- •1. Прокариотическая клетка. Особенности строения клеток. Внутриклеточные включения. Форма клеток. Деление на кокки, палочки и т.Д.
- •2. Эукариотические клетки. Особенности строения, внутриклеточные структуры.
- •3. Особенности генетического аппарата прокариот.
- •4. Механизмы передачи генетической информации у прокариот.
- •5. Методы стерилизации. Характеристика.
- •6. Методы культивирования микроорганизмов. Питательные среды.
- •7. Особенности генетического аппарата прокариот.
- •8. Механизмы передачи генетической информации у прокариот.
- •9. Особенности метаболизма у микроорганизмов.
- •10.Особенности ферментативной системы у микроорганизмов.
- •11.Особенности питания микроорганизмов.
- •12.Литотрофные микроорганизмы, их роль в биогеоценозе.
- •13.Органотрофные микроорганизмы, их роль в биогеоценозе.
- •14.Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
- •15.Дать характеристику свободноживущим протистам. Привести примеры.
- •16.Роль свободноживущих протистов в почве.
- •17.Роль свободноживущих протистов в воде.
- •18.Какие патогенные микроорганизмы характерны для водоемов?
- •19.Патогенные микроорганизмы, находящиеся в почве. Какова вероятность заражения человека патогенными микроорганизмами, находящимися в почве?
- •20.Роль свободноживущих протистов в воздухе.
- •21.Дать характеристику симбиотическим формам протистов. Привести примеры.
- •22.Дать характеристику паразитическим формам протистов. Привести примеры.
- •23.Роль сапрофитных организмов в биогеоценозах. Микрофлора почвы.
- •24.Что означает термин «сапробность»? Охарактеризовать зоны сапробности.
- •25.Роль литотрофных микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
- •26. Цианобактерии, из роль в биоценозах. Антропогенное эвтрофирование водоемов.
- •27.По каким показателям оценивают степень загрязнения воды?
- •28.В чем заключаются преимущества биологических технологий?
- •29.Основные задачи Экологической биотехнологии и пути их решения.
- •30.Применение биотехнологических процессов для решения проблем ос.
- •31.Переработка отходов с применение биотехнологических процессов.
- •32.Биодеградация ксенобиотиков. Преимущества использования биотехнологий.
- •33.Биодеградация твердых отходов микроорганизмами.
- •34.Конструктивный метаболизм. Типы питания прокариот.
- •35.Аэробные и анаэробные организмы, их использование в биотехнологиях.
- •36.Краткая характеристика отдельных групп простейших.
- •37.Поведение простейших.
- •38.Аэробная очистка воды.
- •39.Микроорганизмы, участвующие в процессе аэробной очистки воды.
- •40.Анаэробная очистка воды.
- •41. Микроорганизмы, участвующие в процессе анаэробной очистки воды.
- •42.Аэробная и анаэробная очистка сточных вод, общая характеристика.
- •43.Реакция активного ила на изменение условий ос.
- •44.Механизмы каталитических процессов живой клетки и их прикладное значение в технологии биотрансформации субстратов.
- •45.Бактериальное выщелачивание металлов.
- •46.Биоаккумуляция и осаждение металлов микроорганизмами.
- •47.Проанализировать роль бактерий в биоценозе активного ила.
- •48.Проанализировать роль простейших в биоценозе активного ила.
- •49.Проанализировать роль многоклеточных организмов в биоценозе активного ила.
- •50.Объясните термины «хороший активный ил» и «плохой активный ил». Сравнить биоценозы активного ила.
- •51.Доказать преимущества биологической очистки сточных вод.
- •52.Перечислить какие загрязнители сточных вод подвергаются деструкции бактериями рода Pseudomoпas, Flavobacterium, Achromobacter, Mycobacterium?
- •53.Докажите, что активный ил представляет собой сложную экологическую систему.
- •54.Перечислите и охарактеризуйте группы организмов, которые находятся на I, II, III трофических уровнях.
- •55.Дайте характеристику удовлетворительно работающего ила по индикаторным видам.
- •56.Дайте характеристику перегруженного ила по индикаторным видам.
- •57.Докажите возможность использование индикаторных организмов активного ила для технологического контроля работы городских очистных сооружений.
33.Биодеградация твердых отходов микроорганизмами.
Характерной чертой свалок является наличие сложной ассоциации микроорганизмов, которые развиваются на поверхности твердых частиц, являющихся для них источником биогенных элементов. Внутри ассоциации складываются разнообразные взаимосвязи и взаимодействия. состояние и биокаталитический потенциал микробного сообщества зависит от того, какие химические вещества преобладают на данной свалке, от степени доступности этих веществ, наличия градиентов концентраций различных субстратов, в особенности градиентов концентраций доноров и акцепторов электронов и водорода.
На начальной стадии биодеградации твердых отходов доминируют аэробные процессы, в этом случае ассоциаты разрушают наиболее легко деградируемые компоненты. К аэробным ассоциатам относятся беспозвоночные и микроорганизмы (грибы, бактерии, актиномицеты).
На следующей стадии аэробного этапа деструкции подвергаются трудно и медленно окисляемые субстраты - лигноцеллюлозы, лигнины, таннины и меланины. Продолжительность этого периода сильно варьирует и частично зависит от предобработки, которая может менять степень доступности О2. существуют различные методы оценки степени биодеградации твердых отходов. наиболее доступный и часто используемый метод основан на различиях в скорости разложения целлюлозы и лигнина:
в непереработанных отходах отношение содержания целлюлозы к лигнину составляет 4,0;
в активно перерабатываемых - 0,9-1,2;
в полностью стабилизированных отходах - 0,2.
Во время аэробной стадии температура среды может повышаться до 80 с, что приводит к гибели патогенной микрофлоры, гельминтов, личинок насекомых и семян растений. Температура служит индикатором состояния свалки. Увеличение температуры с одной стороны приводит к повышению скорости протекающих процессов деструкции органических веществ. Но с другой – происходит снижение растворимости кислорода и, как следствие, приводит к снижению тепловыделения и накоплению СО2. На этой стадии деструкции в микробной ассоциации преобладают сначала факультативные микроорганизмы, а при дальнейшем уменьшением концентрации кислорода – облигатные анаэробы.
34.Конструктивный метаболизм. Типы питания прокариот.
Конструктивный метаболизм (анаболизм) – состоит из реакций направленных на образование из поступающих в клетку веществ составных частей и веществ клетки. Этот процесс потребляет свободную энергию, запасенную в химической форме в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ) и прочих макроэнергетических соединениях.
Продукты, образующиеся в реакциях синтеза биомолекул, называют метаболитами. Из преметаболитов (СО2, аммония, сульфатов, фосфатов, ионов металлов) образуются прометаболиты (моносахара, аминокислоты, нуклеотиды, низкомолекулярные жирные кислоты). Прометаболиты катализируют синтез информационных молекул (ДНК и РНК) и первичных метаболитов, сходных для всех живых организмов (белков, углеводов, липидов и некоторых карбоновых кислот). В результате реакций вторичного метаболизма некоторые микроорганизмы образуют токсины и антибиотики.
Биосинтез нуклеотидов. Пуриновые нуклеотиды строятся на основе фосфорибозилпирифосфата, образующегося в пентозофосфатном цикле. Двучленное пуриновое кольцо синтезируется последовательным присоединением аминогрупп и мелких углеродсодержащих групп. Пиримидиновые нуклеотиды синтезируются на основе карбоксилсодержащих веществ. Рибозофосфатный остаток присоединяется после его конденсации с аспарагиновой кислотой.
Биосинтез углеводов. Микроорганизмы синтезируют моно-, олиго, полисахариды и другие соединения, в состав которых входят углеводы. Автотрофы синтезируют глюкозу из углекислого газа, а гетеротрофы — из углеросодержащих соединений с длиной цепи С2–С3. В обоих случаях используются реакции гликолиза, идущие в обратном направлении.
Биосинтез аминокислот. Большинство прокариот способны синтезировать все аминокислоты из пирувата, –кетоглутарата и фумарата, образующихся в цикле трикарбоновых кислот. Источниками энергии являются АТФ. Азот вводится в молекулу предшественника на последних этапах биосинтеза реакциями аминирования и пераминирования.
Биосинтез липидов. Липиды микроорганизмов представлены жирными кислотами, фосфолипидами, восками, терпенами и каратиноидами, состоящими из насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Жирные кислоты синтезируются при участии ацетилпереносящих белков. Ненасыщенные кислоты с двойными связями формируются из насыщенных жирных кислот.
Ионный обмен. Для роста и размножения микроорганизмов необходимы разнообразные минеральные элементы и соединения — ионы NH4, K+, Mg2+. Ионы аммония необходимы для синтеза аминокислот, ионы калия - для связывания тРНК с рибосомами, ионы железа и магния являются костимуляторами ферментативных реакций.
Для характеристики типов питания используется одновременно 3 критерия:
Источник углерода: автотрофы и гетеротрофы
Энергии: фототрофы и хемотрофы (за счет ОВР)
Донор электронов (водорода) литотрофы (неорг соединения) и органотрофы (орг соединения)
В соответствии с вышеуказанными критериями выделяют 4 типа питания:
Фотолитоавтотрофы
Фотоорганоавтотрофы
Хемолитоавтотрофы
Хемоорганогетеротрофы
Тип питания |
Источник углерода |
Источник энергии |
Источник электронов |
Представители |
ФЛА |
Углекислый газ |
Солнечный свет |
Неорг. вещества, вода |
Цианобактерии, зеленые, серые, пурпуные бактерии |
ФОА |
Углекислый газ и орг. соед. |
Солнечный свет |
Орг. соед. (спирты, кислоты) |
Некоторые пурпурные бактерии |
ХЛА |
Углекислый газ |
ОВР неорг. |
Неорг. соед. |
Нитрифицирующие бактерии, водородные, тиоловые, ацедофильные |
ХОГ |
|
ОВР орг. |
Орг. соед. |
Большинство бактерий, молочные, масляно-кислые |