Разложение крахмала и других глюканов

Слайд №20. Крахмал-это главное запасное вещество растений. Растительный крахмал состоит из двух глюканов - амилозы (15...27%) и амилопектина.

Амилопектин представляет собой поли-α -1, 4-D-глюкозу, но его молекула, подобно молекуле гликогена, разветвлена благодаря наличию 1, 6-связи. Амилопектин содержит остатки фосфорной кислоты, а также ионы магния и кальция. Крахмалы разного происхождения значительно различаются по разветвленности цепей, степени полимеризации и некоторым другим свойствам.

Способность к расщеплению крахмала при помощи
амилолитических экзоферментов распространена у микроорганизмовочень широко, поэтому не приходится говорить о существовании специфических микробов, расщепляющих крахмал. Многие почвенные грибы - активные продуценты амилазы. Для получения промышленных препаратов амилазы используют Aspergillus oryzae, A.niger и A.wentii.

В анаэробных условиях в насыщенной водой почве, удобренной углеводами, крахмал разлагают в основном сахаролитические клостридии. Они связывают молекулярный азот анаэробное разложение растительных остатков, богатых полисахаридами, может вести к значительному обогащению почвы азотом.

 

Разложение фруктанов и маннанов

Слайд №21. Растения некоторых семейств запасают кроме крахмалов(глюканов) фруктаны (называемые также полифруктозами. В клубнях сложноцветных (например, георгин) содержится фруктан- инулин. Ферменты, расщепляющие фруктаны, были выделены из Aspergillus nigerи из некоторых видов бактерий.

Маннаны содержатся в древесине некоторых хвойных пород и составляют до 11% сухой массы.

Разложение пектинов

В качестве межклеточных веществ пектины играют важную роль в тканях молодых растений; особенно богаты пектинамиягоды и косточковые плоды. Значение пектинов обусловлено, главным образом, их способностью придавать растительным тканям необходимую прочность. Вещества эти входят в состав срединных пластин, образующихся между стенками соседних растительных клеток.

Слайд №22. Способность расщеплять пектин присуща многим грибам и бактериям. Патогенность различных микроорганизмов (Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum)для растений зависит от выделяемых ими ферментов, растворяющих пектины. Erwinia carotovoraвызывает распад тканей у салата, моркови, сельдерея и т.п.

 

2.2.6 Разложение агара

Подавляющее большинство микроорганизмов не способно расщеплять агар. Из морской воды иводорослей было выделено несколько видов бактерий, которые способны гидролизовать агар-агар. Признаком расщепления агара такими бактериями служит погружение их колоний в слой агаризованной питательной среды. Разлагающие агар бактерии чаще всего встречаются в морских биотопах. В приливнойзоне число их на 1 г ила составляет около 10⁷ (2-4% от общего числа аэробных бактерий, обитающих в этих местах).

2.2.7 Разложение хитина

Слайд №23. Микроорганизмы воздействуют на хитин с помощью экзоферментов. Streptomyces griseusвыделяют два фермента -хитиназу и хитобиазу. Расщепление хитина происходит в результате одновременного воздействия хитиназы на многие участки полимерной цепи; при этом образуются хитобиозы и хитотриозы. Хитотриозы и хитобиозы расщепляются затем хитобиазой до мономеров.

Разложение лигнина

Лигнин - в количественном отношении один из главных компонентов растительных тканей, по количеству уступающий только целлюлозе. Содержание лигнина в древесных тканях составляет от 18 до 30% сухой массы. Растительная ткань пронизана лигнином, он находится во вторичных слоях клеточной стенки. Этот растительный продукт, образующийся в довольно больших количествах, наиболее медленно подвергается биологическому разложению. Поэтому он служит главным источником медленно распадающегося органического вещества почвы, в особенности гуминовых кислот.

Слайд №24. Разложение лигнина. Некоторые грибы могут разрушать лигнин даже в живых растениях. Разрушающие древесину базидиомицеты можно разделить на две группы. Возбудители бурой гнили превращают древесину в красновато-коричневую массу; они разрушают главным образом целлюлозные и гемицеллюлозные компоненты древесины и не действуют на фенилпропановыеполимеры. Возбудители белой гнили разрушают древесину с образованием почти белой массы; они действуют в первую очередь на лигнин и почти не затрагивают целлюлозу. К грибам, разрушающим лигнин, относятся Polystictus versicolorи некоторые другие виды.

 

Разложение углеводородов

Даже химически устойчивые вещества, такие как парафины, нефть и каучук, подвергаются разложению под действием микробов. Заметного их распада не происходит только в отсутствие кислорода.

Еще недавно рост микроорганизмов на нефти считали явлением очень редким. Предполагалось, что бактерии, способные использовать нефть, встречаются только там, где имеется сама нефть (нефтяные промыслы, нефтехранилища). На этом основании был предложен и новый способ разведки нефти: нефтяные месторождения надеялись обнаружить, подсчитывая в пробах грунта число бактерий, способных использовать нефть. Однако, согласно современным данным, такие бактерии распространены очень широко и могут быть выделены из любой полевой, лесной или луговой почвы. Кроме того, способностью использовать нефть в качестве источника энергии обладают многие виды грибов и бактерий.

 

 

Разложение метана

Слайд №25. Среди углеводородов метан занимает особое место. Его используют и окисляют бактерии, не способные расщеплять углеводороды с длинной цепью. Такие бактерии следует рассматривать не как микроорганизмы, окисляющие углеводороды, а как группу бактерий, специализирующуюся на использовании углеводородов, содержащих один атом углерода. Поэтому бактерии, окисляющие метан, вместе с другими микроорганизмами, способными использовать метанол, метилированные амины относят к метилотрофным организмам. В накопительных культурах с метаном как единственным источником углерода и энергии развиваются метилотрофные бактерии.

 

Разложение белков

Слайд №26. Азот органических соединений-это, прежде всего, белковый азот (рисунок 1)
. Подобно другим высокомолекулярным соединениям, белки сначала расщепляются внеклеточными протеазами на фрагменты, способные проникнуть в клетку, полипептиды, олигопептиды и отчасти аминокислоты. Пептиды поступают в клетки и гидролизуются внутриклеточными протеазами до аминокислот. Последние либо используются клеткой для синтеза белка, либо подвергаются превращениям, в результате которых они, в конечном счете, дезаминируются, и после этого вовлекаются в промежуточный обмен.

Слайд №27. Распад белков в почве сопровождается образованием аммиака. Поэтому говорят о минерализации азота, или аммонификации. В разложении белков участвуют многочисленные грибы и бактерии, (в том числе Bacillus cereusvar. mycodes, псевдомонады, Proteus vulgarisи другие).

Аммонификация белковых веществ— первый микробиологический процесс по превращению азотистых соединений в природе.

Кроме бактерий белковые вещества разлагают актиномицеты и плесневые грибы, но аммонифицирующая способность их выражена слабее.

Слайд №28. Разложение белков происходит под действием экзоферментов (ферменты, выделяемые во внешнюю среду). Микроорганизмы могут усваивать только растворимые продукты гидролиза белка: пептоны и аминокислоты. Микробы, не образующие ферментов, расщепляющих до аминокислот, естественными белками питаться не могут. В процессе аммонификации образуется большое количество аммиака, который идет на синтез азотистых соединений.

Большое значение в природе имеет и аммонификация мочевины. Животными и людьми ежесуточно выделяется в окружающую среду более 150 тыс. т, а в год — более 20млн.тонн мочевинного азота, или 50млн. тонн мочевины. В моче содержится 47% азота, поэтому она считается одним из концентрированных азотистых соединений. Мочевина непригодна для азотистого питания растений, и только после разложения ее уробактериями она становится усвояемой.

 

3. Микроорганизмы-продуценты, -консументы и -редуценты

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: