А.И. Нетрусов, М.А. Егоров - Практикум по микробиологии (1125598), страница 96
Текст из файла (страница 96)
Определение количества ре '. Проводят дифференциальным спсктрофотометрическим методом, основанным на взаимодействии Ге ' с сульфосютициловой кислотой, при котором в зависимости от рН раствора образуется рял комплексных соединений. В частности, при рН ! „8 — 2,5 образуется моносульфосалицилат железа красно-фиолетового цвета, имеющий спектр поглощения с максимумом при 510 нм. Хад алуеделеттия. ! мл культуральной жидкости с клетками помещают в пробирку, прибавляют 2 мл !0%-й сульфосалициловой кислоты, О,! мл 2 н.
НлЯОо персмешива- 326 кл и доводят обьем раствора до 10 мл дистиллированной водой. Оптическую плотносгь смеси измеряют на ФЭК при А = 510 нм в кювете шириной 10 мм. Определение ведут по значениям стандартной кривой, которую строят в тех же условиях, используя навсску жслсзоаммиачных квасцов с 0,1 — 1 мкгумл Ге " в растворе. Оформление результатов. Результаты вносят в таблицу и строят график зависимости окислении Ре ' и появления в культуралъной жидкости Ре от времени выращивания культуры и количества образованной биомассы. Материалов оборудование, посуда, реактивы Пипетки на 1 мл (стерильные) — 10; пробирки — 25; серная кислота 1концснтрированыая)1 жслезоаммиачные квасцы; аммиак; сульфосалициловая кислота.
План выполнения задачи На выполнение задачи требуется 16 — 18 ч. Занятие 1. Приготовление н стерилизация сред, посуды. Занятие 2. Посев культуры, микроскопированне, приготовление реактивов для определения,построен)и стандартной кривой. Занятие 3. Определение содержания 12с~', числа клеток в культуральной жидкости, оформленис результатов. Глава 25 СУЛЬФИДОГЕНЫ. СУЛЬФАТНОЕ И СЕРНОЕ ДЫХАНИЕ Восстановление серы и ее окисленных соединений возможно в двух различных процессах. Во-первых„многие микроорганизмы используют вышеуказанные соединения в качестве источников серы, необходимых для реакций биосинтеза. В этом случае говорят об ассимиляционном восстановлении серы, сульфита, тиосульфата, а также об ассимиляционной сульфатредукции, когда восстанавливается сульфат.
Во-вторых, ряд бактерий и архей используют серу и ее окисленные соединения в качестве конечного акцептора электронов. Прокариот, образующих сульфид при восстановлении соединений серы разной степени окислснности (сульфата, сульфита, тиосульфата), а так)ке молекулярной (элементной) серы, называют сул)4)идагенал)и. Процессы восстановления соединений серы при использовании их в качестве конечного акцсптора электронов называют анаэробным дыханием, выделяя сульфатное и серное дыхание.
Сульсратное дьиание, или дисс)ивши)лионнал суль4атредукиил — это использование сульфатов в качестве акцепторов электронов при ею)слепни разных субстратов с образованием сероводорода. Восстановление сульфата в сульфнд осуществляется комплексом ферментов: ЯО АТФ~ АФС+Ф вЂ” Ф: 4 (иииннииису22ифа2) Ф ФОНО ' " 2Ф„,' (22НОН)исьит) МИС 2 ~АМФ БО з 327 Дальнейшее восстановление сульфита в сульфид происходит при участии специфического фермента — альтернативной диссимиляпионной сульфитредуктазы: 330, 2 *" ' 3,0- (202022 НО2) Два других фермента превращакзг тритионат в сульфид с высвобождением на каждом этапе сульфита: 3,0 2 ~3,0 ° 30' 30 2 ~3' 3 2 3 3 Считают, что восстановление сульфита до сульфила может происходить и одноступенчато, при участии альтернативной диссимиляционной сульфитредуктазы. Прокариот, осуществляющих диссимиляционную сульфатредукцию, называют двсульг/3атирующими или гулар/2атвосстанавливаю3иилррс Большинство из них способно также использовать при анаэробном дыхании в качестве акцепторов электронов сульфит и/или тиосульфат-ионы.
Сульфатредукторы относятся к двум доменам — Васгспа (около 20 родов) и Агсйаеа (Агс)2авод1оЬрм). Это чаще всего строгие анаэробы. Формы клеток: виброилиые, сферические или палочковидные, у ряда видов имеющие жгутики. При восстановлении сульфата (тиосульфата, сульфита) до сероволорола донорами электронов для этих микроорганизмов служат молекулярный водород (он обеспечивает возможность их роста в хсмолитоавтотрофных и/или хемолитоорганотрофных условиях) или некоторые органические соединения (лактат, формиат, пируват, жирные кислоты, спирты и др.), окисление которых бывает полным (до СОз и воды) или неполным (обычно до ацетата и СОз).
По типу энергетического обмена сульфатредукторы — окислители; для них единственным конечным акцептором электронов служат окисленные соединения серы, а донорами — Нз или ряд органических соединений. Некоторые виды могут использовать в качестве акцепторов электронов и нитраты, восстанавливая их до нитритов, а затем до аммония; фумарат, восстанавливая его до сукцината, а также структурный аналог сульфата селенат, восстанавливая его до селенида. Кроме сульфатного дыхания многие десульфатирующие бактерии способны и к брожению. Среди микроорганизмов-сульфатредукторов можно вьщелить три подгруппы. Первая подгруппа — представители р.
Вев333/оГотаси!33т. Это грамположительные, образующие эндоспоры, как правило, полвижные бактерии. Все известные виды растут на син.гетических средах простого состава, дрожжевой экстракт существенно стимулирует такой рост. Часть видов способна к автотрофии. Ко второй подгруппе относят не образующих спор грамотрицательных бактерий, способных окислить органические соединения с образованием ацетата и СО,. Это представители родов Вев333/оЬи3Ьив, Реви(/от3сгоЬшт, Ввви%р3Ьг3о, ТЬвгтор/еп23/оЬасрвг3ит.
Третья подгруппа — представители значительного числа родов бактерий, например Ввви3/оЬас~ег, Вев322/оЬас2вп32т, Ввзи2/ососсив и др., а также сульфатвосстанавливаюшие аркен (р. АгсЬаеоЬ(оЬиз), способные полностью окислять органические субстраты. Типичные местообитания прокариот, осушеств3шющих процесс диссимиляционной сульфатредукции, — это бескислоролные осадки и придонный слой в пресноводных, морских и сильно соленых водоемах, пластовые воды нефтяных месторождений. Сульфатредукторы — активные участники процесса межвидового переноса водорода. Они могут также создавать ассоциации с микроорганизмами на основе образования сероводорола и/или ацстата.
Прокариоты, способные к сульфатному дыханию, встречаются в качестве симбионтов в желудочно-кишечном тракте ряда животных, а также в техногенных местообитаниях: в трубопроводах тепловой волной сети, в очистных сооружениях. Особо следует отмстить важную роль термофильных сульфатвосстанавливаюших прокариот, обитающих в морских и наземных гидротермальных экосистемах, в геотер- мш!ьных водах подземной гидросферы. К настоящему времени изучено около 20 видов термофилов-сульфатредукторов, относящихся к 5 родам бактерий (0еви(ус!отиса!иоп Тбегтодвзи(Тобасгегг!ит, 2Ьегтодвзи((оггбпо, ОвзиКас!аит, Тбегтос!ези((огбабдиз) и одному роду архей (Агсбавоя1обш). Опи представлякгг собой филогенетически и физиологически гетерогенную группу, хотя все являются облигатными анаэробами, способными к литотрофному росту с молекулярным водородом.
Эти микроорганизмы могут также окислять широкий спектр несбраживаемых субсгратов. Значительное число их видов способно х автотрофии, следовательно, они играют роль продуцентов в пщротермальных экосистемах. В то же время представители родов йети(То!отава!от, Вези!Хос(аит, Тбепл одевиуогбабдив — обязательные участники процесса деструкции органического вещества гндротерм. В термальных микробных сообществах еще более важную роль, чем сульфатредукторы, играют прокариоты, способные к сериалу дыхании — диссимиляционному восстановлению элементной серы и ее окисленных соединений (но не сульфата) с образованием сероводорода.
Они являются наиболее значимыми первичными продуцентами органического вещества в анаэробпых микробных сообществах гидротерм и его универсальными деструкторами (представители гипертерьюфильных архей родов ТЬегторгогеиз и Ругобаси!ит способны за счет серного дыхания осуществлять полную минерализацию органического вещества в анаэробных условиях). Прокариоты, использующие элементнун~ серу как акцептор электронов, представлены несколькими родами бактерий и 6 родами архей.
Бактерии — в основном мезофгшьные (роды ЮевиЦйготолаг, Рези(Рог!Ьг!о, Ювзи(Тот!сгобблт) и умеренно термофильные (роды 2!его(ТигвПа, Иррва), археи — гнпертермофильные, оптимальная температура для роста большинства из них — 80 — 105 'С (например, ТНепло))!ит, Ругог!!сбит, Асгд!ааив и др.). Бактерии грамотрицательные, чаще всего встречаются палочки, вибрионы, иногда — со жгутиком.
Морфология клеток архей — кокки, палочки, почкующиеся палочки, диски. Среди серовосстанавливаюшнх прокариот известны факультативные и строгие анаэробы, гетеротрофы и автотрофы (небольшое число хемолитоавтотрофных видов, например представители порядка Т)зегшоргогеа)ез, и значительно большее — хемоорганотрофных, например представители порядка Тйеппососса1ез). Почти все термофилы — облигатные анаэробы. Гипертермофильные архея способны к автотрофному росту и полному окислению за счет сероредукции белков, полисахаридов, но не пизкомолекулярных несбраживаемых субстратов (летучих жирных кислот, спиртов и др.), как это характерно д,ш термофичьных сульфатредукторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
