Аэробное окисление у бактерий

При аэробном или анаэробном метаболизме организмы получают энергию в процессе окисления подложки — сахара (глюкозы) или какого-либо другого материала (битума). Это окисление с выделением энергии происходит путем перехода протонов или электронов через ряд стадий, регулируемых ферментами, до появления конечного акцептора электронов. В аэробных процессах конечным акцептором электрона или иона водорода является кислород. В анаэробных процессах таким акцептором является окисленный материал типа нитрата или сульфата. Опыт показал, что аэробный метаболизм эффективнее анаэробного, так как для роста в аэробных процессах требуется меньше материала подложки, чем в анаэробных при одинаковом количественном росте бактерий. Причиной такого явления, известного как эффект Пастера, является большее выделение энергии в процессе аэробного метаболизма. [c.186]

Аэробные бактерии сероокисляющие, тиосульфатоокисляющие и железобактерии получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности, за счет окисления серы и железа кислородом, содержащимся в почве. Это приводит к тому, что в местах скопления бактерий образуются участки с ма- [c.16]

В зависимости от источника питания различают бактерии ав-тотрофы и гетеротрофы. Автотрофные организмы утилизируют и окисляют минеральные соединения, гетеротрофные организмы используют в качестве источника энергии и биосинтеза клетки готовые органические вещества, находящиеся в сточной воде. Механизм биологического окисления в аэробных условиях (в присутствии растворенного кислорода) гетеротрофными бактериями может быть представлен следующей схемой [55] [c.146]

Процесс окисления -сорбита в /-сорбозу осуществляется биохимическим путем и является результатом жизнедеятельности аэробных уксуснокислых бактерий , культивируемых на питательной среде, состоящей из сорбита, дрожжевого автолизата или экстракта. Реакция окисления протекает по следующей схеме [c.656]

Биохимическая окисляемость определяет содержание в воде органических примесей, которые могут быть окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерий. По аналогии с ХПК окисляемость с использованием окислительной способности бактерий называют биохимической потребностью в кислороде, или БПК. [c.56]

Важным показателем качества воды является количество растворенного в ней кислорода. Кислород необходим для жизни обитателей водоемов. За счет деятельности аэробных бактерий кислород используется для окисления органических веществ останков животных и растительных организмов с образованием СО2, Н2О, а также небольших количеств NOr, SO4", РО4 , которые усваиваются растениями. Тем самым осуществляется самоочищение водоема. При избытке органических веществ растворенного кислорода оказывается уже недостаточно для существования аэробных бактерий. В этих условиях процесс разложения органических веществ выполняют анаэробные бактерии с образованием СН4, NH i, HaS, Н3Р. Вода приобретает гнилостный запах, гибнет рыба и другие обитатели водоемов. [c.219]

Для аэробного окисления необходимо наличие веществ, содержащих кислород, и бактерий, окисляющих те или иные углеводородные компоненты нефтей. В случае биохимического окисления следует учитывать локальность этого явления, так как бактерии могут существовать при температуре до 90 °С и минерализации пластовых вод не более 200 г/л. Образующийся слой окисленных смолистых веществ по периферии нефтяной залежи предохраняет ее от дальнейшего окисления и рассеяния. Метан в анаэробных условиях практически не подвергается бактериальному окислению, тем более в присутствии других, легче окисляющихся ОВ. [c.245]

Важным показателем качества воды является количество растворенного в ней кислорода. Кислород необходим для жизни обитателей водоемов. За счет деятельности аэробных бактерий кислород используется для окисления органических веществ останков животных и [c.721]

Общая направленность аэробных процессов. Рассмотренные пути окисления основных групп органических соединений являются несколько условными, так как при наличии нескольких групп окисляющихся органических веществ разложение каждой из них будет зависеть от химической природы и концентрации других компонентов. Общую направленность процессов аэробного окисления, осуществляемых бактериями-гетеротрофами, можно условно описать следующими схемами [c.262]

Окисление целлюлозы. Этот процесс наиболее широко распространен в природе, так как целлюлоза составляет подавляющую часть растительных остатков. В хорошо аэрируемой почве это окисление выполняют аэробные микроорганизмы (бактерии, грибы и актиномицеты). Они вырабатывают ферменты целлюлозу и целлобиазу, вызывающие гидролиз целлюлозы до глюкозы (см. 7.1.6), которую затем окисляют до СО2 и Н2О промежуточными продуктами служат оксикислоты [c.78]

Для интенсификации биохимической очистки необходимо по возможности увеличить ряд характеристик (являющихся также внешними параметрами математической модели) биомассу бактерий (концентрацию активного ила), экономический коэффициент, содержание загрязнений, окисляемых внеклеточными и внутриклеточными ферментами. Увеличение биомассы бактерий-окислителей связано с концентрацией активного ила, которая в среднем составляет для аэробного окисления 4—4,5 г/л для I ступени и 1,5—3 г/л для [c.237]

Представление об основных биохимических процессах, происходящих в клетках, на примере сапрофитных микроорганизмов с аэробным типом питания [2], дает упрощенная схема метаболизма на рис. 1.2. Даже в таком упрощенном виде схема позволяет оценить многообразие и сложность внутриклеточных процессов, насчитывающих несколько тысяч реакций, в результате которых синтезируются клеточные вещества. Математическое описание всей совокупности данных реакций и использование такой модели для практических целей представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Наряду с микробиологическими процессами, направленными на образование биомассы микроорганизмов или ценных продуктов клеточного метаболизма большую роль в БТС занимают процессы биологической очистки, протекающие с участием бактериальных клеток по следующей трофической схеме органические загрязнениям бактерии-> простейшие. В процессе биологической очистки сточных вод, содержащих органические и минеральные вещества, формируется биоценоз активного ила, включающий бактерии, простейшие и многоклеточные организмы. В процессе потребления органических загрязнений происходит интенсивный рост бактерий и ферментативное окисление органических веществ. По мере удаления из среды питательных веществ происходит эндоген- [c.10]

Бактерии могут осуществлять аэробное окисление молекул пищи [c.27]

Автотрофные аэробные нитчатые бактерии получают энергию при окислении закисных солей углекислого железа в гидроксид железа [c.456]

Другие компоненты растительных осадков, такие, как гемицеллюлозы и пектиновые вещества, под действием ферментов смешанных культур бактерий и грибов также превращаются в глюкозу, которая используется многими видами микроорганизмов. Окисление глюкозы не обязательно идет до конца, и в среде могут накапливаться промежуточные метаболиты цикла Кребса (янтарная, яблочная, лимонная и другие кислоты). Аэробное окисление растительных остатков в природе приводит к образованию гумуса. [c.75]

Анаэробная ферментация (или гликолиз), цикл лимонной кислоты и дыхательная цепь присущи всему живому на Земле вьипе уровня бактерий. Некоторые аэробные, т.е. поглощающие кислород, бактерии тоже используют этот процесс для полного окисления глюкозы или аналогичного метаболита-в диоксид углерода и воду. Другие анаэробные, т.е. непотребляющие кислород, бактерии осуществляют только ферментацию поглощение глюкозы или других богатых энергией молекул, их разрыв на меньшие молекулы, такие, как пропионовая кислота, уксусная кислота или этанол, и использование сравнительно небольших количеств высвобождаемой сво- [c.333]

Биологический синтез протеинов. В этих целях используются в основном алканы средней молекулярной массы. Тем не менее белково-внтаминный концентрат (БВК) может быть получен не только из жидких, но и газообразных нормальных алканов, а также из продуктов нх окисления. Последние лучше растворяются в воде и поэтому легче усваиваются микроорганизмами, что обеспечивает ббльшую экономичность процесса. Микроорганизмы представляют собой аэробные формы бактерий, избирательно использующие алканы в присутствии кислорода воздуха и питательной водной среды, содержащей неорганический или органический азот, соли фосфора, магния, калия, микроэлементы — железо, цинк, медь, марганец и другие, содержащиеся обычно в пресной и морской воде. Температура биосинтеза 25—40 °С. [c.204]

Одна из самых больших групп строго аэробных гетеротрофных бактерий— псевдомонады (Pseudomonas и близкие роды) они очень интересны для биохимиков благодаря своей способности окислять органические соединения типа алканов, ароматических углеводородов и сте-роидов, которые не используются большинством других видов бактерий. Как правило, каждый данный вид бактерий использует лишь небольшое число окислительных реакций. Например, уксуснокислые бактерии, всю необходимую энергию получают за счет реакции окисления этилового спирта в уксусную кислоту [c.25]

Группа 20. Аэробные хемолитотрофные бактерии и близкие к ним организмы. К этой группе относятся прокариоты, получающие энергию за счет окисления восстановленных неорганических соединений азота, серы, железа, а также молекулярного водорода. Группа разделена на 4 подфуппы в зависимости от химической природы окисляемых неорганических соединений. [c.175]

Цианобактериям мы обязаны появлением молекулярного кислорода в атмосфере Земли. Однако вначале весь выделяемый ими Оз поглощался земной корой, в которой происходили интенсивные процессы окисления. По имеющимся геологическим данным, содержание кислорода в атмосфере достигло 1 % от его содержания в современной атмосфере только в среднем протерозое, и к этому времени можно отнести возникновение первых аэробных прокариот. В пользу этого свидетельствуют обнаруженные в отложениях, возраст которых около 2 млрд лет, звездчатые образования, свойственные облигатно аэробной свободноживущей бактерии Metal ogenium. Этот организм откладывает на поверхности клеток окислы железа. В природе встречается при разных концентрациях О2, но всегда в аэробных условиях, так что может служить индикатором молекулярного кислорода. [c.204]

Катализ неферментативного аэробного окисления сульфита ионами металлов и свободными радикалами, а также его подавление перехватчиками частиц, способных передавать цепи, помогли идентифицировать этот процесс как свободнорадикальную цепную реакцию. В отличие от неферментативных реакций окисление сульфита до сульфата при участии сульфитоксидазы в организмах млекопитающих, растений и бактериях происходит в окружении, содержащем множество веществ, являющихся перехватчиками свободных радикалов. Кроме того, этот процесс идет при концентрациях сульфита, слишком малых для поддержания эффективно распространяющейся цепной реакции. [c.297]

Учитывая высокую химическую активность кислорода и его способность реагировать с большинством компонентов цитоплазмы, можно сделать вывод, что для многих ранних организмов кислород, видимо, был токсичен (как и для многих современных анаэробных бактерий). Однако именно благодаря высокой реакционной способности кислород способен выступать в роли поставщика химической энергии, и не удивительно, что в ходе эволюции организмы использовали это свойство. С помощью кислорода живые существа способны более полно окислять молекулы пищи. Например, в отсутствие кислорода глюкоза может быть расщеплена только до молочной кислоты или этилового спирта, конечных продуктов анаэробного гликолиза. В присутствии же кислорода глюкоза полностью расщепляется до Н2О и СО2. Таким способом можно получить значительно больше энергии из каждого грамма глюкозы. Энергия, высвобождаемая при аэробном окислении молекул пищи, называемом обычно дыханием, используется для синтеза АТР. подобно тому как у фотосинтезируюших организмов АТР образуется за счет солнечной энергии. В обоих случаях происходит ряд последовательных реакций переноса электронов, которые создают разность концентраций ионов Н" внутри и снаружи небольших ограниченных мембранами компартментов. Полученный таким образом градиент концентрации Н служит источником энергии для синтеза АТР. На сегодняшний день дыхание характерно для подавляющего большинства организмов, включая и большинство прокариот. [c.27]

Аэробное окисление восстановленных газов осуществляется га-зотрофами - водородными бактериями, серными и тионовыми бактериями, нитрификаторами, карбоксидобактериями, метано- и ме-тилотрофами. Они составляют сообщество окислительного бактериального фильтра . Следует заметить, что газотрофами являются исключительно бактерии. Эукариоты не сохранили таких функций. Суммарным результатом действия анаэробного сообщества и бактерий окислительного фильтра является полное окисление органического вещества по последовательности [c.123]

К основным питательным веществам, используемым микроорганизмами в качестве исходного сырья для биосинтеза, следует отнести углерод, азот и фосфор. При аэробном культивировании микроорганизмов в энергетическом метаболизме клетки непосредственное участие принимает кислород, выполняя роль акцептора электронов. С участием молекулярного кислорода происходит окисление углеводородного субстрата с последовательным образованием надвинного спирта, а затем жирной кислоты. При анаэробном процессе микроорганизмы получают энергию в результате окисления, когда акцепторами электронов выступают неорганические соединения. У фототрофов (фотосинтезирующих бактерий, водорослей) в качестве источника энергии служит энергия солнечной радиации. [c.10]

Потребность прокариот в низкой концентрации Ог в окружающей среде часто связана с их метаболическими особенностями. Многие аэробные азотфиксирующие бактерии могут расти в среде с молекулярным азотом только при концентрации Ог ниже 2%, т. е. как мик-роаэрофилы, а в присутствии связанного азота, например аммонийного, — на воздухе при концентрации Ог 21%. Это объясняется инги- бирующим действием молекулярного кислорода на активность нитрогеназы — ферментного комплекса, ответственного за фиксацию N2. Аналогичная картина обнаружена у многих водородокисляющих бактерий. На среде с органическими соединениями в качестве источника энергии они хорошо растут при атмосферном содержании Ог. Если источником энергии является окисление молекулярного водорода, эти же бактерии для роста требуют низкой концентрации Ог. Последнее связывают с инактивацией молекулярным кислородом гидрогеназы — фермента, катализирующего использование Нг. [c.97]

Наиболее удобными в эксплуатации, сравнительно легко управляемыми сооружениями биохимической очистки служат аэротенки. Это — железобетонные резервуары (длина 30—100 м, ширина 3—10 м, высота 3—5 м), в которые непрерывно подается воздух. Для диспергирования воздуха служат различные устройства — перфорированные пластины, дырчатые трубки, форсунки, аэраторы со съемными диффузорами из пористого пластика и др. Перемешивание фаз достигается иногда механическими способами при помощи мешалок, а также различным направлением движения и разными местами ввода потоков жидкости. Источником биохимического окисления в аэротенке служит активный ил , т. е. скопление аэробных бактерий в видё хлопьев, образующихся при смешении культуры бактерий с очищаемой сточной водой. Активный ил сохраняется в аппарате во взвешенном состоянии. Интенсивная [c.250]

В природе аэробные и анаэробные бактерии существуют сов-/iie THo. В почве наиболее интенсивная коррозия наблюдается в болотистых местах (рЯ=6,8...7,8), насыщенных органическими /остатками с пониженным содержанием кислорода., Поверхность конструкций, имеющих значительную протяженность (трубопровод), становится анодной по отношению к участкам, контакти-/ рующим с более аэрированной почвой, и коррозия ускоряется, п В анодных зонах возможно окисление гидрозакиси железа железо-бактериями. [c.26]

В последнее время доказана неразрывная связь активности СВР> от содержания в закачиваемой воде растворенного кнслоро-ди. Растворенный в закачиваемой воде кислород способствует микробиологическому (за счет одновременного наличия в воде аэробных бактерий) окислению углеводородов нефти в призабойной зоне нагнетательных скважин. СВБ значительно легче усваивают продукты ок11С. ения нефти вещества типа спиртов и кис -лот), чем природную нефть. [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология