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미생물학의 성장 인자 예. 다양한 환경에서 박테리아의 성장과 발달에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

음식의 종류.미생물에는 탄수화물, 질소, 황, 인, 칼륨 및 기타 요소가 필요합니다. 영양의 탄소원에 따라 박테리아는 다음과 같이 나뉩니다. 독립영양생물이산화탄소 CO 2 및 기타 무기 화합물을 사용하여 세포를 만들고, 종속영양생물, 기성 유기 화합물을 먹습니다. 독립 영양 박테리아는 토양에서 발견되는 질화 박테리아입니다. 황화수소가 있는 물에 사는 유황 박테리아; 철분 등이 함유된 물에 서식하는 철박테리아.

산화되는 기질에 따라전자 또는 수소 공여체라고 불리는 미생물은 두 그룹으로 나뉩니다. 무기 화합물을 수소 공여체로 사용하는 미생물을 암석 영양체(그리스어 암석-돌에서 유래)라고 하며, 유기 화합물을 수소 공여체로 사용하는 미생물을 유기 영양체라고 합니다.

에너지원을 고려해서, 박테리아 중에는 광영양체가 있습니다. 광합성(예: 빛 에너지를 사용하는 청록색 조류) 및 화학적 에너지원이 필요한 화학영양생물.

영양의 메커니즘.박테리아 세포 내로 다양한 물질이 들어가는 것은 지질이나 물에서 분자의 크기와 용해도, 배지의 pH, 물질의 농도, 막 투과성의 다양한 요인 등에 따라 달라집니다. 세포벽은 작은 분자와 이온을 허용합니다 통과하여 600D 이상의 거대 분자를 유지합니다. 물질 유입의 주요 조절 장치 세포에는 세포질막이 포함되어 있습니다. 일반적으로 박테리아 세포에 영양분이 침투하는 네 가지 메커니즘을 구분할 수 있습니다.: 단순확산, 촉진확산, 능동수송, 군전위 등이 있다.

물질이 세포 안으로 들어가는 가장 간단한 메커니즘은 다음과 같습니다. 단순확산, 세포질막 양쪽의 농도 차이로 인해 물질의 이동이 발생합니다. 물질은 세포질막의 지질 부분(유기 분자, 약물)을 통과하며 세포질막의 물로 채워진 채널을 통과하는 경우는 적습니다. 수동 확산은 에너지 소비 없이 발생합니다.

확산촉진또한 세포질막 양쪽의 물질 농도 차이로 인해 발생합니다. 그러나 이 과정은 세포질막에 위치하며 특이성을 갖는 운반체 분자의 도움으로 수행됩니다. 각 수송체는 막을 통해 해당 물질을 수송하거나 이를 세포질막의 다른 구성 요소인 수송체 자체로 전달합니다. 담체 단백질은 합성 부위가 세포질막인 투과효소일 수 있습니다. 촉진 확산은 에너지 소비 없이 발생하며 물질은 더 높은 농도에서 더 낮은 농도로 이동합니다.

활성 운송투과 효소의 도움으로 발생하며 낮은 농도에서 높은 농도로 물질을 전달하는 것을 목표로 합니다. 따라서 이 과정은 흐름에 반대되는 것처럼 세포 내 산화환원 반응의 결과로 형성된 대사 에너지(ATP)의 소비를 동반합니다.

이전(이전)그룹은 전달된 분자가 전달 과정 중에 변형(예: 인산화)된다는 점에서 활성 수송과 유사합니다. 세포에서 물질의 방출은 확산과 수송 시스템의 참여를 통해 발생합니다.

박테리아 성장 인자: 비타민, AA, 퓨린 및 피리미딘 염기, 지질.

영양요구성- 유기체의 성장에 필요한 특정 유기 화합물을 합성할 수 없는 유기체. 영양요구성은 그러한 유기체의 특징이며, 이 용어는 원형영양의 반대입니다. 이 물질을 영양배지에 첨가하지 않으면 영양요구체가 자라지 않습니다. 용혈성 연쇄구균

반대로, 프로토트로프는 소박한 박테리아입니다. (직원. 아우레우스)

8. 영양배지. 인공 영양 배지: 단순, 복합, 범용, 선택, 감별 진단.

영양배지- 실험실이나 산업 조건에서 박테리아 또는 기타 미생물의 번식에 사용되는 복잡하거나 단순한 구성의 다양한 화합물을 포함하는 배지.

세균학 실습에서대부분의 경우 현대 생명공학의 성과를 바탕으로 얻은 건조 영양 배지가 사용됩니다. 유효기간이 지난 혈액 대체물(동물 혈액의 가수분해물, 아미노펩티드 - 혈액의 효소 가수분해물, 생명공학 제품(사료 효모, 사료 라이신, 포도 가루, 벨콜리진))과 같이 경제적으로 실행 가능한 비식품 원료가 준비에 사용됩니다. 건조 영양배지는 장기간 보관할 수 있고 운반이 용이하며 비교적 표준적인 구성을 갖습니다.

일관성에 따라영양배지는 액체, 반액체 또는 고체일 수 있습니다. 고체배지는 액체배지에 한천 1.5~2%를 첨가하고, 반고체배지는 한천 0.3~0.7%를 첨가하여 준비한다. 한천은 특별한 종류의 해조류를 가공한 제품으로 80~86°C에서 녹고 약 40°C에서 굳으며 얼면 중간 정도의 밀도를 갖습니다. 어떤 경우에는 젤라틴(10-15%)을 사용하여 고체 영양배지를 얻습니다. 다수의 천연 영양 배지(응고된 혈청, 응고된 난백)는 그 자체로 밀도가 높습니다.

목적에 따라환경은 기본 진단, 선택 진단, 감별 진단으로 구분됩니다.

메인으로많은 박테리아를 키우는 데 사용되는 배지를 포함합니다. 이들은 고기, 생선 제품, 동물 혈액 또는 카제인의 트립신 가수분해물이며, 이로부터 액체 배지(영양 국물 및 밀도가 높은 배지)-영양 한천이 준비됩니다. 이러한 배지는 병원성 박테리아의 영양 요구를 충족시키는 복잡한 영양 배지(설탕, 혈액 등)를 준비하기 위한 기초 역할을 합니다.

임의로 선택할 수 있는영양 배지는 다양한 외부 미생물을 함유한 물질로부터 특정 유형(또는 특정 그룹)의 미생물을 선택적으로 분리하고 축적하기 위한 것입니다. 선택적 영양 배지를 만들 때 이러한 미생물을 대부분의 다른 미생물과 구별하는 생물학적 특성을 기반으로 합니다. 예를 들어, 알칼리성 환경 등에서 염화나트륨, 콜레라 비브리오의 농도가 증가하면 포도상 구균의 선택적 성장이 관찰됩니다.

차동진단영양배지는 미생물의 개별 유형(또는 그룹)을 구별하는 데 사용됩니다. 이러한 배지를 구성하는 원리는 다양한 유형의 박테리아가 다양한 효소 세트로 인해 생화학적 활성이 다르다는 사실에 기초합니다.

특수 그룹은 합성 및 반합성 영양배지로 구성됩니다.. 합성 매체의 구성에는 화학적으로 순수한 물질(아미노산, 무기염, 탄수화물, 비타민)이 포함됩니다. 반합성 배지에는 펩톤, 효모 추출물 및 기타 영양소가 추가로 포함됩니다. 이러한 매체는 항생제, 백신 및 기타 약물 생산을 위한 연구 작업 및 미생물학 산업에서 가장 자주 사용됩니다.

미생물을 연구하기 위한 세균학적 방법. 호기성 및 혐기성 박테리아의 순수 배양물을 분리하는 원리 및 방법. 액체 및 고체 영양배지에서 미생물이 자라는 특성.

미생물 배양이 정상적으로 성장, 증식하고 어떤 물질의 생합성을 수행하기 위해서는 최적의 환경 변수를 유지하는 것이 필요합니다. 불리한 조건에서는 미생물의 성질이 변하고 생명 활동이 억제되거나 사망합니다. 세 가지가 있습니다 기본 포인트, 미생물의 발달을 결정합니다.

- 최소 __ 문화의 삶은 이제 막 시작되었습니다.

- 최대 __ 생활 활동이 이미 중단되었습니다.

- 최적 __ 중요한 활동은 가장 강렬하게 나타납니다.

미생물의 성장과 발달은 물리적, 화학적, 생물학적 요인의 영향을 받습니다.

물리적 __ 온도, 환경 습도, 영양분 농도.

온도 . 각 미생물 그룹은 특정 온도 한계 내에서 발생합니다. 최적의 발달 온도와 관련하여 모든 미생물은 호온성, 중온성 및 호온성 미생물의 세 그룹으로 나뉩니다.

정신병자 __ 최소 현상 온도는 영하 7~0°C입니다. 최적의 온도는 15-20°C입니다. 최대 30-35°C.

중온성 __ 발달을 위한 최소 온도는 5-10 °C입니다. 최적의 온도는 25-35°C입니다. 최대 40-50°C. 이 그룹에는 산업계에서 사용되는 문화 및 유해 미생물의 대부분이 포함됩니다.

호열성애자 __ 최소 현상 온도는 최소 30°C입니다. 최적의 온도는 45-60°C입니다. 최대 70-80 °C.

최고 온도를 초과하는 온도에서는 세포 단백질의 열 응고 및 효소의 불활성화로 인해 미생물이 사망합니다. 70°C의 온도에서 대부분의 영양형 미생물은 1~5분 안에 죽습니다.

최저 온도보다 낮은 온도는 미생물을 죽이지 않고 중요한 활동을 중단시킵니다.

습기 . 세포의 정상적인 기능(대사, 성장 및 재생산)은 충분한 양의 수분을 함유하고 세포 자체가 영양분이 용해된 수성 환경에 잠겨 있을 때만 가능합니다.

박테리아는 최소 기질 습도 25-30%, 곰팡이 및 효모 __ 10-15%, 때로는 6-7%에서 발생합니다.

습도가 감소하면 생화학 반응의 강도가 감소하고 결과적으로 생명 과정이 감소합니다. 고온에 대한 미생물의 저항성은 환경의 습도에 따라 달라집니다. 습도가 높은 환경에서는 공기보다 사망이 더 빨리 발생합니다.

영양분 농도 . 미생물의 중요한 활동에 대한 이 요인의 영향은 삼투 현상과 관련이 있습니다.

삼투 __ 반투과성 격막(특히 세포의 세포질막을 통한)을 통한 물질 전달. 이는 격막 양쪽의 용해된 물질에 의해 생성되는 삼투압의 차이로 인해 수행됩니다. 물은 삼투압이 낮은 쪽에서 용해된 물질이 높은 쪽으로 이동합니다. 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이는 환경의 매우 낮은 농도에서도 물질이 세포에 침투하는 것을 설명합니다.

고농도의 영양소는 외부 환경에서 높은 삼투압을 생성하여 세포 내부의 삼투압을 크게 초과합니다. 동시에 물은 세포 외부로 나가고 그 결과 탈수되고 원형질은 벽에서 분리됩니다. 이 현상을 혈장분해.

배지가 매우 묽은 경우(삼투압이 낮음) 배지의 물이 세포 안으로 들어가 부풀어 오르는 상태를 이 상태라고 합니다. 플라스모프티스. 결국 세포가 파열될 수 있습니다.

Plasmolytic과 plasmoptis는 특정 조건에서 가역적 과정입니다.

세포에 영양분을 정상적으로 공급하기 위해서는 세포의 상태를 유지하는 것이 필요합니다. 터고르환경의 삼투압이 세포 내부의 삼투압보다 약간 낮을 때. 이 경우 세포 안으로 침투하는 물은 세포막에 일정한 장력을 생성하고 원형질은 내벽에 눌려집니다.

세포 내용물은 삼투압 측면에서 10-20% 자당 용액과 동일합니다.

활성 대사의 최소값은 물에 설탕이나 소금의 농도가 약 0.5%입니다. 일부 미생물은 농축 용액(높은 삼투압)에서 중요한 활동을 유지할 수 있습니다. 이러한 미생물을 미생물이라 한다. 삼투압성의.

화학적 요인에 미생물의 필수 활동에 영향을 미치는 요인에는 환경의 pH, 산화환원 전위(rH 2) 및 환경 내 독성 물질의 존재가 포함됩니다.

환경의 pH. 환경의 산성도, 알칼리성 정도를 나타냅니다. pH의 변동은 효소 활성 및 대사에 변화를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 산성 환경에서 효모는 알칼리성 환경에서 글리세롤인 에틸 알코올을 생성합니다.

각 미생물 그룹은 특정 pH 범위에 존재합니다. 효모와 곰팡이는 약산성 환경(pH 4~6)에서 잘 발생하고, 박테리아는 중성 또는 약알칼리성 환경(pH 6.5~7.5)에서 잘 발생합니다.

산화환원 환경 조건. 산소는 미생물의 생명에 매우 중요합니다. 일부 미생물에게는 이것이 필수적이지만 다른 미생물에게는 독입니다. 산화환원 전위는 산화환원 전위(rH 2) __ _ 매체의 산화(호기성) 또는 환원(혐기성) 정도를 나타내는 분자 수소 농도의 음의 로그로 표현됩니다. gH 2 범위는 0 ~ 41입니다. 산소로 포화된 수용액에서 gH 2는 41이고, 수소 포화 조건에서 gH 2는 0과 같습니다.

산화 환원 전위와 관련하여 미생물은 다음과 같이 나뉩니다.

에어로비를 의무화하다- 산소가 있는 곳에서만 생활하며 호흡을 통해 에너지를 얻습니다.

절대혐기성균- 독성이 있기 때문에 산소가 부족한 환경에서 자라는 미생물. 그들은 발효(대기 산소의 참여 없이 발생하는 산화환원 과정)를 통해 에너지를 얻습니다.

조건성 혐기성 생물과 호기성 생물접근이 가능하거나 산소가 없을 때 호흡에서 발효로 전환하여 살 수 있습니다.

절대호기성균의 경우 gH 2는 14-30 범위이고, 절대혐기성균의 경우 gH 2는 __0-14이며, 조건혐기성균의 경우 gH2는 0~20입니다.

화학물질의 작용 . 많은 물질이 미생물의 활동을 늦추고 억제합니다. 여기에는 알코올, 페놀, 알데히드(특히 포름알데히드), 질산염, 살충제, 산(벤조산, 아황산, 소르빈산, 붕산, 불화수소산), 알칼리, 중금속 염(수은, 구리, 은), 산화제(KMnO 4, J ,C1, H 2 O 2), 가스(이산화황, 이산화탄소). 미생물에 대한 효과는 화학적 성질, 사용된 농도, 환경 조건(pH, 온도) 및 미생물 유형에 따라 달라집니다. 일반적으로 이러한 물질을 고용량으로 사용하면 치명적인 효과가 있으며, 경우에 따라 소량으로 미생물의 성장을 자극할 수도 있습니다.

공생 __ 두 가지 이상의 유기체가 개별적으로보다는 함께 더 잘 발달합니다(예: 콩과 식물과 결절 박테리아, 크바스 생산 시 젖산 박테리아와 효모).

대사작용 __ 한 유기체의 중요한 활동은 다른 유기체의 발달에 기여합니다(예를 들어 한 미생물의 대사 산물은 다른 유기체의 영양원입니다).

반대 __ 한 유형의 유기체가 환경으로의 대사산물(예: 항생제, 마이코톡신)의 빠른 번식 또는 방출로 인해 다른 유형의 유기체를 억제하거나 사망을 유발합니다.

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세균성장인자는 세균세포의 생명에 필요한 유기물질로, 자체적으로 합성이 불가능하고 완성된 형태로 얻어야 한다. 박테리아 성장 인자는 다양한 화학적 성질을 지닌 화합물입니다. 대부분은 수용성 비타민 B입니다. B.f의 기능 아르 자형. 그들은 또한 헤민, 콜린, 퓨린, 피리미딘 염기와 많은 아미노산을 가지고 있습니다. 환경에 B.f.가 없습니다. 아르 자형. 어떤 경우에는 세포학적 변화를 동반하는 정균 효과를 유발합니다. 박테리아 성장 인자는 미생물 세포의 플라스틱 또는 에너지 물질 역할을 하지 않으며 박테리아에 의해 미미한 양으로 변하지 않은 형태로 사용됩니다. 다양한 세포 효소의 구조에는 활성 그룹(보효소)과 같은 일부 요소가 포함되어 있습니다.

가장 중요한 박테리아 성장 인자는 다음과 같습니다. 티아민(비타민 B1) - 탄수화물 대사에 중요한 역할을 하는 일부 보조효소의 필수적인 부분입니다. 리보플라빈(비타민 B2) - 산화환원 과정에 참여합니다. 판토텐산 - 박테리아 세포의 효소 시스템, 특히 조효소 A의 구성에 참여합니다. 피리독신(비타민 B6) - 이 성장 인자의 유도체는 아미노산 대사에 중요한 역할을 합니다. 비타민 B12 - 뉴클레오티드 합성 반응에 관여하는 활성 효소 그룹의 일부입니다. 엽산 - 유도체 중 하나의 형태로 퓨린 및 피리미딘 염기와 일부 아미노산의 합성을 촉매하는 효소의 일부입니다. 아미노산 - 세포 단백질의 구성 요소로 사용됩니다. 그들 중 일부는 생체촉매 기능도 수행합니다.

다양한 박테리아 성장 인자에 대한 박테리아의 필요성은 다양합니다. 대부분의 부생 식물에서는 최소화되는 반면, 병원성 미생물(브루셀라증, 디프테리아, 야토병 등의 병원균)은 많은 아미노산과 기타 물질을 포함하는 합성 배지에서만 자랄 수 있습니다.

질소 고정 또는 질소 고정 - 분자 대기 질소 고정, 디아조영양. 원핵생물 미생물에 의해 질소 분자를 환원시키고 이를 바이오매스에 통합시키는 과정입니다. 생물학적 주기에서 가장 중요한 질소 공급원입니다. 육상 생태계에서 질소 고정제는 주로 토양에 국한되어 있습니다.

질소 고정에는 세 가지 유형이 있습니다.

다양한 분류학적 그룹의 자유 생활 박테리아.
식물(뿌리 영역 또는 잎 표면)과 밀접하게 연결되어 있고 분비물(뿌리 분비물은 광합성 생산의 최대 30%를 차지함)을 유기물의 공급원으로 사용하는 박테리아에 의한 결합 질소 고정입니다. 질소고정자는 많은 동물(반추동물, 설치류, 흰개미)과 인간(Escherichia 속)의 장에 살고 있습니다.
공생. 가장 잘 알려진 것은 콩과 식물과 결절 박테리아(Rhizobiaceae과)의 공생입니다. 일반적으로 뿌리 감염이 발생하지만 식물은 줄기와 잎에 결절을 형성하는 것으로 알려져 있습니다.

콩과 식물 종자에 결절 박테리아 계통을 접종(감염)시키기 위해 박테리아 비료(예: 니트라진)가 만들어졌으며, 이는 수확량을 증가시킵니다. 또한, 질소 고정 과정을 자극하기 위해 소량의 "시작" 질소 비료를 토양에 첨가하는 반면 다량의 질소 비료는 과정을 억제하는 것이 유용합니다.

21. 박테리아의 영양. 음식의 종류. 세포 내로 물질을 운반하는 메커니즘. 미생물 성장 인자.

모든 생명체와 마찬가지로 미생물의 신진 대사는 상호 연관되어 동시에 발생하지만 반대되는 두 가지 과정, 즉 동화 작용 또는 건설적인 대사와 이화 작용 또는 에너지 대사로 구성됩니다.

미생물의 대사에는 고유한 특성이 있습니다.

대사 과정의 속도와 강도. 하루에 미생물 세포는 자체 무게의 30~40배에 달하는 양분을 처리할 수 있습니다.

변화하는 환경 조건에 대한 적응력이 뚜렷합니다.

영양은 세포의 전체 표면을 통해 수행됩니다. 원핵생물은 세포 내부에서 영양분을 섭취하거나 소화하지 않지만 외효소를 사용하여 세포 외부에서 영양분을 분해하여 세포 내로 운반되는 더 간단한 화합물로 만듭니다.

미생물의 성장과 생명활동을 위해서는 세포성분과 에너지원을 구성하는 서식지에 영양물질이 있어야 한다. 미생물은 물, 탄소, 산소, 질소, 수소, 인, 칼륨, 나트륨 및 기타 원소의 공급원이 필요합니다. 효소 합성을 위해서는 철, 망간, 아연, 구리와 같은 미량 원소도 필요합니다. 다양한 유형의 미생물에는 비타민, 아미노산, 퓨린 및 피리미딘 염기와 같은 특정 성장 인자가 필요합니다.

유기 또는 무기 탄소 및 질소 공급원을 동화하는 능력에 따라 미생물은 독립 영양 생물과 종속 영양 생물의 두 그룹으로 나뉩니다.

독립영양생물 (그리스 자동차 - 자신, 영양 - 먹기) 이산화탄소(CO)에서 탄소를 얻습니다. 2 ) 또는 그 염. 단순한 무기 화합물로부터 단백질, 지방, 탄수화물 및 효소를 합성합니다.

미생물은 에너지원과 기증자의 성격에 따라 다음과 같이 구분됩니다.광영양생물 (광합성), 태양에너지를 이용할 수 있고,화학영양생물 (화학합성), 산화환원 반응을 통해 에너지를 얻습니다. 광영양생물에는 부생성 미생물만 포함됩니다. 화학합성 미생물은 인간의 병리학에서 선도적인 역할을 합니다.

전자 공여체의 특성에 따라 화학 영양 생물은 다음과 같이 나뉩니다.화학영양생물 (화학독립영양생물) 및화학유기영양생물 (화학종속영양생물).

질소원에 따라 –원영양생물 – 포도당과 암모늄염으로부터 필요한 모든 유기 화합물(탄수화물, AA 등)을 합성할 수 있는 미생물.영양요구성 – 이들 화합물을 합성할 수 없는 미생물. 그들은 환경이나 숙주 유기체로부터 완성된 형태로 이러한 화합물과 기타 성장 인자를 동화시킵니다.

영양분의 수송

작은 분자만이 세포벽과 세포질막을 통과하여 원핵 세포로 들어가므로 단백질, 다당류 및 기타 생체 고분자는 먼저 외효소에 의해 세포로 운반되는 더 간단한 화합물로 분해됩니다.

세포 내로의 영양분 침투는 다양한 메커니즘을 통해 발생합니다.

수동 확산 - 농도 구배에 따른 확산, 즉 세포 외부의 농도가 내부보다 높기 때문에 물질이 세포에 들어갑니다.

촉진 확산 - 또한 농도 구배에 따라 발생하지만 소위 투과효소라고 불리는 운반체 효소의 참여로 발생합니다. 이 효소는 세포질막 외부에서 물질 분자를 자신에게 부착하고 내부에서 이를 그대로 방출합니다. 그런 다음 자유 운반체는 다시 막 외부로 이동하여 물질의 새로운 분자와 결합합니다. 더욱이, 각 투과효소는 특정 물질을 운반합니다.

이 두 가지 전송 메커니즘에는 에너지 소비가 필요하지 않습니다.

활성 전달은 투과효소의 참여로 발생하며 농도 구배에 대해 발생합니다. 미생물 세포는 외부 환경보다 수천 배 더 높은 농도로 물질을 축적할 수 있습니다. 이 과정에는 에너지가 필요합니다. 즉, ATP가 소비됩니다.

급진적 전위는 물질 전달의 네 번째 메커니즘입니다. 이것은 퍼미아제의 참여로 화학적으로 변형된 분자의 활성 전달입니다. 예를 들어, 포도당과 같은 단순한 물질은 인산화된 형태로 운반됩니다.

박테리아 세포에서 물질의 방출은 수동 확산 또는 투과효소의 참여로 촉진 확산에 의해 발생합니다.

미생물 성장 인자:

성장 인자에는 아미노산, 퓨린 및 피리미딘 염기, 지질, 비타민, 철 포르피린(헴) 및 기타 화합물이 포함됩니다. 일부 미생물은 필요한 성장 인자를 독립적으로 합성하고 다른 미생물은 환경에서 미리 만들어진 성장 인자를 얻습니다. 특정 성장 인자에 대한 특정 미생물의 필요성은 박테리아의 분화 및 식별뿐만 아니라 실험실 및 생명 공학 목적을 위한 영양 배지 준비에 사용되는 안정적인 특성입니다.

아미노산. 많은 미생물, 특히 박테리아에는 류신, 티로신, 연쇄상 구균의 류신, 아르기닌 등의 클로스트리디아와 같이 스스로 합성할 수 없기 때문에 특정 아미노산(하나 이상)이 필요합니다. 이러한 종류의 미생물을 아미노산이나 다른 화합물이 합성할 수 없기 때문에 영양요구성입니다.

퓨린 및 피리미딘 염기와 그 유도체(아데닌, 구아닌, 시토신, 우라실, 티민 등)는 다양한 유형의 연쇄상 구균에 대한 성장 인자입니다. 일부 질소 염기는 포도상 구균 및 기타 박테리아의 성장에 필요합니다. 일부 유형의 마이코플라스마에는 뉴클레오티드가 필요합니다.

지질, 특히 인지질의 구성성분인 지방산은 일부 연쇄구균과 마이코플라스마의 성장에 필요합니다. 모든 유형의 마이코플라스마는 콜레스테롤과 기타 스테롤이 영양요구성인데, 이는 다른 원핵생물과 구별됩니다. 이 화합물은 세포질막의 일부입니다.

주로 그룹 B인 비타민은 조효소 또는 보결분자 그룹의 일부입니다. 많은 박테리아는 특정 비타민에 대해 영양요구성입니다. 예를 들어 코리네박테리아 디프테리아, 시겔라는 NAD 및 NADP의 일부인 니코틴산 또는 그 아미드, 황색포도상구균, 폐렴구균, 브루셀라 - 티아민(BO, 피로인산염의 일부), 일부 유형의 연쇄상구균, 파상풍 간균 - 판토텐산에서 필요합니다. 코엔자임 CoA 등의 필수 부분 인 산. 또한 많은 박테리아의 성장 인자는 엽산, 비오틴 및 시토크롬 성분입니다.후자는 혈우병 박테리아, 결핵균 등에 필요합니다.

생물학적 산화(에너지 대사)

생물학적 산화 과정은 세포 생활에 필요한 에너지를 제공합니다. 이 공정의 핵심은 점진적인 에너지 방출로 기판이 순차적으로 산화되는 것입니다. 에너지는 ATP 분자에 저장됩니다.

탄수화물, 알코올, 유기산, 지방 및 기타 물질은 산화됩니다. 그러나 대부분의 미생물의 경우 육탄당, 특히 포도당이 에너지원으로 사용됩니다.

미생물에는 호기성 산화와 혐기성 산화의 두 가지 유형의 생물학적 산화가 있습니다. 유산소형에는 산소가 관여하는데, 이 과정을 엄밀한 의미에서는 호흡이라고 한다. 혐기성 유형의 생물학적 산화에서는 유기 분자의 에너지 방출이 산소의 참여없이 발생하며 이를 발효라고 합니다.

피루브산(PVA)의 형성과 함께 포도당의 혐기성 분해의 초기 단계도 같은 방식으로 발생합니다. 이것

산은 호흡 경로와 다양한 유형의 발효가 분기되는 중심점입니다.

호기성 호흡을 통해 피루브산은 트리카르복실산 회로로 들어갑니다. PVC 수소는 호흡 사슬에 들어갑니다. 이것은 산화 효소(시토크롬 및 시토크롬 산화효소)의 사슬입니다. 수소는 시토크롬 사슬을 따라 이동하고 시토크롬 산화효소에 의해 활성화된 산소와 결합하여 물을 형성합니다. 포도당의 호기성 산화의 최종 생성물은 이산화탄소(이산화탄소)와 물입니다. 호흡하는 동안 포도당 1분자당 38분자의 ATP가 생성됩니다.

혐기성 유형의 생물학적 산화에서는 발효 결과 에너지가 생성됩니다. 알코올 발효 중에 PVC는 궁극적으로 알코올과 이산화탄소로 변합니다. 젖산 발효의 최종 생성물은 젖산이고, 부티르산 발효는 부티르산입니다. 발효 과정에서 포도당 분자당 2개의 ATP 분자만 형성됩니다.

발효의 미생물적 성질은 파스퇴르에 의해 처음 발견되고 입증되었습니다. 파스퇴르는 부티르산 발효를 연구하면서 처음으로 산소 없이도 생명체가 존재할 수 있는 가능성, 즉 혐기성 미생물을 접했습니다. 그는 또한 나중에 "파스퇴르 효과"라고 불리는 현상, 즉 산소가 널리 이용될 때 발효 과정이 중단되는 현상을 확립했습니다.

혐기성균증은 원핵생물에서만 존재합니다. 호흡 유형에 따른 모든 미생물은 절대호기성균, 절대혐기성균, 조건혐기성균, 미호기성균 등의 그룹으로 분류됩니다.

절대호기성생물은 유리산소가 있는 경우에만 번식합니다. 여기에는 결핵균, 콜레라 비브리오균, 기적의 간균이 포함됩니다. ,

절대혐기성균이나 엄격한 혐기성균은 산소가 없을 때 에너지를 얻습니다. 그들은 불완전한 산화 환원 효소 세트를 가지고 있으며 시토크롬 시스템이 없으므로 기질 (포도당)을 최종 생성물인 CO로 완전히 산화시키지 않습니다. 2 그리고 N 2 A. 또한 유리 산소가 있으면 독성 화합물이 형성됩니다. 과산화수소 H 2 에 대한 2 및 유리 과산화수소 라디칼 O 2 . 에어로베는 이러한 독성 화합물(슈퍼옥사이드 디스뮤타제 및 카탈라제)을 파괴하는 효소를 생산하기 때문에 이 경우 죽지 않습니다. 이러한 조건에서 포자를 형성하는 혐기성 미생물은 번식을 멈추고 포자로 변합니다. 포자를 형성하지 않는 혐기성 미생물은 산소와 단기간 접촉해도 죽습니다.

절대 포자 형성 혐기성 균에는 파상풍의 클로스트리듐, 보툴리누스 중독, 혐기성 상처 감염이 포함됩니다. 비 포자 형성 혐기성 - 박테로이데스, 펩토박테리아, 비피덤박테리아.

대부분의 병원성 박테리아는 조건성(조건부) 혐기성 박테리아(예: Enterobacteriaceae)입니다. 그들은 완전한 효소 세트를 가지고 있으며 산소에 대한 광범위한 접근을 통해 포도당을 최종 생성물로 산화시킵니다. 산소 함량이 낮으면 발효가 발생합니다.

미세호기성균은 소량의 산소가 있는 상태에서 증식합니다. 예를 들어, 캄필로박터(Campylobacter)는 3~6% 산소에서 번식할 수 있습니다.

미생물의 성장과 번식

"성장"이라는 용어는 개체의 크기가 증가하는 것을 의미하고, "번식"은 개체군 내 개체 수가 증가하는 것을 의미합니다.

박테리아는 이분법으로 반으로 번식하며, 발아로 번식하는 경우는 적습니다. 그람 양성균에서는 세포벽과 세포질막에서 중격이 형성되어 안쪽으로 자랍니다. 그람 음성균에서는 수축이 발생한 후 세포가 두 개체로 나누어집니다.

세포 분열은 반보존적 유형에 따라 박테리아 염색체의 복제가 선행됩니다. 이 경우 이중 가닥 DNA 가닥이 풀리고 각 가닥은 상보 가닥으로 완성되며 결과적으로 각 딸세포는 하나의 모 가닥과 새로 형성된 하나의 가닥을 받습니다.

다양한 유형의 박테리아의 번식 속도가 다릅니다. 대부분의 박테리아는 15~30분마다 분열합니다. 결핵균은 천천히 분열합니다.- 18시간에 1분할, 스피로헤타 - 10시간에 1분할.

일정 용량의 액체 영양배지에 세균을 뿌린 후 매 시간마다 시료를 채취하여 이러한 밀폐된 환경에서 살아있는 세균의 수를 파악하고, 시간(시간)을 가로축에 플롯한 그래프를 그리면, 세로축에 살아있는 박테리아 수를 로그하면 박테리아 성장 곡선을 얻을 수 있습니다. 박테리아 성장은 여러 단계로 나누어집니다(그림 5).

잠복기 (지연기) - 박테리아가 영양 배지에 적응하고 그 수가 증가하지 않습니다.

로그 성장 단계 - 박테리아 수가 기하급수적으로 증가합니다.

정지 성장 단계는 새로 형성된 박테리아의 수가 죽은 박테리아의 수와 같아지고 살아있는 박테리아의 수가 일정하게 유지되어 최대 수준에 도달하는 단계입니다. 이것은 M 농도(각 박테리아 유형의 특성 값)입니다.

죽어가는 단계: 대사 산물의 축적과 환경 고갈로 인해 죽어가는 세포의 수가 생존 가능한 박테리아의 수보다 우세하기 시작합니다.

이러한 폐쇄적이고 변하지 않는 환경에서 박테리아의 배양을 주기적이라고 합니다. 파종된 양에 신선한 영양 배지를 지속적으로 공급하고 동일한 양의 액체를 제거하는 경우 이러한 배양을 연속 배양이라고 합니다. 그러한 배양물에서 살아있는 박테리아의 수는 M 농도에서 일정합니다. 연속 배양은 미생물 산업에 사용됩니다.

미생물의 대사에는 고유한 특성이 있습니다.

1) 대사 과정의 속도와 강도. 하루에 미생물 세포는 자체 무게의 30~40배에 달하는 양분을 처리할 수 있습니다.

2) 변화하는 환경 조건에 대한 적응력이 뚜렷합니다.

3) 영양은 세포 표면 전체를 통해 제공됩니다. 원핵생물은 세포 내부에서 영양분을 섭취하거나 소화하지 않지만 외효소를 사용하여 세포 외부에서 영양분을 분해하여 세포 내로 운반되는 더 간단한 화합물로 만듭니다.

유기 또는 무기 탄소 및 질소 공급원을 동화하는 능력에 따라 미생물은 독립 영양 생물과 종속 영양 생물의 두 그룹으로 나뉩니다.

독립영양생물 (그리스 자동차 - 자체, 영양 - 먹이) 이산화탄소(CO 2) 또는 그 염으로부터 탄소를 얻습니다. 단순한 무기 화합물로부터 단백질, 지방, 탄수화물 및 효소를 합성합니다.

미생물은 에너지원과 기증자의 성격에 따라 다음과 같이 구분됩니다. 광영양생물 (광합성), 태양에너지를 이용할 수 있고, 화학영양생물 (화학합성), 산화환원 반응을 통해 에너지를 얻습니다. 광영양생물에는 부생성 미생물만 포함됩니다. 화학합성 미생물은 인간의 병리학에서 선도적인 역할을 합니다.

전자 공여체의 특성에 따라 화학 영양 생물은 다음과 같이 나뉩니다. 화학영양생물 (화학독립영양생물) 및 화학유기영양생물 (화학종속영양생물).

질소원에 따라 – 원영양생물 – 포도당과 암모늄염으로부터 필요한 모든 유기 화합물(탄수화물, AA 등)을 합성할 수 있는 미생물. 영양요구성 – 이들 화합물을 합성할 수 없는 미생물. 그들은 환경이나 숙주 유기체로부터 완성된 형태로 이러한 화합물과 기타 성장 인자를 동화시킵니다.

영양분의 수송

세포 내로의 영양분 침투는 다양한 메커니즘을 통해 발생합니다.

수동 확산 - 농도 구배에 따른 확산, 즉 세포 외부의 농도가 내부보다 높기 때문에 물질이 세포에 들어갑니다.

이 두 가지 전송 메커니즘에는 에너지 소비가 필요하지 않습니다.

박테리아 세포에서 물질의 방출은 수동 확산 또는 투과효소의 참여로 촉진 확산에 의해 발생합니다.

미생물 성장 인자:

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