Табиғаттағы көміртегі мен оттегі айналымының сызба нұсқасын көрсетіңіз және қысқыша түсінік беріңіз

Кө міртек айналымы – табиғ атта кө міртектің ү здіксіз айналу қ ұ былысы. Тірі организмдердегі кө міртектің қ ұ рамы (қ ұ рғ ақ затқ а шақ қ анда): су ө сімдіктері мен жануарларда 34, 5 – 40%, қ ұ рғ ақ тағ ы ө сімдіктер мен жануарларда 45, 4 – 46, 5%, бактерияларда 54% болады. Организмдердің ө мір сү ру процесі кезінде, негізінен, тыныс алу арқ ылы органик. қ осылыстар ыдырап, сыртқ ы ортағ а кө мір қ ышқ ыл газы бө лінеді

Бұ л айналым аэробты жә не анаэробты жағ дайда жү реді. Аэробты жағ дайда ө сімдіктермен оксигенді фототү зуші бактериялар CO2-ні сің іріп, органикалық қ осылыстарайналдырады.

Пайда болғ ан органикалық заттарды жануарлар мен аэробты гетеротрофтар энергия ретінде пайдаланып, ақ ырында CO2 тыныс алудың соң ғ ы ө німі ретінде атмосферағ а қ айта оралады. Анаэробты жағ дайда кө міртегі айналымына аноксигенді фототү зуші бактериялар мен анаэробты тыныс алу жә не ашу ү дерісі арқ ылы энергияны алатын бактериялар қ атысады. Органикалық заттар жануарлар мен аэробты микроорганизмдердің энергетикалық метоболизіміне қ атысып, одан соң ғ ы ө нім ретінде бө лініп шығ атын СО2 атмасферағ а қ айта оралады. Анаэробты жағ дайда СО2 аноксигендіфотосинтезді жү зеге асыратын бактериялар (гелиобактериялар, қ оң ыр, жасыл бактериялар) арқ ылы органикалық заттарғ а айналады. Органикалық заттар анаэробты микроорганизмдер қ олданып, анаэробты тыныс алу мен ашу ү рдістерінде тү зілген СО2 айналымғ а қ айта оралады.

Оттектің айналымы кө міртегі айналымымен тығ ыз байланысты. Оттек тіршілік ү шін ө те маң ызды. Атмосфераның оттектің мө лшері тұ рақ ты дең гейде сақ тауы ө сімдіктерге байланысты. Олар оттекті фотосинтез барысында судың тотық сызданғ ан оттегін молекулалы оттекке (О2) дейін тотық тырады.

51. Микроорганизмдерге сыртқ ы ортаның факторларының ә сері. Ортаның қ ышқ ылдығ ына байланысты қ андай топтарғ а бө луге болады? 1. Микроорганизмдердің ө ніп-ө суі, тіршілігі сыртқ ы орта жағ дайларына тікелей байланысты. Орта жағ дайы неғ ұ рлым қ олайлы болса, соғ ұ рлым ол белсенді тіршілік етеді. Табиғ атта микроорганизмдерге ә сер ететің жағ дайларды негізінен ү ш топқ а бө луне болады:

1. Физикалық.

2. Химиялық

3. Биологиялық факторлар.

Физикалық фактордың ә сері.

Физикалық факторлардың ішінде температураның микроорганизмдер ү шін маң ызы зор. Бірақ микроорганизмдер ө сімдіктер мен жануарларғ а қ арағ анда температураның қ ұ былуына тө зімді келеді. ә р тү рлі микроорганизмдер топтары ү шін температураның ү ш нү ктессі бар: оптималь - ең тіршілікке қ олайлы температура;

Минималь – бұ л тіршілікке қ ажетті температураның ең тө менгі шегі; макисаль - микроорганизмдер тіршілік ететін температураның жоғ арғ ы шегі. Бұ дан жоғ арыласа, тіршілік ете алмайды. Жалпы микроорганизмдердің температурағ а қ атысын зерттегенде оларды ү ш топқ а бө луге болады:

1. Психрофилдер.

2. Мезофилдер.

3. Термофилдер.

Психрофилдер. (гректің психрос –сусыз деген сө зіненшық қ ан). Салқ ын сү йгіш бактериялар. Бұ ларғ а кейбір топырақ жә не тең із бактериялары, сонымен бірге балық жә не су ө сімдіктеріне ауру қ оздырғ ыш микроорганизмдер жатады. Кө птеген психрофилдер мезофилдер ү шін қ олайлы температураларда ө се береді. Бұ л топтағ ы микроорганизмдердің кейбір ө кілдері тө менгі температурада ө суге бейімделген. 25оС жә не одан да жоғ ары температура тіршілігн жояды. Бұ ларды облигат психрофилдер деп атайды. Психрофилдер 5оС немесе одан да тө мен температурада ө суге бейімделген.

Мезофилдер (гректің мезос – орташа, аралық деген сө зінен шық қ ан). Микроорганизмдердің басым кө пшілігі осы топқ а жатады. Олардың ішінде ауру қ оздырғ ыштары да бар. Адам мен жылы қ анды жануарларда солардың дене температурасы дең гейінде жақ сы ө ніп-ө седі.

Термофилдер (гректің термо-жылы деген сө зінен шық қ ан). Жоғ арғ ы температурада тіршілік етуге бейімделген, жылу сү йгіш микроорганизмдер. Олар ү шін ең тө менгі температура 45-65CоС. Облигатты термофилдер 37оС жә не одан да тө менірек температурада ө суге қ абілеті бар. Термофиль микроорганизмдердің жоғ ары температурада тіршілік етуі олардың клетка мембранасында болатын липидтердің қ ұ рамының ерекшеліктеріне жә не белоктары мен ферменнерінің температурағ а ө те шыдамдылығ ына байланысты.

Ылғ алдың ә сері. Ылғ алдылық микроорган-дің дамуын сипаттайтын маң ызды фактор болып табылады. Тіршілік процесі жү ру ү шін барлық ағ зағ а су қ ажет. Су бір жағ ынан орта балып табылады, екінші тірі клеткаларда жү ретін тікелей қ атысатын биохимиялық реакцияларғ а қ атысады. Суда еріген қ оректік заттарды микробтар клеткасы сорып алып, қ оректенеді. Мұ нда суда еріген заттардың концентрациясының зор маң ызы бар. Егер бұ лзаттардың концентрациясы суда аз болса, онда оны гипотоникалық ерітінді деп атайды. Ал ол заттар концентрациясы оптималды болса, микроорганизмдер тіршілігі ү шін жақ сы жағ дай жасалады. Заттар концентрациясы молайғ ан сайын сыртқ ы ортадағ ы осмостық қ ысым арта бастайды. Ондай ерітіндіні гипертоникалық ерітінді деп атайды. Осмостық қ ысым жоғ ары ерітінділер микроб клеткасындағ ы ылғ алды тартып алады да, клетка тіршілігін жоя бастайды. Мұ ндай қ ұ былысты плазмолиз деп атайды. Кейбір микроорганизмдерге ортаның жоғ арғ ы осмостық қ ысымы олардың тіршілік етуіне зиян келтірмейді. Олардың осмофильді, яғ ни жоғ ары қ ысымды “сү згіштер” деп атайды. Бірқ атар микроорганизмдер ас тұ зының жоғ ары концентрациясында тіршілік етуге бейімделген. Оларды галофильдер, яғ ни тұ здың жоғ ары концентрациясын “сү йгіштер” деп атайды. Оларды 2топқ а бө леді: Ә лсіз галафилдер- ортада тұ здардың кшамасы1-10% жақ сы ө седі. 20% тұ з концентрациясына тө зімсіз болып келеді. Экстримальды галафилдер-олар ортада тұ здардың шамасы 12-15% жақ сы ө седі. 32% болғ анда да ө суге қ абілетті болып келеді.. Экстримальды галафилдердің клетка қ абық шасында муран қ ышқ ылы болмайды жә не натрий иондарының жоғ арғ ы концентрациясы тұ рақ ты болып келеді. Олардың цитоплазмалық мембранасында эфирмен байлансық ан липидтер болады. рН орта реакцияларының ә сері. Ортаның реакциясы сутек иондарының концентрациясымен сипатталады. Орта реакциясын рН сутек кө рсеткішімен анық тайды. Ортаның рН дегеніміз- сутек иондарының концентрациясы. Мысалы таза судың сутек иондарының концентрациясы 10-7. рН 7-ге тең. 7-ден тө мен. Микроорганизмдерді рН ә серіне байланысты 3топқ а бө леді. 1. Акцидофилді-ортаның рН 4-тен тө мен болғ анда тіршілік ететін микроорганизмдер. Оларғ а бациллустардың кейбір тү рлері теооксидіне жатады. 2. Нейтрофилді бактериялар- олар ортаның рН 4-тен 9 мә нінде тіршілк етеді. Бұ ларғ а кө теген микроорганизмдер жатады. 3. Алкалофилді бактериялар- олар ортаның рН-ы 9-дан жоғ ары мә ніндң тіршілік ететін микроор-р. Оларғ а бациллустар, стрептакокктар. Сутек иондары микроорган.тікелей немесе жанама ә сер етеді. Тікелей ә сер еткен кезде микроорганизм клеткаларының ө зіне ә сер етеді. Жанама ә сер еткенде ортаның компаненттеріне ә сер етеді, нә тижесінде клеткағ а ортаның тү сі ө згереді. Химиялық қ осылыстардың ә сері.Химиялық қ осылыстардың микроорган.олардың табиғ атына концентрациясына байланысты болады. Химиялық заттар микроорган.ө суі мен кқ беюіне ә сер етеді. Ә сер ету сипатына қ арай химиялық заттарды бірнеше топтарғ а ажыратады.

Беттік белсенді заттар – микроорганизмдердің сыртқ ы қ абығ ын бұ зып, цитоплазмалық мембрананың жұ мыс қ ызметін бұ зады. Бұ ларғ а детергенттер, сабындар, майлы қ ышқ ылдар жатады. Акрилдер – (дибензопирин типтес заттар) нуклейн қ ышқ ылдарына ә сер етіп, клетканың бө ліну қ абілеттілігін білдіреді. Бояулар – бактериядардың ө суін тоқ татуы немесе ө лтіріп жіберуі мү мкін. Оларғ а бриллиантты жасыл, этакридин лактат, флавакридин т.б. жатады.

Фенол мен оның туындылары – бактериялардың қ абығ ын бұ зып, белоктарды зақ ымдап, ферменттердің жұ мысына нұ қ сан келтіреді.

52.Аэробты жә не анаэробты тыныс алу процесі, жү ру процесі? Тыныс алу процесі кезінде органикалық немесе бейорганикалық заттар тотығ ады. Электрон, протондар пайда болады. Егер электрон доноры ретінде оттегі болса, бұ л процес – аэробты тыныс алу деп аталады, егер электрон доноры емес басқ а органикалық заттар болса, бұ л анаэробты процес деп аталады. Тыныс алу процесінде тү зілетін электрондар мен протондар электрон тасымалдану жолына тү седі де ол тізбекте АТФ бө лініп шығ ады. Тыныс алу процесінің ерекшелігі субстратта болғ ан энергия толығ ымен пайда болады. Себебі тыныс алу процесінде бірақ энергия пайда болады.

C2Н12О6 + 6СО2 6СО2 +6Н2О +6 Н2О

Тыны салу процесінде кө птеген реакциялар жү зеге асады. Сә йкесінеш энергия бө лініп шығ ады.Сонымен бірге тыныс алу процесі реакциясы жү рген кезде ә ртү рлі заттар пйда болады. Ол заттар клеткадағ ы биосинтез процесіне қ атысады. Сондық тан тыныс алу процесі клеткадағ ы зат алмасуғ а пайда келетін процес. Гликолиз процесінің соң ғ ы ө німі пирожү зім қ ышқ ылы кө мірқ ышқ ыл мен суғ а дейін ыдырайды. Ағ ылшын биохимигі Кребстың ұ йғ аруы бойынша тыныс алу процесі 2-3 карбонды қ ышқ ылдар пайда болатын процес. Сондық тан бұ л процесті 2 не 3 карбонды қ ышқ ылдар немесе нә тижесінде кө мірсулар, майлар, белоктардың тотығ уы жү ретін Кребс циклі деп аталады. Анаэробты тыныс алу процесі кейбір бактерияларда электрон тасымалдану тізбегі ерекше болады. Анаэробты жағ дайда сутегі мен электронның акцепторы ретінде оттегінің орнына басқ а қ осылыстар пайдаланылады. Тыныс алу тү ріне байланысты микроорганизмдерді ү лкен екі топқ а бө леді: аэробты жә не анаэробты микроорганизмдер. Аэробты микроорганизмдер ортада оттегі болғ анда ғ ана тіршілік ете алады. Ал анаэробтар оттегіне мұ қ таж емес.Анаэроб микробтар облигат жә не факультатив деп екіге бө лінеді. Облигат анаэробтар тек оттегі жоқ жерде ғ ана тіршілік етеді. Молекула кү йіндегі оттегі олар ү шін – у (газды гангрена, сіреспе қ оздырғ ыштары). Ал факультативті анаэробтар молекула кү йіндегі оттегінің бар не жоғ ына қ арамай тіршілік ете береді (стрептококк, дифтерия таяқ шасы ж.т.б). Анаэроб ауа енуі қ иын терең қ абаттарда тіршілік етуге бейімделген. Кей бактериялар оттегінің ө те тө мен парциалды қ ысымында тіршілік ете алады, оларды микроаэрофилдер деп атайды (бруцеллез қ оздырғ ышы). Ал басқ алары оттегі мол жерде жақ сы тіршілік етеді – аэрофилдер (туберкулез, дифтерия, тырысқ ақ қ оздырғ ыштары). 6. Микроорганизмдерді дақ ылдандыру ү шін арнайы анаэробты жағ дайды жасау ә дістері. 1. Физикалық – арнайы оттегісіз қ оспа қ осылғ ан ауаны ығ ыстыру (кө біне- N, - 85%, СО2 10%, Н2 - 5%). 2. Химиялық - оттегіні химиялық жұ тушылар қ олданады. 3.Биологиялық - қ атал аэробтар мен анаэробтарды бірге дақ ылдандыру (аэробтар оттегіні жұ тып, aнаэробтардың ө суіне қ олайлы жағ дай жасайды). 4.Аралас – бірнеше тү рлі ә дістер қ олданады.қ атал анаэробтарғ а оптимальді жағ дай жасау ө те қ иын іс.Сол сияқ ты дақ ылдандыруда оттегісіз жағ дайды тұ рақ ты қ амтамасыз ету мү мкін емес, сол себепті ерітілген оттегі қ ұ рамынсыз арнайы орталар, оларды алу, жеткізу, анаэробтық жағ дайда материалды егу аса қ ажет. Энергетикалық процесстерде оттегін пайдаланатын микроорганизмдерде кө міртектің ө згеруі анаэробтарғ а тә н реакциямен басталады. Бірақ анаэробты тыныс алудың бір жолымен тү зілген пиро жү зім қ ышқ ылы сутегінің соң ғ ы акцепторы ретінде аэробты микроорганизмдермен қ олданылмайды, ол аз ғ ана мө лшердегі энергия бө лу арқ ылы ары қ арай тотығ ады. Кө птеген аэробты микроорганизмдерде пирожү зім қ ышқ ылы ү ш ферменті бар ферменттік жиынтық тың ә серіне ұ шырайды. Ол ферменттердің біреуі пирожү зім қ ышқ ылының декарбоксилденуін, екіншісі НАД+-қ а сутегінің тасымалдануымен оның дегидрленуін катализдейді, ал ү шіншісі ацетилді топты акцептірлеп, ацетил-КоА-ны босатады. Осылайша пирожү зім қ ышқ ылының ацетил – КоА–ғ а дейін қ ышқ ылды декарбоксилденуі жү реді. Бактериялардың ферменттері. Ферменттер ө здеріне сә йкес метаболиттерді (субстраттарды) танып, олармен ө зара байланысады да химиялық реакцияларды жылдамдатады. Ферменттердің табиғ аты ақ уыз, метаболизмнің анаболизм (тү зілу) жә не катаболизм (ыдырау) процестеріне қ атысады. Кө птеген ферментгер микробты жасушаның қ ү рылымдарымен ө зара байланысты. Мысалы цитоплазмалық мембранада жасушаның тыныс алуы мен бө лінуіне қ атысатын тотығ у-тотық сыздану ферментгері; жасушаның қ оректенуін қ амтамасыз ететін ферменттер жә не т.б. бар.