Шпаргалка по "Микробиологии"

22. Принцип биохимического  единства жизни.

Биохимическое направление в микробиологии: А. Клюйер (1888-1956); К. ван Ниль.: а) единство конструктивных процессов; б) единство энергетических процессов; в) единство хранения и передачи генетической информации.

23. Метаболизм микроорганизмов.

Конструктивный  (строительный) поступившие извне в-ва подвергаются сложной переработке, из них синтезируются в-ва клетки – питание: поступление и усвоение пищи (ассимиляция). Энергетический освобождается необходимая для жизни энергия, скрытая в орг. соед-ях – дыхание процесс разложения и окисления орг. в-в (диссимиляция). Они не отделимы друг от друга, взаимосвязаны; обуславливают рост, развитие и размножение орг-ма. Особенность обмена у м/о: необычайно интенсивное потребление ими в-в из среды, основная масса расходуется в энергетическом обмене (продукты к-ты, спирты, СО₂, Н₂…)

24. Ферменты, транспорт  в-в

Ферменты – биол. катализаторы, вырабатываемые клетками орг-ма (обмен в-в, рост, развитие). По хим. природе – белки (протеины – простые белки, протеиды - сложные белки: белки (избир. способность) и простетическая (активная) группа (опред. каталитич. способность фермента)). Присущи все з-ны катализа, задача - ¯ Е_акт. Основной с-в ферментов опред. генотипом клетки (относительно постоянный). Конститутивные – присутствуют в клетках данного орг-ма, входят в число компонентов клетки; индуцируемые (адаптивные) – вырабатываются только при изменившихся условиях жизни. Эндоферменты (внутриклет.) – не выделяются при жизни в окр. среду, экзоферменты (внеклет.) – выделяются наружу, участвуют во внеклет. переваривании пищи, т. к. вызывают расщепление сложных в-в на более простые. Мех-м поступления в-в: на пути пит. в-в 2 барьера – клет. стенка и цитоплазмат. мембрана. 1) пассивная диффузия а) по градиенту конц-ции для неэлектролитов, б) по градиенту конц-ции электр. потенциала для электролитов; 2) облегченная диффузия (ферменты пермеазы); 3) активный транс-т (аминок-ты) 

25. Способы добывания  энергии у микроорганизмов.

1) Брожение (анаэробный процесс разложения орг. соединений; часть восст-тся, а часть мол-л окисляется). C₆H₁₂O₆ (м/о)à 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2МАТФ; C₆H₁₂O₆ (молочн. бактерии)à 2CH₃CHOHCOOH; 2) Дыхание (процесс окисления с помощью O₂ , способ получения АТФ, при котором окисляются орг. и неорг. соед-ия. Акцептором электронов служит O₂). а) O₂ аэробное дыхание; б) SO₄^2-; NO₃^-; CO₃^2- (конечные акцепторы) – анаэробное; C₆H₁₂O₆ + 6O₂ à 6CO₂ + 6H₂O + 12МАТФ.                         3) Фотосинтез. а) бактериохлорофил – не выделяется О₂ проводится пурпурными и зелеными бактериями, б) пигмент хлорофилл – кислородный фотосинтез (в кач-ве восст-ля использ. вода) – благодаря нему стал накапливаться О₂ в атмосфере (цианобактерии); появились окисл. процессы; стал образовываться О₃Þ озоновый слой Þ защита от у/ф Þ жизнь перешла на сушу; в) пигмент бактериородопсин – О₂ не выделяется, проводится галобактериями (пурпурный цвет) – превращение свет. энергии напрямую в хим-ую (запасание АТФ). Роль АТФ. Энергетическое “колесо”. АТФ à активация разл. соед-ий à биосинтез макромолекул à транспорт à мех-ая работа (движение) à запасание пит. в-в à АДФ+Фп (Фп – фосфор неорган.) àброжение àдыхание àфотосинтез.

27. Технология.

Технология  – совокупность способов, приемов, с пом. которых из исх. материала (сырья) получают продукт, имеющий значение для практики чел-ой деят-ти. 3 класса технологий: 1) физико-механические – технологии, в которых в ходе получения продукта сырье меняет форму или агрегатное состояние, но сохраняет состав. 2) хим-ие – технологии, в которых в процессе получения продукта сырье испытывает изменение хим. с-ва. 3) биотехнологии – это целенаправленное получение ценных для народного хоз-ва и различных областей чел-ой деят-ти продуктов, в процессе которого используется биохим. деят-ть м/о, изолированных клеток растений, животных или человека, или их компонентов.

28. Биотехнология.

Биотехнология - это целенаправленное получение  ценных для народного хоз-ва и  различных областей чел-ой деят-ти продуктов, в процессе которого используется биохим. деят-ть м/о, изолированных клеток растений, животных или человека, или их компонентов.

29. Виды биохим. д-ти

1) Выращивание  биомассы, 2) выделение продуктов, 3) утилизация опр. компонентов исх.  среды, 4) обр. газа и ­ V (шампанское, пиво), 5) изъятие пит. в-в, 6) биолог. воздействие на выщелачивание металлов из руд, 7) биотрансформация – преобразование одного в-ва в другое под д-ем ферментов и м/о, 8) биокатализ – расщепление хим. в-в с обр. нов. соединений. 

30. Å биотехн. процессов.

1) боль-во  процессов проводится  при нормальных t^o и р, 2) многие в-ва, образовавшиеся с помощью биотехн. методов явл. уникальными и не могут быть получены с помощью хим. синтезов, 3) в кач-ве сырья обычно использ. дешевые источники или отходы с/х пр-ва, 4) биотехн. процессы не оказывают сущ. воздействия на окр. среду, явл. более экологичными, 5) аппаратура, используемая в биотехн. пр-вах дешевле, чем в хим-их.

32. Биотехнологические  продукты для медицины.

1) Вакцины; 2) Антибиотики (первый в 1929 году); 3) Витамины (В₁₂, Бета-каратин, С); 4) Инсулин; 5) Гормон роста; 6) Иммуномодуляторы (интерферон); 7) Иммунодепрессанты (циклоспарин С); 8) Кровозаменители (полиглюктин); 9) Стероидные гормоны; 10) Мед. ферменты (стрептокиназа, бета-галоктозидаза); 11) Коферменты – в-ва, усиливающие д-ие собственных ферментов в орг-ме человека (инозин, рибоксин, убихинон); 12) Медицинские аминокислоты; 13) Подсластители (аспартам); 14) Женьшень; 15) Биоразлагаемые полимеры (кетгут, полигидроксибутират); 16) Препарат против комаров; 17) Нейропептиды.

33. Биотехнология и  пищевые продукты.

1) Вина, пиво, квас; 2) Хлеб – дрожжи; 3) Кисломолочные  продукты; 4) Уксус; 5) Сыр; 6) Лимонная  к-та; 7) Молочная к-та; 8) Глутамат (в  пище быстрого приготовления  как вкусовая добавка); 9) Витамины  В₂ и В₁₂; 10) Спирт (СО₂); 11) Глюкозо-фруктозные сиропы; 12) Пищевой белок; 13) Колбасы; 14) Пищевые ферменты (пектиназа, глюкозоактидаза, протеаза); 15) Пищевые красители; 16) Пищевые консерванты (мизин).

34. Биотехнологические  продукты для животноводства.

1) Вакцины; 2) Антибиотики; 3) Витамины; 4) Ростовые гормоны; 5) Кормовой белок; 6) Кормовые аминокислоты (лизин, треонин, триптофан); 7) Пробиотики – добавки к корму, содержащие живые м/о, улучшающие деят-ть желудочно-кишечного тракта у животных; 8) Силосные закваски.

35. Биотехнологические  продукты для растениеводства. 

1) Энтомопатогенные  препараты; 2) Феромоны;

3) Бактериальные  удобрения; 4) Безвирусная рассада; 

5) Газонная  трава; 6) Корм для рыб.

36. Биотехнология для  энергетики.

1) Получение  биогаза (СН₄); 2) Моторное топливо;

3) Биофотолиз  воды (Н₂О à Н₂ + О₂).

37. Типовая блок-схема.

Блок-схема  – это граф. изображение последоват-ти технол. стадий при получении продукта.

1) подготовительные  стадии (приготовление и стерилизация  среды, газов, подготовка посевных материалов, биокатализатора, предварительная обработка сред); 2) биотехнологические стадии (Ферментация, биотрансформация, биокатализ, биоокисление, метановое брожение, биокомпостирование, биосорбция, биодеградация);

3) разделение  жидк-ти. и биомассы (Отстаивание, фильтрация, сепарация, центрофугирование, микрофильтрация, коагуляция); 4) выделение внеклет. продуктов (дезинтеграция, ферментолиз, гидролиз); 5) выделение внутриклет. продуктов. (Экстракция, адсорбция, ионный обмен, ультрафильтрация, центрофугирование, осаждение+ректификация); 6) очистка продукта (Экстракция, осаждение, адсорбция, ионный обмен, кристаллизация, нанофильтрация, диализ, хромотография); 7) концентрирование продукта (Выпаривание, сушка, осаждение, кристаллизация, фильтрация, нанофильтрация); 8) приготовление готовых форм (гранулирование, дражирование, таблицирование, розлив, фасовка, ампулирование).

38. Очистка почв от  нефтяных загрязнений. 

1) вспашка,  рыхление; 2) увлажнение; 3) внесение  удобрений и биопрепаратов; 4) подкормка, 5) биокомпостирование; 6) посев травяных культур® очищенная почва

39. Пр-во биогаза.

1) приготовление  сырья; 2) приготовление посевного  материала, 3) метановое брожение, 4) комплинирование ® биогаз; 5) сушка сброженного осадка ® удобрение.

40. Пр-во спирта.

1) приготовление  пит. среды; 2) фермент: солод, спец  ферменты ® осахаривание (крахмал = глюкоза); 3) брожение; 3') приготовление посевного материала (дрожжи); 4) затаривание в баллоны (исп. в газ. Напитках); 5) ректефикация; 6) розлив конц. фазы (спирт); 7) куб .остаток – спирт-барда: сушка; 8) кормовой продукт.

41. Пр-во кормового  лизина

1) приготовление  посевного материала; 2) приготовление  посевного материала; 3) комплимирование  воздуха; 4) стерилизация среды; 5) стерилизация  воздуха; 6) ферментация; 7) выпарка; 8) отруби ® гранулирование; 9) сушка ® ККЛ (кормовой концентрат лизина).

42. Пр-во живой вакцины.

1) приготовление  среды; 2) комплинирование воздуха, 3) приготовление посевного материала; 4) стерилизация среды; 5) стерилизация  воздуха; 6) ферментация; 7) ултрафильтрация ® сток без бактерий; 8) нагревание с реагентом; 9) диализ (массопередача через полупроницаемую перегородку низкомолекулярных соединений) ® низкомолекулярные соединения;              10) ампулирование ® вакцина.

43. Пр-во антибиотика (эритромицина).

1) приготовление  среды; 2) подготовка воздуха; 3) приготовление  посевного материала; 4) приготовление  глюкозы; 5) ферментация; 6) микрофильтрация ® мицелий; 6') сушка ® удобрение; 7) нанофильтрация ® сток; 8) бутилацетат ® экстракция® сток; 9) бутилацетатный экстракт®;  KCNS®  получение роданида эритромицина; 9') регенерация - ректификация®бутилацетат на 8; 10) роданин® сушка; 11) NaOH® получение эритромицина основания; 12) сушка; 13) таблецирование® антибиотик.

44. Пр-во пекарских  дрожжей.

1) приготовление  посевного материала; 2) комплинирование  воздуха; 3) осветление мелассы (отход  свёкло-сахарного пр-ва); 4) приготовление  пит. среды; 5) ферментация; 6) сепарирование  (центробежн. сепараторы отделение  биомассы от жидкости); 7) прессование ® пресс. дрожжи (более живые); 8) сушка ® суш. дрожжи (дольше хранятся).

45. Пр-во вина

1) подготовка сырья,  выжим сока; 2) подготовка винных  дрожжей; 3) брожение; 4) фильтрование ® винные дрожжи (отход); 5) выдержка; 6) розлив ® вино

46. Биокатализ, биотрансформация, иммобилизация ферментов.

Это процессы получения одного и более в-в  под д-ем ферментов в очищенном  виде или в сос-ве клетки. Биотрансф-ция – процессы, когда в-ва превращаются в продукты, структура которых не сильно отличается от исходной (1,2, max 3 фермента). Биокатализ – происх. синтез нов. в-ва, большие превращения, д-ет сложный ферментный комплекс или целые клетки. Все ферменты – белки, стр-ра белк. мол-лы – клубок (продуманный беспорядок), она может реагировать со своим субстратом; имеется активный (каталитический центр: субстрат подходит к мол-ле белка на 1,5-2 нм и связ. с ним) «+» специфичность, без многоступенчатой подготовки, мало стадий, большая скорость, мягкие условия; «-» выделение чистого фермента, использ. 1 раз, быстро инактевируется, необх. пост. добавлять  в проточном процессе (мембранная технология для устранения, но сложно и все равно теряет активность). Иммобилизация (60-70-е гг.) – закрепление ферментов в активной форме к нерастворимой основе (носителю) или заключение их в гель. Можно многократно использовать, работают неделями и месяцами. Методы  1) Мех-ие – заключение в капсулу а) включение в матрицу (целлюлоза), б) микрокапсула (нейлон); 2) связывание а) адсорбция (оксиды Ме, бентонит), б) хим. связывание (ковалентная связь). Оценка кач-ва: 1) потеря активности во время иммобилизации, 2) по стабильности биокатализатора (время полужизни) – активность снижается в 2 раза. Иммобил. клеток: «+» 1) получение выс. конц-ций биомассы Þ повышение продуктивности процесса, 2) легкое разделение клеток и жидкости, 3) повторное многократное использование клеток. Получение: прикрепление – естественное и искусственное, внедрение в пористые материалы (керамика, полиуритан, альгинат Са), включение в заранее подготовленную оболочку (несмешивающиеся жидкости), агрегация – добавление флокулянтов.