УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ №5

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ГОСУДАРСТВЕННЫМ РЕЗЕРВАМ
Государственное образовательное учреждение
ТОРЖОКСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ №5
Наименование:
Физиология
микроорганизмов
Профессиональная область:
Специальности:
261301 «Экспертиза
качества
потребительских
товаров», 080402
«Товароведение»
Мотивация учебного процесса
Изучив данный учебный элемент, Вы узнаете сущность питания и
дыхания, Вы сможете использовать знания об обмене веществ
микроорганизмов при хранении и переработке продуктов
ЦЕЛЬ:
Изучить сущность процессов питания, дыхания и классификацию
микроорганизмов по питанию и дыханию, использовать знания при
консервировании продуктов
ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ И
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Наименование
Количество
Учебник В.Н. Азарова «Основы
микробиологии и пищевой гигиены»
Мудрецова – Висс К.А., Дерюхина
В.П. Микробиология, санитария и
гигиена
Электронный курс лекций
1
Примерное время работы с учебным элементом
1
1
- 2 аудиторных часа
Руководство по изучению учебного материала
1. Внимательно прочтите предложенный лекционный материал по
разделу «Дыхание», затем, используя опорный конспект попытайтесь
рассказать содержание раздела, если испытываете затруднения, то
прочтите лекцию еще раз.
2. Раздел «Питание микроорганизмов» изучайте аналогичным способом
3. По окончании изучения материала проверьте степень его усвоения по
предложенным вопросам и оцените свои знания, используя критерии
оценки. Если степень усвоения знаний окажется ниже 3 баллов,
проработайте материал заново.
Содержание
Питание микроорганизмов
Специальных органов питания у микробов нет. Они поглощают
питательные вещества и выделяют продукты жизнедеятельности через всю
поверхность тела путем осмоса.
Осмос – диффузия веществ через полупроницаемую перегородку,
разделявшую раствор и чистый растворитель или два раствора различной
концентрации. Осмос возникает под действием разных осмотических
давлений, т.е. различий в концентрации растворенных веществ по обе
стороны полупроницаемой перегородки, так называемой мембраны.
Осмотическое давление это та энергия, с которой вещества стремятся
выровнять концентрацию.
Проникновение воды и питательных веществ происходит по разному.
Вода проникает быстрее, чем питательные вещества и движется туда, где
суммарная концентрация растворенных веществ выше. Каждое растворенное
вещество движется туда, где концентрация ниже. Таким образом
концентрация веществ по обе стороны перегородки постепенно
выравнивается.
В жизнедеятельную клетку вещества пищи поступают непрерывно, т.к.
сразу расщепляются и превращаются под влиянием ферментов в вещества,
входящие в состав клетки и более простые соединения.
Таким образом, концентрация каждого вещества в нормальных
условиях никогда не уравнивается внутри и вне клетки в процессе питания, и
поступление его в клетку осуществляется непрерывно.
Оболочка и цитоплазматическая мембрана избирательны в
пропускании веществ, т.к. способны различать нужные вещества от
ненужных. Внутри клеток, находящихся в нормальном состоянии,
осмотическое давление всегда выше, чем в питательной среде (оно создается
веществами, поступившими в клетку, но еще не ассимилированными
(усвоенными), а так же продуктами жизнедеятельности, еще не
выделившимися из клетки). Поэтому одновременно с питательными
веществами в клетки поступает и необходимая вода.
В связи с высоким осмотическим давлением внутри каждой клетки
создается постоянный приток в нее воды. Набухшая цитоплазма клетки с
определенным напряжением давит на оболочку – это состояние называется
тургор и является нормальным. Если клетка оказывается в среде, где
суммарная концентрация растворенных веществ намного выше, чем в клетке
(раствор соли, сахара), происходит обратное явление – постепенное
обезвоживание клетки: цитоплазма сжимается и отстает от оболочки –
плазмолиз. Длительное состояние губительно для клетки (это используется
в приготовлении солений, варенья и др). С малой концентрацией
растворенных веществ, проникает много воды, что приводит клетки в
состояние плазмоптиса (переполненности). При этом оболочка может
разорваться.
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
Микроорганизм
Питательная среда
↑Р
Вещества быстро
проникают,
процесс постоянен,
постоянный приток Н2О
Вода проходит быстрее, чем питательные.
вещества, объем проникновения веществ зависит
от их частиц. Растворенное вещество движется в
сторону, где его концентрация ниже. Вода –
растворитель и движется туда, где давление
выше. Концентрация веществ никогда не
выравнивается за счет оболочки, которая
обладает избирательной функцией.
(давление)
По питанию делятся на:
Аутотрофы
Гетеротрофы
Усваивают углерод из углекислоты
Нуждаются в сложных органических
и используют элементарный азот
веществах
почвенные бактерии
(нитрифицирующие, азотофиксирующие,
серо и железобактерии)
Сапрофиты
Паратрофы
(паразиты)
все необходимые вещества они
(использую вещества
(болезнетворные
синтезируют из простых веществ
мертвой природы)
бактерии, вирусы)
для питания используют
углеводы, спирты, белки,
жиры, органические
кислоты
гнилостные
возбудители брожений
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
«Дыхание микроорганизмов»
ЭНЕРГИЯ, получаемая клеткой за счет экзотермических реакций расходуется
Процессы образования
размножение и др.
энергии – дыхание
доступны окислению: углеводы,
на движение,
жиры, белки, органические кислоты
Аэробы – энергию получают окислением
за
органических веществ кислородом воздуха
водорода
(плесени, уксуснокислые бактерии)
Анаэробы – энергию получают
счет отнятия у субстрата
С2Н5ОН+3О2=2СО2+3Н2О+1369кДж
Строгие (облигатные)
(факультативные)
(только без кислорода)
Условные
(с кислородом и без
него)
маслянокислые, палочка ботулиноса
Палочка
столбнячная палочка
дрожжи,
кишечная
палочка,
протея,
молочкокислые
бактерии
С6Н12О6=2С2Н5ОН+2СО2+115кДж
Для того, чтобы поступающие питательные вещества
трансформировались и усваивались, бактерии размножались, двигались,
образовывали споры и т.д., необходима энергия. Всю необходимую энергию
клетки получают за счет экзотермических реакций, осуществляемых путем
окислительно-восстановительных преобразований различных химических
соединений (особенно углеводов, жиров, белков, кислот), обладающих
большими запасами потенциальной энергии.
Дыхательные процессы обеспечивают энергетические потребности
микроорганизмов.
Л.Пастер разделил микробы на:
1.Аэробы (нуждаются в кислороде воздуха для окисления
органических веществ) – уксуснокислые бактерии, плесневые грибы,
палочка чудесной крови (продигиозум), сенная палочка, палочка
туберкулеза.
В процессе аэробного дыхания органические вещества разрушаются не
до конца, с образованием сложных веществ:
С2Н5ОН+О2=СН3СООН+Н2О+504кДЖ
этиловый спирт
уксусная к-та
2.Анаэробы – способные к дыханию без использования свободного
кислорода.
облигатные (строгие)
факультативные
(могут изменять тип дыхания на
аэробный)
-возбудители масляно-кислого
-молочнокислые бактерии
брожения
-кишечная палочка
-столбнячная палочка
-дрожжи
-ботулинус
-палочка протея
Типичные анаэробные дыхательные процессы называют брожениями.
С6Н12О6=2С2Н5ОН+2СО2+115кДж
гексоза
Продукты жизнедеятельности одних микроорганизмов могут служить
энергетическим материалом для других: дрожжи образуют из сахара
этиловый спирт, который уксуснокислые бактерии окисляют в уксусную
кислоту.
Микроорганизмы используют лишь часть выработанной энергии (1015%), а остальная энергия в виде тепла выделяется в окружающее
пространство. Там она может участвовать в подготовке питательной среды
для самих микроорганизмов(согревание влажного сена, навоза, торфа,
зерновых масс, муки).
У многих бактерий окислительные процессы в клетке сопровождаются
отдачей световой энергии (свечение воды, мяса, рыбы и т.д. обуславливается
присутствием световых бактерий).
Продукты жизнедеятельности, которые выделяются во внешнюю
среду, накапливаются и оказывают губительное влияние на самих микробов.
Так жизнедеятельность дрожжей замедляется при накоплении в
сбраживаемом субстрате 10-14% спирта, не более 3-4% уксусной кислоты
переносят уксуснокислые бактерии. Продукты обмена затормаживают
течение биохимических реакций, необходимых для поддержания нормальной
жизнедеятельности.
Некоторые продукты обмена оказывают влияние на другие
микроорганизмы – молочная и уксусная кислоты, углекислый газ и этиловый
спирт применяют для защиты от микробиологической порчи.
Самостоятельная подготовка
Изучить вопрос: «Ростовые вещества микроорганизмов»
Основная литература:
1. Азаров В.Н. Основы микробиологии и пищевой гигиены – М.: Экономика,
1981
2. Мудрецова – Висс К.А., Дерюхина В.П. Микробиология, санитария и
гигиена
Дополнительная литература:
1.Тэц В.И. Санитарная микробиология - Ленинград: Медиздат, 1968г.
2.Энциклопедия для детей Аванта +, серия «Биология», М: Просвещение,
2001г.