Całokształt przemian zachodzących w komórkach nazywamy przemiana materii lub metabolizmem

• pobieranie pokarmu i odżywianie

• zdobywanie energii potrzebnej do przeprowadzenia licznych reakcji endoergicznych

• budowa, czyli synteza drobnocząsteczkowych składników komórki i ich polimeryzacja w wielkocząsteczkowe (kw. nukleinowe i białka)

Komórka pobiera składniki mineralne - samożywne (autotrofy) rośliny, sinice liczne bakterie.

Cudzożywne wymagają związku organicznego przynajmniej jednego prostego.

Pobierają całą powierzchnią ciała. Bakterie nie mają zdolności do fagocytozy i pinocynozy.

W odżywianiu największe znaczenie ma ściana komórkowa. Komórka musi wydzielić enzymy które rozdrabniają duże cząsteczki pokarmu a później pobiera te związki przez powierzchnię ciała.

Katabolizm i anabolizm zachodzą jednocześnie. Katabolizm zachodzi na zewnątrz komórki.

Pokarm jest pobieramy na drodze:

- dyfuzji prostej (transport bierny) - dana subst. swobodnie przenika błonę cytoplazmatyczna. Dyfuzja przebiega zgodnie z gradientem stężeń. Od większego do mniejszego. Bardzo rzadki sposób pobierania pokarmu. Wolna. Przechodzi tylko woda.

- dyfuzja ułatwiona - bez nakładu energii. Z gradientem stężeń dostaje się pokarm. Stan równowagi uzyskiwany jest szybciej niż w dyf. prostej dzięki białkom które pomagają substancją przekroczyć błonę. Tylko w miejscach występowania białek. Rzadko u bakterii często u grzybów.

- transport aktywny - wymagany nakład energii do transportu substancji. Przy udziale białek transportujących (permeazy)

- system grup translokacyjnych - typ transportu w czasie którego substrat przy przekraczaniu błony cytoplazmatycznej ulega modyfikacji. Przekształca się do formy która nie może swobodnie przejść przez błonę. Energiooszczędny.

Odżywianie

Autotrofy - fotosyntetyzujące, wykorzystują en.świetlą (rośliny, sinice, zawierające barwnik) chemosyntetyzujące (wyk. energię z procesów utleniania zw mineralnych)

Heterotrofy (saprofity, pasożyty - cudzożywne) - prototrofy (wystarczy 1 prosty zw.), auksotrofy (prawie wszystko gotowe, białka cukry, witaminy, często to pasożyty)

Ze względu na źródło energii:

1. Fototrofy (autotrofy fotosyntetyzujące) zawierają barwnik, wykorzystują en.świetlną, redukują CO₂ do cząsteczki cukru.

2. chemotrofy - korzystają z energii chemicznej

a) chemoorganotrofy: autotrofy, auksotrofy

b) chemolitotrofy (autotrofy chemosyntetyzujące) energia powstała ze zw. Organicznych

Fototrofy: sinice, bakterie zielone, purpurowe siarkowe, purpurowe bezsiarkowe. Posiadaja barwniki bakteriochlorofil, karotenoidy.

Chemolitotrofy: bakterie nitryfikacyjne, siarkowe, wodorowe, żelazowe, utleniające tlenek węgla. Zmieniają sposób z samożywnego do cudzożywnego.

Autotrofy - zw. mineralne (samożywne)

Miksotrofy - zw. mineralne i organiczne

Chemolitotroficzne - zw. mineralne i organiczne

Proces w którym energia chemiczna utleniającego substratu organicznego jest przez organizm wykorzystywana do przeprowadzenia reakcji endoergicznych albo przekształcania w energię cieplną, mechaniczną, świetlną lub elektryczną nazywamy oddychaniem.

Podstawowe mechanizmy w procesach biologicznego utleniania:

• oddychanie tlenowe

• beztlenowe

• fermentacja - odrębna forma procesu beztlenowego.

Enzymy dzielimy na:

1.Konstytutywne - syntetyzują związki które są potrzebne

2.Adaptatywne - przystosowujące się

- wewnętrzne (endoenzymy) np. ligazy, izomerazy

- zewnętrzne (ektoenzymy) np. hydrolazy

- peryplazmatyczne np. oksydoreduktory

3.Oksyreduktazy - przenoszą elektrony i wodory z substratu na akceptor

- transferazy - przenoszą określoną gr chemiczną z jednego zw. na drugi

- hydrolazy - rozkładają substancje na drodze hydrolizy

- ligazy - katalizują łączenie się dwóch cząsteczek

- liazy - odszczepiają pewne gr., lecz bez udziału hydrolizy

- izomerazy - przebudowują strukturę cząsteczki bez jej rozkładu

Wzrost i rozwój drobnoustrojów

Potrzebują odpowiednich warunków:

- właściwa temp.

- ciśnienie osmotyczne

- skł. odżywcze (i ich dostępność)

- odpowiednie natlenienie

- pH - stężenie jonów wodorowych

Podłoże musi zawierać:

- dawców i akceptorów wodorów

- źródło węgla i azotu

- sole mineralne S i P

- pierwiastki śladowe w stężeniu 0,1-1

- czynniki wzrostu: aminokwasy, zasady, witaminy

Stężenie jonów wodorowych

Acydofile - opt. pH 3 kwasolubne (grzyby, bakterie śladowe)

Neutrofile - opt. pH 6-8 (większość mikroorganizmów) średnio zbliżone do obojętnego

Alkalofile - opt. pH 10,5 średnio zasadowe (Azotobacter, nitryfikatory)

Ze względu na temperaturę:

- psychrofile

- mezofile

- termofile

Krzywa stężenia komórek

A - zastój - faza przygotowawcza. Komórki pozbawione metabolitów i enzymów. Przystosowanie do środowiska.

B - przyspieszenie wzrostu - faza młodości fizjologicznej. Komórki rosną b.szybko, ale nie dzielą się. Częstość podziałów rośnie pod koniec fazy. Komórki są wrażliwe na różne czynniki środowiska.

C - wzrost wykładniczy. Komórki są ustabilizowane, dzielą się, ilość biomasy zwiększa się wykładniczo. Rosną tak długo aż skończy się jeden ze składników. Mniejsze bakterie w tej fazie.

D - zwolniony wzrost. Komórki dzielą się wolniej, słabiej rosną.

E - równowaga. Faza wzrostu stacjonarnego. Liczba żywych bakterii prawie się nie zmienia. Tempo podziałów jest zwolnione. Zamieranie komórek.

F - zamieranie. Zwiększa się szybkość zamierania komórek, liczba żywych maleje.

Ekologia - nauka biologiczna która zajmuje się badaniem wzajemnych zależniości pomiędzy organizmami oraz ich zespołami a ich żywym i martwym środowisku.

Ekologia mikroorganizmów zajmuje się zależnościami pomiędzy drobnoustrojami, związkami grzybów, glonów pierwotniaków pierwotniaków i wirusów z licznymi środowiskami.

Ekosystem - układ w którym organizmy żywe (biocenoza) w warunkach siedliska (biotop) mogą żyć, rozwijać się, rozmnażać i uczestniczyć w przemianie materii a przez nią korzystać z przepływającej przez system energii.

Drobnoustroje a środowisko:

- wpływ drobnoustrojów na środowisko

- wzajemna zależność pomiędzy drobnoustrojami

- -//- drobnoustrojami a roślinami

- -//- drobnoustrojami a zwierzętami

- wpływ czynników środowiska na drobnoustroje

W środowisku drobnoustroje mogą:

- być źródłem promieniowania

- wydzielać energię

- obniżać potencjał oksydoredukcyjny

- zmieniać pH środowiska

---