23. Метаболизм микроорганизмов.

Конструктивный  (строительный) поступившие извне в-ва подвергаются сложной переработке, из них синтезируются в-ва клетки – питание: поступление и усвоение пищи (ассимиляция). Энергетический освобождается необходимая для жизни энергия, скрытая в орг. соед-ях – дыхание процесс разложения и окисления орг. в-в (диссимиляция). Они не отделимы друг от друга, взаимосвязаны; обуславливают рост, развитие и размножение орг-ма. Особенность обмена у м/о: необычайно интенсивное потребление ими в-в из среды, основная масса расходуется в энергетическом обмене (продукты к-ты, спирты, СО₂, Н₂…) 

24. Ферменты, транспорт  в-в

Ферменты – биол. катализаторы, вырабатываемые клетками орг-ма (обмен в-в, рост, развитие). По хим. природе – белки (протеины – простые белки, протеиды - сложные белки: белки (избир. способность) и простетическая (активная) группа (опред. каталитич. способность фермента)). Присущи все з-ны катализа, задача - ¯ Е_акт. Основной с-в ферментов опред. генотипом клетки (относительно постоянный). Конститутивные – присутствуют в клетках данного орг-ма, входят в число компонентов клетки; индуцируемые (адаптивные) – вырабатываются только при изменившихся условиях жизни. Эндоферменты (внутриклет.) – не выделяются при жизни в окр. среду, экзоферменты (внеклет.) – выделяются наружу, участвуют во внеклет. переваривании пищи, т. к. вызывают расщепление сложных в-в на более простые. Мех-м поступления в-в: на пути пит. в-в 2 барьера – клет. стенка и цитоплазмат. мембрана. 1) пассивная диффузия а) по градиенту конц-ции для неэлектролитов, б) по градиенту конц-ции электр. потенциала для электролитов; 2) облегченная диффузия (ферменты пермеазы); 3) активный транс-т (аминок-ты)   

25. Способы добывания  энергии у микроорганизмов.

1) Брожение (анаэробный процесс разложения  орг. соединений; часть восст-тся,  а часть мол-л окисляется). C₆H₁₂O₆ (м/о)à 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2МАТФ; C₆H₁₂O₆ (молочн. бактерии)à 2CH₃CHOHCOOH; 2) Дыхание (процесс окисления с помощью O₂ , способ получения АТФ, при котором окисляются орг. и неорг. соед-ия. Акцептором электронов служит O₂). а) O₂ аэробное дыхание; б) SO₄^2-; NO₃^-; CO₃^2- (конечные акцепторы) – анаэробное; C₆H₁₂O₆ + 6O₂ à 6CO₂ + 6H₂O + 12МАТФ.                         3) Фотосинтез. а) бактериохлорофил – не выделяется О₂ проводится пурпурными и зелеными бактериями, б) пигмент хлорофилл – кислородный фотосинтез (в кач-ве восст-ля использ. вода) – благодаря нему стал накапливаться О₂ в атмосфере (цианобактерии); появились окисл. процессы; стал образовываться О₃Þ озоновый слой Þ защита от у/ф Þ жизнь перешла на сушу; в) пигмент бактериородопсин – О₂ не выделяется, проводится галобактериями (пурпурный цвет) – превращение свет. энергии напрямую в хим-ую (запасание АТФ). Роль АТФ. Энергетическое “колесо”. АТФ à активация разл. соед-ий à биосинтез макромолекул à транспорт à мех-ая работа (движение) à запасание пит. в-в à АДФ+Фп (Фп – фосфор неорган.) àброжение àдыхание àфотосинтез.

27. Технология.

Технология  – совокупность способов, приемов, с пом. которых из исх. материала (сырья) получают продукт, имеющий значение для практики чел-ой деят-ти. 3 класса технологий: 1) физико-механические – технологии, в которых в ходе получения продукта сырье меняет форму или агрегатное состояние, но сохраняет состав. 2) хим-ие – технологии, в которых в процессе получения продукта сырье испытывает изменение хим. с-ва. 3) биотехнологии – это целенаправленное получение ценных для народного хоз-ва и различных областей чел-ой деят-ти продуктов, в процессе которого используется биохим. деят-ть м/о, изолированных клеток растений, животных или человека, или их компонентов. 

28. Биотехнология.

Биотехнология - это целенаправленное получение  ценных для народного хоз-ва и  различных областей чел-ой деят-ти продуктов, в процессе которого используется биохим. деят-ть м/о, изолированных клеток растений, животных или человека, или их компонентов. 

29. Виды биохим. д-ти

1) Выращивание  биомассы, 2) выделение продуктов, 3) утилизация опр. компонентов исх.  среды, 4) обр. газа и ­ V (шампанское, пиво), 5) изъятие пит. в-в, 6) биолог. воздействие на выщелачивание металлов из руд, 7) биотрансформация – преобразование одного в-ва в другое под д-ем ферментов и м/о, 8) биокатализ – расщепление хим. в-в с обр. нов. соединений. 

30. Å биотехн. процессов.

1) боль-во  процессов проводится  при нормальных  t^o и р, 2) многие в-ва, образовавшиеся с помощью биотехн. методов явл. уникальными и не могут быть получены с помощью хим. синтезов, 3) в кач-ве сырья обычно использ. дешевые источники или отходы с/х пр-ва, 4) биотехн. процессы не оказывают сущ. воздействия на окр. среду, явл. более экологичными, 5) аппаратура, используемая в биотехн. пр-вах дешевле, чем в хим-их.  

32. Биотехнологические  продукты для медицины.

1) Вакцины; 2) Антибиотики (первый в 1929 году); 3) Витамины (В₁₂, Бета-каратин, С); 4) Инсулин; 5) Гормон роста; 6) Иммуномодуляторы (интерферон); 7) Иммунодепрессанты (циклоспарин С); 8) Кровозаменители (полиглюктин); 9) Стероидные гормоны; 10) Мед. ферменты (стрептокиназа, бета-галоктозидаза); 11) Коферменты – в-ва, усиливающие д-ие собственных ферментов в орг-ме человека (инозин, рибоксин, убихинон); 12) Медицинские аминокислоты; 13) Подсластители (аспартам); 14) Женьшень; 15) Биоразлагаемые полимеры (кетгут, полигидроксибутират); 16) Препарат против комаров; 17) Нейропептиды. 

33. Биотехнология и  пищевые продукты.

1) Вина, пиво, квас; 2) Хлеб – дрожжи; 3) Кисломолочные  продукты; 4) Уксус; 5) Сыр; 6) Лимонная  к-та; 7) Молочная к-та; 8) Глутамат (в  пище быстрого приготовления  как вкусовая добавка); 9) Витамины В₂ и В₁₂; 10) Спирт (СО₂); 11) Глюкозо-фруктозные сиропы; 12) Пищевой белок; 13) Колбасы; 14) Пищевые ферменты (пектиназа, глюкозоактидаза, протеаза); 15) Пищевые красители; 16) Пищевые консерванты (мизин). 

34. Биотехнологические  продукты для животноводства.

1) Вакцины; 2) Антибиотики; 3) Витамины; 4) Ростовые  гормоны; 5) Кормовой белок; 6) Кормовые  аминокислоты (лизин, треонин, триптофан); 7) Пробиотики – добавки к корму,  содержащие живые м/о, улучшающие  деят-ть желудочно-кишечного тракта у животных; 8) Силосные закваски. 

35. Биотехнологические  продукты для растениеводства. 

1) Энтомопатогенные  препараты; 2) Феромоны;

3) Бактериальные  удобрения; 4) Безвирусная рассада; 

5) Газонная  трава; 6) Корм для рыб. 

36. Биотехнология для  энергетики.

1) Получение  биогаза (СН₄); 2) Моторное топливо;

3) Биофотолиз  воды (Н₂О à Н₂ + О₂). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

46. Биокатализ, биотрансформация, иммобилизация ферментов.

Это процессы получения одного и более в-в  под д-ем ферментов в очищенном  виде или в сос-ве клетки. Биотрансф-ция – процессы, когда в-ва превращаются в продукты, структура которых не сильно отличается от исходной (1,2, max 3 фермента). Биокатализ – происх. синтез нов. в-ва, большие превращения, д-ет сложный ферментный комплекс или целые клетки. Все ферменты – белки, стр-ра белк. мол-лы – клубок (продуманный беспорядок), она может реагировать со своим субстратом; имеется активный (каталитический центр: субстрат подходит к мол-ле белка на 1,5-2 нм и связ. с ним) «+» специфичность, без многоступенчатой подготовки, мало стадий, большая скорость, мягкие условия; «-» выделение чистого фермента, использ. 1 раз, быстро инактевируется, необх. пост. добавлять  в проточном процессе (мембранная технология для устранения, но сложно и все равно теряет активность). Иммобилизация (60-70-е гг.) – закрепление ферментов в активной форме к нерастворимой основе (носителю) или заключение их в гель. Можно многократно использовать, работают неделями и месяцами. Методы  1) Мех-ие – заключение в капсулу а) включение в матрицу (целлюлоза), б) микрокапсула (нейлон); 2) связывание а) адсорбция (оксиды Ме, бентонит), б) хим. связывание (ковалентная связь). Оценка кач-ва: 1) потеря активности во время иммобилизации, 2) по стабильности биокатализатора (время полужизни) – активность снижается в 2 раза. Иммобил. клеток: «+» 1) получение выс. конц-ций биомассы Þ повышение продуктивности процесса, 2) легкое разделение клеток и жидкости, 3) повторное многократное использование клеток. Получение: прикрепление – естественное и искусственное, внедрение в пористые материалы (керамика, полиуритан, альгинат Са), включение в заранее подготовленную оболочку (несмешивающиеся жидкости), агрегация – добавление флокулянтов. 

47. Основная стадия  биотехнологического  пр-ва.

Ферментация, биотрансформация, биокатализ, биоокисление, метановое брожение, биокомпостирование, биосорбция, биодеградация. 

48. Процессы для разделения  жидкости и биомассы  м/о.

Отстаивание, фильтрация, сепарация, центрофугирование, микрофильтрация, коагуляция. 

49. Процессы для выделения внутриклеточных продуктов.

Экстракция, адсорбция, ионный обмен, ультрафильтрация, центрофугирование, осаждение + ректификация. 

50. Процессы для очистки  продуктов микробиологич.  синтеза.

Экстракция, осаждение, адсорбция, ионный обмен, кристаллизация, нанофильтрация, диализ, хромотография. 

51. Процессы для концентрирования  продуктов микробиологич.  синтеза.

Выпаривание, сушка, осаждение, кристаллизация, фильтрация, нанофильтрация. 

52. Стадии ферментации.  Ее основные хар-ки.

1) Сама  биомасса м/о явл. целевым продуктом. 2) Продукт – продукты метаболизма (внеклет. и внутриклет.) – процессы биосинтеза. 3) Утилизация опред. компонентов исх. среды – задача ферментации (биоокисление, биокомпостирование, метановое брожение, биодеградация).  Исх. среда часто наз. субстратом, по нему различают: 1) поверхностная (твердофазная) ферментация, где культивирование осущ. агаровых средах, на зерне пр-во сыра и колбас, биокомкомпостирование на загрязненном грунте). 2) глубинная (жидкофазная) ферментация, в ней биомасса м/о суспензирована в жидкой питательной среде, через которую при необходимости продувается воздух или другие газы. 3) газофазная ферментация: м/о сущ-ют в капельках аэрозоля. Протекают на носителях, где закрепляются м/о, носители взвешены в воздухе в виде аэрозоля (для очистки газов от загрязнения).  По отношению к О₂: 1) аэробная; 2) анаэробная; 3) факультативно анаэробная.  По отношению к свету: 1) фототрофная (световая); 2) хемотрофная (теневая).  По степени защищенности от посторонней микрофлоры: 1) асиптическая; 2) неасиптическая (при очистке сточных вод, на парафинах); 3) Условно асиптическая (допускается некоторое попадание посторонней микрофлоры).  По числу видов м/о: 1) монокультуры (чистые культуры) – один целевой орг-м; 2) смешанные культуры – совместное развитие 2 и более м/о (является целевыми).  По способу организации процесса: 1) периодические; 2) непрерывные; 3) многоциклические; 4) отьемно-доливные; 5) периодические с подпиткой субстрата; 6) полунепрерывная с подпиткой субстрата.