gat.wirusa-klasa wirusów która stanowi ciągłą linie replikacyjną i zajmuje określoną niszę ekologiczną, 1rząd, 71rodzin, 11podrodzin, 184rodzaje, gat.4tyś. Cykl lityczny-po wniknięciu do wnętrza komórki następuje replikacja cząstek faga. Ich uwolnienie jest poprzedzone lizą ściany kom. bakterii. Składanie i uwalnianie z komórki cząstek faga.(Fagi wirulentne). met serologiczna-wirus a szczególnie białko ma właściwości antygenowe i po wprowadzeniu do zwierząt wyższych stymuluje tworzenie specyficznych białek-przeciwciał (y-globulin).Przeciwciała odzyskuje się z surowicy krwi i używa do testów serologicznych. Specyficzna reakcja przeciwciał z określonym wirusem jest wynikiem połączenia białka z białkiem otoczki wirusa. W aglutynacji powstają duże wytrącające się kompleksy. W precypitacji powstaje zmętnienie, będące wynikiem łączenia się białek przeciwciał z czystym białkiem wirusa.
Test ELISA. 1.supstrat umieszcza się w zagłębieniach płytek polistyrenowych z zaadsorbowanymi przeciwciałami z surowicy krwi. 2.jeżeli w substracie jest wirus, jego cząstki są wiązane przez przeciwciała. 3.w zagłębieniach płytek umieszcza się koniugat, czyli przeciwciała wcześniej związane z ezymem- alkaliczną fosfatazą. 4.gdy jest wirus to zatrzymuje na płytce przeciwciała z koniugatu, a gdy go nie ma to przeciwciałą z koniugtu są wypłukiwane buforami. 5.dodać wywoływacz fosfatazy. Żółte zabarwienie – obecność wirusa, jeżeli nie wystąpiło reakcja barwna to jest brak wirusa. 6.reakcja może być odczytywana przez pomiar stopnia zmiany przepuszczalności środowiska dla fali o określonej dł. i użycia czułego fotometru met mikroskopi elektronowej-pozwala na obserwację wirusa określenie jego kształtu i wymiarów oraz zmian w komórce gospodarza. Jest mikroskopia imunoelektronowa lub kriomikroskopia elektronowa. Technika dyfrakcji promieni X-umożliwia badanie ultrastruktury wirusa. met molekularna-analizuje się budowę kw. nukleinowego opierając się na: a)ekstrakcji i stwierdzeniu obecności kw. nukleinowego metodą elektroforezy na odpowiednim żelu. b)amplifikacji kw. nuklei. techniką łańcuchowej reakcji polimerazy. met biologiczna-polega na użyciu roślin reagujących na określonego wirusa wyraźnymi i specyficznymi objawami chorobowymi Rośliny wskaźnikowe np. Fabaceae. Sztucznie zaraża się badanym wirusem i na podstawie ich reakcji identyfikuje się go.Okrśla się jego właściwości fiz, Określa się 3 parametry: a)punkt termicznej inaktywacji-najniższa temp w której wirus Tracji infekcyjność ciągu 10min. b)punkt granicznego rozcieńczenia- największe rozcieńczenie soku roślinnego w którym wirus zachowuje infekcyjność. c)trwałość wirusa In vitro- licz. godz w których wirus przetrzymywany w soku zachowuje infekcyjność
ODDYCHANIE beztlenowe-w warunkach beztlenowych tlen nie może być użyty jako akceptor wodoru. Aby mikroorganizmy mogły wykorzystywać mechanizmy transportu elektronów do syntezy ATP, zamiast tlenu, muszą używać alternatywnych, nieorganicznych akceptorów elektronów takich jak azotany siarczany CO2. Polega na rozkładzie substancji nieorganicznej. Ostatecznym akceptorem elektronów są utlenione związki nieorganiczne przyjmujące elektrony od cytochromów. a) oddychanie azotanowe (denitryfikacja)- I. reakcja asymilacyjna-następuje przekształcenie azotanów(V) poprzez azotany(III) i hydroksyloaminę do amoniaku, który następnie może być wykorzystywany do syntezy aminokwasów 2HNO3 +4H-2H2O= 2HNO2+4H-2H2O=HON= NOH, NON=NOH+ 4H=2NH2OH+4H-2H2O= 2NH3; II. reakcja dysymilacyjna-dochodzi do przekształcenia azotanów do N2O lub wolnego azotu cząsteczkowego, są to związki lotne, ten kierunek redukcji jest przyczyną strat azotu z gleb.bakterie: chemolitotrofy, chemoorganotrofy, HON= NOH-H2O= N2O+2H- H2O=N2, HON= NOH+2H-2H2O=N2
b)oddychanie siarczanowe- I.reakcja asymilacyjna- polega na przeprowadzeniu siarki SO4 poprzez siarczany (IV) (SO3) do H2S lub S, H2SO4+H2= H2SO3+3H2=H2S+ 3H2O bakterie Desulfovibrio, Desulfotomaculum, II.redukcja dysymilacyjna- polega na przeprowadzeniu SO4 do APS, SO3 oraz lotnego siarkowodoru. Łańcuch oddechowy jest krótszy. c)oddychanie węglanowe-bakterie korzystają w procesach oddychania z węglanów i CO2 jako ostatecznych akceptorów elektronów. Zawarty w tych związkach węgiel ulega redukcji do metanu. Równocześnie zachodzi utlenienie wodoru. CO2+ 8H= CH4+2H2O,bakterie: Methanobacterium, Methanosarcina, Methanococus. bakterie wykorzystują kwasy orgaczniczne jako substrat oddechowy. a)2CH3CH2OH +CO2=2CH3COOH+CH4- alk etylowy+2tlenek węgla=kw octowy+metan b)CH3COOH+2H2O=2CO2+8H c) CH3COOH =CH4 + CO2.
FERMENTACJA-wiąże się z metabolizmem beztlenowym w którym energotwórcze procesy utleniania substratu węglowego przebiegają z wydzieleniem CO2. 1)F.mlekowa- jest wywoływana w mleku oraz produktach i środowiskach roślinnych. C6H12O6= 2CH3CHOHCOOH + 94,16kJ glukoza+kw mlekowy + energ. A)homofermentacj- fermentacja mlekowa właściwa, występuje gdy jedynym produktem jest kw mlekowy, pierwsza fazą jest glikoliza a powstający kw pirogronowy ulega redukcji do kw mlekowego, fermentowane są cukry proste i dwucukry. Z 1 mola cukru komórka uzyskuje 2mole ATP. B: Streptococcus lactis, S. cremoris, S. casei. B)heterofermentacja- zachodzi kiedy powstaje nie tylko kw mlekowy ale również kw octowy i CO2. Produktami ubocznymi mogą być aldehyd octowy, kw masłowy CO2. wtedy energia jest o połowę mniejsza. B: Leuconostoc mesenteroides, Lactobcillus brevis, L. fermentii. C)F. pseudomlekowa- przeprowadza ją grupa niewłaściwych bakterii mlekowych. Kw mlekowy jest produkowany w ilości mniejszej niż 50% metabolitu. B: Micrococcus, Microbacterium. Bywają szkodnikami w produkcji piwa i wina. (tabelka) Bakterie fermentacji mlekowej nie tworzą przetrwalników nie posiadają urzęsienia są gram+ są beztlenowcami o dużych potrzebach pokarmowych należą do typowych auksotrofów. niektóre z nich wytwarzają substancje antybiotyczne: nizynę- stosowana do ochrony procesów fermentacyjnych w serowarstwie i kiszonkarstwie. Lactobrevine, Bulgarikan, acidofilina, dekstran- rozgałęziony polimer glukozy o cechach sztucznej plazmy, środek zastępujący krew. Zastosowanie-f. mlekowa znalazła powszechne zastosowanie w przemyśle lekarskim do produkcji jogurtów kefiru masła serów w przemyśle owocowo-warzywno spożywczym, w przemyśle paszowym do kiszonek.
Jogurt-(m.bułgarskie) powstaje z pasteryzowanego i zagęszczonego do 50% objętości mleka krowiego i owczego. Wygotowane i schłodzone do 40-45*C mleko poddaje się f. przez kilka godz. B: Lactobactillus bulgaricus, Streptococcus lactis. Mleko acidofilne- powstaje w wyniku fermentacji mleka przez Lactobacillus acifophilus, Bakterie te występują w jelitach i są nie chorobotwórcze. Kefir-w wyniku f. mlekowo-alkoholowej przeprowadzanej przez ziarna kefirowe. Są to zoogleje Streptococcus lactis, Lactobacillus caucasicus. Symbioza tych organizmów w zooglei polega na hydrolizie laktozy z wytworzeniem glukozy i galaktozy. Kumys- otrzymywany jest z mleka klaczy lub wielbłąda, zachodzi f mlekowa i alkoholowa. Masło- produkowane ze śmietany zakwaszanej odpowiednimi szczepami bakterii z rodzaju Streptococcus i Leconostoc, w czasie zmaślania śmietany do masła przechodzi tylko 5% jej mikrobioty. niektóre bakterie wytwarzają acetoine nadającą masłu migdałowy zapach i smak Ser twarogowe- otrzymuje się przez zakwaszenie mleka pasteryzowanego zakwasami maślarskimi zawierającymi bakterie fermentacji mlekowej. Pod wpływem kwasu mlekowego kazeina przechodzi w postać żelu a kw mlekowy w mleczan wapnia. Sery podpuszczkowe- otrzymuje się przez koagulację mleka za pomocą podpuszczki(reniny- enzymu z żołądków cielęcych i jagnięcych) która powoduje przejście kazeiny rozpuszczalnej w nierozpuszczalną. Wytrącony i oddzielony od serwatki krzep poddaje się ogrzaniu wyciśnięciu z nadmiaru serwatki soleniu i prasowaniu, następnie zaszczepianie bakteriami lub grzybami. Kilku miesięczne dojrzewanie i otrzymujemy produkt. Cechy pełnowartościowe kiszonki- przygotowana z właściwego składu zakiszonego materiału, kiszonki sporządzamy z roślin zawierających sporo cukru. minimum cukrowe- najmniejsza ilość cukru w paszy pozwalająca na otrzymanie w wyniku fermentacji takiej ilości kw mlekowego jaka w czasie zakiszania obniży odczyn środowiska do przynajmniej pH=4,2 Materiał roślinny powinien być dokładnie rozdrobniony, należy dbać o czystość i unikać zanieczyszczeń glebą, odchodami zwierząt czy obornikiem, zapewnienie warunków beztlenowych.
F.ALKOHOLOWA- z 1 cząst glukozy powstają 2cząst etanolu oraz CO2. wg rówania Gay-Lussaca: C6H12O6= 2CH3CH2OH+ 2CO2+ 117,2Kj. Zysk energetyczny wynosi 2 mole ATP z 1 mola glukozy. ATP powstaje w wyniku fosforylacji substratowej. W wypadku fermentacji sacharozy jest ona rozkładana do heksozy: C12H12O11+ H2O= 2C6H12O6. F. alkoholową przeprowadzają głównie drożdże z rodzaju Saccharomyces, rzadziej grzyby i bakterie. 1)gorzelnictwo- do produkcji napojów alko są wykorzystywane gł drożdże. Alko etylowy jest otrzymywany w 95% na drodze f.górnej przeprowadzanej gł przez drożdże zbierające się w górnej części zbiornika w pianie np.,: Saccharomyces cerevisiae. etapy powstawania alkoholu- a) hydroliza skrobi ziemniaczanej do oligosacharydów a nast. Do cukrów prostych za pomocą amylazy, b)powstanie zacieru którego część zakwasza się kw siarkowym, wyjaławia term i szczepi się drożdżami i dołącza do pozostałej partii surowca. c) fermentacja trwająca 2-3 doby w temp 30-33*C wyróżniamy 3fazy: zafermentowanie, f główna, dofermentowanie d)uzyskanie zacieru zawierającego 8-11% alkoholu etylowego e)destylacja f)otrzymanie 92-94% spirytusu zwanego okowitą lub spiryt gorzelnianem g)oczyszczanie przez rektyfikację(destylacja w kolumnie rektyfikacyjnej umożliwiającej dokładniejsze oddzielenie składników cieczy) otrzymujemy czysty spirytus rektyfikowany 2)browarnictwo- piwo otrzymywane jest met f. dolnej wykorzystującej drożdże szybko osiadające na dnie zbiornika S.uvarum a)dojrzewanie słodu. Słód otrzymujemy z ziarna jęczmienia które poddaje się kiełkowaniu następnie karmelizacji, słód wodę i drożdże umieszcza się w kadziach(temp 8-10*C) fermentację kończymy gdy w ekstrakcie jest 20-25% alko. Produkt filtruje się miesza z sokiem chmielowym i wodą, a następnie nasyca CO2 i rozlewa 3)winiarsto- sur do produkcji win gronowych jest moszcz, zawierający glukozę. Wina owocowe -soków owocowych. Miód pitny- f. roztworu miodu pszczelego. Moszcz poddaje się fermentacji pod wpływem drożdży Saccharomyces cerevisiae lub S.bayanus. powstaje gł alkohol etylowy. Produkcja wina trwa kilka miesięcy. etapy powstawanie 1) burzliwa f. moszczu, wydzielenie CO2, powstaje gęsta gruba piana 2)po 5-6 tyg wzrasta ilość alko i f. prawie ustaje 3)komórki drożdży osiadają na dnie 4)młode wino ściągane z nad osadu poddaje się leżakowaniu w procesie f. cichej(kilka miesięcy)- zachodzą liczne procesy prowadzące do powstania charakt bukietu –zespołu cech smakowo zapachowych które wyróżniają gat wina.
F.PROPIONOWA- zachodzi przekształcenie glukozy do kw propionowego. Bakterie wykorzystują glukozę sacharozę, laktozę, kw mlekowy i jabłkowy, glicerynę, produktami f. są: kw propionowey octowy, bursztynowy CO2 i H2O. CH3CHOHCOOH+ H2= CH3CH2COOH+ H2O(kw mlekowy=kw propianowy). CH3CHOHCOOH- H2= CH3COCOOH-CO2=CH3COH(=pirogronowy … =aldehyd octowy). CH3COH+ 0,5O2= CH3COOH(= kw octowy) Propionibacterium. F. MASŁOWA- odkryta przez Pasteur 1861r. C6H12O6=CH3CH2CH2COOH+ 2CO2+ 2H2+ 29,9kJ.(gluk= kw masłowy). Oprócz kw masłowego są także produkty: kw bursztynowy, mrówkowy, octowy, etanol, aceton, izopropanol, CO2 i H2O. rodzaj Clostridium. F.OCTOWA- proces przebiegający w warunkach beztlenowych, przeprowadzają: Clostridium aceticum i C. thermoaceticum. W warunkach tlenowych przemiana etanolu do kw octowego i H2O jest wynikiem oddychania tlenowego rodzaju Actenobacter. CH3CH2OH- H2= CH3COH+ H20- H2= CH3COOH(alko etylowy-H=aldehyd octowy+.. - ..=kw octowy) Produkcja octu winnego- surowcem jest kwaśne wino jabłecznik lub piwo. 1)M.orleańska- surowiec wprowadza się do górnej części zbiornika zawierającego pewną ilość octu winnego, zaszczepionego kult bakteri. Powstający kw octowy 7% opada na dno i jest odprowadzany. 90-97%-wydajności 2) M. pospieszna- ocet spirytusowy produkuje się z rozt etanolu 10-12% zakwaszonego kw octowym 1-3%. Bakterie są osadzone na wiórach bukowych w zbiorniku. Od góry wprowadza się roztwór etanolu, który podczas spływania w dół utleniany jest do kw octowego, na dnie kadzi gromadzi się on 12% i woda F.METANOWA- metanogeneza jest końcowym etapem beztlenowej mineralizacji substancji organicznej która rozpoczyna się hydrolizą związków wielkocząsteczkowych z udziałem egzoenzymów bakterii saprotroficznych, która przekształca produkty hydrolizy do kw org. Alkoholi i ketonów (schemat). Metanogeneza polega na przemianie kwasów głównie octowego, CO2 i H2 do metanu i H2O: CO2+ 4H2= CH4+ 2H2O, 4HCOOH= CH4+ 3CO2+ 2H2O(kw mrówkowy…), 4CH3OH= 3CH4+ CO2+ 2H2O(alk metylowy…), CH3COOH= CH4+ CO2(kw octowy…). Bakterie metanogenne: Methanosarcina, Methanococcus,- są chemolitotrofami i beztlenowcami. Metabioza- jedne gat wykorzystują produkty metabolizmu innych aż do całkowitego utlenienia substratu.
PRZEMIANY AZOTU-żywa masa biosfery zawiera ok. 13x10^9 ton N, na pow. 1h znajduje się 8^10ton N. N- występuje w przyrodzie w formie pierwiastka N2 i związków org.- białko, mocznik, kw nukleinowe, zasady org, kw hipurowy. Związki mineralne- azotany i sole amonowe. Przemiany związków zawierających azot dokonują się w procesach: proteolizy, amonifikacji, nitryfikacji, denitryfikacji, wiązania azotu atmosferycznego. Proteoliza- przeprowadzana jest przy udziale enzymów proteolitycznych. Powstają peptony, peptydy, polipeptydy i aminokwasy. Drobnoustroje proteolityczne- bakterie grzyby i promieniowce. Typowe drobnoustroje proteolityczne to te które rozkładają białko w nadmiarze: Pseudomonas i Bacillus. Amonifikacja- odszczepienie z aminokwasu grupy aminowej (desaminacja) powstaje amoniak pobierany następnie przez roślin. Amonifikatory żywią się azotem z aminokwasów powstałych w procesie proteolizy. Typy dezaminacji- 1)hydrolityczna- CH3CH(NH2)COOH+ H2O= CH3CH(OH)COOH+ NH3 (alanina..= kw mlekowy.) 2)hydrolityczna połączona z dekarboksylacją- CH3CH(NH2)COOH+ H2O= CH3CH2OH+ NH3+ CO2 (alanina= alk etylowy) 3)reduktywna- CH3CH(NH2)COOH+ H2= CH3CH2COOH+ NH3 (=kw propianowy) 4)reduktywna połączona z dekarboksylacją CH3CH(NH2)COOH+ H2= CH3CH3+ NH3+ CO2 (=etan) 5)przez utlenienie z dekarboksylacja CH3CH(NH2)COOH+ O2= CH3COOH+ NH3+ CO2 (=kw octowy). Amoniak może być uwalniany z mocznika będącego produktem rozkładu kw nukleinowych. Dostaje się do gleby z odchodami zwierząt lub jest wprowadzany w postaci nawozu. Unieruchomienie azotu- (zbiałczanie azotanów) sup org. o wysokim stosunku C:N nie zapewnia drobnoustrojom odp ilości azotu. Pobierają więc azot z mineralnej formy azotanów następuje unieruchomienie azotu. gwałtowny przebieg zbiałćzania azotanów przez drobnoustroje wywołuje braki azotu w glebie. Jest to niekorzystne dla roślin- zmniejszenie plonu. NITRYFIKACJA- proces tlenowy polegający na utlenianiu amoniaku przez azotany(III) do azotanów(V). Bakterie nitryfikacyjne dzielą się na dwie grupy. 1)Nitroso- przeprowadzają 1etap nitryfikacji, amoniak jest utleniany do azotanów(III), sole amonowe są utleniane do kw azatowego(III), który przekształca się w azotanu(III) przez zasady znajdujące się w środowisku. NH4++ 1,5O2= NO2- +H20+ 2H++ 267,2kJ (jon amonowy= jon azotanowy(III)) gat Nitrosomonas europea, Nitrosomonas javanensis- są one bezwzględnymi tlenowcami. Mają odporność na wysuszenie, wrażliwe na kwaśny odczyn. 2)Nitro- przeprowadzają 2etap nitryfikacji. Utleniają azotany(III) do kw azotowego(V) który tworzy azotany(V) np., Nitrobacter winogradski, Nitrobacter agilis. NO2- + 0,5O2= NO3- +73,3kJ, NH4OH- 2H= NH2OH (wodorotlenek amonu= hydroksyloamina) NH2OH- 2H= NOH (= nitroksyl), NOH+ H2O= NH(OH)2 (=dihydroksyamniak), NH(OH)2- 2H= HNO2 (= kw azotowy III),
beataanka1