1.Wytwarzanie przetrwalników

Sporulacja - proces tworzenia endospory, przebiega on według następującego schematu:

• I stadium - uwypuklenie błony cytoplazmatycznej do wnętrza komórki. Tworzy się przegroda

• II stadium - DNA dzieli się na genofor sporangium i genofor prespory

• III stadium - DNA prespory zostaje oddzielone i otoczone dwiema błonami cytoplazmatycznymi

• IV stadium - wewnętrzna błona tworzy ścianę komórkową przetrwalnika, a zewnętrzna daje do środka korteks

• V stadium - zakończenie formowania korteksu i osłon białkowych

• VI stadium - osłonki stają się nieprzepuszczalne i ciepłoodporne, ustanie metabolizmu i wejście stan anabiozy

• VII stadium - uwolnienie endospory spowodowane lizą sporangium

2.Oddychanie tlenowe. Charakterystyka

Oddychanie tlenowe (aerobowe) - polega na spalaniu związków organicznych przy udziale tlenu w mitochondrium na proste związki nieorganiczne - dwutlenek węgla i wodę, w wyniku czego uwalniana jest energia. Jest to proces kataboliczny.

Składa się z czterech etapów:

• glikolizy

• reakcja pomostowa

• cyklu Krebsa

• łańcucha oddechowego

Ogólny wzór tej reakcji to:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energia (w ATP)

Glukoza + Tlen → Dwutlenek Węgla + Woda + Energia ATP

3.Źródła zanieczyszczeń wód powierzchniowych

Ścieki z systemów kanalizacyjnych

Stanowią główne źródło zanieczyszczeń wód, zwłaszcza powierzchniowych. Należą do nich ścieki:

Bytowo-gospodarcze. Charakteryzują się one na ogół stałym składem wynikającym z powtarzalności zabiegów higienicznych i czynności związanych z prowadzeniem gospodarstw domowych.

Przemysłowe. Ich skład zależy od rodzaju przemysłu, materiałów stosowanych w produkcji oraz w technologii. Ten rodzaj ścieków oznacza się na ogół większym stężeniem i wyższym stopniem zanieczyszczenia od ścieków bytowo-gospodarczych.

Opadowe z terenów skanalizowanych. Ścieki te cechuje znacznie mniejsze zanieczyszczenie i niewielkie stężenie, szczególnie po pewnym czasie trwania deszczu lub roztopów.

Wody filtracyjne (gruntowe) przedostające się do kanalizacji przez nieszczelności i pęknięcia przewodów kanalizacyjnych. Odznaczają się zwykle niewielkim zanieczyszczeniem.

Podgrzane wody chłodnicze (głównie z elektrowni cieplnych)

Podgrzane wody chłodnicze, stały się problemem w wyniku rozwoju przemysłu paliwowo-energetycznego. Podwyższenie temperatury wód powierzchniowych ma zazwyczaj wpływ na biocenozę odbiorników tych wód, choć także wpływa na ogół na wzrost tempa produkcji biologicznej (organicznej). Kumulacja materii organicznej prowadzi z kolei do wzrostu biologicznego zapotrzebowania na tlen, przy jednoczesnym zmniejszeniu jego rozpuszczalności, niedobór tlenu może być przyczyną śnięcia ryb.

Zasolone wody kopalniane

Zrzuty z zasolonych wód kopalnianych, z których większość zawiera duże stężenie chlorków i siarczanów, stanowią istotne zagrożenie dla wód płynących. Wody takie są nader uciążliwym zanieczyszczeniem dyskwalifikującym wodę do celów spożywczych i nawodnień rolniczych (zasolenie gleb) oraz do celów przemysłowych (korozja urządzeń).

Zanieczyszczenia pasmowe wzdłuż szlaków komunikacyjnych

Zanieczyszczenia te są związane z emisją spalin przez pojazdy mechaniczne. Zawierają one związki ołowiu, mogące przedostać się do wód gruntowych.

Odpływy z terenów rolniczych (nawozy i pestycydy, środki ochrony roślin)

Odpływy z terenów rolniczych stanowią najgroźniejsze źródło zanieczyszczeń obszarowych, zawierają duże ilości związków chemicznych z nawozów sztucznych i środków ochrony roślin. Są to głównie związki azotu i fosforu powodujące zwłaszcza w wodach stojących nadmierny wzrost ich żyzności, prowadzący do politrofi (przeżyźnienia). Te źródła zanieczyszczeń w zasadzie nie podlegają kontroli.

Odpływy z terenów przemysłowych (nie ujęte w systemy kanalizacyjne) oraz ze składowisk odpadów komunalnych

Składowiska takie często usytuowane są w niewłaściwym miejscu i są niedostatecznie zabezpieczone. Zanieczyszczenia te przenikają najczęściej do wód gruntowych, a wraz z nimi przedostają się do wód powierzchniowych. Do najszkodliwszych zanieczyszczeń należą tu: pestycydy i detergenty oraz pochodne ropy naftowej.

Zanieczyszczenie atmosfery przedostające się do wód

Są to głównie zakwaszone opady atmosferyczne, powstałe w wyniku utlenienia dwutlenku siarki do kwasu siarkowego. Zakwaszają one biotopy wodne, co stwarza bardzo niekorzystne warunki do rozwoju życia organicznego.

Zanieczyszczenia infiltrujące

Wiele zanieczyszczeń znajdujących się w wodach powierzchniowych, które nie zostaną z nich usunięte może stać się zanieczyszczeniami wód podziemnych. Dzieje się tak dzięki procesowi naturalnego przesiąkania wód do głębszych warstw gleby gdzie może dojść do spotkania się z wodami gruntowymi. Wiele zanieczyszczeń przemysłowych może się tak przemieszczać. Przykładem mogą być tutaj trwałe związki syntetycznych detergentów, które często przedostają się do wód gruntowych. Widocznym objawem tego typu zanieczyszczenia jest piana pokrywająca wodę pochodzącą ze studni. Zanieczyszczenia rolnicze również przedostają się do wód gruntowych, wraz ze ściekami z odwadnianych terenów rolniczych lub z wodami opadowymi. Przedostające się do wód gruntowych azotany i fosforany mogą pochodzić z nawozów sztucznych. Natomiast stosowane pestycydy mogą dostarczać wielu bardzo szkodliwych i trudnych do usunięcia zanieczyszczeń.

Zanieczyszczenia wprowadzane bezpośrednio

Ostatnio coraz częściej korzysta się z odnawialnych źródeł energii, do których należy zaliczyć podziemne złoża wód termalnych. Wydobywanie tych wód jest bardzo opłacalne, wiąże się z tym jednak parę zagrożeń dla środowiska. Nie można wydobytej wody po wykorzystaniu wypuścić do powierzchniowego odbiornika. Mogłoby to spowodować zakłócenie równowagi zarówno w wodach głębinowych jak i powierzchniowych. Dlatego wody ze źródeł termalnych, o ile to możliwe, wpuszcza się z powrotem. I tu pomimo ogólnego stosowania obiegów zamkniętych może wystąpić zanieczyszczenie związkami obcymi, które spowoduje niemożność wykorzystywania tych wód w przyszłości do celów spożywczych lub jako wody pitnej.

Ropa naftowa i oleje opałowe

Zanieczyszczenie wód morskich pochodzące z transportu spowodowane jest usuwaniem do wody wszelkich odpadków olejowych podczas pracy statków oraz myciem tankowców, które zwykle odbywa się na morzu. Oblicza się, że zanieczyszczenie z tych źródeł znacznie przekracza ilości pochodzące z wypadków morskich łącznie z katastrofami tankowców. W stosunku do ogólnej masy wód oceanów, obecne zanieczyszczenie ropą i olejami nie jest groźne. Oleje są usuwane z wody w wyniku różnych procesów naturalnych, których skuteczność zależy od następujących czynników: temperatury, światła słonecznego, szybkości wiatru, wysokości fali, rodzaju i ilości bakterii w wodzie oraz składu chemicznego oleju, jego ciężaru właściwego, stopnia oczyszczenia itp.

Olej wylany do wody szybko rozpościera się na jej powierzchni w postaci bardzo cienkiej warstwy. Część węglowodorów odparowuje. Obecne w ropie naftowej kwasy i sole nieorganiczne ulegają rozpuszczeniu, a pozostała część oleju zemulgowaniu. Możliwe jest wytworzenie dwóch rodzajów emulsji: oleju w wodzie i wody w oleju. Emulsje pierwszego rodzaju mieszają się z wodą i dzięki temu ulegają dużej dyspersji. Drugi rodzaj pozostaje na powierzchni dopóki nie zwiększy się jego gęstość i nie opadnie na dno. Dyspersja oleju w wodzie jest etapem poprzedzającym jego utlenianie. Rozróżnia się dwa typy utleniania: autooksydację, która zachodzi pod wpływem tlenu i światła słonecznego oraz utlenianie mikrobiologiczne. Utlenianie mikrobiologiczne jest najważniejszym procesem w oczyszczaniu wód od zanieczyszczeń olejami. Obliczono uwzględniając tylko 1/3 ogólnej powierzchni oceanów i głębokość od 10 m jako strefę biologicznie czynną, że co najmniej 10¹¹ ton oleju rocznie może ulec degradacji mikrobiologicznej. Sytuacja przedstawia się inaczej, gdy zostaną zanieczyszczone wody przybrzeżne lub gdy kierunek przeważających w danym rejonie wiatrów znosi warstwy oleju na ląd. Wówczas mogą ulec uszkodzeniu instalacje przybrzeżne, zanieczyszczone zostają porty, plaże i miejscowości wypoczynkowe. W takich wypadkach ginie zwykle wiele ptaków i organizmów wodnych.

Istnieje wiele sposobów zmniejszenia szkód z powodu zalania olejem wód przybrzeżnych:

• Mechaniczne zebranie oleju z powierzchni wody. Sposób ten może dać dobre wyniki jedynie na spokojnych wodach. W przypadku wysokiej fali urządzenia zbierają zarówno wodę jak i olej.

• Unieruchomienie oleju na powierzchni przy pomocy stałych absorbentów. Metoda ta jest bardzo kosztowna i bywa stosowana, gdy nie wskazane jest zatopienie lub rozproszenie oleju.

• Zatapianie oleju wydaje się być najpraktyczniejszym sposobem jego usunięcia. W tym celu warstwę oleju posypuje się dobrze rozdrobnioną stałą substancją, mającą zarówno właściwości przyczepne w stosunku do oleju jak i dużą gęstość, tak aby mogła zatonąć wraz z olejem.

• Rozpuszczanie oleju. W celu przyspieszenia zemulgowania oleju w wodzie stosuje się mieszaniny emulgatorów w rozpuszczalnikach mieszających się z olejem. Obecnie produkowane emulgatory są toksyczne dla organizmów wodnych. Emulgatory te mają również działanie bakteriobójcze, w związku z tym opóźniają znacznie mikrobiologiczny rozkład oleju.

Inne zanieczyszczenia

Niektóre zanieczyszczenia obecne w powietrzu, np. dwutlenek węgla, są absorbowane przez wody oceanów. Wiele zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu osiąga powierzchnię wód wraz z opadami deszczu. Zanieczyszczenie chlorowcopochodnymi węglowodorów: pestycydami i chloropochodnymi dwufenylu pochodzi z opadu pyłów, na których są one zaadsorbowane.

Wiele zanieczyszczeń, które wywołują szkodliwe skutki biologiczne, jest doprowadzanych z wodami rzek. Stały dopływ zanieczyszczonych wód rzecznych jest szczególnie niebezpieczny dla mórz względnie zamkniętych, takich jak np. Bałtyk. Wymiana wody Bałtyku z wodą oceanu jest bardzo ograniczona, co sprzyja gromadzeniu się trwałych związków chemicznych. Lokalnie stwierdza się niebezpiecznie wysokie stężenia rtęci. W Bałtyku obserwuje się już wyraźną eutrofizację. Niska temperatura tego morza bardzo zwalnia procesy samooczyszczania. W takiej sytuacji wprowadzenie każdego następnego zanieczyszczenia jest bardzo niebezpieczne dla wszystkich układów biologicznych.

 Zanieczyszczenia wód atmosferycznych

Woda znajdująca się w atmosferze prędzej lub później trafia na powierzchnię ziemi. Jednak wcześniej może ona spotkać się z wieloma zanieczyszczeniami gazowymi lub pyłowymi unoszącymi się w powietrzu. Opad deszczu w rejonach przemysłowych, przelatując przez sztucznie powstałe chmury zanieczyszczeń dokonuje ich wymycia, przez co spadają one na ziemię i dostają się do gleby lub zbiorników wodnych. W ten sposób wody opadowe mogą zawierać różnorodne zanieczyszczenia. Taki też jest mechanizm powstawania kwaśnych deszczy. Wody opadowe zmywają też wiele szkodliwych substancji z dachów, ulic i placów. Z pól zmywają chemikalia stosowane w uprawie i ochronie roślin, z hałd odpadów miejskich, przemysłowych i kopalnianych zmywają i spłukują do wód powierzchniowych różne toksyczne związki. W miastach wody deszczowe zawierają coraz więcej składników szkodliwych, takich jak: oleje i smary, węglowodory zaadsorbowane na cząsteczkach sadzy i pyłów, związki ołowiu z silników spalinowych, sole stosowane do usuwania soli i śniegu z ulic głównie chlorek sodu i wapnia.

1. Totipotencja

Totipotencjalność, ekwipotencjalność rozwojowa jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w każdy typ komórkowy organizmu. Z definicji komórką totipotencjalną jest zygota. U ssaków totipotipotencją charakteryzują się komórki macierzyste i komórki zarodkowe węzła zarodkowego blastocysty. U roślin własność totipotencji mają komórki merystematyczne, choć potencjalnie każda komórka roślinna może ulec odróżnicowaniu w procesie regeneracji do kallusa i osiągnąć stan toti- lub pluripotencji.

2.Budowa DNA i RNA

DNA jest liniowym, nierozgałęzionym biopolimerem, dla którego monomerem są nukleotydy. Nukleotydy zbudowane są z: pięciowęglowego cukru deoksyrybozy, którego grupa hydroksylowa znajdująca się przy ostatnim atomie węgla jest zestryfikowana resztą fosforanową, a pierwszy atom węgla połączony jest wiązaniem N-glikozydowym z jedną z czterech zasad azotowych: adeniny A i guaniny G (zasady purynowe) oraz cytozyny C i tyminy T (zasady pirymidynowe).

RNA jest bardzo podobny do pojedynczej nici DNA. Są jednak między nimi istotne różnice. Po pierwsze, cukier zawarty w RNA to ryboza (zawiera grupę -OH w miejscu atomu wodoru deoksyrybozy). Po drugie, zamiast tyminy (T) RNA zawiera uracyl (U). Nukleotydy połączone są tak samo jak w DNA: grupa fosforanowa łączy atom węgla 5'-rybozy z atomem 3'-rybozy sąsiedniego nukleotydu.

3.Znaczenie bakterii przetrwalnikujących

Żyją w przewodzie pokarmowym, glebie, wodzie, na częściach roślin, w psującej się żywności, treści żołądkowej zwierząt przeżuwających, w mule, osadach wód powierzchniowych, gorących źródłach. Występują gatunki saprofityczne o uzdolnieniach biochemicznych i gatunki chorobotwórcze, gatunki o uzdolnieniach proteolitycznych, zdolne do fermentacji różnych węglowodanów

POSTACIE PRETRWALNE BAKTERII.
1. Endospory. Wewnątrz macierzystej komórki powstaje zwykle jedna, wyjątkowo dwie endospory. Wytwarzanie ich jest procesem wieloetapowym i skomplikowanym. Poprzedza je podział nukleoidu, po czym jeden z potomnych nukleoidów staje się nukleoidem prespory. Pozostałe nukleoidy w komórce ulegają uwstecznieniu. Wokół nukleoidu prespory gromadzi się cytoplazma o większej zdolności załamywania światła i z czasem, wytwarza się wokół niej gruby koreks i warstwowa ściana oraz należące do komórki macierzystej egzosporium. Endospora zawiera duże ilości kwasu dipikolinowego, którego obecność, łącznie ze zmianami w białkach, związana jest z dużą ciepłoopornością. Bakteryjne endospory należą do układów żywych najbardziej opornych na podwyższoną temperaturę, znosząc nawet ponad 100 st.C. Kiełkowanie endospor jest procesem skomplikowanym. Następuje pregerminacja, w czasie której przetrwalnik nie zmienia jeszcze kształtu ale traci już oporność na wysoką temperaturę. Kolejno następuje rozpuszczenie ściany endospory, protoplast zaczyna rosnąć, wydobywać się z osłon i wyrasta z niego normalna forma wegetatywna.
2. Konidia promieniowców powstają przez przewężenie nitki promieniowca, przy czy często są wytwarzane na specjalnych nitkach sporonośnych mających tendencję do wyrastania ku górze, ponad podłoże. Nie są one tak wytrzymałe na temperaturę jak endospory, będąc tylko nieznacznie bardziej ciepłooporne niż formy wegetatywne. Znoszą jednak dobrze suszę i mogą przetrwać w tej postaci okresy niesprzyjające wzrostowi.
3. Miksospory to twory charakterystyczne dla Myxobacteriales, kuliste lub w kształcie krótkich pałeczek. Powstają przez skracanie komórek wegetatywnych i otoczenie się grubą błoną. Są oporne na wysuszenie, promieniowanie UV i względnie oporne na podwyższoną temperaturę.
4. Cysty Azotobacter- w nich procesy oddychania są znacznie spowolnione. Cysty są oporne na wysychanie, promieniowanie UV i jonizujące oraz urazy mechaniczne. W przeciwieństwie do endospor są one jednak mało oporne na podwyższoną temperaturę. Ponadto mogą szybko utleniać egzogenne źródła energii.
5. Ankiety sinic to komórki o zgrubiałych ścianach, często charakteryzujące się intensywnym zabarwieniem. Chronią organizm w okresach braku światła, suszy lub niskich temperatur.

4.Organizmy eukariotyczne. Jądrowce, organizmy jądrowe, organizmy eukariotyczne, eukarionty, eukarioty, karionty, karioty (nazwa naukowa: Eucaryota) - organizmy zbudowane z komórek z jądrem komórkowym, odgraniczonym od cytoplazmy podwójną błoną białkowo-lipidową. W zależności od ujęcia systematycznego jądrowce są traktowane jako królestwo, nadkrólestwo, cesarstwo lub domena. Komórki eukariotyczne są znacznie większe od prokariotycznych. Choć zmienność rozmiarów i jednych i drugich jest bardzo duża, "typowe" proporcje objętości są rzędu tysiąc do jednego.

5.Mikrobiologiczny rozkład węglowodanów

Proces oddychania beztlenowego, zwany też fermentacją, zachodzi bezpośrednio w cytoplazmie bakterii zwanych anaerobami i polega na rozkładzie (utlenieniu) cukrów.

6.Oddychanie azotanowe

oddychanie azotanowe, rodzaj oddychania beztlenowego, w którym akceptorami elektronów w reakcjach utleniania są azotany (redukowane do azotynów); spotykane u niektórych bakterii i pierwotniaków.

7.Udział bakterii w nitryfikacji i denitryfikacji w krążeniu N₂

Nitryfikacja, biologiczne utlenianie amoniaku do azotanów(V) zachodzące w dwóch etapach. W pierwszym jon amonowy jest utleniany (amonifikacja)

Bakterie nitryfikacyjne - bakterie aerobowe (tlenowce), które utleniają amoniak (zawarty np. w wodzie deszczowej, kurzu, sadzy, ekskrementach ptaków) do kwasów azotowego(III) i azotowego (V). Biorą one m.in. udział w procesie niszczenia partii przypowierzchniowych kamieni zabytkowych. Powstałe na skutek utlenienia kwasy rozkładają CaCO₃ obecny w kamieniach zabytkowych, a z CO₂ bakterie wykorzystują węgiel do budowy węglowodanów i szkieletu białkowego w komórkach (obecność węglanów i innych związków mineralnych wpływa dodatnio na szybkość procesu nitryfikacji).

Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus oraz Nitrobacter,

Bakterie denitryfikacyjne:

bakterie redukujące azotany do amoniaku i azotu cząsteczkowego w procesie denitryfikacji.

Należą do nich bakterie z rodzaju Pseudomonas i Micrococcus. B.d. są samożywne

(chemoautotrofy) i beztlenowe. B.d. odgrywają ważną rolę w obiegu azotu w przyrodzie.

W warunkach BEZTLENOWYCH azotany (V) mogą ulec redukcji do azotanów (III) lub do

amoniaku w procesie denitryfikacji. Przemiany mogą przebiegać dalej do nieorganicznych

związków azotu - NO, N2O, N2, NH3.

Wyróżnić można 3 warianty w procesie:
1. denitryfikację całkowitą w warunkach beztlenowych - azotany (V) redukowane są do azotu N2, który może ulotnić się z gleby
2. denitryfikację częściową w warunkach względnie beztlenowych - amoniak może się ulotnić lub ponownie wejść w cykl przemian do azotanów (III) i (V)
3. zbiałczenie azotanów - jony NO3- wbudowywane są do komórek roślin i mikroorganizmów
Zdolność do denitryfikacji właściwej tj. redukcji NO3- do N2 i N2O mają liczne bakterie z rodzajów:
Bacillus, Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus, Spirillum

8.Metody niszczenia endospor

Tyndalizacja- po pierwszym zagotowaniu endospory kiełkują i zostają zabite w dalszej części procesu.

Sterylizacja

9.Odżywianie bakterii związkami wielocząsteczkowymi

Prawidłowym stwierdzeniem na temat odżywiania bakterii byłoby, że są to heterotrofy wydzielające zewnątrzkomórkowe peptydazy, nukleazy, lipazy i inne enzymy trawienne a przez transport ułatwiony pochłaniające związki proste z otoczenia.

Bakterie nie mają otworu gębowego. Pokarm pobierają całą powierzchnią ciała okrytego ścianą komórkową i błoną cytoplazmatyczną. Bakterie nie mają zdolności do fagocytozy i pinocytozy- wchłaniania pokarmu w postaci cząstek lub kropelek, jak czynią to komórki eukariotyczne. Pobieranie jest więc jednoznaczne z przeprowadzeniem pokarmu przez osłony komórkowe. Pokarm jednak znajduje się w otoczeniu bakterii często w postaci makrocząsteczek, pobieranie w takiej formie musi być więc poprzedzone rozbiciem makrocząsteczek na pochodne związki drobnocząsteczkowe. Proces ten, nazywany trawieniem lub rozkładem, ma najczęściej charakter hydrolizy i przebiega z udziałem enzymów. Bakterie zatem, aby wykorzystać pokarm w postaci makrocząsteczek, muszą go najpierw na zewnątrz komórek, rozłożyć, a więc są zmuszone do wydzielania pozakomórkowego enzymów. Rozkład wielkocząsteczkowego pokarmu przez wydzielane pozakomórkowo enzymy jest szybszy i intensywniejszy, jeśli bakterie występują w dużej ilości. Dopiero wtedy bowiem stężenie wydzielanych enzymów może osiągać dostateczną wartość. "Drapieżne" bakterie odżywiają się też z udziałem wydzielanych ektoenzymów. Ektoenzymy są syntetyzowane w cytoplazmie. Zatem wydalanie ich do środowiska jest zależne od translokacji ich przez błonę komórkową. Translokacja, czyli wydzielanie białek jest u bakterii procesem kotranslacyjnym, tj. przesuwaniem się białek przez błonę w miarę ich syntezy na rybosomach leżących przy błonie cytoplazmatycznej. Białka transportowane przez błonę często są syntetyzowane jako prebiałka, mające do końca NH₂ łańcucha peptydowego krótki odcinek tzw. Sekwencję sygnałową (do 30 aminokwasów). Sekwencje sygnałowe są rozpoznawane przez błonę cytoplazmatyczną i po wniknięciu do niej białka ulegają odcięciu i degradacji. W wykorzystaniu wielkocząsteczkowych składników pokarmu, poza ektoenzymami wydalanymi do środowiska, odgrywają również rolę enzymy bakterii odkładane na błonie lub pomiędzy błoną a ścianą komórkową. Enzymy takie określamy jako peryplazmatyczne. Wśród enzymów peryplazmatycznych spotykamy między innymi nukleazy, fosfatazy i peptydazy. Pokarmem wchłanianym przez bakterie nie są więc makrocząsteczki, ale powstałe w wyniku ich hydrolizy, rozpuszczalne w wodzie monomery: aminokwasy (lub niekiedy oligopeptydy), cukry proste lub dwu- i trójcukry, nukleotydy lub zasady organiczne, kwasy tłuszczowe, itp.

10.Ściana komórkowa gram „+” gram „-”.

Ściana komórkowa: -jest sztywna i porowata, nadaje kształt komórce i stanowi warstwę ochronną. U gram (-): cienka warstwa peptydoglikanu, białka, lipopolisacharydy, fosfolipidy; u gramm (+)polisacharydy, kwasy tejchonowe, tejchouronowe i lipotejchonowe oraz gruba warstwa peptydoglikanu. Stanowi ona ochronę bakterii przed wniknięciem szkodliwych związków

11.Substrat do powstania próchnicy

glebowe czynniki, czynniki abiotyczne i biotyczne warunkujące powstanie (proces glebotwórczy) i żyzność gleby. Do czynników abiotycznych należy skład chemiczny podłoża (skała macierzysta) oraz fizyczne i chemiczne właściwości gleby. Skała macierzysta posiada decydujący wpływ na proces glebotwórczy. Przykładowo z wapieni tworzą się zasadowe rędziny, z ubogich piasków - kwaśne gleby (bielicoziemne), z torfu - gleby bagienne.
Najważniejsze cechy fizyczne gleby to: struktura gleby, zdolność retencji i przewodzenia wody, temperatura i przewiewność.
Struktura fizyczna gleby uzależniona jest od wielkości ziaren mineralnych gleby i ich udziału procentowego (tzw. skład mechaniczny gleby) oraz ułożenia przestrzennego. Na tej podstawie wyróżnia się gleby: luźne, pulchne, zwięzłe i zbite.
Zdolność retencji i przewodzenie wody zależą od wielkości cząstek gleby. Woda utrzymująca się w glebie jest w znacznej części albo wodą higroskopijną (pochodzi z pary wodnej powietrza), bądź wodą kapilarną (utrzymywaną dzięki napięciu powierzchniowemu w kapilarach).
Temperatura gleby uzależniona jest od nasłonecznienia, ekspozycji, chemicznych i fizycznych właściwości gleby oraz stopnia pokrycia roślinnością. Przewiewność warunkuje skład chemiczny powietrza w glebie.

Chemiczne właściwości gleby determinują: skład chemiczny, odczyn i sorbcja. Skład chemiczny gleby zwłaszcza roztworu glebowego, warunkuje jej żyzność. Pierwiastki niezbędnie potrzebne do rozwoju roślin to biogeny (zarówno makro- i mikroelementy). Kwaśność (odczyn) gleby jest jedną z najważniejszych właściwości warunkujących m.in. aktywność biologiczną gleby.
Zjawisko sorbcji tzn. zdolność do zatrzymywania w glebie gazów, jonów i mikroorganizmów, ma ogromne znaczenie dla życia roślin i uzależnione jest od udziału koloidów mineralnych (przede wszystkim minerałów ilastych o średnicy φ<0,02 mm) i jakości próchnicy gleby. Do czynników biotycznych należą organizmy glebowe (edafon): mikroorganizmy i zwierzęta, zwłaszcza mezofauna glebowa, warunkujące powstanie próchnicy gleby.

Ważną funkcję w kompleksowaniu metali w glebie pełnią jej składniki organiczne, głównie wielkocząsteczkowe składniki humusu oraz niskocząsteczkowe związki o silnych właściwościach chelatowych, jak aminokwasy i kwasy organiczne. Związane z gliną i frakcjami organicznymi bakterie wraz z innymi drobnoustrojami tworzą swoiste mikrośrodowisko, modyfikujące dynamikę procesów krążenia metali wglebie.

12.Procesy mikrobiologiczne wykorzystujące CO₂ z powietrza.

Chemosynteza
Pierwotnym, starszym rodzajem samożywności jest chemoautotrofizm.
Chemoautotrofy to niektóre bakterie wykorzystujące energie chemiczną pochodzącą z reakcji egzoergicznych do asymilacji CO₂. Bakterie te nie wykorzystują energii świetlnej, ale pozyskują energie dzięki utlenieniu prostych związków nieorganicznych.
Proces chemosyntezy można podzielić na dwa etapy :
- utlenianie związku chemicznego w celu pozyskania energii użytecznej biologicznie
ZWIĄZEK MINERALNY + TLEN = ZWIĄZEK UTLENIONY + ENERGIA
- asymilacja CO₂ - związanie CO₂ i produkcja glukozy
DWUTLENEK WĘGLA + ENERGIA = GLUKOZA + TLEN
Doświadczenie wskazujące na niezbędność CO₂ w fotosyntezie chemosyntezie :
Jeżeli hoduje się rośliny w atmosferze pozbawionej CO2 - pod szklanym kloszem w obecności NaOH to mimo wystarczającego oświetlenia w krótkim czasie przestają się rozwijać i marnieją.

13.Chemosynteza. Endotrofy

Chemosynteza - starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób samożywności. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (CO₂) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych - chemolitotrofy, lub związków organicznych (jak na przykład metan)- chemoorganotrofy. Pełni ona bardzo ważna rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Tak jak u fotosyntetyzujących autotrofów, chemosynteza jest źródłem związków organicznych, czyli sześciowęglowych cukrów (jak na przykład glukoza) i ewentualnie związków trzywęglowych.

Chemosyntezę można podzielić na dwa etapy:

1. utlenianie związku chemicznego (odpowiednik fazy jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza energię użyteczną biologicznie (ATP);

2. związanie CO₂ i produkcja glukozy (na tej samej zasadzie co faza ciemna fotosyntezy).

Endotrof- coś wspólnego z mikoryzą Endofity, rośliny żyjące wewnątrz innych organizmów w charakterze pasożytów lub symbiontów. Do endofitów należą niektóre sinice i glony. Endofity są też określane jako endosymbionty. W przypadku roślin występują najczęściej w brodawkach korzeniowych lub - rzadziej - łodygowych.

14.Gametangiogamia. Spermatyzacja. .Somatogamia

Gametangiogamia - to typ rozmnażania płciowego polegający na łączeniu się całych, wielokomórkowych gametangiów - lęgni i plemni. Gametangia łączą się tzw. włostkiem, następuje plazmogamia (zlanie się cytoplazm) i powstają jądra sprzężone - dikariony. W dalszej części procesu dochodzi do wytworzenia strzępek workotwórczych wraz z dwoma jądrami sprzężonymi. Dikariony zlewają się w procesie zwanym kariogamią i powstaje jądro zygotyczne, które ulega najpierw mejozie, później mitozie doprowadzając do powstania worka (ascum) z zarodnikami workowymi (ascosporami). Proces ten zachodzi m.in. u grzybów.

Spermatyzacja -. proces zapłodnienia zachodzący u grzybów i niektórych roślin.

Somatogamia - typ rozmnażania płciowego polegający na łączeniu się dwóch haploidalnych, jednojądrowych strzępek, na których nie powstają gametangia - plemnie i lęgnie. Zlewają się one w strzępkę dikariotyczną, posiadającą parę jąder sprzężonych. Tak powstała strzępka dzieli się mitotycznie tworząc rozległą grzybnię. Somatogamia jest charakterystyczna dla podstawczaków.

15.Geologiczna rola bakterii.

Udział bakterii w formowaniu i rozkładzie minerałów

Udział bakterii w tworzeniu gleby

16.Oczyszczanie ścieków w gruncie i stawach hodowlanych.

W gruncie

Podczyszczanie (beztlenowy etap oczyszczania) przebiega w osadniku gnilnym (wstępnym): zbiorniku z tworzywa sztucznego (najczęściej polietylenu) umieszczonego pod powierzchnią gruntu. W zbiorniku mają miejsce procesy sedymentacji, czyli osadzania i flotacji, czyli wypływania większych zanieczyszczeń. Osady z dna muszą być okresowo wybierane. Zanieczyszczenia flotujące są zbierane na filtrze biologicznym na wylocie ze zbiornika. Pracę osadnika wstępnego można usprawnić poprzez dodanie do niego preparatów bakteryjnych (bioaktywatorów). Następuje wówczas biologiczny rozkład zanieczyszczeń. Wymiar zbiornika zależny jest od ilości produkowanych ścieków (można też rozbudowywać część podczyszczającą, konstruując baterię osadników lub zastosować osadniki dwu- lub trzykomorowe). Użytkownik widzi na powierzchni ziemi tylko pokrywy studzienek rewizyjnych.

Oczyszczanie tlenowe, składające się z procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych przy udziale tlenu, najczęściej zachodzi w gruncie, filtrze doczyszczającym lub w specjalnym zbiorniku, czyli reaktorze biologicznym, tzn. w zbiorniku zawierającym mikroorganizmy.
Oczyszczanie w gruncie wymaga zamontowania studzienki rozdzielczej i ułożenia drenażu rozsączającego (układ rur z otworami, przez które oczyszczone ścieki wypływają do gruntu) - użytkownik widzi na powierzchni pokrywę studzienki i wywiewki - wyloty rur kanalizacyjnych. Oczyszczanie w gruncie wymaga specjalnych warunków - konieczny jest grunt piaszczysty (o dobrej przepuszczalności) oraz niski poziom wód gruntowych (drenaż musi znajdować się co najmniej 1,5 m nad poziomem wód  - warstwa piasku  tej grubości wystarczy do oczyszczenia ścieku z osadnika gnilnego) . Jeśli warunki gruntowe są mniej sprzyjające (poziom wód gruntowych jest wysoki), drenaż może być wykonany w tzw. filtrze piaskowym. Ma on formę nasypu, widocznego na powierzchni. Wysokość nasypu zależy od poziomu wód gruntowych  - nasyp musi być na tyle wysoki, by drenaż zna-
lazł się na wysokości 1,5 m nad poziomem wód gruntowych. Jeśli drenaż znajdzie się wyżej niż osadnik, konieczne jest zastosowanie przepompowni zamiast studzienki rozdzielczej - na powierzchni będzie widoczna jej pokrywa. Studzienka rozdzielcza (z widoczną na powierzchni pokrywą) musi się też znaleźć w nasypie.
Filtr doczyszczający  jest stosowany, jeśli nie można odprowadzać ścieków po osadniku bezpośrednio do gruntu (np. niesprzyjające warunki geologiczne). Zapewnia on oczyszczanie na podobnym poziomie jak grunt naturalny. Oczyszczone ścieki z filtra mogą być odprowadzone do rowu melioracyjnego lub przez studnię chłonną do głębszych warstw gruntu. Na powierzchni będzie widoczna pokrywa filtra doczyszczającego. Jeżeli oczyszczanie ma przebiegać w zbiorniku, będzie on widoczny na powierzchni. W zbiorniku wytwarza się biomasa neutralizująca ścieki; dlatego wypełniony jest on złożem (żwir lub kształtki z tworzywa), na którym biomasa może się rozwinąć. Cała oczyszczalnia wraz ze zbiornikiem zajmuje mniej miejsca niż w przypadku oczyszczania w gruncie.
Oczyszczone ścieki kierowane są do studni chłonnej lub rowu melioracyjnego. Jeśli pojawią się ścieki specjalne (np. ze stołówek) oczyszczalnia może być uzupełniona o dodatkowe elementy, np. oddzielacz tłuszczu i filtry.

W stawach:

Część oczyszczonych ścieków wykorzystywana jest rolniczo w gospodarce rybackiej. AQUA S.A. wspólnie z Polską Akademią Nauk, Zakładem Ichtiobiologii w Gołyszu otrzymała wsparcie finansowe z Komitetu Badań Naukowych na realizację projektu badawczo - rozwojowego pt. "Opracowanie technologii chowu ryb w oparciu o biologicznie oczyszczone ścieki komunalne, w praktycznych warunkach oczyszczalni ścieków komunalnych miasta Bielsko-Biała". Raport końcowy opracowany dla Komitetu Badań Naukowych z realizacji projektu ocenia uzyskane wyniki badań jako korzystne dla środowiska i chowu ryb. Wypływająca z oczyszczalni woda, zawierająca związki azotu i fosforu jest doskonałą pożywką dla planktonu, który jest ogniwem w łańcuchu pokarmowym ryb. Usuwanie biogenów w stawach hodowlanych okazało się więc rozwiązaniem ekologicznie i ekonomicznie w pełni uzasadnionym.

17.Mikroflora mleka

Mleko surowe- drobnoustroje pochodzą z wymion. Przy poprawnych warunkach higienicznych to ogólna liczba drobnoustrojów to l O4 w i cm³. Mikroflora zależy od sposobu udoju. Gdy jest to udój mechaniczny to najwięcej jest bakterii psychrofilnych i psychrotrofowych z wody do mycia urządzeń Flavobacterium alkaligenes,
Serratia. Gdy udój jest ręczny- ręce i otoczenie, skóra zwierzęcia: pałeczki grupy coli i gronkowce, Staphylococcus areus, Enterococcus, Pseudomonas.

Powodem obecności bakterii patogennych są: choroba zwierzęcia, kontakt zwierzęcia z chorym człowiekiem, brak higieny doju i przetrzymywania mleka.

• Salmonella Giną podczas pasteryzacji.

• Staphylococcus -u krów szczególnie na błonach śluzowych i przewodach strzykowych. Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty) wywołuje ropnie skóry, zapalenie migdałków podniebiennych, zatrucia pokarmowe, u krów zapalenia wymienia. Ciepłoodporność toksyn jest wysoka; wytrzymują ogrzewanie 100°C przez 20 minut. W przypadku silnego skażenia mleka temperatura pasteryzacji nie likwiduje zagrożenia gronkowcem.

• Shigella Potocznie zatrucie nazywa się "chorobą brudnych rąk", inaczej czerwonką bakteryjną. Giną w temperaturze 56°C.

• Listeria Obejmuje gatunki chorobotwórcze, jak i niechorobotwórcze. Do chorobotwórczych zalicza się Listeria monocytogenes. Rośnie w temperaturze 0-45°C. Optymalna kwasowość pH 5-9. Źródłem chorobotwórczych są zwierzęta. Są ciepłoodporne; przeżywają 80°C przez 5 minut i mogą namnażać się w warunkach chłodniczych.

• Yersinia.

• Campylobacter Dominuje u bydła, zwłaszcza w jego układzie pokarmowym. Są wrażliwe na pasteryzację, a także na niską kwasowość.

• Escherichia Pałeczki są wrażliwe na niskie temperatury, jak i na ogrzewanie i temperatury powyżej 60°C.

• Wirusy. Żywność może być zakażona wtórnie lub pierwotnie i wtórnie przez zwierzęta. Zasadniczą rolę odgrywają tzw. enterowirusy.

• Echo - to wirus zapalenia opon mózgowych.

• Poliomyelitis - choroba Heinego-Medina.

• Coxsackie - zapalenie opon mózgowych, zapalenie dróg oddechowych.

• Wirus zapalenia wątroby typu A (WZW) - przedostaje się drogą pokarmową; jest odporny na działanie czynników zewnętrznych.

18.Morfologia kolonii bakterii na podłożu stałym

Przy opisie kolonii (osobnik I rzędu) = MORFOLOGIA KOLONII najczęściej bierze się pod uwagę: 

1. kształt - okrągły, owalny, nieregularny, postrzępiony, gwiazdkowaty, promienisty, soczewkowaty, głowa meduzy i inne,

2. wielkość - średnica kolonii w mm,

3. brzeg - równy, falisty, zatokowaty, postrzępiony, poszarpany, ząbkowany i inny;

4. powierzchnia - gładka, szorstka, drobno- lub gruboziarnista, pomarszczona matowa, błyszcząca, brodawkowata itp.;

5. struktura - bezkształtna, szorstka, nitkowata, ziarnista i inne;

6. wyniosłość ponad powierzchnię - brak, wypukła, płaska, stożkowata, o wyniosłym brzegu i zapadłym środku, kopulasta ze środkiem wzniesionym w postaci guziczka,

7. kolor - barwa w świetle odbitym i przepuszczalnym, zabarwienie samej kolonii, zabarwienie podłoża (barwniki rozpuszczalne). Najczęstsze barwy - biała, żółta, pomarańczowa, czerwona, czarna, zielona, niebieska, brązowa, i inne;

8. przejrzystość - przejrzysta, mętna, przeświecająca, opalizująca, nieprzejrzysta

9. konsystencja - masłowata, sucha, lepka, błoniasta, skórzasta, ciągła, śluzowata,

10. zapach - mdławy (np. Pseudomonas aeruginosa = kredki świecowe, jaśmin), kwaśne = gronkowce, piwa, miodu, gliny itp.,

11. zawieszalność - zdolność do tworzenia jednolitej zawiesiny w roztworze soli fizjologicznej - łatwa; niezawieszalna - grudkowa,

12. inne cechy, takie jak: typ hemolizy na podłożu z dodatkiem krwi:

• typ β - całkowita liza wokół kolonii

• typ α - częściowa liza, zazielenienie wokół kolonii

• typ γ - brak hemolizy

19.Organizmy prokariotyczne, eukariotyczne

Prokarioty (Prokaryota; Procaryota; Prokarionty, inaczej nazywana królestwem bakterii) takson wyróżniany w systemie Whittakera i Margulis w randze nadkrólestwa, w różnej randze obecny także w innych podziałach z XX wieku, np. Chattona , Copelanda. Obejmował organizmy w większości jednokomórkowe, których komórka nie zawiera jądra komórkowego. Ponieważ początkowo utożsamiano prokarioty wyłącznie z bakteriami często używano zamiennie słów 'bakterie' i 'prokarioty'. W końcu XX wieku badania molekularne przyniosły kluczowe informacje dla zrozumienia przeszłości ewolucyjnej prokariotów i dowiodły parafiletycznego charakteru tego taksonu. Okazało się, że odkryte w latach 70. XX wieku archeowce są równie odległe od bakterii, jak od eukariotów, a pod pewnymi względami nawet bliższe tym ostatnim (patrz intron). Obecnie taksonomowie wydzielają w ślad za propozycją Woesego: bakterie, archeowce i jądrowce w odrębne taksony, przy czym dwa ostatnie tworzą wspólny klad, tj. zakłada się, że posiadały wspólnego przodka.Nazwa "prokarioty" pochodzi od greckiego pros (przed) i karyon (jądro).

20.Czynniki wpływające na zahamowanie metabolizmu bakterii denitryfikacyjnych

Na aktywność nitryfikantów może mieć wpływ wiele czynników, do których można zaliczyć między innymi: temperaturę, stężenie substratów, zawartość tlenu rozpuszczonego, wiek osadu, obecność inhibitorów itp.

Ponieważ poniżej temperatury 30 ⁰C szybkość wzrostu bakterii Nitrosomonas jest mniejsza od bakterii Nitrobacter, dlatego powstały azotyn wytworzony przez Nitrosomonas jest prawie całkowicie utleniony do azotanu przez bakterie Nitrobacter. W przypadku oczyszczania w biologicznych złożach tlenowych (np. tarczowych) stwierdzono natomiast, że w temperaturze 13 - 26 ⁰C efekty nitryfikacji nie zależą od temperatury. Jedynie w temperaturach poniżej 13 ⁰C należy proces należy prowadzić w warunkach odpowiednio mniejszych obciążeń hydraulicznych. Stężenie substratu ma również wpływ na aktywność nitryfikantów w komorach oczyszczania, przy niskim stężeniu azot amonowy jest czynnikiem ograniczającym procesy ich wzrostu, gdyż szybkość utleniania amoniaku przez Nitrosomonas jest mniejsza niż szybkość utleniania azotynów przez Nitrobacter. Istotnym parametrem w tym względzie jest tzw. stała nasycenia czyli stężenie substancji odżywczych (związki azotu do nitryfikacji) przy połowie maksymalnej szybkości wzrostu bakterii, która zależy od temperatury. Przy temperaturze 10^oC i stężeniu azotu amonowego 0,3 mg/l zalecane stęż. substancji odżywczych wynosi 0,5 - 1,0 mg/l.

Zawartość tlenu rozpuszczonego, podobnie jak zawartość azotu amonowego jest czynnikiem determinującym stopień wzrostu nitryfikantów. Przy zawartości tlenu większej niż 2 mg/l nie powinno wystąpić żadne ograniczenie procesu nitryfikacji.

21.Przenośniki protonów/elektronów w oddychaniu tlenowym.

W błonie wewnętrznej mitochondrium znajdują się przenośniki elektronów (FMN, FeS, ubichinon oraz cytochromy), które są uporządkowane zgodnie z rosnącym potencjałem redukcyjnym, co oznacza, że każdy następny pobiera elektrony od swego poprzednika w łańcuchu. Elektrony i protony pochodzą z NADH⁺ + H⁺ i FADH₂ powstających we wcześniejszych etapach oddychania. Przepływ elektronów przez kompleks przenośników błonowych powoduje przemieszczanie protonów z matriks do przestrzeni międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie przekazane na tlen i powstaje anion tlenkowy O^2- (2e + ¹/₂O₂ → O^2-). Protony ostatecznie łączą się z anionem tlenkowym O^2- i powstaje woda metaboliczna O^2- + H⁺ → H₂O.

22.Udział bakterii sulfurykacyjnych i desulfurykacyjnych w krążeniu siarki.

Oddychanie siarczanowe

Bakterie redukujące siarczany (SO₄^2-) nie utleniają cukrów, lecz korzystają z prostych związków organicznych będących produktami fermentacji. Mogą być to: kwas mlekowy, kwas propionowy, kwas masłowy, kwas octowy, etanol, indol, benzoesany, a także związki będące składnikami ropy naftowej. W redukcji siarczanów biorą udział inne przenośniki elektronów niż w redukcji azotanów. Elektrony na reduktazę redukującą siarczany przenoszone są przez szczególny cytochrom c₃ występujący jedynie w bakteriach siarczanowych. Elektrony do łańcucha dostarczane są przez dehydrogenazy związków organicznych lub hydrogenazę wykorzystującą jako źródło elektronów wodór cząsteczkowy H₂. Do redukcji siarczanów zdolne są bakterie z rodzaju: Desulfovibrio, Desulfotomaculus, Desulfobacter, Desulfococcus i Desulfolobus.

23.Mykotoksyny i ich oddziaływanie

Za czynniki rakotwórcze uważa się niektóre wirusy i substancje zwane mykotoksynami. Mykotoksyny są szkodliwymi substancjami produkowanymi przez grzyby nitkowate, czyli pleśnie. Do gatunków grzybów wytwarzających mykotoksyny należy rodzaj: Penicillum, Aspergillus, Fusarium, Trichothecium,.Trichoderma, Alternaria. Obecnie poznanych jest około 400 metabolitów grzybów, które zaklasyfikowano do mykotoksyn. Z mykotoksyn wywołujących działanie kancerogenne w organizmie człowieka najlepiej poznane są aflatoksyny, ochratoksyny, trichotecyny i fumoniscyny. Głównym źródłem zakażenia tymi substancjami jest ich bezpośrednie spożycie w produktach żywnościowych. Działanie mykotoksyn na organizm człowieka może mieć charakter zaburzeń o przebiegu ostrym lub łagodnym. Czasami niewielkie ilości mykotoksyn wywołują niebezpieczne zmiany w metabolizmie białek, tłuszczów i węglowodanów. Do najczęstszych przypadków zatrucia mykotoksynami zalicza się uszkodzenie wątroby, nerek co może prowadzić do rozwoju choroby nowotworowej. Duża grupa mykotoksyn powoduje zaburzenia w funkcjonowaniu tkanki nerwowej i uszkodzenia centralnego układu nerwowego.

Najgroźniejsze mikotoksyny:

Zearalenony. Jest to grupa siedmiu pochodnych toksyn, spośród których zearalenon (ZEN lub ZEA) i zearalenol występują powszechnie. Mikotoksyny te działają estrogennie, co oznacza, że działają jak hormony rozrodcze. Wytwarzają je grzyby z rodzaju Fusarium, które atakują ziarna zbóż już w okresie wegetacji. Po mokrych żniwach mogą szybko rozmnażać się nawet w niskich temperaturach. Barwią ziarno na kolor różowy, który najlepiej jest widoczny na kolbach kukurydzy. ZEN może powodować objawy ciągłej rui nawet u niedojrzałych płciowo loszek w wieku 60 dni. U loch ciężarnych obserwowano ronienia, obumieranie płodów i ich mumifikację, rodzenie małych liczebnie miotów oraz rodzenie się prosiąt martwych. Objawy te kojarzą się z parwowirozą, która może występować równolegle i potęgować niektóre z opisywanych objawów.

Ochratoksyna A (OTA). OTA niszczy głównie komórki nerkowe (nefropatia), jednakże ma również wiele innych negatywnych działań typowych dla mikotoksyn. Ochratoksynę A wytwarzają grzyby z rodzaju Aspergillus (szczególnie Aspergillus ochraceus) oraz z rodzaju Penicillium. Jest ona zaliczana do bardzo odpornych na temperaturę. Świnie tracą apetyt, często oddają mocz (wielomocz), zmniejszają przyrosty, co wynika z jej zdolności hamowania syntezy białek.

Trichoteceny. Jest to duża grupa toksyn obejmująca ponad 150 podobnych związków wytworzonych przez kilka rodzajów grzybów, a szczególnie Fusarium gramineaum. Na przykład deoksynivalenol (DON), najczęściej występujący w tej grupie toksyn, przy dużych stężeniach w paszy powoduje wymioty i zaprzestanie przyjmowania paszy. Dlatego jest druga nazwa tej toksyny - womitoksyna, czyli toksyna wymiotna. Druga mikotoksyna z tej grupy, T-2, przy wyższych stężeniach w paszy powoduje zahamowanie przyrostów, a ponadto powoduje poronienia, niepłodność i niską masę prosiąt urodzonych.

Aflatoksyny. Jest to grupa czterech niebezpiecznych toksyn, wytwarzanych przez grzyby z rodzaju Aspergillus, a szczególnie Aspergillus flavus. Aflatoksynę B1 uważa się za jedną z najbardziej rakotwórczych. Atakuje głównie wątrobę. Synteza tej mikotoksyny wymaga wysokich temperatur otoczenia. W naszych warunkach może ona być jednak wytwarzana gniazdowo, na przykład w określonych warstwach silosów ogrzewanych przez słońce lub w zagrzanym sianie. Dlatego - być może - jeden z metabolitów aflatoksyny B1, a mianowicie  aflatoksynę M1, stwierdzono w próbkach mleka. Bardziej niebezpieczne wydaje się jej stwierdzenie w badaniach wykonanych w SGGW w Warszawie, gdyż występowała w 17,3 proc. z 238 próbek mleka kobiecego. Oznacza to, że niemowlęta otrzymują czasami dawkę tej bardzo groźnej mikotoksyny. Zakłada się, że mikroflora żwacza jest w stanie unieszkodliwić aflatoksyny. Jaja i tusze broilerów są w codziennej diecie ludzi, można więc się obawiać, że część tej toksyny przedostanie się do organizmu człowieka. Wykazaliśmy taką możliwość na przykładzie mleka kobiecego.

Fumonizyny. Jest to grupa mikotoksyn wykrytych w ostatnich latach, wytwarzanych głównie przez Fusarium noniliforme. Przy wysokich stężeniach tej toksyny u świń dochodzi do nagłej śmierci na skutek obrzęku płuc lub nagromadzenia się w klatce piersiowej dużej ilości płynu. Przy niższych stężeniach atakowana jest wątroba, wywołując żółtaczkę oraz zaburzenia w trawieniu.

24.Protoplasty i sferoplasty.

Protoplast - wszystkie składniki komórki oprócz ściany komórkowej albo komórka bakterii, grzyba lub rośliny pozbawiona ściany komórkowej.

Protoplast. Protoplast to komórka Gram+ pozbawiona ściany komórkowej. Uzyskuje się go przez działanie w odpowiednich warunkach lizozymem, który rozpuszcza ścianę. Komórka pozostaje wówczas otoczona jedynie błoną cytoplazmatyczną i przyjmuje zawsze kształt kulisty. Jest bardzo podatna na zmiany ciśnienia osmotycznego.

Sferoplast powstaje po usunięciu błony z komórki bakterii Gram-. Jest to możliwe przy użyciu EDTA. Tak uzyskane sferoplasty zawierają pewną ilość składników ściany komórkowej.

25.Desulfurykacja.

Desulfurykacja - proces mikrobiologiczny, przy udziale bakterii anaerobowych, redukcji siarczanów do siarczków żelaza

26.Przemiana azotu mocznikowego
"Mocznik, podobnie jak saletry, nie ulega sorpcji glebowej, natomiast pod wpływem wody i enzymu UREAZY stosunkowo szybko przekształca się w węglan amonu.
Proces ten w glebach biologicznie czynnych przy odpowiedniej temperaturze (10-25C) przebiega w ciągu 3-6 dni. Kwaśny odczyn gleby, susza, niska temperatura, bądź nadmierne uwilgotnienie wpływają hamująco na procesy hydrolizy mocznika. Powstały w wyniku przemian węglan amonu jest dobrym źródłem azotu dla roślin, podlega sorpcji wymiennej w glebie, nitryfikacji i innym procesom charakterystycznym dla rodnika amonowego." "Przypuszcza się, że w wielu przypadkach UREAZA jest enzymem adaptacyjnym, syntetyzowanym wówczas, gdy roślina nawożona jest mocznikiem.
Dawkowanie tego nawozu należy przeprowadzać ostrożnie, ponieważ w przypadku zbyt wysokiej aktywności ureazy może nastąpić nadmierne i zbyt szybkie uwalnianie amoniaku, który spowoduje uszkodzenia wrażliwych organów roślinnych. Toksyczne objawy nadmiaru amoniaku występują najczęściej przy dolistnym dostarczaniu mocznika."

27.Uzdatnianie wody pitnej.

Wymagania

Woda pitna musi spełniać wysokie standardy chemiczne, fizyczne i higieniczne. Standardy te są jednolite na całym świecie i zostały ustalone przez WHO. Generalnie woda pitna musi charakteryzować się następującymi cechami:

• czystością 

• neutralnym smakiem i zapachem

• niskim zasoleniem

• czystością fizjologiczną i higieniczną

Dotrzymanie powyższych parametrów dotyczy wszystkich dostawców wody (zakładów wodociągowych, gmin, hoteli, czy przemysłu).

Technologie uzdatniania wody

Naturalne zasoby wody w postaci wody gruntowej, wody z jezior, rzek czy mórz zazwyczaj nie spełniają tych warunków. Aby nadawała się ona do spożycia, konieczne jest jej uzdatnienie. Najczęściej stosowanymi technologiami uzdatniania wody, są:

• flokulacja

• sedymentacja

• utlenianie 

• filtracja

• adsorpcja

• odsalanie

• dezynfekcja

W zależności od konkretnych wymagań dobiera i łączy się te technologie, które zapewnią optymalne rozwiązanie, zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym.

28.Bakterie wodorowe i siarkowe.

Bakterie wodorowe, grupa bakterii chemoautotroficznych występujących w glebach, które mają zdolność utleniania wodoru do wody, a uwolniona energia jest wykorzystywana do asymilacji dwutlenku węgla; najczęściej heterotroficzne, na autotrofizm przechodzą wtedy, gdy w środowisku pojawia się wodór; do b. w. należą też formy, które utleniają wodór z jednoczesnym redukowaniem azotanu do azotu i siarczanu do siarkowodoru.

Siarkowe bakterie, grupa mikroorganizmów autotroficznych (samożywność), które czerpią energię potrzebną do syntezy związków organicznych (asymilacji dwutlenku węgla) z utleniania różnych związków siarki, np. siarkowodoru:

2H₂S + O₂ = 2H₂O + S₂ + energia.

Powstająca wolna siarka jest wydzielana na zewnątrz lub gromadzi się wewnątrz komórek. Do tej grupy zalicza się także sinicę Beggiatoa, która ma zdolność utleniania siarki do kwasu siarkowego (gdy w podłożu zostanie wyczerpany siarkowodór):

S₂ + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄ + energia.

Siarkowe bakterie występują pospolicie na całej kuli ziemskiej, ich działalność przyczyniła się do powstania złóż siarki..

29.Krążenie fosforu.

OBIEG FOSFORU
Fosfor jest składnikiem protoplazmy. Znaczna część P występującego w przyrodzie zawarta jest w związkach budujących organizmy i znajduje się w ich płynach ustrojowych oraz w strukturze szkieletowej. Krążenie P w przyrodzie odbywa się w dwóch cyklach: lądowym i morskim. Głównym rezerwuarem P na powierzchni lądu są skały powstałe w dawnych epokach geologicznych. Skały te stopniowo wietrzeją, a uwolnione związki fosforowe dostają się do ekosystemów lądowych oraz morskich. P znajdujący się w glebie udostępniają, roślinom i zwierzętom, bakterie fosforowe przetwarzające martwą materie organiczną oraz produkty wydalania w glebie. Bakterie przyczyniają się do rozkładu organicznych form P na fosforany przyswajalne przez rośliny. Największą ilość tego pierwiastka jest tracona na skutek zmywania go do oceanów i mórz, gdzie się osadza się w formie nieprzyswajalnej. Wówczas powrót ten może nastąpić tylko w wyniku ruchów górotwórczych wynoszących dno oceanów ponad powierzchnię wody. Możliwości ponownego włączenia się w obieg są niewspółmierne w stosunku do ilości ubywającej. Lokalnie ubytek P następuje w wyniku upraw, a zwłaszcza niektórych gatunków zbóż, które zużywają znaczne ilości P. Z tego powodu w celu uzupełnienia niedoborów P, gleby użytkowane rolniczo zasila się nawozami naturalnymi lub sztucznymi. Zbyt duża koncentracja ludności w osiedlach i miastach doprowadzają do stanu, że w ściekach emitowanych do rzek, znajdują się nadwyżki P w tej części łańcucha pokarmowego.

Najważniejszym źródłem dostępnego P w morzach są organizmy planktonowe, które stanowią pierwszy element cyklu obiegu P w ocenach. Następnie Pr przechodzi do zooplanktonu jako efekt produkcji wtórnej. Kolejno P jest pochłaniany z pokarmem przez ryby planktonożerne, drapieżne i inne organizmy w kolejnych ogniwach łańcucha pokarmowego. Około 1% P powraca na ląd dzięki połowom ryb stając się źródłem nawozu, który dostarcza P glebie. Tylko przy brzegach Peru ptactwo wodne wybiera z morza około 5,5 mln ton ryb rocznie przetwarzając je na guano. Ludzie w tych wodach odławiają rocznie nie więcej niż 4000 ton ryb. Znaczna część P wypadła z obiegu morskiego, ponieważ produkty rozpadu organizmów, wiążące P w martwej materii opadają na dno, gdzie wykorzystywane są jedynie przez bentos. Na dno opada też P uwolniony do fosforanów, ponieważ są one słabo rozpuszczalne i wytrącają się z roztworu. Związany P przepada w osadach dennych i tu, praktycznie znika z obiegu. Ilość wolnego pierwiastka w przyrodzie jest niewielka, ponieważ wypłukiwanie go ze skał jest powolne, a szybkość asymilacji przez organizmy żywe-duża. Ponieważ szybkość uwalniania P jest mniejsza niż jego pobieranie, na wiosnę cały dostępny P zostaje związany przez ciała producentów i konsumentów. Niedostatek tego pierwiastka staje się czynnikiem ograniczającym. W układzie następuje wtedy zwolnienie procesów wiązania, do czasu gdy szczątki organizmów i odchody nie zostaną rozłożone, a przyswajalne formy P nie wejdą ponownie do obiegu.
Oddziaływanie człowieka na obieg fosforu:
Cykl biogeocheniczny P niestety jest bardzo podatny na zmiany powodowane przez człowieka. Największe zakłócenia są powodowane przez rolnictwo, ponieważ w zasadzie wszystkie stosowane nawozy mineralne zawierają ten pierwiastek. P jest wypłukiwany w dużej części z gleb i spływa do jezior i innych zbiorników wodnych, co w konsekwencji powoduje ich eutrofizację. Człowiek znacznie przyśpiesza obieg P, dzięki czemu jego cykl staje się mniej pełny. Poza rolnictwem znaczny wpływ wywiera rybołówstwo morskie, które dostarcza z oceanów na ląd rocznie 80 mln ton ryb bogatych w P. Ocenia się, że cała oceaniczna pula P wynosi zaledwie 120 mld ton, co może mieć poważny wpływ na organizmy wodne. Ponad 13 mln ton P rozprzestrzenia się rocznie jako nawozy na porach uprawnych, a ok. 3 mln ton stanowi wybielacz w detergentach . Tworzą one dobrze rozpuszczalne sole wapniowe i magnezowe i są dodawane do środków piorących, co pozwala uniknąć tworzenia nierozpuszczalnych węglanów tych metali i powstawania kamienia niszczącego urządzenia pralnicze. Ponadto polifosforany stabilizują pH podczas działania kwaśnych składników środków piorących zwiększając skuteczność ich działania. Odprowadzanie polifosforanów do ścieków powoduje wzrost stężenia P w wodach i w konsekwencji przyczynia się do ich eutrofizacji. Dlatego ostatnio wprowadza się do użytku środki piorące, które nie zawierają fosforanów. P z obu tych źródeł (nawozy i detergenty) trafia do zbiorników wodnych jako skażenia obszarowe lub punktowe, ale wysokie koncentracje mogą przyczyniać się do eutrofizacji wód. Nie ma to natomiast większego wpływu na poprawę ilości P w oceanach. Wylesiania i różne inne formy uprawy roli zwiększają erozje w obszarze zlewni, co również może się przyczyniać do spływu związków fosforowych do zbiorników wodnych. Ze względu na bardzo ważną rolę P w życiu organizmów człowiek będzie musiał już w najbliższej przyszłości uregulować obieg tego pierwiastka, jeśli chce uniknąć głodu.

30.Oddychanie metanowe.

Metanogeny (grupa archeanów) posiadają zdolność do przenoszenia elektronów na CO₂. W kolejnych reakcjach CO₂ przekształcany jest do z wykorzystaniem specyficznych koenzymów i białek zawierających flawinę do metanu, przy czym elektrony do łańcucha dostarczane są przez wodór - H₂. Z węglanów jako akceptora elektronów potrafią korzystać bakterie acetogenne redukujące węglan do kwasu octowego

31.Charakterystyka mykotoksyn

Znamy przeszło 250 grzybów pleśniowych, z których duża część może wytwarzać w produktach żywnościowych toksyczne substancje (przeszło 300 mikotoksyn). Mikotoksyny to metabolity grzybów pleśniowych (m.in. z rodzaju Fusarium, Aspergillus, Penicillium, Claviceps, Alternaria) wytwarzane na różnych podłożach, m.in. na środkach spożywczych. Mikotoksyny mogą oddziaływać mutagennie i powodować nowotwory, przyczyniać się do powstawania wad rozwojowych, wpływać negatywnie na system hormonalny, immunologiczny i nerwowy oraz uszkadzać nerki i wątrobę.

32.Drożdże i pleśń

Przegląd ogólny pleśni mających znaczenie dla żywności
• Mucor, są szkodnikami, występują na owocach i innych produktach. Fermentują cukry, rozkładają żelatynę.
• Rhizopus; występują na owocach, chlebie i innych produktach. Rozrzedzają także żelatynę, wytwarzają kwas szczawiowy i fumarowy. Gatunek Byssochlamys fulva rozkłada pektyny, powodując całkowity rozpad owoców. Wywołuje psucie się konserw owocowych, gdyż zarodniki pleśni są dość odporne na ogrzewanie.
• Geotrichum) (Oospora); pospolity gatunek O. lactis występuje w mleku i jego przetworach w postaci białego, puszystego nalotu. Występuje też w kwaszonkach i jest szkodnikiem.
• Botritis,' gatunek Botritis cmerea powoduje psucie się dojrzałych winogron.
• Monilia; powoduje psucie się serów, masła, produktów mięsnych, soków owocowych, win i chleba.
• Aspergillus; rozpowszechniony gatunkiem jest A.glaucus, występujący często w produktach żywnościowych i powodujący ich psucie się (fermentuje cukry, rozkłada białka). Gatunek A.niger występuje często na psujących się owocach. Pleśń ma ta zastosowanie w przemyśle do produkcji kwasu cytrynowego.
• Penicillum; gatunek P. glaucum występuje często w produktach żywnościowych. Pleśń ta rozkłada liczne cukry i tłuszcze. Niektóre gatunki biorą udział w dojrzewaniu serów.
• Cladosporium; gatunek Cl. herbarum jest często sprawcą psucia się mięsa w przechowywanego w chłodni.

33.Zarodniki sporangialne.

Zarodniki sporangialne - zarodniki grzybów, które tworzą się w kulistych zarodniach (sporangiach) na końcu haploidalnych strzępek po podziałach mitotycznych. Wysypują się po pęknięciu ścianki zarodni.

34.Chemolitotrofy.

Chemotrof (organizm chemosyntetyzujący), dla którego donatorami elektronów są związki nieorganiczne. Chemolitotrofy wykorzystujące związki organiczne jako źródło węgla to chemolitoheterotrofy, wykorzystujące zaś dwutlenek węgla - chemolitoautotrofy

35.Oddziaływania promieniowania na bakterie.

Promieniowanie UV jest niewidzialne, lecz ma silne działanie fotochemiczne, przy długości fal poniżej 300 nm wywołuje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów żywych. Znaczne ilości promieniowania UV emituje słońce, a ziemię chroni przed nim warstwa ozonowa, która pochłania promieniowanie UV o długości poniżej 285 nm, a także powietrze, które pochłania całkowicie promieniowanie UV w zakresie ultrafioletu dalekiego. Ultrafioletowa część promieniowania słonecznego jest aktywna biologicznie. Dzielimy ja na 3 pasma: UVC, UVB, UVA. UVC ma najwyższą energię, jest silnie promieniotwórcze, ale jest prawie całkowicie pochłaniane przez warstwę ozonową atmosfery i w normalnych warunkach nie dociera na powierzchnię Ziemi. Promieniowanie UVB ma bardzo silne właściwości promieniotwórcze. UVA jest mniej promieniogenne. Ilość UVA docierająca do powierzchni ziemi jest znacznie większa niż UVB. Dawki w normie działają pozytywnie, zabijając mikroorganizmy chorobotwórcze, inicjuje syntezę witaminy D u ssaków i ptaków.
PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE
O istnieniu tego rodzaju promieniowania dowiedzieliśmy się dzięki Wilhelmowi Rentgenowi.
Na promieniowanie rentgenowskie składają się fale elektromagnetyczne powstające na dwa różne sposoby:
• promieniowanie hamowania - powstaje w wyniku oddziaływania pola elektrycznego jąder atomów z elektronami. Elektron, hamowany w polu jądra wydziela energię w postaci kwantu promieniowania elektromagnetycznego. Widmo to jest ciągłe i maksymalna wartość energii kwantu nie może przewyższyć maksymalnej energii hamowanego elektronu
• promieniowanie charakterystyczne - powstaje jako rezultat zderzenia hamowanego elektronu z elektronem atomu anody. Elektron atomu może być wybity przez padający elektron na orbitę o wyższej energii i powracając na swoją orbitę emituje promieniowanie,. Promieniowanie to zależy od materiału anody.
Promieniowanie rentgenowskie jest niebezpieczne gdyż może wywoływać białaczkę. Zatrzymać skutki można przez szkło ołowiowe lub gruba blacha metalowa z ołowiu.
Reakcja organizmu na to promieniowanie zależy od:
-dawki pochłoniętej promieniowania
-wieku
-narządów i tkanek narażonych na promieniowanie
PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE
Promieniowanie dzieli się na dwie zasadnicze grupy: jonizujące i niejonizujące. Do tej ostatniej możemy zaliczyć promieniowanie radiowe, mikrofalowe, podczerwone i światło widzialne. Promieniowanie jonizujące powstaje w bardzo wielu procesach m.in. w substancjach promieniotwórczych, gdzie jest wynikiem przemian jądrowych.
Promieniowanie jonizujące, mimo znacznych korzyści, które przynosi w takich dziedzinach życia jak energetyka jądrowa, czy medycyna, ma ujemny wpływ na organizmy żywe.
Skutki biologiczne promieniowania zależą głównie od dawki oraz rodzaju tego promieniowania, którego wpływ nazywamy względną skutecznością biologiczną (WSB).
Jego skutki działania i następstwa zależą głównie od:
1. Rodzaju promieniowania jonizującego.
2. Natężenia tego promieniowania.
3. Czasu ekspozycji organizmu żywego
Szkodliwy wpływ promieniowania jonizującego na organizm żywy polega na wzbudzaniu i jonizacji atomów, które z kolei mogą prowadzić do zmian czynnościowych i morfologicznych. Jednak nie wszystkie zmiany w budowie i funkcjonowaniu materiału genetycznego organizmu ujawniają się natychmiastowo. Zwykle, aby zaobserwować zmiany trzeba czasu, są to tak zwane zmiany późne.
genetyczne - związane z mutacjami w obrębie materiału genetycznego. Małe dawki promieniowania pochłonięte jednorazowo, dają obraz morfologiczny w postaci zmutowanych organizmów dopiero w kolejnych pokoleniach. Z kolei duże dawki są najczęściej dawkami letalnymi.
U podstaw szkodliwego biologicznego działania promieniowania na organizmy leżą procesy jonizacji molekuł organizmu wywoływane przez promieniowanie. W wyniku tych procesów w tkankach tworzą się pary jonów stanowiących wysokie aktywne chemicznie rodniki oraz następuje uszkodzenie struktury dużych cząstek przez ich rozrywanie lub zlepianie. Prowadzi to do zakłócenia przemian biochemicznych, warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmu i do zmian strukturalnych komórek. Niektóre zakłócenia mogą być poprawione dzięki autoregulacyjnym właściwościom organizmu, jeśli ich rozmiary nie są zbyt wielkie. Inne zmiany, nieodwracalne, prowadzą do zwyrodnienia lub obumarcia komórek.
PROMIENIOWANIE NIEJONIZACYJNE
Promieniowanie niejonizujące uważane jest obecnie za jedno z poważniejszych zanieczyszczeń środowiska. Promieniowanie to powstaje w wyniku działania zespołów sieci i urządzeń elektrycznych. Negatywny wpływ energii elektromagnetycznej przejawia się tak zwanym efektem termicznym, co może powodować zmiany biologiczne (np. zmianę właściwości koloidalnych w tkankach), a nawet doprowadzić do śmierci termicznej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez silne źródło niekorzystnie zmienia warunki bytowania człowieka, wpływa na przebieg procesów życiowych.

36.Rodzaje mykotoksyn

Aflatoksyny- mutagenne i rakotwórcze

Aspergillus: flavus, parasiticus, niger,

Penicillium

Ochratoksyny- alergen, teratogen, toksyczne i kancerogenne dla nerek

Penicillium: verrucosum,

Aspergillus: ochraceus, alutaceus

Trichotecyny: hepatotoksyny

Fusarium: ayenaceum ,culmorum, greaminearum, equiseti

Cephalosporium

Myrothecium

Trichoderma

Stachybotrys

Fumonisyny- kancerogenne

Fusarium: moniliforme, proliferatum

37.Charakterystyka gleby

Tundrowe - tworzą się w klimacie subpolarnym, są płytkie i słabo wykształcone ze względu na wieloletnią zmarzlinę; uprawy jęczmienia i ziemniaków
Bielicowe - tworzą się w klimacie umiarkowanym chłodnym na piaskach porośniętych lasami iglastymi. Słabo rozwinięty poziom próchniczny i dobrze wykształcony poziom wymywania w postaci jasnej wstęgi kwarcowej pyłu i piasku. Uprawy żyta, owsa, jęczmienia, ziemniaków, roślin pastewnych
Brunatne - tworzą się na obszarach lasów mieszanych i liściastych klimacie umiarkowanym i podzwrotnikowym o cechach oceanicznych. Słabiej zaznaczony proces bielicowania, lepiej rozwinięty poziom próchniczny. Rośliny zbożowe, okopowe i przemysłowe
Czarnoziemy - tworzą się w klimacie umiarkowanym na lessach, przy udziale trawiastej i cebulkowej roślinności stepowej. Poziom próchnicy dochodzi do 1m i więcej. Uprawa pszenicy, buraka cukrowego, bawełny.
Kasztanowce - tworzą się w klimatach ciepłych suchych, poziom próchnicy jaśniejszy o czerwonym zabarwieniu pochodzącym od tlenków żelaza. Uprawa pszenicy, kukurydzy, bawełny.
Szaroziemy pustynne - słabo rozwinięty poziom próchniczny lub jego całkowity brak ze względu na brak wody i szaty roślinnej.
Rędziny - tworzą się na wietrzejących wapieniach, dość gruby poziom próchnicy zalegają bezpośrednio na skale macierzystej. Uprawy urodzajnie, ale trudne do uprawy.
Mady - tworzą się wzdłuż dolin rzecznych i na obszarach ujściowych ujściowych drobnego materiału naniesionego przez rzeki. Bogata w próchnicę. Nadają się do wszystkich, ale często wymagają melioracji.
Bagienne - wysoko położone lustro wody gruntowej i mały przepływ powodują powstawanie nierozłożonej, torfowej próchnicy. Mało urodzajne uprawy, wymagają osuszenia.
Czarne ziemie - powstają na obszarach zarastających bagien, zanikających jezior przy obniżonym poziomie wód gruntowych. Uprawy urodzajne, ale wymagają odpowiednich zabiegów agrotechnicznych.
Górskie - płytkie, pozbawione wyraźnego profilu, niszczone przez wietrzenia. Uprawy słabe, stanowią podstawę hodowli. W dolinach owies i ziemniaki.

38.Biologiczny obieg CO₂

Obieg węgla w ujęciu globalnym.
W przyrodzie węgiel podlega cyklicznemu obiegowi. Poprzez fotosyntezę i chemosyntezę zostaje on przekształcony w formę cukrów. Natomiast w procesach oddychania w drodze glikolizy , cyklu Krebsa ulega znów rozkładowi do CO₂ . Na poziomie organicznych związków węgla odbywają się liczne przemiany , które włączają węgiel do najróżniejszych związków ,przy czym materiałem wyjściowym są cukry. Cykl biochemiczny węgla to nieustanne krążenie tego pierwiastka między środowiskiem nieożywionym a organizmami żywymi. Krążenie węgla w przyrodzie jest prawie tym samym co krążenie materii organicznej w ogóle .Węgiel krąży w ekosystemach i biocenozach. Dociera do atmosfery wskutek działalności człowieka jak również procesów rozkładu martwej materii. Z atmosfery przenika do biomasy roślin następnie zwierząt i ludzi. Obieg ten jest ciągły, nieustanny ale staje się coraz mniej kontrolowany , wskutek nieprzemyślanych działań człowieka. Fotoautotrofy CO₂ ,H₂O i potrzebne do ich prawidłowego rozwoju substancje pobierają z gleby. Gleba składa się ze składników mineralnych , z próchnicy i z zespołu żywych organizmów. W glebie znajduje się także powietrze i woda oraz rozpuszczalne w wodzie jony nieorganiczne.

Próchnica jest substancją organiczną powstałą z obumarłych szczątków organizmów skutkiem ich niepełnego rozkładu. Niektóre substancje np. białka są rozkładane szybko , inne np. zdrewniałe celulozowe ściany komórkowe przeobrażają się stopniowo w związki zwane humusowymi. Związki humusowe mają stosunkowo duże cząsteczki nieco kwaśny charakter i są dość oporne na dalszy rozkład. Dlatego w glebie istnieje zapas próchnicy z którego substancje odżywcze są uwalniane powoli, ale za to nieprzerwanie.
Próchnica potrafi wchłaniać jak gąbka duże ilości wody a zarazem adsorbować dużo nieorganicznych jonów-biogenów. Próchnica sprawia, że gleba może zatrzymywać wiele wody i substancji pokarmowych będąc przy tym przesiąkliwa i przewiewna. Zawartość próchnicy w glebie podlega zmianom. Odpływ próchnicy to jej powolny lecz stale postępujący rozkład. Dopływ to szczątki organiczne oraz ciągła działalność wytwórców próchnicy-zespołu organizmów glebowych zwierząt , grzybów , pierwotniaków i bakterii przerabiających szczątki na związki humusowe. Te mikroorganizmy określa się wspólnym mianem : destruenci . W zbiornikach wodnych nie występuje warstwa próchnicy. Obumarłe szczątki organiczne rozkładane przez destruentów tworzą tu osady denne.

Ponadto dostępne źródła węgla dla organizmów to :
-atmosfera.,
-paliwa kopalne,
-skały węglowe.
Atmosfera stanowi ogromny zbiornik węgla. Odbiór węgla odbywa się tylko w jeden sposób-na drodze przyswajania przez organizmy samożywne .Im większa część powierzchni Ziemi pokryta jest roślinnością , im ta roślinność jest bujniejsza tym większy przepływ węgla od atmosfery do biomasy roślin . Natomiast im więcej lasów się wycina , im więcej ziemi zmienia się w pustynię , tym więcej węgla pozostaje w atmosferze. Węgiel dopływa do atmosfery dzięki procesom oddychania wszystkich żywych organizmów-tlenowców oraz w wyniku spalania paliw kopalnych czyli przywracania do atmosfery tego węgla ,który został wyłączony z obiegu przed wielu milionami lat. Na wykorzystaniu paliw kopalnych zbudowano cywilizację europejską . Dzisiejsze paliwa kopalne to martwa materia organizmów dawnych epok. W epokach tych biomasa roślin była bardzo wysoka natomiast rozkład materii organicznej był w znacznym stopniu zahamowany. Mało znaczącym sposobem dostarczania węgla jest wypalanie wapna czyli uwalnianie węgla ze skał węglowych . Skały zbudowane z węglanów - głównie z CaCO₃ są w głównej mierze wytworem zwierząt i pierwotniaków, tworzą je zatem muszle, skorupy ,skorupki, szkielety i pancerzyki, które po śmierci ich właścicieli gromadziły się w postaci osadów na dnie morskim w minionych epokach geologicznych. Zmienione w skałę na przestrzeni wieków i podniesione ruchami górotwórczymi tworzą dziś pagórki i nagie skały. Węgiel do ich budowy został zaczerpnięty z wód morskich .Skały te były od wielu stuleci wypalane w piecach - wapiennikach do pozyskania wapna palonego , które służyło do wyrobu zaprawy murarskiej. CO₂ uwięziony w tych skałach , ulatywał przy tym do atmosfery. Ponadto węgiel w postaci CO₂ jest wymieniany między atmosferą a wodami oceanów. Rośliny pobierają węgiel nieustannie. Jest on im potrzebny przede wszystkim do procesu fotosyntezy. Fotosynteza jest podstawą życia na Ziemi; dostarcza tlenu i ogromnych ilości związków organicznych - ok.1011 ton rocznie , które stanowią pokarm i źródło energii dla zwierząt i człowieka. Tak więc biomasa roślin jest zużywana podczas różnych procesów fizjologiczno -ekologicznych. Pozostałość przechodzi do zasobów martwej materii organicznej ekosystemów świata.
Zwierzęta i ludzie zjadając części roślin wbudowują węgiel ,który dostarczają rośliny do swych związków organicznych . Ponadto wdychając powietrze atmosferyczne w ciałach tych organizmów krąży CO₂ .Węgiel bezpośrednio od roślin przenika do związków budulcowych roślinożerców ,następnie do konsumentów I ,potem II i dalszych rzędów. Oczywiście część węgla przenika do form martwych szczątków organicznych i podlega działaniu destruentów. Węgiel dociera do organizmów zwierząt bardzo wydajnymi drogami - wraz z wdychanym powietrzem . W obiegu węgla uczestniczą układy : oddechowy ,krwionośny i pokarmowy.

39.Mikrobiologiczny rozkład celulozy

W warunkach tlenowych rozkładana jest przez wiele gatunków grzybów oraz bakterie celulolityczne (cytofagi i sporocytofagi) z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla. Beztlenowy rozkład celulozy przeprowadzają bakterie z rodzaju Clostridium znajdujące się w żwaczu przeżuwaczy z wytworzeniem metanu, natomiast bakterie z rodzaju Cellulomonas hydrolizują celulozę na krótsze łańcuchy, do glukozy włącznie. Ssaki nieposiadające w przewodzie pokarmowym bakterii trawiących celulozę nie mogą wykorzystywać jej jako źródła energii, a jedynie jako składnik objętościowy pożywienia.

40.Bakterie metanogenne i metalotroficzne.

Bakterie metanogenne, bezwzględne beztlenowce należące do archebakterii; największe ze znanych bakterii, o zróżnicowanej budowie; nie mają enzymów dysmutazy nadtlenkowej i katalazy przekształcających tlen do formy nieaktywnej; wytwarzają metan w przemianie octanu i redukcji CO₂ w warunkach beztlenowych; mają znaczenie w biotechnologii, w utylizacji ścieków i produkcji metanu jako biogazu.

41.Bakterie Nitrosomonas Nitrobacter

Nitrosomonas - rodzaj bakterii tlenowych z rodziny Nitrobacteraceae opisany przez Winogradskiego w 1892. Uczestniczą w procesach nitryfikacji.

Gatunki

• Nitrosomonas europaea

• Nitrosomonas groningensis

• Nitrosomonas javenensis

• Nitrosomonas monocella

• N. agilis

• N. flavus

• N. oligotrophis

• N. polytrophus

• N. punctata

• N. roseo-albus

• N. winogradskyi

42.Wpływ bakterii na pH środowiska.

Bakterie jelitowe (bifidobakterie i Lactobacillus) o właściwościach prebiotycznych wpływają

na obniżenie pH jelita, dzięki temu wytwarzane są w nim kwasy organiczne: octowy i

mlekowy. Kwaśne środowisko ma znaczenie w hamowaniu wzrostu bakterii patogennych.

Naturalną florę bakteryjną pochwy tworzą pałeczki kwasu mlekowego Lactobacillus speecies. Do ich rozmnażania niezbędny jest magazynowany w komórkach nabłonka pochwy gliken. Wydzielany przez komórki kwas mlekowy utrzymuje wewnętrzne kwaśne pH na stabilnym poziomie 3,8-4,2.

Główne procesy zachodzące podczas oczyszczania ścieków są związane z poborem zasadowości a także wydzielaniem lub poborem jonów H + i OH-. Do procesów zwiększających wartość pH należą: denitryfikacja, hydroliza białek, pobór ortofosforanów oraz nadmiar tlenu. Natomiast na spadek pH mają wpływ: uwalnianie ortofosforanów, nitryfikacja. Na przebieg zmian wartości pH ma wpływ sumaryczny udział zachodzących w danej chwili oczyszczania procesów.

43Łańcuch oddechowy w oddychaniu.

Ostatni etap utleniania biologicznego w oddychaniu tlenowym. Zachodzi po cyklu Krebsa i przebiega w błonach wewnętrznych mitochondrium. Istotą łańcucha oddechowego jest aktywne przepompowywanie protonów w poprzek błony z matriks do przestrzeni perymitochondrialnej. W błonie wewnętrznej mitochondrium znajdują się przenośniki elektronów (FMN, FeS, ubichinon oraz cytochromy), które są uporządkowane zgodnie z rosnącym potencjałem redukcyjnym, co oznacza, że każdy następny pobiera elektrony od swego poprzednika w łańcuchu. Elektrony i protony pochodzą z NADH⁺ + H⁺ i FADH₂ powstających we wcześniejszych etapach oddychania. Przepływ elektronów przez kompleks przenośników błonowych powoduje przemieszczanie protonów z matriks do przestrzeni międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie przekazane na tlen i powstaje anion tlenkowy O^2- (2e + ¹/₂O₂ → O^2-). W przestrzeni perymitochondrialnej występuje nadwyżka protonów w stosunku do matriks, czyli powstaje gradient protonowy. Nadwyżkowe protony wracają do matriks przez kanały jonowe białek tunelowych (CF₀, CF₁). Białka te są kompleksem enzymatycznym syntaz ATP. Wracające przez nie do matriks jony wodoru uderzają w resztę fosforanową, co powoduje przyłączenie jej do ADP. Jest to reakcja syntezy ATP zwana fosforylacją oksydacyjną. Protony ostatecznie łączą się z anionem tlenkowym O^2- i powstaje woda metaboliczna O^2- + H⁺ → H₂O. Powyższe procesy zostały opisane w teorii chemiosmotycznej Mitchella. W organizmach prokariotycznych oddychających tlenowo łańcuch oddechowy przebiega w mezosomach. Łańcuch oddechowy jest najbardziej energodajnym etapem utleniania biologicznego.

44.Wiązanie azotu atmosferycznego w układzie symbiotycznym

Asymilacja azotu atmosferycznego

Niektóre prokarionty potrafią przyswajać postać cząsteczkową azotu - N₂ - bezpośrednio z atmosfery, gdzie tego pierwiastka jest najwięcej (stanowi około 78% objętości powietrza).

Należą do nich:
Azobacter (aerob) i Clostridium pasteurianum (anaerob) - saprofity glebowe, oraz bakterie brodawkowe Rhizobium żyjące w symbiozie z roślinami motylkowymi.
Wolny azot wiążą także liczne wodne sinice na przykład Gleocapsa, Gleotrichia, Anabena czy Nostoc.

Azot w związkach organicznych występuje jako grupa aminowa - NH₂ , w formie zredukowanej. Pobieranie azotu musi więc być połączone z jego redukcją, przy czym konieczne jest wydatkowanie energii. Asymilacja 1 mola N₂ wymaga nakładu 20 cząsteczek ATP. Proces ten jest hamowany przez tlen, gdyż enzym - nitrogenaza - katalizujący proces wiązania azotu jest wrażliwy na wysokie stężenie tlenu. Z tego powodu u sinic wiązanie azotu zachodzi w specjalnych komórkach heterocystach, o bardzo grubej ścianie komórkowej i niezdolnych do fotosyntezy. W układach symbiotycznych Rhizobium i roślin motylkowych, w komórkach korzenia występuje leghemoglobina, substancja wiążąca tlen.

45.Krążenie żelaza i manganu

Obieg żelaza w układach naturalnych
Bogata w tlen atmosfera Ziemi sprawia, że zarówno żelazo (0), jak i żelazo (II) są nietrwałe w warunkach normalnych panujących na powierzchni Ziemi i ulegają utlenieniu do żelaza (III), dając charakterystyczne czerwono-brązowo-żółte zabarwienie różnych postaci tlenku żelaza (III). Mała rozpuszczalność tlenków żelaza (III) oznacza, że cykl obiegu żelaza w przyrodzie jest zdominowany przez reakcje typu ciało stałe - ciało stałe i stąd większość żelaza osiągająca wody oceanów jest przenoszona przez rzeki w postaci zawiesiny. Względne trwałości żelaza (II) i żelaza (III) są takie, że nawet niewielkie zmiany w warunkach środowiska naturalnego mogą spowodować utlenianie żelaza (II) do żelaza (III) lub redukcję żelaza (III) do żelaza (II), czego następstwem są duże zmiany rozpuszczalności, np. iloczyn rozpuszczalności Fe(OH)3 wynosi 2,51·10-39 (osad starszy) lub 7,94·10-38(osad świeży), zaś Fe(OH)2 wynosi 7,94·10-16. Zmiany wartości pH, jak i potencjału redoks Eh , są bardzo istotne. Ponieważ woda jest trwała na powierzchni Ziemi, wartości potencjałów redoks, które będą powodowały albo utlenianie wody (wysokie wartości Eh) lub jej redukcję (niskie wartości Eh) nie muszą wystąpić. W układach naturalnych mamy do czynienia jedynie z ograniczonym zakresem wartości pH i Eh. W praktyce naturalny zakres Eh jest nawet węższy niż dla wody, ograniczając się głównie do obszaru między +0,6V i - 0,8V.
Gdy rozpatruje się układy naturalne to najprostszym przybliżeniem dla żelaza jest układ Fe - H₂O, który wskazuje granice obszarów dominacji określonej postaci dla dwóch różnych stężeń żelaza. Na linii granicznej między dwoma obszarami dominacji aktywności maleje bardzo szybko na zewnątrz ich własnego obszaru dominacji. Obszar stabilności wodorotlenku żelaza (III) obejmuje znaczny zakres Eh - pH występujący w układach naturalnych. W przypadku jonów metalicznych obszar stabilności znajduje się poniżej obszaru stabilności wody, co wskazuje, jony metaliczne są nietrwałe i wykazują skłonność do przekształcania się do Fe2+ lub Fe(OH)3. Woda deszczowa, przesiąkająca przez glebę zawierająca materią organiczną, powinna wykazywać wartość pH = 4,5 i Eh = + 0,5V i wówczas każde minerały zawierające żelazo w glebie nie będą wykazywać skłonności do rozpuszczania się. Gdy woda przepływa przez glebę, reagując z innymi minerałami znajdującymi się w glebie, (np. takimi jak węglany) prowadzi to do wzrostu pH do wartości około 6 (pozycja C na wykresie). Jednakże w przypadku, gdy pH osiąga wartość 5, żelazo będzie wytrącać się w postaci wodorotlenku żelaza (III). W ten sposób żelazo będzie transportowane od minerału znajdującego się blisko powierzchni gleby do obszaru o wyższej wartości pH, który może znajdować się w odległości kilku milimetrów, centymetrów bądź metrów. Jeżeli występują intensywne opady deszczu i gleba będzie ulegała zalewaniu, to woda wypełni wszystkie pory gleby, wypierając powietrze i rozpuszczony w nim tlen. W procesie oddychania organizmów glebowych zużywane są niewielkie ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie, co prowadzi do powstania warunków beztlenowych. Eh może wówczas ulec zmniejszeniu do wartości - 0,1V Gdy woda przesiąka przez glebę, wartość pH ponownie wzrośnie, lecz w tym wypadku granica występowania Fe(OH)₃ nie zostanie osiągnięta wcześniej niż przy wystąpieniu wartości pH = 9. Na terenach podmokłych, gdzie występują warunki redukcyjne, transport rozpuszczonego żelaza (II) wydaje się być bardziej intensywny niż w warunkach tlenowych. W rzeczywistości, ze względu na fakt, że większość jonów Fe²⁺ będzie ulegać rozpuszczeniu, stężenie żelaza wzrośnie od około 10^-7 M do około 10^-4 M i wówczas granica występowania Fe(OH)₃ znajdzie się między wartościami pH 7 i 8. W przypadku przepływu większych ilości wody dochodzi do rozległego wymywania żelaza. Proces ten w warunkach nadmiernego uwilgotnienia gleby prowadzi do oglejenia gleby (czyli powstania poziomów glejowych o podwyższonej zawartości żelaza o charakterystycznej zielonkawoniebieskiej lub niebieskawej barwie), natomiast w glebach kwaśnych powstają poziomy bielicowe (o podwyższonej zawartości krzemionki). W układach naturalnych występuje wiele różnych, rozpuszczonych postaci związków chemicznych, które mogą wpływać na zachowanie się żelaza na skutek oddziaływania chemicznego prowadzącego do powstania związków względni nierozpuszczalnych (np. siarczków lub fosforanów) albo trwałych kompleksów (np. kwasów organicznych z żelazem (III) ), które zapobiegają wytrącaniu się tego metalu.
Hematyt (Fe₂O₃), syderyt (FeCO₃), piryty (FeS2) i rozpuszczalne jony Fe2+ występują we wszystkich możliwych fazach. Zazwyczaj najpowszechniej występującą postacią żelaza są jony Fe²⁺ występujące w kwasowych warunkach redukcyjnych i hematyt, który spotyka się w mniej kwasowych i utleniających warunkach alkalicznych. Chociaż najtrwalszą postacią tlenkową jest hematyt, to getyt (FeOOH) jak i inne tlenki uwodnione są również prawie tak trwałe, jak i nierozpuszczalne. Przekształcenie jednego z tych uwodnionych ciał stałych, które może wytrącić się jako pierwsze do hematytu, przebiega bardzo wolno. Często stwierdza się, że hematyt tworzy się w regionach gorących, natomiast getyt - w dowolnym miejscu.
Ponieważ obszar graniczny między jonami Fe²⁺ i domenami Fe2O3 znajduje się dokładnie po stronie kwasowej, redukcyjna strona normalnych wód powierzchniowych, względnie małe zmiany wartości pH lub Eh mogą powodować albo wyraźny wzrost rozpuszczalności, albo szybkości wytrącania się związków żelaza. Na przykład wody gruntowe wykazujące skłonności do występowania w nich warunków redukcyjnych zawierają kilka miligramów rozpuszczonego Fe2+ w 1dm3 wody, natomiast w przypadku pojawienia się wody pochodzącej ze źródła, wartość Eh będzie szybko wzrastać wraz z ilością rozpuszczonego O₂ i będzie wytrącać się czerwonobrunatny osad tlenku żelaza (III). Tworzący się pierwotnie osad jest zazwyczaj galaretowatym, uwodnionym tlenkiem żelaza (III), Fe2O3·nH2O, który stopniowo, wraz z upływem czasu ulega odwodnieniu, chociaż proces formowania się Fe2O3 może trwać lata. Świeżo wytrącona postać żelaza (III) może łatwiej ulec ponownemu rozpuszczeniu niż wówczas, gdy występuje w postaci częściowo lub całkowicie odwodnionej. Powierzchnia świeżo wytrąconego osadu jest bardzo duża, a równowaga stechiometryczna ładunku elektrycznego jest zakłócona. W rezultacie wiele innych jonów, szczególnie metali, może ulec sorpcji i współstrącaniu. Osad działa jako zmiatacz (czyli substancja do usuwania zanieczyszczeń przez współstrącanie lub adsorpcję) dla tych metali i sprzyja ich akumulacji w poziomie B gleby, zarówno ze względu na występującą tutaj wyższą wartość pH, jak i ze względu na fakt, że stanowi on barierę dla transportu koloidalnych cząstek tlenku żelaza (III) (rozmiar poniżej 1·10-6m) przez wodę gruntową. Najbardziej zauważalne skutki reakcji redoks żelaza w glebach występują w poziomach bielicowych, glejowych i laterytowych. Gleby typu bielicowego powstają zazwyczaj w klimacie zimnym, w którym występuje ilość opadów zapewniająca odpowiedni stopień uwilgocenia gleby i w którym proces rozkładu martwej materii organicznej przebiega wolno. Warunki kwasowe sprzyjają rozpuszczaniu się jonów Fe2+ i Al3+ i ich migracji z poziomu A wraz z materią organiczną do poziomu B. W tym przypadku wyższe wartości pH sprzyjają wytrącaniu się tlenku żelaza (III) oraz gromadzeniu się gliny i innych koloidów. Efektem tego jest powstanie szarego zabarwienia pochodzącego od krzemionki - poziom A oraz brunatnej barwy poziomu B wywołanej obecnością związków próchniczych i żelaza. Jeśli poziom B jest względnie nieprzepuszczalny (co może być spowodowane obecnością gliny), to wyższa warstwa gleby wykazywać będzie skłonność do nasiąkania wodą, a warunki redukcyjne, które (oglejenie), powodują dalsze wypłukiwanie żelaza. Okresowe wysuszanie górnych warstw sprzyja tworzeniu się warstwy zawierającej żelazo (w wysokim stopniu nieprzepuszczalne warstwa tlenku żelaza (III)). W glebach o oscylującym blisko powierzchni zwierciadle wody gruntowej poziomy, które uległy oglejeniu, mogą znajdować się poniżej tego zwierciadła. Strefa ta jest zazwyczaj pocętkowana, co wiąże się z obecnością jonów Fe2+ i Fe3+, podczas gdy stale nasycona warstwa spodnia zawiera jony Fe2+, które ulegają wypłukiwaniu. W klimatach cieplejszych obniżenie poziomu wody gruntowej może powodować, że większość żelaza w tej strefie ulegnie szybkiemu utlenieniu do żelaza (III) i utworzy się rozległa warstwa zawierająca związki żelaza, w której osadzają się również tlenki glinu. Ze względu na jej nieprzepuszczalność w przypadku występowania silnej ulewy może dojść do zmycia wierzchniej warstwy gliny i odsłonięcia twardej warstwy laterytowej.

Mangan jest masowo stosowanym dodatkiem do stali obniżając jej temperaturę topnienia i poprawiając własności mechaniczne. Posiada własności paramagnetyczne. Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 950 ppm w postaci rudy składającej się z mieszaniny kilkunastu rodzajów tlenków. Jest po żelazie najbardziej rozpowszechnionym metalem ciężkim. W światowym wydobyciu manganu (w przeliczeniu na czysty składnik), wynoszącym w 2001 r. 9 mln ton, przodowały: Chiny (2,5 mln ton), RPA (1,5 mln ton), Ukraina (1,2 mln ton), Australia (1,1 mln ton) i Brazylia (1,1 mln ton). Ważniejsze minerały: braunsztyn i manganit - oba to mieszaniny różnych tlenków manganu. Mangan obecny jest w centrach reaktywności wielu enzymów i jest niezbędnym do życia mikroelementem. Jego minimalne, dzienne spożycie powinno wynosić ok. 1 mg. W dużych ilosciach sole manganu są toksyczne. Nadmiar może również sprzyjać rozwojowi demencji, schizofrenii oraz pogłębiać chorobę Parkinsona. Niedobór zaś powoduje opóźnienie w rozwoju fizycznym. Źródła: czarna herbata,orzechy, ujęcia podziemne wody

46.Rozmnażanie płciowe grzybów, bakterii Clostridium

Rozmnażanie grzybów (płciowe)
·Izogamia- gdy łączące się gamety są identyczne
·Anizogamia- gdy łączące się gamety różnią się wielkością
·Oogamia- gdy łączące się gamety są wyraźnie różne
Oraz bardziej zaawansowane:
·Gametangiogamia- (u workowców), zlewanie zawartości plemni do lęgni
·Somatogamia- kopulacja strzępek różnoimiennych

Bakterie nie rozmnażają się płciowo

47.Bakterie Clostridium, Charakterystyka bakterii

Rodzaj bakterii G+ beztlenowych pałeczek z typu Firmicutes, tworzących przetrwalniki. Rodzaj ten obejmuje ok. 60 gatunków drobnoustrojów, powszechnie występujących przede wszystkim w glebie oraz przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt, narządach rodnych kobiet, a także w wodzie i ściekach. Bakterie te cechują się możliwością wiązania azotu atmosferycznego oraz redukcji siarczanów (IV). Większość bakterii z tego rodzaju to saprofity, przeprowadzające procesy fermentacyjne oraz rozkładające celulozę i pektyny. Niektóre gatunki mają właściwości chorobotwórcze, uwarunkowane wytwarzaniem silnych egzotoksyn, inne są drobnoustrojami oportunistycznymi.

48.Charakterystyka endotoksyn

Endotoksyna - toksyna występująca raczej w błonie komórkowej bakterii gram-ujemnych (stanowią część zewnętrznych warstw komórki bakterii gramujemnych), uwalniana po rozpadzie (lizie) komórki. Endotoksyny pod względem chemicznym są kompleksami lipopolisacharydowymi (lipopolisacharydami). Na organizm człowieka działają toksycznie, są jednak mniej groźne od egzotoksyn. Wywołują:

• głębokie zaburzenia naczynioruchowe

• gorączkę

• zaburzenia metabolizmu cukrów, tłuszczów i białek

• zaburzenia krzepnięcia

• drażnią skórę

• obniżają fagocytozę

Są stosunkowo trwałe chemicznie, nie niszczy ich ogrzewanie w temp. 60°C przez kilka godzin. Nie mają właściwości immunogennych, nie wywołują swoistej odpowiedzi immunologicznej

49.Wiązanie azotu w układzie niesymbiotycznym

Niesymbiotyczne wiązanie azotu, powstawanie N-NO₃ na drodze przemian heterotroficznych, tj. w wyniku rozkładu związków organicznych w glebie przez promieniowce i grzyby, zwłaszcza z rodzaju Aspergillus. Do wiązania azotu atmosferycznego zdolna jest również spora ilość niesymbiotycznych wolno żyjących organizmów. Interesującymi autotrofiami są sinice (cyjanobakterie), np. Anabaena i Nostoc. W niciach cyjanobakterii rosnących na podłożu pozbawionym azotu tworzą się heterocysty - duże, grubościenne wyspecjalizowane komórki, w których zachodzi wiązanie azotu z udziałem ATP i związków redukujących. Sinice mogą wiązać N₂ , jako organizmy wolno żyjące, ale też są zdolne do symbiozy z różnym roślinami, np. mchami, paprociami i roślinami wyższymi.

50.Mechanizmy mikrobiologicznego oczyszczania ścieków

Zasada działania

1. Oczyszczanie wstępne
Ścieki bytowe z gospodarstw domowych składają się prawie w 1/3 ze ścieków z popłuczyn, a w 2/3 ze ścieków toaletowych. Te nieczystości różnią się od siebie zasadniczo pod względem składu, np. zawartości zanieczyszczeń organicznych, wielkości wskaźnika pH czy wysokości temperatury. W osadniku wstępnym (pierwszy zbiornik) Ścieki przygotowuje się do oczyszczania biologicznego. Dzięki dodaniu do osadnika środka LIKEFIAN w przygotowaniu tym zachodzą następujące procesy:
- wymieszanie ścieków,
- oddzielenie substancji pływających od opadających,
- wstępne oczyszczanie przez mikroorganizmy anaerobowe (beztlenowe),
- upłynnienie starych składników za pomocą enzymów.
Tak oczyszczone wstępnie ścieki składają się z jednorodnego roztworu różnych zanieczyszczeń, które zostaną następnie zredukowane przy pomocy mikroorganizmów w osadniku.

2. Oczyszczanie biologiczne
W osadniku ścieki oczyszczane są za pomocą bakterii aerobowych (tlenowych). Podczas uruchomienia oczyszczalni należy zaaplikować do osadnika biologiczne preparaty LIBAC oraz BAC-PLUS. Ma to na celu zbudowanie struktur bakterii. Po oczyszczeniu w osadniku wstępnym ścieki w osadniku zostają poddane procesowi intensywnego napowietrzania. Luźne zanieczyszczenia są redukowane poprzez działanie tlenu atmosferycznego i bakterii tlenowych, a następnie przekształcane w nieszkodliwe substancje, takie jak woda, gazy czy zawiesiny. Zainstalowany kompresor dostarcza powietrze w regularnych odstępach do komory napowietrzania. Umieszczony na dnie zbiornika napowietrzacz wytwarza mikroskopijne pęcherzyki powietrza, powodując wzbogacenie  ścieków  tlenem atmosferycznym. Pomimo dobrych właściwości rozrodczych bakterii stosowanych w tej technologii istnieje jednak ryzyko ich zniszczenia poprzez dopływ do ścieków niekorzystnych czynników (np. chemikaliów). Dlatego podczas oczyszczania ścieków w osadniku jest regularne stosowanie preparatu BAC-PLUS wzbogacającego rozwój bakterii.

3. Doczyszczanie
W zbiorniku doczyszczającym pozostałe resztki osadu opadają na dno, a kompletnie oczyszczona woda jest przelewana przez odpływ ze zbiornika.

51.Przemiana azotu amonowego

Ulega denitryfikacji

52. Bilans CO2 w atmosferze

dla biopaliw bilans CO2 jest równy zero.

53. Replikacja, transkrypcja, translacja

Transkrypcja w genetyce oznacza proces syntezy RNA na matrycy DNA przez różne polimerazy RNA. Inaczej - przepisywanie informacji zawartej w DNA na RNA. Matryca jest odczytywana w kierunku 3' → 5', a nowa cząsteczka RNA powstaje w kierunku 5' → 3'. Transkrypcję można podzielić na trzy etapy: inicjację, elongację i terminację. Transkrypcji podlega odcinek DNA od promotora do terminatora. Nazywamy go jednostką transkrypcji. Podczas transkrypcji polimeraza RNA buduje cząsteczkę RNA łącząc zgodnie z zasadą komplementarności pojedyncze rybonukleotydy według kodu matrycowej nici DNA.

W biologii molekularnej translacja to proces syntezy łańcucha polipeptydowego białek na matrycy mRNA. W jego wyniku dochodzi do ostatecznego przetłumaczenia informacji genetycznej zawartej pierwotnie w kodzie genetycznym DNA na konkretną strukturę białka, zależną od uszeregowania aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym. Translacja jest drugim (po transkrypcji) procesem w biosyntezie białka. Powstawanie łańcucha polipeptydowego sterowane jest przez sekwencję mRNA. Translacja odbywa się w cytoplazmie lub na błonach szorstkiej siateczki wewnątrzplazmatycznej. Proces ten jest katalizowany przez rybosom obejmujący podjednostkami przesuwającą się nić mRNA. Rybosomy składają się z dwóch podjednostek, większej i mniejszej, które są zbudowane z białek i rRNA, a funkcję katalityczną pełnią enzymy (rybozymy) zawarte w dużej podjednostce rybosomu. Translacja na jednej cząsteczce mRNA może być prowadzona przez wiele rybosomów równocześnie. Taki kompleks mRNA związanego z wieloma rybosomami nazywa się polisomem lub polirybosomem. Translacja składa się z czterech faz:

• aktywacji

• inicjacji

• elongacji

• terminacji

W aktywacji właściwy aminokwas jest dołączany do właściwego tRNA za pomocą wiązania estrowego, powstałego przez reakcję grupy karboksylowej aminokwasu i grupy OH przy końcu 3' tRNA. Taki zespół określa się mianem aminoacylo-tRNA. Inicjacja translacji ma miejsce, kiedy mała podjednostka rybosomu przyłącza się do końca 5' mRNA. Do małej podjednostki przyłącza się duża podjednostka rybosomu. Na podjednostce 50s uaktywniają się dwa miejsca: P - miejsce peptydowe i A - miejsce akceptorowe. Pierwszy aminoacylo-tRNA ustawia się w miejscu P. Elongacja ma miejsce, kiedy następny aminoacylo-tRNA przyłącza się do rybosomu w miejscu A. Następnie proces translacji zachodzi na zasadzie komplementarności kodonu mRNA z antykodonem na tRNA. Rybosom i tRNA są tak ukształtowane, aby dwa aminokwasy, przyłączone do tRNA zajmujące w rybosomie miejsca A i P znajdowały się blisko siebie. Dzięki temu zachodzi reakcja między resztą aminową i karboksylową - dwa aminokwasy łączą się. Ten proces - tworzenie wiązań peptydowych jest katalizowany przez peptydylotransferazę - rybozym (rRNA) wchodzący w skład rybosomu. Po syntezie, tRNA szybko zwalnia miejsce P i wraca do cytoplazmy, z kolei aminoacylo-tRNA ulega przesunięciu z miejsca A na miejsce P. Proces ten nazywamy translokacją. Jednocześnie przesuwa się także mRNA. Wielkość tego przesunięcia wynosi zawsze trzy nukleotydy. Na miejsce A nasuwa się nowy tRNA zawierający antykodon odpowiadający kolejnemu kodonowi na mRNA. Proces elongacji powtarza się aż do napotkania przez podjednostkę mniejszą rybosomu w miejscu A kodonu stop (UAA, UAG lub UGA). W tym momencie następuje terminacja translacji. Łańcuch polipeptydowy zostaje uwolniony do cytoplazmy, tRNA zostaje oddzielone od mRNA, a rybosom rozpada się na podjednostki, które mogą zostać ponownie wykorzystane do inicjacji translacji kolejnego mRNA.

54.Nukleotyd i nukleoid

Nukleotydy - organiczne związki chemiczne z grupy estrów fosforanowych, są to estry nukleozydów i kwasu ortofosforowego(V), (5'-fosforany nukleozydów), podstawowe składniki strukturalne kwasów nukleinowych (DNA i RNA). Zbudowane są z reszty cukrowej - pentozy (w DNA jest to deoksyryboza, zaś w RNA - ryboza), co najmniej jednej reszty fosforanowej i zasady azotowej: purynowej, pirymidynowej lub flawinowej (niewystępującej w kwasach nukleinowych). W kwasach nukleinowych, poza nukleotydami z pięcioma podstawowymi zasadami heterocyklicznymi kwasów nukleinowych (A, C, G, T, U), występują także (szczególnie często w tRNA) nukleotydy zawierające modyfikowane nukleozydy, np. pseudourydyna lub inozyna. W postaci monomerów niektóre z nukleotydów (zwłaszcza rybonukleotydy) odgrywają ważną rolę jako kofaktory enzymów (NAD⁺, FMN), przenośniki energii (np. ATP)

Nukleoid, dawniej prokarion (chromosom bakteryjny) - obszar cytoplazmy komórek prokariotycznych bakterii, sinic i wirusów, w którym znajduje się kolista nić DNA zwana czasami genoforem. Jej odpowiednikiem u eukariontów jest jądro komórkowe, które dodatkowo otoczone jest błoną jądrową.GTP) lub cząsteczki sygnałowe (np. cAMP).

55.Bakterie Pseudomonas

Bakterie oportunistyczne, produkują barwniki

Pseudomonas; pałeczki występujące w glebie i wodzie. Wchodzą one często w skład mikroflory produktów chłodzonych i mrożonych, powodując ich psucie się. Rozkładają cukry, białka, tłuszcze.

56.Źródło CO2, azotanów i azotynów w wodzie

Fermentacja, spływanie nawozów, dyfuzja z powietrza, oddychanie, działalność geologiczna Ziemi.

W beztlenowych łańcuchach transportu elektronów najczęściej wykorzystywany jest azotan. Elektrony z reduktazy przekazywane są na menachinon, bakteryjny odpowiednik ubichinonu. Menachinon przenosi elektrony na cytochrom b₅₅₆, z którego trafiają one na odpowiednik oksydazy cytochromowej - dysymilacyjną reduktazę azotanową. Ten obecny w błonie komórkowej enzym przekształca azotany (V) (NO₃^-) do azotanów (III) (NO₂^-) zgodnie z reakcją:

NO₃^- + 2H⁺ + 2e^- → NO₂^- + H₂O

Reakcję taką zdolne są przeprowadzać Escherichia coli i wiele innych bakterii. Jednak wiele prokariotów posiada cały zestaw reduktaz, przekształcając związki azotu w cyklu reakcji aż do azotu cząsteczkowego. U Paracoccus denitrificans kolejne reduktazy przekazują elektrony z łańcucha transportu elektronów w szeregu reakcji:

2NO₃^- + 4H⁺ + 4e^- → 2NO₂^- + 2H₂O

2NO₂^- + 4H⁺ + 2e^- → 2NO + 2H₂O

2NO + 2H⁺ + 2e^- → N₂O + H₂O

N₂O + 2H⁺ + 2e^- → N₂ + H₂O

Ostateczny produkt w oddychaniu azotanowym zależy jedynie od zestawu enzymów, jakim dysponuje komórka bakterii. Clostridium perfringens redukuje azotany aż do jonów amonowych.

NO₃^- + 10H⁺ + 8e^- → NH₄⁺ + 3H₂O

Ten typ oddychania jest podstawą denitryfikacji, ekologicznego procesu będącego jednym z etapów krążenia azotu w przyrodzie

57.Oddychanie fermentacyjne (charakterystyka)

Fermentacja- to proces utleniania biologicznego, w którym ostatecznym akceptorem elektronów i protonów jest związek organiczny. Proces ten zachodzi w warunkach beztlenowych.

58.Morfologia bakterii

MORFOLOGIA KOMÓRKI BAKTERYJNEJ
Cytoplazma, nukleoid, mezosomy, plazmidy, ziarnistości materiałów zapasowych, ciałka chromatoforowe, przetrwalniki, błona cytoplazmatyczna, ściana komórkowa, otoczka, fimbrie, rzęski, warstwa śluzowa. Są formy bakterii bez ściany komórkowej - mykoplazmy, lub z ścianą szczątkową - riketsje.
CYTOPLAZMA to materiał szklisty, ciągliwy. W jej obrębie występują niekiedy wakuole z zużytymi produktami przemiany materii. W niej wielocukrowce, białka, lipidy, ziarenka wolutyny. W niej organella cytoplazmatyczne (rybosomy i mezosomy).
RYBOSOMY (60% RNA, 40% białka), łączą się w polirybosomy przy pomocy informacyjnego RNA. Centra syntezy białek.
MEZOSOMY cebulaste twory zbudowane z koncentrycznie ułożonych błon, powstałych jako wpuklenie błony cytoplazmatycznej i są z nią związane bezpośrednio. Centra energetyczne komórki. Głównie u Gramm+. Może ich być kilka w komórce, często w rejonie tworzącej się przegrody międzykomórkowej lub na biegunach. Prawdopodobnie mają udział w procesach wzrostu i rozmnażania.
KINETOPLASTY kierują ruchem rzęsek.
NUKLEOID odpowiednik jądra bez błony jądrowej. Występuje pojedynczo, tylko przed podziałem w liczbie dwóch. Zbudowany z podwójnej spirali DNA. Inaczej nazywany genoforem. Położenie w komórce nie jest stałe. Zawiera cechy dziedziczne przekazywane komórkom potomnym.
PLAZMIDY też mają DNA i zawierają informacje genetyczna. Nie są niezbędnym elementem komórki. Ilość jest różna. Nośnik puli genów odpowiedzialnych za powstawanie nowych dziedzicznych cech bakterii, np. odporności na leki.
BŁONA CYTOPLAZMATYCZNA jest delikatną, cienką (10nm) strukturą. Chroni i otacza cytoplazmę i zawarte w niej struktury; oddziela ją od ściany komórkowej. Zbudowana z białek (ok.60%), lipidów (ok.40%), mogą być małe ilości węglowodanów. Dużą część lipidów stanowią fosfolipidy, wpływające na półpłynność i funkcjonowanie błony. Struktura dwu- lub trójwarstwowa. Skład zależy od środowiska, fazy wzrostu komórki. Funkcja: narząd pobierania i wydalania. Transport w obie strony przy udziale enzymów - permeaz. Ważne są przy nim lipidy. Związane są z nią układy enzymatyczne biorące udział w przemianie cukrów, syntezie ściany komórkowej, DNA.
ŚCIANA KOMORKOWA dość sztywna struktura otaczająca całą komórkę. Jej grubość jest różna. Podstawowym elementem jest peptydoglikan - mureina, mukopeptyd. Jest to olbrzymia cząsteczka tworząca szkielet ściany. W jej części peptydowej są często kwas D-glutaminowy, D-alanina, L-alanina, L-lizyna, kwas mezodwuaminopileminowy (DPA). Mogą być zastąpione przez inne i warunkują różnorodność części peptydowej. Różnice te są stałe i charakterystyczne - kryteria taksonomiczne w rozpoznaniu i systematyce bakterii. DPA jest syntezowany tylko przez procaryota. W ścianach u bakterii Gramm- jest warstwowość:
- wewnętrzna zbudowana z mukopolipeptydów stanowi rusztowanie dzięki wypustkom do kolejnych;
- środkowa z lipopolisacharydów, ma właściwości antygenowe;
- zewnętrzna lipoproteidowa.
U Gramm+ to zróżnicowanie jest słabiej zaznaczone. Gł. funkcja ściany to nadawanie kształtu i ochrona. Ściana nie jest niezbędna do procesów życiowych komórki. Protoplasty, sferoplasty, formy L bakterii są pozbawienie ścian nie ma negatywnych skutków.
Protoplasty - komórki pozbawione ściany przez działanie lizozymu (enzym muramidaza w białku jaja kurzego, łzach, pępowinie); gł. Gramm+, bo są na niego wrażliwe. Bakteria przyjmuje postać kuli. W odpowiednich warunkach komórka jest zdolna do życia: rośnie, przyjmuje pokarm, dzieli się i tworzy endospory. Nie potrafi odtworzyć zniszczonej ściany komórkowej.
Sferoplasty - odpowiedniki protoplastów u Gramm-, ale są obecne fragmenty ściany komórkowej.
Forma L bakterii - forma komórki z uszkodzoną ścianą komórkową, zdolna do tworzenia na odpowiednich podłożach charakterystycznego wzrostu (jak u mykoplazm) - kolonie przypominają wyglądem sadzone jajko. L pochodzi od nazwiska Listera.
Zjawisko uszkodzenia ściany jest wyrazem adaptacji do nowego środowiska, skutkiem zmienności organizmu. Hamowanie i zaburzenia syntezy ściany powodują: promienie UV, X, szok termiczny, osmotyczny, antybiotyki (gł. penicylina). Formy L wytwarzają: gronkowiec złocisty, laseczki wąglika, włoskowiec różycy, pałeczki okrężnicy, paciorkowce, przecinkowiec cholery, Listeria, prątki gruźlicy, pałeczki salmonelli. Forma L rośnie na podłożach stałych (proto- i sferoplasty nie), może wrócić do postaci macierzystej po usunięciu czynnika transformującego.
OTOCZKA nie występuje u wszystkich bakterii. Warstwa najbardziej zewnętrzna. Na ogół struktura bezkształtna, u niektórych twór włóknisty. Może być cienka lub bardzo gruba. Skład chemiczny jest zróżnicowany, gł. wielocukrowce i / albo polipeptydy. Też aminocukry i kwasy uronowe, ale znacznie rzadziej. Może być usunięta bez naruszenia funkcji życiowej komórki, może też znów się wytwarzać. W niej są antygeny mające znaczenie w klasyfikacji drobnoustrojów. Chroni przed ujemnymi wpływami środowiska, przed fagocytozą (trudno pochłaniane i trawione przez komórki żerne) - mają wpływ na chorobotwórczość bakterii.
FIMBRIE (PILE) powierzchniowe wypustki, występujące tylko u pewnych Gramm- bakterii. Od jednej do kilkuset w komórce. Zbudowane z białka - piliny. Mogą być u bakterii urzęsionych i bezrzęsych. Są krótsze i cieńsze niż rzęski, zawsze proste, a nie skręcone spiralnie. Są to rureczki łączące się bezpośrednio z błoną komórkową. Odgrywają rolę przy pobieraniu i wydalaniu substancji z komórki. Też ważny czynnik chorobotwórczości - umożliwiają adhezję niektórych bakterii do komórek błon śluzowych (np. E.coli, Salmonella), przylegają do erytrocytów wywołując ich hemaglutynację (wykorzystywane w odczynie serologicznym). Fimbrie płciowe (sex pili) u pewnych gatunków bakterii u dawców materiału genetycznego (komórki męskie). Występowanie pili jest uzależnione od obecności plazmidów zawierających geny syntezy fimbrii. Komórka męska i żeńska łączą się za ich pomocą w koniugacji. Możliwe, że przez nie przenika materiał genetyczny. RZĘSKI umożliwiają ruch postępowy (wyj, krętki). Wszystkie bakterie wykazują bierne ruchy Browna. Występowanie i charakter urzęsienia to cecha gatunkowa. Rzęski zbudowane są z flageliny (podobna do miozyny) i osadzone na ciałku podstawowym pod błoną komórkową. Przez otwór w ścianie komórkowej wychodzą na zewnątrz. Cząsteczki flageliny maja po 5 nm i są w 3-5 sznurach skręconych spiralnie. Są skręcone wokół pustej przestrzeni środka. Grubość 10-50 nm, długość od kilku do kilkunastu μm. Przekraczają kilkakrotnie długość komórki bakteryjnej. Spiralny ruch zapoczątkowany jest w komórce u podstawy rzęski: skurcz jednych i rozkurcz innych cząsteczek flageliny. Liczba rzęsek od jednej do wielu. Rozmieszczenie: jednorzęse (monotricha) - jedna biegunowo, np. przecinkowiec cholery, dwurzęse (ditricha) - po jednej na obu biegunach, czuborzęse (lophotricha) - pęk rzęsek na jednym lub obu biegunach, wkołorzęse (peritricha) - rzęski na całej powierzchni. W rzęskach jest antygen H, ma on znaczenie w klasyfikacji i identyfikacji bakterii.
PRZETRWALNIKI (ENDOSPORY) zdolność do ich wytwarzania mają rodzaje Bacillus i Clostridium - laseczki Gramm+, tlenowe i beztlenowe. Uruchomienie procesu sporulacji następuje w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Jest to zjawisko wieloetapowe, trwające w czasie. Celem jest zachowanie ciągłości gatunku, nie rozmnażanie. W 1 komórce - 1 przetrwalnik. Różne kształty, wielkość, umiejscowienie (biegunowo, podbiegunowo, centralnie). Średnica może być większa od średnicy komórki. Mają znaczenie w diagnostyce.
Mogą mieć różny kształt, wielkość, lokalizację, średnicę większą od komórki wegetatywnej. Są widoczne w mikroskopie świetlnym, silnie załamują światło, trudniej się barwią. W trakcie rozpadu komórki macierzystej uwalniają się do środowiska. Mogą w nim przetrwać niekorzystny okres przez wiele lat zanim będą kiełkować. Mają budowę wielowarstwową. Wykazują śladową aktywność metaboliczną - komórki w stanie uśpienia. Są bardziej oporne na czynniki chemiczne, fizyczne niż komórki wegetatywne. Bardziej oporne na wysoką temperaturę i brak wilgotności (wytrzymają nawet do 100˚C lub kilka godzin gotowania; 120˚C przez 20 min. niszczy większość). Mechanizmy oporności nie są wyjaśnione; być może jest to uwarunkowane przez obecność niektórych białek, które mają odmienne formy molekularne niż w komórce wegetatywnej. Monomer dehydrogenazy jest 200x odporniejszy niż dimer; aldozy mają mniejsze masy; rybozydaza i racemaza alaniny występują w endosporach w połączeniu z innymi związkami (inaczej niż w wegetatywnych); kwas dwupikolinowy (DPA) i jego kompleksy z Ca+2, aminokwasami. Oporność związana jest z nieprzepuszczalnością osłon zewnętrznych. W warunkach korzystnych przez kiełkowanie (germinacja) powstają formy wegetatywne. Towarzyszy mu szereg przemian morfologicznych, fizjologicznych, wzrasta tempo oddychania, przemiana utrata materii. Związki związane z opornością są wydalane, usuwane oporności.

59.Mikrobiologiczny rozkład białek

Mikrobiologiczny beztlenowy, głęboki rozkład białka z wytworzeniem związków o nieprzyjemnym zapachu nazywamy gniciem. Gnicie odbywa się przy udziale enzymów proteolitycznych (proteaz), wytwarzanych i wydzielanych przez bakterie gnilne. Rozkład białka w tym procesie polega na hydrolizie ich do aminokwasów. Enzymy proteolityczne rozrywają wiązania peptydowe w cząsteczkach białek, w wyniku czego powstają najpierw polipeptydy, następnie - peptydy i wreszcie aminokwasy. Wśród enzymów tych wyróżnia się:

Egzopeptydazy; odrywające końcowe aminokwasy z łańcucha białkowego Endopeptydazy; rozrywające wiązania peptydowe znajdujące się w środkowej części łańcucha Dalszy rozkład aminokwasów może polegać na dezaminacji lub dekarboksylacji: Dezaminacja aminokwasów; polega na oderwaniu amoniaku od cząsteczki aminokwasu. Oprócz amoniaku powstają m.in.: hydroksykwasy, ketokwasy, alkohole, kwasy tłuszczowe. Z dezaminacji aromatycznych aminokwasów powstają indol i skatol, a z zawierających siarkę siarkowodór i merkaptan. Dekarboksylacja aminokwasów; polega na oderwaniu tlenku węgla IV, przy czym z aminokwasu powstaje odpowiednia amina. Powstałe aminy ulegają dezaminacji, dając alkohole i amoniak. Typowy proces gnilny zachodzi wyłącznie w środowisku alkalicznym, natomiast nie odbywa się w środowisku kwaśnym. Bakterie gnilne dzieli się na:

Pałeczki nie przetrwalnikujące tlenowe lub względnie beztlenowe, np.: Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Proteus vulgaris

Laseczki przetrwalnikujące tlenowe, np.: Bacillus subtilis i Bacillus cereus

Laseczki przetrwalnikujące beztlenowe, np.: Clostridium sporogenes i Clostridium butyricum

Właściwości proteolityczne wykazują też różne inne grupy bakterii, których nie zalicza się do drobnoustrojów typowo gnilnych. Są to rodzaje: Micrococcus i Escherichia. Właściwości te określa się na podstawie wzrostu mikroorganizmów na pożywce z żelatyną. Te gatunki, które wykorzystują żelatynę jako składnik odżywczy wywołują jej rozrzedzenie. Procesy gnilne zachodzące w produktach żywnościowych są bardzo szkodliwe. Prowadzą one do powstania i gromadzenia się substancji cuchnących i toksycznych, które zmieniają ich smak, zapach i konsystencję tak, że stają się one niezdatne do spożycia. Dobrym środowiskiem do rozwoju bakterii gnilnych jest mięso, gdyż zawiera około 20 % białka i 50 - 75 % wody. Rozkład tlenowy zachodzi na powierzchni mięsa. Objawia się on śluzowaceniem mięsa oraz niekiedy zmianą barwy i zapachu. Wywołane jest ono przez pałeczki, laseczki tlenowe i ziarniaki. Głęboki rozkład mięsa jest rozkładem beztlenowym. Zmienia się wtedy wyraźnie zapach, barwa (zielonkawa), a konsystencja staje się niemal mazista. Ten typ rozkładu jest najczęściej spotykany.

60.Fermentacja mlekowa i masłowa

• Fermentacja mlekowa - bakterie form mlekowych są G(+) względnie beztlenowce albo mikrofile i nieprzetrwalnikujące C₁₂H₂₂O₁₁ laktoza. Fermentację mlekową można podzielić na dwa typy:

Fermentację właściwą; wywoływaną przez bakterie mlekowe

Fermentacją niewłaściwą; wywoływaną przez różne rodzaje bakterii, np. Escherichia, Micrococcus, Microbacterium, licznie rozpowszechnione w przyrodzie. Właściwa fermentacja mlekowa jest wywoływana przez bakterie mlekowe homofermentatywne. Jej przebieg można przedstawić za pomocą następującego równania sumarycznego:

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃ • CHOH • COOH + 94 kJ (22,5 kcal)

Bakterie właściwej fermentacji mlekowej fermentują przede wszystkim cukry proste (heksozy) i dwucukry, a nie fermentują z reguły pentoz oraz cukrów złożonych.

Fermentacja wywołana przez bakterie pseudomlekowe charakteryzuje się tym, że kwas mlekowy jest tylko jednym z produktów, a ponadto powstaje tlenek węgla IV, kwas octowy, alkohol etylowy i inne.

Fermentacja masłowa przebiega zgodnie z równaniem:

C₆H₁₂O₆ → CH₃CH₂CH₂COOH + 2CO₂ + 2H₂ + wolna energia

Oprócz kwasu masłowego powstają również liczne produkty uboczne, np. kwas octowy, alkohol metylowy, metan, aceton, alkohol butylowy. Przebieg fermentacji zależy od gatunku bakterii i odczynu środowiska. W środowisku obojętnym głównym produktem jest kwas masłowy, a w środowisku kwaśnym te same bakterie wywołują fermentacje acetobutanolową. Są też gatunki bakterii masłowych, które redukują aceton do alkoholu izopropylowego. Bakterie masłowe odgrywają ważną rolę w procesie moczenia łodyg lnu i konopi, ponieważ umożliwiają, na skutek fermentacji błonnika, oddzielenie włókien przędnych od tkanki korowej i zdrewniałej.

61.Źródło NH3 i siarczanów w wodzie

Spływanie nawozów z pól. Oddychanie azotanowe

W beztlenowych łańcuchach transportu elektronów najczęściej wykorzystywany jest azotan. Elektrony z reduktazy przekazywane są na menachinon, bakteryjny odpowiednik ubichinonu. Menachinon przenosi elektrony na cytochrom b₅₅₆, z którego trafiają one na odpowiednik oksydazy cytochromowej - dysymilacyjną reduktazę azotanową. Ten obecny w błonie komórkowej enzym przekształca azotany (V) (NO₃^-) do azotanów (III) (NO₂^-) zgodnie z reakcją:NO₃^- + 2H⁺ + 2e^- → NO₂^- + H₂O

Reakcję taką zdolne są przeprowadzać Escherichia coli i wiele innych bakterii. Jednak wiele prokariotów posiada cały zestaw reduktaz, przekształcając związki azotu w cyklu reakcji aż do azotu cząsteczkowego. U Paracoccus denitrificans kolejne reduktazy przekazują elektrony z łańcucha transportu elektronów w szeregu reakcji:

2NO₃^- + 4H⁺ + 4e^- → 2NO₂^- + 2H₂O

2NO₂^- + 4H⁺ + 2e^- → 2NO + 2H₂O

2NO + 2H⁺ + 2e^- → N₂O + H₂O

N₂O + 2H⁺ + 2e^- → N₂ + H₂O

Ostateczny produkt w oddychaniu azotanowym zależy jedynie od zestawu enzymów, jakim dysponuje komórka bakterii. Clostridium perfringens redukuje azotany aż do jonów amonowych.

NO₃^- + 10H⁺ + 8e^- → NH₄⁺ + 3H₂OTen typ oddychania jest podstawą denitryfikacji, ekologicznego procesu będącego jednym z etapów krążenia azotu w przyrodzie

62.Czynniki mikrobiologiczne i chemiczne wpływające na wytwarzanie osadu czynnego

Proces osadu czynnego polega zasadniczo na wspólnym napowietrzaniu osadu czynnego ze ściekami w komorach napowietrzania, a następnie oddzieleniu osadu od oczyszczonych już ścieków w osadniku wtórnym. Oczyszczanie ścieków osadem czynnym jest naśladownictwem i intensyfikacją procesów samooczyszczania zachodzących w wodach naturalnych. Intensyfikacja polega głównie na znacznym zwiększeniu ilości drobnoustrojów w osadzie czynnym oraz na intensywnym natlenieniu mieszaniny osadu czynnego i ścieków poprzez sztuczne wprowadzenie powietrza. Pozwala to na zwiększenie ilości doprowadzanych ze ściekami zanieczyszczeń i skrócenie czasu oczyszczania do kilku-kilkunastu godzin.

komora napowietrzania - powietrze doprowadzane do komór napowietrzania dostarcza tlen niezbędny mikroorganizmom w reakcjach biochemicznego utleniania związków organicznych zawartych w ściekach, a także utrzymuje ścieki i osad czynny w stałym ruchu, dzięki czemu następuje równomierne zaopatrzenie mikroorganizmów w substraty, a osad nie opada na dno komory. W komorze napowietrzania mikroorganizmy osadu czynnego prowadzą procesy rozkładu związków organicznych zgodnie ze schematem:
materia organiczna + tlen + substancje pożywkowe + mikroorganizmy = nowe mikroorganizmy + dwutlenek węgla + woda

osadnik wtórny - następuje w nim oddzielenie kłaczków osadu czynnego od oczyszczonych ścieków. Prawidłowe i efektywne oddzielenie osadu czynnego w osadnikach wtórnych jest bardzo istotne ze względu na końcowy efekt oczyszczania ścieków. Zagęszczony w osadnikach wtórnych osad czynny recyrkulowany jest do komór napowietrzania jako tzw.osad powrotny albo recyrkulat, żeby utrzymać w nich stałe, określone stężenie mikroorganizmów biorących udział w procesie oczyszczania. W procesie biologicznego oczyszczania następuje ciągły przyrost mikroorganizmów wtórnych jako tzw. osad nadmierny do procesu przeróbki osadów.

63.Źródła H₂S i CH₄ w wodzie

Otrzymuje się go przez:

• syntezę bezpośrednią z wodoru i zgazowanej siarki

• działanie na siarczek żelaza(II) rozcieńczonym kwasem solnym:

• FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Siarkowodór metodą syntezy bezpośredniej można wytworzyć poprzez zmieszanie parafiny i siarki w stosunku wagowym 2:1 i ogrzewanie ich w kolbie. W naturze występuje w wyniku gnicia białek zwierzęcych zawierających siarkę, w niektórych wodach mineralnych oraz w gazach wulkanicznych, towarzyszy także złożom ropy naftowej . Brak życia na dnie mórz i oceanów jest spowodowany również dużym stężeniem siarkowodoru, choć w miejscach występowania siarkowodoru występują bakterie, których procesy metaboliczne są oparte na wchłanianiu siarkowodoru zamiast tlenu. Siarkowodór zalega także nad powierzchnią szamba, w kanałach zbiornikach odpadowych, co stało się przyczyną wielu śmiertelnych wypadków z udziałem osób nieświadomych trujących właściwości siarkowodoru. Siarkowodór powstaje w niewielkich ilościach w przewodzie pokarmowym w wyniku rozkładu białek zawierających siarkę i jest jedną z przyczyn nieprzyjemnego zapachu gazów jelitowych.

Metan powstaje w wyniku metanogenezy jako jeden z końcowych produktów beztlenowego rozkładu węgla organicznego. Źródła metanu można podzielić na antropogeniczne i naturalne. Ludzka aktywność w zakresie rozwoju przemysłu i hodowli zwierząt spowodowała zwiększenie zawartości metanu w atmosferze z 0,7 ppm (parts per million, 10-6) około 1850 roku do 1,7 ppm obecnie. Z tego powodu około 70% źródeł metanu ma charakter antropogeniczny. Uwalnianie metanu do atmosfery związane jest głównie z przemysłem wydobywczym, procesami utylizacji odpadów oraz procesami fermentacyjnymi zachodzącymi w organizmach zwierząt hodowlanych. W przemyśle wydobywczym głównym źródłem metanu są wycieki, które zachodzą podczas przetwarzania, przesyłu oraz dystrybucji gazu ziemnego. Ponadto metan uwalniany jest również przy produkcji węgla. W tym przypadku emisja zależy od rodzaju węgla, głębokości szybu, sposobu wydobycia oraz zawartości metanu w danym pokładzie węgla. Spośród procesów utylizacji odpadów podstawowym źródłem metanu są wysypiska śmieci. Czynnikami kształtującymi emisję na tych terenach są: temperatura, wilgotność gleby, zawartość materii organicznej oraz czas składowania odpadów. Zwierzęta hodowlane produkują metan w wyniku niekompletnego trawienia niskoenergetycznego pokarmu. Stanowi ok. 50 - 75% biogazu.

64.Klasyfikacja wirusów

Wirusy dzieli się na zwierzęce i roślinne, albo ze względu na ich wielkość na:

• wirusy duże (150-300 nm)

• pokswirusy

• wirusy średnie (50-150 nm)

• herpeswirusy

• adenowirusy

• wirusy małe (zwierzęce 20-50 nm)

• pikornawirusy

• parwowirusy

Ze względu na organizację materiału genetycznego dzieli się wirusy na:

• RNA-wirusy (w tym retrowirusy)

• DNA-wirusy

Niektóre dotychczas poznane wirusy:

• grypa

• HIV (wywołujący AIDS)

• wirus choroby Heinego-Medina

• wirus choroby skokowej owiec

• wirus Ebola

• wirus dengi

• Wirus opryszczki

• wirus odry

• HAV, HBV, HCV

• HPV

65.Charakterystyka osadu czynnego

Osad czynny - jest żywą zawiesiną bakterii heterotroficznych i pierwotniaków. Jest to kłaczkowata zawiesina zawierająca mikroogranizmy zdolne do prowadzenia:

• utleniania związków organicznych

• nitryfikacji

• denitryfikacji

lub wykazujących zdolność do nadmiernego kumulowania fosforu. Oczyszczanie ścieków z udziałem osadu czynnego polega na:

• biosorpcji,

a następnie:

• utlenianiu lub redukcji wybranych zanieczyszczeń przez mikroorganizmy.

Podstawową rolą osadu czynnego w procesie oczyszczania ścieków jest wytwarzanie przez występujące w nim bakterie bardzo licznych enzymów (dehydrogenazy), które są katalizatorami wszelkich przemian, jakim podlegają związki chemiczne zawarte w ściekach, dlatego ważna jest wysoka aktywność enzymatyczna bakterii. Związki toksyczne hamują ich aktywność, ograniczając jednocześnie ich zdolność do oczyszczania ścieków.

Towarzyszącymi bakteriom mikroorganizmami są pierwotniaki. Wśród nich w osadzie czynnym spotykane są wiciowce, korzenionóżki oraz orzęski. Ich rola jest drugoplanowa, lecz ważna:

- są one wskaźnikiem jakości oczyszczania ścieków osadem czynnym

- pierwotniaki, które odżywiają się komórkami bakteryjnymi, zmuszają bakterie do namnażania, przez co stają się czynnikiem odmładzającym i uaktywniającym osad czynny

- w osadniku wtórnym pierwotniaki klarują ścieki, przez pożeranie wolno pływających bakterii

Między populacją wiciowców i orzęsków panuje odwrotna zależność. Duża liczba wiciowców wskazuje na przeciążenie osadu, natomiast orzęski wskazują na prawidłowe warunki dla osadu czynnego.

Pęcznienie osadu czynnego występuje przy nadmiernym ładunku zanieczyszczeń, na skutek rozwoju i silnej dominacji bakterii nitkowatych. Spęczniały osad nie miesza się ze ściekami i pływa po powierzchni.

66.Wpływ bakterii na środowisko

Bakterie jako źródło promieniowania

Wydzielanie ciepła przez bakterie

Obniżanie potencjału oksydoredukcyjnego

Zmiana pH środowiska pod wpływem bakterii

Modyfikacja chemicznego składu środowiska pod wpływem bakterii

67.Budowa endospory

Endospory - spoczynkowe, przetrwalnikowe formy bakterii, charakteryzujące się znacznym stopniem odwodnienia zawartej w nich cytoplazmy oraz grubymi i wielowarstwowymi osłonami.

68.Różnice między chemosyntezą/fotosyntezą bakterii a fermentacją c.d. 76

Chemosynteza - starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób samożywności. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (CO₂) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych - chemolitotrofy, lub związków organicznych (jak na przykład metan)- chemoorganotrofy. Pełni ona bardzo ważna rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Tak jak u fotosyntetyzujących autotrofów, chemosynteza jest źródłem związków organicznych, czyli sześciowęglowych cukrów (jak na przykład glukoza) i ewentualnie związków trzywęglowych.

Chemosyntezę można podzielić na dwa etapy:

1. utlenianie związku chemicznego (odpowiednik fazy jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza energię użyteczną biologicznie (ATP);

2. związanie CO₂ i produkcja glukozy (na tej samej zasadzie co faza ciemna fotosyntezy).

69.Taksje bakterii i ich znaczenie

Taksja - ruch całego drobnego, prostego organizmu (np. bakterii, nicienia, glonu, pierwotniaka) lub komórki (np. plemnika) będący reakcją na kierunkowy bodziec. Ruch w kierunku bodźca to taksja dodatnia, w kierunku przeciwnym - taksja ujemna. Służy poszukiwaniu optymalnych warunków środowiskowych, np. źródła pokarmu, partnera seksualnego, unikaniu zagrożenia i in. Ruchy taktyczne zbliżone są do tropizmów, które jednak dotyczą tylko narządów, a nie całych organizmów oraz do kinez, które są ruchami bezładnymi, modulowanymi przez natężenie bodźca, dającymi złudzenie ruchów kierunkowych. Wyróżnia się następujące taksje:

• anemotaksja

• astrotaksja

• chemotaksja

• chromotaksja

• diataksja

• fobotaksja

• fonotaksja

• fototaksja

• geotaksja

• menotaksja

• reotaksja

• telotaksja

• termotaksja

• tigmotaksja

• topotaksja

70.Krążenie siarki

Obieg siarki w przyrodzie można zaliczyć do cykli biochemicznych przebiegających w znacznie mniejszym zakresie niż np. obieg tlenu, wody czy azotu.
Pierwotnym źródłem siarki znajdującej się w glebie są wietrzejące skały macierzyste zawierające piryty (FeS2) lub chalkopiryty (CuFeS2), a wtórnym - rozkładająca się roślinna materia organiczna, gdyż materia zwierzęca zawiera bardzo mało siarki. Siarkę z gleby pobierają korzenie roślin, które włączają ją w skład niektórych aminokwasów. Siarka wraca do gleby po obumarciu roślin. Powrót jest wynikiem działania licznych mikroorganizmów, z których jedne redukują siarkę organiczną do H2S lub do siarki mineralnej, a inne utleniają te produkty rozkładu do siarczanów. Siarczany te są ponownie pobierane przez korzenie roślin, co zapewnia ciągłość obiegu siarki. Oprócz siarki pochodzenia organicznego rośliny mogą wprowadzić do obiegu znaczne ilości siarki dostającej się do atmosfery i wody deszczowej w obszarach uprzemysłowionych. W procesie obiegu siarki w przyrodzie aktywną rolę odgrywają bakterie siarkowe, wiążące dwutlenek węgla. Energię do tego wiązania uzyskują w procesie utleniania siarkowodoru i siarki w czasie chemosyntezy i fotosyntezy. Proces utleniania prowadzi z siarkowodoru poprzez siarkę atomową do dwuwartościowych jonów SO42-. Inne bakterie prowadzą proces redukcji anaerobowej siarczanów do siarkowodoru (proces anaerobowy - proces odbywający się bez udziału tlenu atmosferycznego, np. fermentacja, zachodzący w komórkach organizmów beztlenowych, np. drożdże). Działają również takie szczepy bakterii, które utleniają siarczki do siarczanów.

71.Fotosynteza a fermentacja

Fotosynteza - anaboliczny proces biochemiczny syntezy związków organicznych z prostych nieorganicznych substancji chemicznych pod wpływem światła absorbowanego przez barwniki fotosyntetyczne. Najczęściej substratami fotosyntezy są dwutlenek węgla i woda, produktem - węglowodan, a źródłem światła - Słońce. Jest to jedna z najważniejszych przemian biochemicznych na Ziemi, ponieważ przekształca energię promieniowania słonecznego w postać użyteczną biologicznie (tj. w energię chemiczną). Wydajność energetyczna tego procesu wynosi 19-34%. W uproszczonej formie, sumaryczny przebieg fotosyntezy z glukozą jako syntetyzowanym węglowodanem podstawowym, zapisuje się:

6H₂O + 6CO₂ + hν (energia świetlna) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Zarówno bezpośrednie produkty fotosyntezy, jak i niektóre ich pochodne (np. skrobia i sacharoza) określane są jako asymilaty. Na proces fotosyntezy składają się dwa etapy:

• faza jasna, nazywana także fazą świetlną, polega na przekształceniu energii zawartej w świetle do energii wiązań chemicznych dwóch wysokoenergetycznych związków chemicznych: ATP i NADPH. Oba związki wysokoenergetyczne wytwarzane są dzięki przenoszeniu elektronów poprzez kolejne przenośniki. Kwanty światła pochłonięte przez cząsteczki barwników asymilacyjnych służą do oderwania elektronów od cząsteczek chlorofilu a przyłączonych do kompleksów białkowych znajdujących się w błonach białkowo-lipidowych. Energia światła wykorzystywana jest do oderwania elektronu od cząsteczki wody i przeniesienia go przez system przekaźników elektronów na utlenioną formę NADP⁺. W transporcie elektronów biorą udział kompleksy białkowe: fotoukład I (PS I), fotoukład II (PS II), kompleks cytochromowy b₆f trwale związane z błonami, oraz ruchliwe przekaźniki elektronów w postaci plastochinonu i plastocyjaniny^[3]. Transport elektronów przez wymienione przenośniki prowadzi także do wytworzenia różnicy stężeń jonów wodorowych w poprzek błon. Energia zmagazynowana w postaci różnicy stężeń jest wykorzystywana przez enzym, syntazę ATP, do wytworzenia ATP. Zapis reakcji zachodzących w fazie jasnej można przedstawić w następującym równaniu:

2 H₂O + 2 NADP⁺ + 2 ADP + 2 Pi → 2 NADPH + 2 H⁺ + 2 ATP + O₂ Nie przedstawia ono jednak ściśle proporcji NADPH do ATP.

• faza ciemna nazywana także cyklem Calvina-Bensona. Energia zgromadzona w ATP i NADPH wykorzystywana jest do przekształcenia dwutlenku węgla do prostych związków organicznych cukrów. Następuje to poprzez przyłączenie CO₂ do pięciowęglowego związku - 1,5-bisfosforybulozy. Powstały związek sześciowęglowy rozpada się na dwie cząsteczki zawierające po trzy atomy węgla, które po zredukowania przy użyciu NADPH stanowią pierwszy trwały produkt fotosyntezy - triozy. W wyniku ich przekształcania powstaje glukoza oraz odtwarzana jest 1,5-bisfosforybuloza konieczna do związania kolejnych cząsteczek dwutlenku węgla.Zapis reakcji zachodzących w fazie ciemnej można przedstawić w następującym równaniu:

3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆O₃ + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP⁺ + 3 H₂O

W komórkach eukariotycznych proces fotosyntezy zachodzi w wyspecjalizowanych organellach - chloroplastach, zawierających barwniki fotosyntetyczne. U roślin organami zawierającym komórki z chloroplastami są głównie liście, będące podstawowymi organami asymilacyjnymi. Pewne ilości chloroplastów zawierają także komórki niezdrewniałych łodyg oraz kwiatów i owoców. U organizmów prokariotycznych przebieg fotosyntezy może znacznie różnić się od przedstawionego powyżej.

Fermentacja - beztlenowy (zazwyczaj) proces biochemiczny, polegający na enzymatycznym rozpadzie cukrów, który jest jednym z elementów fizjologii drobnoustrojów. Do przebiegu fermentacji konieczne są drobnoustroje lub wytworzone przez nie enzymy.

72.Krążenie azotu

Obieg azotu w przyrodzie opiera się na 5 podstawowych procesach
-pobieranie nieorganicznych związków z podłoża
-rozkładzie martwych szczątków organicznych z uwolnieniem amoniaku
-wiązaniu azoty cząsteczkowego
-nitryfikacja
-denitryfikacja
Organizmy autotroficzne pobierają z podłoża nieorganiczne związki azotowe(głównie jony amonowe i azotany) i przekształcają je w związki organiczne. Autotrofy stanowią podstawowe źródło azotu dla heterotrofów, które część pobieranego azotu usuwają do środowiska w procesach wydalania. Martwe szczątki organiczne rozkładane są przez destruentów. Zjawisku temu towarzyszy uwolnienie amoniaku (amonifikacja), który po przekształceniu w jony amonowe może być ponownie przyswojony przez organizmy autotroficzne. Bakterie nitryfikacyjne utleniają jony amonowe azotanów, zaś bakterie denitryfikacyjne redukują azotany do azotu cząsteczkowego, który uwalnia się do atmosfery. Bakterie wiążące azot cząsteczkowy redukują go do amoniaku, który po przekształceniu w jony amonowe ponownie zostaje przyswojony przez organizmy autotroficzne.

73.Budowa wirusów

Zagadnienia dotyczące budowy wirusów dotyczą właściwie tylko stadium zdolnego do zakażenia komórki gospodarza. Pojedynczą jednostkę wirusa nazywamy wirionem. Każdy wirion wykazuje obecność określonych elementów, a są nimi kapsyd i kwas nukleinowy:

• kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywający kwas nukleinowy, zbudowany z białkowych łańcuchów zwanych kapsomerami

• kwas nukleinowy, niosący informację genetycznie niezbędną do replikacji oraz kodujący białka strukturalne (kapsomery) i ewentualnie enzymy (np. odwrotną transkryptazę). Kwas nukleinowy wraz z kapsydem nazywamy nukleokapsydem

Oprócz tego, niektóre wirusy mogą być otoczone dodatkową osłonką lipidową. Dotyczy to tych serotypów, które uwalniają się z komórki przez pączkowanie. Ponieważ błona jest im zwykle potrzebna do kolejnej infekcji, takie wiriony są wrażliwe na niszczący ją atak dopełniacza.

Istotną cechą systematyczną jest zagadnienie symetrii wirionu. Wyróżnia się trzy jej rodzaje:

• symetrię kubiczną, która charakteryzuje się tym, że wirion ma kształt bryły foremnej. Zwykle jest to dwudziestościan foremny (ikozaedr), stąd inna nazwa tej symetrii - symetria ikozaedralna

• symetrię helikalną, którą obserwujemy u wirusów mających śrubowato zawinięty nukleokapsyd

• symetrię złożoną, która opisuje wirusy nie dające się zaliczyć do dwóch poprzednich rodzajów symetrii.

Symetria wirionu może nie być dostrzegalna na pierwszy rzut oka, co wynika z faktu istnienia osłonek lipidowych, mogących zakrywać rzeczywisty kształt nukleokapsydu. Jest tak zwłaszcza w przypadku wirusów o symetrii helikalnej, których otoczka jest dodatkowo wzmocniona warstwą tzw. białka M.

74.Składniki próchnicy

Próchnica glebowa, humus, część organiczna gleby powstała w wyniku przekształcenia na drodze biochemicznej, przy udziale mikroorganizmów (np. bakterii, grzybów), mikro-, mezo- i makrofauny glebowej (np. drobnych kręgowców zamieszkujących nory drążone w glebie (destruenci)) - różnych szczątków organicznych, tj. detrytusu (głównie roślinnego, np. obumarłych liści, korzeni). Proces ten nazywa się humifikacją. Próchnica glebowa decyduje w znacznej mierze o żyzności gleb, zwłaszcza piaszczystych. Próchnica glebowa wymieszana z częścią mineralną gleby tworzy tzw. endopróchnicę, w leśnych glebach próchnica glebowa znajduje się także na powierzchni (ektopróchnica). Zawartość próchnicy w glebach jest zróżnicowana, na obszarze Polski waha się między 0,6-6%, przy czym jest ona największa w czarnoziemach, czarnych ziemiach, rędzinach i madach, natomiast najmniejsza w glebach bielicowych, płowych i brunatnych. W zależności od warunków środowiska i rodzaju drzewostanu wykształcają się trzy podstawowe typy próchnic leśnych: mor, moder, mull.
Mor - próchnica surowinowa (butwina) tworzy się w warunkach kwaśnego odczynu gleby (pH 3-4,5) pod roślinnością borową, przy udziale grzybów.
Mull - słodka próchnica, powstaje przy udziale dżdżownic w najbardziej sprzyjających warunkach siedliskowych, na glebach świeżych lub wilgotnych, o odczynie zasadowym lub lekko kwaśnym (pH 5,5-7), w żyznych lasach liściastych (np. grądach).
Moder - próchnica przejściowa, występuje w lasach i borach mieszanych (iglasto-liściastych) o odczynie gleby pH 4,5-5,5, powstaje przy udziale drobnych stawonogów.

75.Sposoby ochrony roślin przed mikroorganizmami

Biologiczna ochrona roślin przed czynnikami chorobotwórczymi oparta jest na wykorzystaniu niektórych mikroorganizmów. W praktyce największe znaczenie przypisuje się antagonistycznym bakteriom z rodzaju Bacillus i Pseudomonas oraz grzybom z rodzaju Trichoderma w odniesieniu do organizmów chorobotwórczych. Przykładów wykorzystania żywych organizmów do produkcji biopreparatów jest wiele. W Polsce na bazie Agrobacterium radiobacter K 84 wyprodukowano preparat Polagrocynę, który chroni rośliny przed guzowatością korzeni. Nowym preparatem biologicznym, wzbudzającym duże zainteresowanie w Polsce jest EM - Efektywne Mikroorganizmy. Preparat EM to biologiczna substancja naturalnego pochodzenia, w skład której wchodzą: bakterie fotosyntetyczne, bakterie kwasu mlekowego, promieniowce, drożdże i inne grzyby. Szczepienie gleby EM służy do kondycjonowania gleby i wzmaga jej aktywność biologiczną, eliminuje procesy gnilne, rozpuszcza związki mineralne trudnodostępne dla roślin, poprawia żyzność oraz strukturę. Preparat EM użyty do ochrony roślin, zmniejsza nasilenie chorób oraz stymuluje rozwój innych pożytecznych mikroorganizmów.

76.Oczyszczanie ścieków osadem czynnym

Oczyszczanie II

przeprowadza się z reguły przy udziale przystosowanej do tego celu biocenozy. Zanieczyszczenia te służą mikroorganizmom jako pokarm i jako budulec nowych komórek. Dzięki tym procesom życiowym następuje rozkład, utlenianie i ubytek zawartych w ściekach

zanieczyszczeń - w tym zwłaszcza organicznych. Oczyszczone biologicznie ścieki są mniej podatne na zagniwanie, a tym samym w mniejszym stopniu naruszają równowagę tlenową wód płynących. Podstawową miarą efektywności pracy oczyszczalni II stopnia jest

zdolność obniżania ładunku zanieczyszczeń organicznych podatnych na rozkład i wyrażonych konwencjonalnie przez ubytek BZT. Umownie wyróżnia się:

niepełne biologiczne oczyszczanie, gdy osiąga się 85% obniżenie BZT,

pełne, gdy osiąga się efektywność powyżej 85% - zwykle 95% a

stężenie zawiesin nie przekracza 30mg/l.

Dodatkowymi miernikami II stopnia oczyszczania są ubytki ChZT, OWO, bakterii, a także usuwanie zanieczyszczeń biogennych. Najbardziej rozpowszechniły się dwie klasyczne formy intensywnego biologicznego oczyszczania:

z biocenozą osiadłą - złoża biologiczne,

z biocenozą pływającą - komory z osadem czynnym.

W odpływie po klasycznych złożach biologicznych przyrost biomasy od razu wydzielany jest z osadników wtórnych poza układ, zaś w komorach osadu czynnego stosuje się wielokrotne zawracanie masy do obiegu przy jednoczesnym wydzielaniu osadu nadmiernego.

77.Bakterie fotosyntetyzujące

Wyróżnia się pięć grup bakterii fotosyntetyzujących do których należą zielone i purpurowe bakterie siarkowe, zielone i purpurowe bakterie bezsiarkowe oraz sinice. Istnieje teoria, że chloroplasty roślin są to uproszczone i przekształcone sinice, które w toku ewolucji związały się z komórką gospodarza. Sinice posiadają barwniki podobne do roślin czyli zielony chlorofil a (podstawowy- jest go najwięcej), żółty karoten, niebieski fikocyjan i czerwoną fikoerytrynę. Donorem wodoru u sinic jest woda, dlatego produktem ubocznym fotosyntezy jest cząsteczkowy tlen.

6CO₂ + 6H₂O →energia świetlna→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Jednak fotosynteza bakterii siarkowych znacznie różni się od fotosyntezy roślin i sinic. Purpurowe i zielone bakterie siarkowe najsilniej absorbują światło widma podczerwieni, a donorem wodoru są u nich związki siarki.

6CO₂ + 6H₂S →energia świetlna→ C₆H₁₂O₆ + 12S + 6H₂O

Fotosyntetyzujące bakterie bezsiarkowe redukują CO₂ przez utlenianie znajdujących się w środowisku alkoholi lub wodoru.

78.Bakteria Salmonella (charakterystyka: gram (+), gram (-), termo-, mezofilne)

Salmonella: G(-)to pałeczka chorobotwórcza dla ludzi i zwierząt typy ludzkie to: - Salmonella typhi, - Salmonella paratyphi. Typy odzwierzęce: - Salmonella emteritidis.
U ludzi można spotkać 2 typy chorób wywołanych przez pałeczki Salmonella, ostre choroby zakaźne, gorączkowe: dur brzuszny, zatrucia pokarmowe typu zakaźnego. Bardzo częstym zjawiskiem jest bezobjawowe nosicielstwo pałeczek Salmonella. Nosiciele są bardzo częstym źródłem zanieczyszczeń żywności. Pałeczki Salmonella spotyka się najczęściej w żywności pochodzenia zwierzęcego, tj. w mięsie, jajach, deserach, ciastkach z kremem, rozwój 5 - 45°C

79.Różnice fizjologiczne pomiędzy gram + gram -

Wrażliwość na…

Lizozym:

G+ ściana ulega rozpuszczeniu, pozostają protoplasty(kuliste komórki pozbawione całkowicie ściany komórkowej)

G- ściana odporna na działanie lizozymu, w obecności lizozymu i czynnika chelatującego tworzą się sferoplasty (mają resztki ściany komórkowej)

Penicylina, detergenty, barwniki anilinowe:

G+ duża

G- mała

Fotodynamiczne działanie barwników:

G+ eozyna, błękit metylenowy

G- safranina

Zawartość poliamin:

G+ mała

G- duża

Zapas wolnych aminokwasów:

G+ duży

G- mały

80.Oddziaływanie na bakterie ciśnienia osmotycznego mechanicznego i hydrostatycznego.

CIŚNIENIE OSMOTYCZNE

Bakterie są mało wrażliwe na zmiany wartości osmotycznej podłoża. Nie oznacza to jednak, że wzrost i czynności fizjologiczne są niezależne od tego czynnika. Wprost przeciwnie, większość bakterii może rosnąć tylko przy określonym ciśnieniu osmotycznym i po przekroczeniu pewnej granicy funkcje ich zostają zahamowane. Tylko nieliczne bakterie glebowe, słodkowodne i pasożytnicze mogą żyć w środowisku zawierającym kilka procent NaCl lub większe stężenie cukru. Zdolne są do tego raczej nieliczne formy, jak np. bakterie mlekowe (Lactobacillus i wiele gatunków Streptococcus) oraz wspomniane już bakterie osmofilne. Te ostatnie, żyjące w solankach, zwykle nie znoszą obniżenia stężenia soli. Również liczne bakterie morskie wymagają dodatku soli do zwykłego podłoża odżywczego. 
 CIŚNIENIE MECHANICZNE

 Bakterie są niewrażliwe na znaczne nawet podwyższenie ciśnienia mechanicznego. Escherichia coli, Salmonella typhii, niektóre ziarniaki nie giną poddane ciśnieniu nawet 5 000 atmosfer. Przetrwalniki są jeszcze mniej wrażliwe na podwyższone ciśnienie. Na przykład endospory Bacillus subtilis nie tracą zdolności kiełkowania po zadziałaniu na nie ciśnieniem 20 000 atmosfer przez okres 45 minut. Próby wykonywane na preparatach enzymatycznych wykazały, że enzymy są jeszcze mniej wrażliwe na ciśnienie mechaniczne niż komórki bakterii. Na przykład diastaza nie ulega inaktywacji przy ciśnieniu 13 000 atmosfer, trypsyna zaś zachowuje aktywność jeszcze pod działaniem 17 000 atmosfer. Toksyny bakteryjne (tężcowa i błonicza) są zupełnie unieczynniane dopiero przy ciśnieniu ponad 12 000 atmosfer. Niewiele można dziś powiedzieć o mechanizmie uszkadzającego działania wysokich ciśnień na bakterie. Wiąże się ono ze zmianami natury chemicznej i fizycznej (np. zmniejszenie objętości, zmiany w szybkości zachodzenia reakcji chemicznych itd.).  Wzrost większości bakterii ustaje jednak zwykle przy ciśnieniu większym niż 600 atmosfer. Oporniejsze na działanie ciśnienia są bakterie morskie. Niektóre z nich rosną lepiej przy ciśnieniu 600 atmosfer niż w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego. Bakterie takie nazywa się barofilnymi. 

81.Składniki grzybów

Komórki grzybów są eukariotyczne; zawierają jądro komórkowe, mitochondria, struktury Golgiego, E.R., centriole i inne typowe organella, nie zawierają natomiast plastydów i typowo roślinnych materiałów zapasowych, np. skrobi. W ścianach komórkowych u zdecydowanej większości odkłada się chityna - aminocukier, a materiałem zapasowym jest glikogen oraz rzadziej tłuszcz, wszystkie wymienione związki są  charakterystycznymi produktami zwierząt. Komórki grzybów nigdy nie zawierają chlorofilu, ale wiele gatunków wytwarza inne, nieczynne fotosyntetycznie barwniki nadające plesze zabarwienie. Wśród grzybów spotyka się różne formy:

• Formy jednokomórkowe - u grzybów niższych występują w postaci nagich komórek, pozbawionych ścian komórkowych, np. forma pełzaka lub wiciowca. W innych grupach występują jednokomórkowe formy kokoidalne, nieruchome, otoczone grubą, chitynową ścianą, np. drożdże.

• Formy nitkowate (strzępkowe) - komórki większości grzybów są wydłużone, nitkowate, nazywane strzępkami. Plechy strzępkowe mogą być wielokomórkowe lub wielojądrowe, najczęściej silnie rozgałęzione, otoczone grubą ścianą komórkową. Zespół licznych nitkowatych strzępek nosi nazwę grzybni. U grzybów niższych strzępka jest komórczakiem, tzn. jej wnętrze nie jest podzielone poprzecznymi ścianami, a plazma komórkowa jest wielojądrowa. Grzyby wyższe: workowce i podstawczaki mają strzępki wielokomórkowe, a jądra w strzępkach poprzedzielane są poprzecznymi ścianami. Strzępki rosną szczytowo, rozrastając się zarówno w podłożu, jak i na powierzchni. Grzybnia, rosnąc w podłożu, we wszystkich kierunkach tworzy ogromne powierzchnie chłonne, pobiera wodę i organiczne składniki pokarmowe.

• Plechy plektenchymatyczne - to plechy w określonym stadium rozwojowym grzyba, charakteryzujące się zwartą budową i ściśle dla danego gatunku określoną formą. Formy plektenchymatyczne to: owocniki, ryzomorfy, sklerocja, podkładki; w wymienionych formach gęsto splecione strzępki tworzą nibytkankę zwaną plektenchymą. Owocniki podstawczaków i workowców różnicują się na trzonek i kapelusz, niektóre mogą wydzielać sok mleczny i tworzyć rury mleczne, np. rydze. W owocnikach tworzy się część zarodniotwórcza tzw. hymenofor lub hymenium. Podkładki - twory służące do rozmnażania wegetatywnego; ryzomorfy to grube, ciemno zabarwione sznury u opieńki miodowej, służą do szybkiego wzrastania i rozprzestrzeniania się grzyba. Sklerocja przechowują substancje zapasowe i pełnią funkcje przetrwalników.

82.Rybosomy

Rybosomy - organelle służące do produkcji białek w ramach translacji. Są zbudowane z rRNA i białek. Katalityczna aktywność rybosomu związana jest właśnie z zawartym w nim rRNA, natomiast białka budują strukturę rybosomu i działają jako kofaktory zwiększające wydajność translacji. Rybosomy występują u wszystkich organizmów żywych, zarówno u prokariotów (bakterie, archeony) jak i eukariotów (pierwotniaki, rośliny, zwierzęta), a także we wnętrzu organelli półautonomicznych - chloroplastów i mitochondriów. Rybosomy prokariotów i organelli półautonomicznych są mniejsze i wrażliwsze na inne toksyny niż ich eukariotyczne odpowiedniki. Te różnice są wykorzystywane przez niektóre antybiotyki. Rybosomy są bardzo małe i widoczne tylko pod mikroskopem elektronowym. Pojedynczy rybosom składa się z 2 podjednostek i z wyglądu przypomina mały spłaszczony grzybek. Zespół rybosomów połączonych nicią matrycową (mRNA) stanowi polirybosom zwany inaczej polisomem.

83.Mikroflora epifityczna

Mikroorganizmy występujące na nadziemnych częściach roślin, co daje roślinie odporność na niektóre patogeny

84.Mikrobiologiczny rozkład kwasów nukleinowych

Nukleazy

85.Oddychanie jako proces oksydoredukcyjny

W przypadku oddychania tlenowego na wskutek utleniania biologicznego z utlenionego substratu za pośrednictwem enzymu dehydrogenazy. Przy reakcjach utlenienia substancji organicznych najczęściej dochodzi do oderwania dwóch atomów wodoru od utlenianego związku, co nosi nazwę reakcji odwodorowania. Poszczególne procesy utleniania są tylko składowymi ogólnie pojętej reakcji oksydoredukcyjnej. Przy utlenienie jednego związku zachodzi jednocześnie redukcja innego, gdyż oderwane od utlenianego związku elektrony są przyłączane do związku podlegającego redukcji. Wielkością określającą zdolność do przyjmowania i oddawania elektronów jest potencjał oksydoredukcyjny. Związek oddający elektrony jest określany jako reduktor, a związek przyjmujący elektrony jest utleniaczem. Jak wcześniej wspomniano enzymem katalizującym oderwanie dwóch elektronów i dwóch protonów wodorowych jest dehydrogenaza, odznaczająca się wysokim stopniem specyficzności, dzięki czemu katalizuje reakcje utlenienia tylko specyficznego dla niej substratu. Oderwane elektrony są przenoszone za pośrednictwem odpowiednich związków określanych przenośnikami elektronowymi na atom tlenu, ulegający w ten sposób redukcji i w postaci cząsteczki wydzielany jest do atmosfery.

86.Oddychanie redukcyjne.
- ostateczny akceptor el. - związek nieorg.
- donor el. - związek nieorg.
- długi łańcuch oddechowy, obecny układ cytochromów, brak oksydazy cytochromowej
-proces oksydoredukcyjny
- prowadzi do przekształcenia zw. nieorg. w zw. org.
te zw. nieorg. to np. wodór, siarka, siarkowodór, tiosiarczan
a zw. org. to być może-nie jestem pewna-np. jabłczan czy bursztynian
glikoliza rzeczywiście zachodzi zawsze, z resztą procesów jest jak widać różnie

87.Budowa chemiczna bakterii.
Bakterie zawierają 73-85% wody. Występują (oprócz podstawowych) witaminy: tiamina, ryboflawina, kwas nikotynowy, biotyna, wit. B12. Sucha masa stanowi 14-27%: węgiel 50-64%, azot 6,8-12,2%, popiół 1,3-13,8%, białka 42-63%, wielocukry 10%, lipidy ok. 10%.
Niektóre gatunki zawierają barwniki o różnym składzie chemicznym. W białkach bakterii występuje ok. 20 L-aminokwasów, ale w niektórych peptydach są też D-aminokwasy.
W popiele są: fosfor, potas, magnez, sód, siarka, wapń, żelazo, cynk, kobalt, mangan, molibden. Punkt izoelektryczny pH - 4,8.

88.Replikacja DNA

Replikacja DNA to proces, w którym podwójna nić DNA ulega skopiowaniu. Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa. Nie licząc niewielkiego prawdopodobieństwa (ok. 1 błąd na 10⁹ nukleotydów, dla porównania błąd transkrypcji - 1 na 10⁴) wystąpienia błędu obie cząsteczki DNA będą identyczne.Substratami tego procesu są:

• matryca DNA;

• trifosforany deoksyrybonukleotydów (dNTP);

• ATP - energia dla helikaz.

W procesie tym stwierdzono wiele aktywności enzymatycznych (udział enzymów) tj.:

• helikazy - rozrywają wiązania wodorowe między nićmi matrycowego DNA, rozkręcając helisę i umożliwiając rozpoczęcie procesu;

• prymaza - syntetyzuje starter;

• polimerazy DNA - polimeryzuje zgodnie z zasadą komplementarności fosforany deoksyrybonukleotydów;

• egzonukleaza - usuwa startery RNA z nici;

• ligaza DNA - uzupełnia brakujące wiązania fosfodiestrowe w szkielecie nowo-zsyntezowanej nici DNA;

• różne enzymy pomocnicze.

Zasady replikacji są podobne u wszystkich organizmów, przy czym największe różnice występują między bakteriami z jednej strony, a archeowcami i eukariontami z drugiej.

U bakterii replikacja zaczyna się w ustalonym miejscu i postępuje bardzo szybko, z prędkością rzędu 1000 nukleotydów na sekundę. U eukariotów replikacja jest o wiele wolniejsza, ok. 50 nukleotydów na sekundę, jednak zachodzi równocześnie w wielu miejscach. Polimeraza DNA działa jedynie w kierunku od końca 3' do końca 5' (czyli syntetyzuje nową nić w kierunku od 5' do 3'). Z tego powodu jedna z nici jest syntezowana w sposób ciągły, druga (ta, którą chcielibyśmy zsyntezować w przeciwną stronę) fragmentami (tzw. fragmenty Okazaki).

89.Mechanizm wiązania azotu cząsteczkowego

Bakterie, które wiążą azot cząsteczkowy zwane są diazotrofami. Wyróżnia się wśród nich wolno żyjące organizmy oraz zdolne do wiązania azotu w symbiozie z roślinami.
Wiązanie azotu cząsteczkowego (N2) polega na aktywacji N2, a następnie redukcji do NH3, który jest przekształcany do organicznej formy azotu. Aktywacja N2 wymaga zużycia dużej ilości energii - jedna cząsteczka N2 (1 para elektronów) wymaga 4 cząsteczek ATP.
Mikroorganizmy zdolne do wiązania azotu pozostające w symbiozie z roślinami i występujące jako endosymbionty w brodawkach korzeniowych (rzadziej łodygowych):
Rhizobium, Sinorhizobium i Mesorhizobium (symbioza z roślinami motylkowymi), Bradyrhizobium (symbioza z ryżem i soją), Frankia - promieniowce (symbioza z korzeniami niektórych drzew), Anabaena - sinica (symbioza z mchami właściwymi i niektórymi paprociami), Nostoc - sinica (symbioza z roślinami z rodzaju gunera). Największe znaczenie mają bakterie z rodzaju Rhizobium oraz Mesorhizobium i Sinorhizobium .
Mikroorganizmy wolno żyjące w glebie, zdolne do wiązania azotu atmosferycznego:
Tlenowe bakterie z rodzajów Azotobacter, Beijerinckia, Azomonas, Achromobacter, Derxia, Arthrobacter, Pseudomonas.
Beztlenowe bakterie z rodzaju Clostridium.
Bakterie fotosyntetyzujące- Chromatium, Allochromatium, Chlorobium.
Sinice - Nostoc i Anabaena.
Dużą część wolnego azotu wiążą mikroorganizmy ( bakterie, glony ), wprowadzając do gleby przyswajalne azotany w ilości ok.25 kg/ha/rok oraz symbiotyczne bakterie brodawkowe, które mogą dostarczyć aż 150-400 kg azotu przyswajalnego na 1 ha w ciągu roku. Dlatego urodzajność pól uprawnych podwyższa się przez wprowadzenie do zmianowania roślin motylkowych.

90.Czynniki ściany komórkowej

OSŁONY KOMÓRKI.
Ciało wszystkich bakterii jest osłonięte błoną komórkową. Komórki bakterii, poza Mycoplasmatales, są otoczone, leżącą na zewnątrz od błony, sztywną ścianą komórkowa. U większości bakterii gramujemnych na zewnątrz ściany komórkowej leży tak zwana błona zewnętrzna. Ściana komórkowa, a u wielu halofilnych halofilnych termofilnych archebakterii zastępująca ją warstwa S, utrzymują kształt komórki i chronią ją przed skutkami zmian wartości osmotycznej środowiska i działaniem detergentów. Ścianie komórkowej zawdzięczają też komórki możliwość utrzymania wysokiego ciśnienia wewnątrzkomórkowego (turgoru). Ciśnienie wewnątrz komórki sięga 3-5 atmosfer u bakterii gramujemnych, do nawet 30 atmosfer u bakterii gramdodatnich, a jeszcze wyższych wartości w endosporach. ŚCIANA KOMÓRKOWA.
Jest to sztywna, choć elastyczna struktura, u bakterii gramujemnych dość cienka (2-10 mn), u gramdodatnich - znacznie grubsza (15-50 nm), tworząca jakby woreczek zamykający cytoplast. Podstawowym jej składnikiem jest mureina (peptydoglikan). Jest to polimer kwasu N-acetylomuraminowego i N-acetyloglukozoaminy połączonych wiązaniami beta-1,4 w łańcuchy kilkudziesięcioczłonowe. Do reszt kwasu muraminowego dołączone są krótkie peptydy, wiążące ze sobą łańcuchy wielocukrowi, jakby poprzecznymi mostkami. Dzięki temu powstaje rodzaj ciągłej sieci zbudowanej z mniej więcej równolegle ułożonych polimerów wielocukrowych. Boczne peptydy są zawsze krótkimi, liczącymi kilka aminokwasów łańcuchami , ale ich skład bywa różny u różnych bakterii. Z reguły zawiera jednak oprócz L- także D-enancjomery aminokwasów. Ściana komórkowa jest budowana Inaczej u bakterii garamujemnych, inaczej u gramdodatnich. Konsekwencją odmiennej budowy osłon komórkowych jest zasadnicza odmienność fizjologicznych właściwości obu tych grup bakteryjnych. Ściana komórkowa bakterii gramdodatnich jest dość gruba. U większości form mureina jest u nich połączona z innymi polimerami wielocukrowymi - z kwasami tejchojowymi stanowiącymi ponad 50% suchej masy ściany. Niektóre bakterie wytwarzają kwasy tejchuronowe , w których cukry są w postaci kwasowych pochodnych - kwasów uronowych. Kwasy tejchuronowe są czasami syntezowane zamiast tejchojowych w warunkach głodu fosforanowego. Kwasy te poza funkcjami wzmacniania ściany, mają zdolność wychwytywania i przechowywania dwuwartościowych kationów metali.
Ścianę komórkową bakterii gramdodatnich można usunąć, nie naruszając samej komórki, przez działanie specjalnym enzymem, rozrywającym wiązania w mureinie. Jeden z takich enzymów, zwany lizozymem, znajduje się w wielu płynach ustrojowych, np. we łzach, oraz jest wytwarzany przez bakteriofagi. Komórka po usunięciu ściany przyjmuje postać kulistą i jest zwana protoplastem. Brak ściany komórkowej powoduje, że jest on bardzo wrażliwy na wartość osmotyczną ośrodka, w jakim się znajduje. U bakterii gramujemnych sieć mureiny jest jednowarstwowa i stanowi mniej niż 10% suchej masy ściany komórkowej. Oprócz części szkieletowej, w skład ściany wchodzi błona zewnętrzna. Z zewnątrz mureina bakterii gramujemnych jest okryta odrębną błoną, tzw. błoną zewnętrzną. Zbudowana jest ona z białek, fosfolipidu (ok. 50% suchej masy błony) oraz lipopolisacharydu (LPS). Taka budowa sprawia, że jest ona słabo przepuszczalna dla detergentów, niektórych antybiotyków, barwników i lizozymu. Lipopolisacharyd jest strukturą kompleksową złożoną z najgłębiej leżącego lipidu A, tzw. części rdzeniowej oraz wielocukrowego łańcucha O-swoistego.
Bakterie gramujemne są odporne na działanie lizozymu i dopiero po dodaniu EDTA (związku chelatującego, wiążącego kationy metaliczne i naruszającego zatem strukturę błony zewnętrznej) można otrzymać twory podobne do protoplastów, lecz zawierające jeszcze resztki materiału budującego ścianę komórkową. Nazywamy je sferoplastami.

91.Mechanizm oczyszczania wód powierzchniowych.

Woda pitna pobierana z kranu pomimo tego, że jest do nas dostarczana z oczyszczalni ścieków wcale nie jest tak czysta jak nam się wydaje. Etapy przerabiania wody powierzchniowej na wodę pitną:

1. Sedymentacja - Woda prosto z rzeki wpływa do dużych stawów sedymentacyjnych, przez które bardzo wolno przepływa, dzięki czemu większość nierozpuszczonych części jak muł, iły, piasek itp., przy pomocy siły grawitacji osiada na dnie tych stawów. W tym procesie wytrąca się do 70% sedymentów, co sprawia że woda staje się bardziej klarowna niż wcześniej.

2. Koagulacja - (żelowanie) Małe i lekkie części, które nie opadły na dno stawów sedymentacyjnych zostaną wytrącone z wody w inny sposób. Takim sposobem jest siarczan żelazowo-aluminiowy, który zlepia pływające w wodzie zawiesiny tworząc charakterystyczne kłaczki, galaretki, które opadną na dno stawów koagulacyjnych, albo zostaną zatrzymane w kolejnym procesie. Surowa woda po koagulacji ma już lepszy wygląd, ale nie jest całkowicie klarowna. 

3. Filtry mechaniczne - W ogromnych filtrach wypełnionych piaskiem i żwirem następuje dokładniejsze oddzielenie od wody sedymentów oraz kłaczków pokoagulacyjnych. Tak oczyszczona woda ma klarowny wygląd, ale nasuwa się pytanie czy jest ona zdrowa i bezpieczna? A co stało się ze związkami chemicznymi rozpuszczonymi w wodzie, gdzie cała “chemia” ze ścieków komunalnych, przemysłowych, rolniczych, itd.? Otóż wszystkie te związki przeszły przez każdy etap, a dodatkowo nawet dodano siarczan żelazowo-aluminiowy. Niestety każdy z etapów służył tylko temu, aby usunąć z wody części nierozpuszczalne, które czyniły ją mętną. 

4. Dezynfekcja - Bakterie i wirusy nie zostały wyeliminowane w poprzednich procesach. Dlatego mamy ostatni etap uzdatniania wody, który hamuje dalszy rozwój bakterii i grzybów. W procesie dezynfekcji stosowany jest CHLOR, który od ok. 100 lat zatrzymuje szerzenie się epidemii powodowanych wirusami i bakteriami. Niestety chlorowanie wody ma swoje negatywne strony. 

92.Udział bakterii autotroficznych w wiązaniu NH₂, azotu cząsteczkowego

Wyjątkową zdolność do wykorzystywania azotu cząsteczkowego, czyli tzw. wiązania azotu atmosferycznego mają liczne bakterie. Azot w związkach organicznych występuje jako grupa aminowa (-NH2) lub iminowa (=NH), a więc w formie zredukowanej. Pobieranie azotu jako pokarmu musi więc być połączone z jego redukcją, przy czym konieczne jest wydatkowanie energii. Układ enzymatyczny zdolny do aktywacji i redukcji azotu do NH3, zwany nitrogenazą, jest złożony z dwóch białek żelazo-siarkowych- nitrogenazy i reduktazy nitrogenazowej. Właściwa nitrogenaza w obecności dawców elektronów (i protonów) redukuje N2 do NH3, a centrum katalityczne tej reakcj stanowi koenzym żelazo-molibdenowy. Stąd właściwa nitrogenaza zwana jest też białkiem żelazo-molibdenowym. Nitrogenaza może też redukować acetylen (C2H2), cyjanki, izocyjanki, N2O. Nitrogenaza jest hamowana przez tlen. W bakteriach tlenowych enzymy te, w postaci specjalnych cząstek, są wiązane z błonami, co zmniejsza ich wrażliwość na tlen. Wiązanie azotu cząsteczkowego jest procesem wymagającym dużo energii. Na 1 mol wiązanego N2 bakterie potrzebują co najmniej 16 moli ATP. Dla większości bakterii glebowych i wodnych odpowiednim źródłem pokarmu azotowego są jednak sole mineralne. Więcej bakterii może wykorzystywać sole amonowe niż azotany, co jest o tyle zrozumiałe, że azot z azotanów, przed wbudowaniem w związki organiczne, musi ulec redukcji do jonu amonowego. Liczne bakterie (jak i rośliny) rozporządzają enzymami przeprowadzającymi reakcje anaboliczne redukcji azotanów. Wiele potrafi też wykorzystywać aminokwasy jako źródło azotu. Wiele bakterii (auksotrofów), przeważnie pasożytniczych lub bytujących w środowiskach bogatych w substancje organiczne, zatraciło jednak zdolność syntezy jednego lub kilku aminokwasów. Pewne bakterie nie potrafią też budować heterocyklicznych pierścieni zasad organicznych i dla nich zasady te będą niezbędnymi składnikami pokarmu.

93.Bakterie nitryfikacyjne

Bakterie nitryfikacyjne - bakterie aerobowe (tlenowce), które utleniają amoniak (zawarty np. w wodzie deszczowej, kurzu, sadzy, ekskrementach ptaków) do kwasów azotowego(III) i azotowego (V). Biorą one m.in. udział w procesie niszczenia partii przypowierzchniowych kamieni zabytkowych. Powstałe na skutek utlenienia kwasy rozkładają węglan wapnia obecny w kamieniach zabytkowych, a z dwutlenku węgla bakterie wykorzystują węgiel do budowy węglowodanów i szkieletu białkowego w komórkach (obecność węglanów i innych związków mineralnych wpływa dodatnio na szybkość procesu nitryfikacji).

94.Oddychanie żelazowe i węglanowe

Oddychanie węglanami i CO₂ Metanogeny (grupa archeanów) posiadają zdolność do przenoszenia elektronów na CO₂. W kolejnych reakcjach CO₂ przekształcany jest do z wykorzystaniem specyficznych koenzymów i białek zawierających flawinę do metanu, przy czym elektrony do łańcucha dostarczane są przez wodór - H₂. Z węglanów jako akceptora elektronów potrafią korzystać bakterie acetogenne redukujące węglan do kwasu octowego.

Oddychanie żelazowe

Stosunkowo nieliczne bakterie zdolne są do redukcji Fe³⁺ lub Mn⁴⁺. Bakterią, która oddycha w ten sposób, jest Shewanella putrefaciens, utleniająca octan lub mleczan przeprowadzając następującą reakcję:

CH₃COO^- + 8Fe³⁺ + 4H₂O → 2HCO₃^- + 8Fe²⁺ + 9H⁺

Energia uwalniana podczas redukcji azotanów, siarczanów i innych związków umożliwia przenoszenie protonów przez błonę komórkową bakterii. Powstały gradient protonowy służy następnie do syntezy ATP w procesie fosforylacji oksydacyjnej. Ilość energii zgromadzona w postaci gradientu protonowego jest różna dla poszczególnych redukowanych związków, tym samym ilość wytworzonego ATP zależy także od redukowanego w oddychaniu beztlenowym związku. Najwięcej energii uzyskiwane jest podczas redukcji azotanów, jednak zawsze jest ona mniejsza niż przy przenoszeniu elektronów na tlen.

95.Czynniki denaturujące białka

Denaturacja białka, to inaczej przeprowadzenie tzw. formy zolu w żel. Wiąże się to ze zmianą struktury białka. Właściwości biologiczne białek zależą nie tylko od ich budowy I-rzędowej, ale również od przyjęcia przestrzennej formy peptydu (oczywiście w przypadku proteidów mamy do czynienia z przyłączonymi do łańcucha cząsteczkami cukrów, tłuszczów, i innych, które też wpływają na właściwości białka). O tym przestrzennym uformowaniu łańcucha, jak też połączeniach z innymi cząsteczkami mówią nam właśnie pozostałe typy struktury białka (struktura II-, III-, i IV-rzędowa). Do takich czynników denaturujących należą m.in.:
- wysoka temperatura;
- sole metali ciężkich (denaturacja nieodwracalna);
- stężone kwasy i zasady (mogą powodować hydrolizę; jest to denaturacja nieodwracalna);
- chlorek sodu (czyli sól kuchenna), alkohol etylowy (denaturują białka, ale to proces odwracalny w obecności wody).

96.Mutualistyczne oddziaływanie bakterii na inne organizmy

Mutualizm - jedna z interakcji protekcjonistycznych między populacjami, charakteryzująca się obopólnymi korzyściami (symbioza) o takim stopniu, który praktycznie wzajemnie uzależnia istnienie obu populacji.

• przeżuwacze i ich bakterie jelitowe,

• mikoryza - współpraca roślin naczyniowych z grzybami,

• rośliny bobowate i bakterie asymilujące azot,

• storczyki i grzyby,

• termity i ich fauna jelitowa (wiciowce rozkładające celulozę).

Specyficzną odmianą mutualizmu jest helotyzm, występujący np. u porostów.

97. Wpływ środowiska na drobnoustroje

Jak bakterie odbierają sygnały sensoryczne i jak na nie reagują, Chemotaksja, Układ dwuskładnikowy - „two-component system”, Ogólne zahamowanie metabolizmu, Głód,

Czynniki denaturujące białka, Podwyższona temperatura, Uszkodzenie osłon komórkowych,

Uszkodzenie ściany komórkowej, Uszkodzenie błony cytoplazmatycznej, Swoiste zahamowanie syntezy białek i kwasów nukleinowych, Zależność rozwoju bakterii od warunków środowiskowych, Zmiany temperatury, Temperatury kardynalne, Bakterie psychrofilne, Bezwzględne psychrofile, Względne psychrofile, Bakterie mezofilne, Bakterie termofilne, Względne termofile, Bezwzględne termofile, Bakteriostatyczne i bakteriobójcze działanie temperatury, Działanie promieniowania, Promienie UV, Promienie jonizujące, Światło widzialne, Woda - wysuszenie, Ciśnienie osmotyczne, Ciśnienie hydrostatyczne (mechaniczne), Czynniki chemiczne, Stężenie jonów wodorowych, Tlen i stres tlenowy, Potencjał oksydoredukcyjny, Kationy i aniony mineralne

98.Mikroflora siana, zielonek i roślin okopowych

99.Charakterystyka wirusów

Stanowią pomost między organiczną materią nieożywioną a organizmami żywymi. Są to zakaźne, potencjalnie patogenne nukleoproteidy, atakujące komórki roślinne, zwierzęce i bakteryjne, zawierające jeden z dwóch kwasów nukleinowych DNA lub RNA. Nie mają budowy komórkowej i samodzielnej przemiany materii, wykazują zdolność do namnażania (powielania się) tylko w komórkach, do których wniknęły. - Biologowie uznający wirusy za istoty żywe zaliczają je do organizmów bezkomórkowych. Wirusy stanowią bez sprzecznie najprostsze formy acelularne. Cząsteczkę wirusa nazywamy wirionem. Składa się on z dwóch elementów: genomu - centralnie położonego materiału genetycznego oraz kapsydu - białkowej otoczki umożliwiającej przenikanie z komórki do komórki żywiciela. Materiał genetyczny wirusa to zawsze jeden z dwóch rodzajów kwasów nukleinowych: RNA lub DNA, wirusy roślinne zawierają zawsze RNA, zwierzęce - RNA lub DNA, wirusy bakteryjne, tzw. bakteriofagi - DNA. Płaszcz białkowy - kapsyd - składa się z regularnych podjednostek zwanych kapsomerami; osłonka ta ma różny stopień skomplikowania budowy i różne kształty. Na powierzchni niektórych wirusów występuje dodatkowa osłonka składająca się z lipidów, węglowodanów i białek. Mają formy bryłowe, pałeczkowate, bryłowospiralne. Wirusy zwierzęce mają kształty: sferyczny, dwudziestościanu; rzadko są cylindryczne lub cegiełkowate. Nie posiadają organelli komórkowych, dlatego nie wykazują czynności życiowych i związanych z nimi przemian metabolicznych. Wirusy nie rozmnażają się, lecz są reprodukowane przez aparat biosyntetyczny i enzymatyczny komórki gospodarza. Z tego powodu niemożliwa jest hodowla wirusa na pożywkach w kulturach bezkomórkowych, a jedynie w hodowlach tkankowych. Bakteriofag, inaczej fag, po wtargnięciu do komórki bakteryjnej w ciągu kilku minut przekształca i przestawia jej metabolizm w ten sposób, że komórka zaczyna produkować substancje służące do reprodukcji cząstek faga (materiał genetyczny i białka kapsydu). Wirusy są w stanie przeżyć śmierć komórki, na której pasożytują. Mogą ulegać mutacjom i przenosić się na gospodarzy należących do różnych gatunków, a nawet typów, mają więc większą niezależność niż jakakolwiek organella w komórce. Mają zdolność niezależnego ewoluowania, tak więc z ewolucyjnego punktu widzenia biolodzy uważają je za niezależne formy życia. Wirusy danego typu porażają zwykle tylko specyficzne dla nich części organizmu, mogą się bowiem namnażać wyłącznie w określonych komórkach. Zakażenie komórki przez jeden wirus przeciwdziała jej następnemu zainfekowaniu przez inne wirusy. Zakażona komórka wytwarza substancję zwaną interferonem, która warunkuje jej odporność na infekcje. Infekcja wirusowa przebiega w następujących etapach: faza adsorpcji, faza wiropeksji = penetracji, faza eklipsy = utajenia, faza dojrzewania = składania oraz faza uwalniania = elucji.

Wirusy zawierające RNA, a nie DNA, na początku swojego polirybonukleotydu posiadają informację o budowie enzymu odwrotnej transkryptazy, w obecności którego wirusowy RNA służy jako matryca do syntezy cząsteczki DNA, która następnie wykorzystana zostaje do powielenia cząstek wirusowego RNA,

100.Zanieczyszczenia wirusami i bakteriami wody pitnej

Bakterie występujące w wodzie można podzielić na trzy grupy w zależności od ich pochodzenia: właściwe (typowe) bakterie  wodne, bakterie glebowe oraz bakterie pochodzenia ściekowego. Do wody dostają się także chorobotwórcze bakterie, wirusy, cysty/oocysty pasożytniczych pierwotniaków jelitowych i jaja robaków pasożytniczych. Okres przeżywania bakterii i wirusów w wodzie zależy od temperatury i jakości wody. W mule dennym rozwija się beztlenowa mikroflora gnilna, beztlenowce celulolityczne i liczne chemoautotrofy beztlenowe. Stan mikrobiologiczny wody odgrywa niezwykle ważną rolę w gospodarstwach domowych i przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Pojawienie się drobnoustrojów w wodach przeznaczonych do picia stwarza niebezpieczeństwo rozszerzania się chorób zakaźnych i ma znaczenie w procesach uzdatniania wody. Dezynfekcja  wody do picia to grupa procesów mających na celu wyeliminowania drobnoustrojów. Bakterie typowe są na ogół nieszkodliwe dla zdrowia ludzkiego. Jednak Pseudomonas powodują psucie się pokarmów przygotowanych na bazie wody, która je zawiera w znacznej ilości. Szczepy Pseudomonas aeruginosa występujące w wodzie pitnej mogą być  przyczyną zaburzeń jelitowych. Bakterie glebowe występują w wodzie w postaci bakterii nitryfikacyjnych, których obecność wykrywamy poprzez hodowlę na  specjalnych (selekcyjnych) podłożach. One także są nieszkodliwe dla zdrowia człowieka.  Streptomyces powodują jedynie ziemistą woń i smak wody. Bakterie ściekowe mają największe znaczenie sanitarno - higieniczne i epidemiologiczne. Choroby, których źródłem zakażenia jest woda to: dur brzuszny i dur rzekomy, salmonellozy, czerwonka bakteryjna i cholera oraz wirusowe:  żółtaczka zakaźna, Polio - choroba Heinego - Mediny. Te choroby są wywoływane przez skażoną wodę pitną. Zakażenie może nastąpić  przez skażenie wody u źródła lub w sieci wodociągowej.. Większość metod stosowanych współcześnie do wykrywania chorobotwórczych  mikroorganizmów w wodzie jest metodami jakościowymi i półilościowymi. Wyjątkiem jest stosowanie filtrów membranowych do bezpośredniego hodowania  na nich bakterii z zastosowaniem odpowiednich podłoży różnicująco - wybiórczych. W kale i ściekach gospodarczych występują drobnoustroje  chorobotwórcze i towarzyszące im drobnoustroje będące normalną florą bakteryjną  w jelitach ludzi i zwierząt.  Wskaźnikiem kałowego zanieczyszczenia wody jest grupa bakterii coli (w tym pałeczki okrężnicy) - ich pominięcie w rutynowym badaniu wody powoduje niewłaściwą ocenę jakości wody lub zaniżenie wyników. Wskaźnikami fekalnego zanieczyszczenia wody są:
- bakterie grupy coli - szczepy Escherichia coli, drobnoustroje rodzaju Enterobacter, Citrobacter i Klebsiella
- bakterie grupy coli typu fekalnego - szczepy Escherichia coli, nieliczne drobnoustroje rodzaju Enterobacter, Citrobacter i Klebsiella
- paciorkowce kałowe - Enterococcus i Streptococcus faecalis
- laseczki z rodzaju Clostridium, redukujące siarczyny - dotyczy badania wód  powierzchniowych. Obecność w badanej próbce wody bakterii grupy coli lub bakterii grupy coli typu kałowego dowodzi o stosunkowo świeżym zanieczyszczeniu wody: kałem, ściekami, glebą klub gnijącym materiałem roślinnym. Obecność bakterii grupy coli w ogólnym badaniu może wskazywać na obecność bakterii chorobotwórczych   (Wśród bakterii grupy coli są też bakterie chorobotwórcze np. Klebsiella pneumonii- może wywoływać zapalenie opon mózgowych i zapalenie płuc, Escherichia coli może  wywoływać stany zapalne w przewodach moczowych, Morganella morgani - stany zapalne w przewodach żółciowych, Shigella ssp.i  Salmonella typhi wywołują zakażenia jelitowe). Wykrycie w badanej próbce wody paciorkowców kałowych potwierdza występowanie w tej wodzie świeżych zanieczyszczeń kałem zwierzęcym, ludzkim lub ściekami z ferm hodowlanych. O starym, odległym w czasie skażeniu kałowym wody świadczy występowanie w badanej próbce wody bakterii (Clostridium) redukujących siarczyny. Są one dobrym wskaźnikiem prawidłowości w przeprowadzanych procesach uzdatniania wody: koagulacji, sedymentacji i filtracji. Powinny być one wyeliminowane już na tym etapie badania wody, gdyż są odporne na późniejszą dezynfekcję. Sanitarna analiza bakteriologiczna wody polega na:
- oznaczeniu ogólnej liczby bakterii (psychro- i mezofilnych) w 1 ml wody
- wykrywaniu bakterii grupy coli

101.Metabioza

metabioza, następstwo różnych grup drobnoustrojów na określonym podłożu; gromadzące się produkty metabolizmu jednej grupy hamują jej własny rozwój, a umożliwiają wzrost grupie następnej, korzystającej z tych produktów.

102.Zdefiniuj pojęcia: rodzaj, gatunek, serotyp

Rodzaj - obowiązkowa kategoria systematyczna, której nazwa wchodzi w skład nazwy gatunkowej i jest niezbędna do jednoznacznego jego określenia. Do rodzaju zaliczany jest gatunek lub monofiletyczna grupa gatunków (Wiley, 1981).

Nazwa rodzaju jest rzeczownikiem w mianowniku liczby pojedynczej, pochodzącym z greki, łaciny lub zlatynizowania z innego języka. Po nazwie podawane jest nazwisko autora i - oddzielona przecinkiem - data pierwszej publikacji, np. Cardinalis Bonaparte, 1838. Wyższą kategorią podstawową jest rodzina, niższą gatunek. Nazwę rodzajową łacińską piszemy zawsze wielką literą i krojem pisma odróżniającym ją od pozostałego tekstu, a identycznym z krojem epitetu gatunkowego, jeśli wchodzi w skład n Gatunek (łac. species) - zbiór osobników posiadających podobne cechy, przekazywane płodnemu potomstwu. Innymi słowy gatunek to jednostka biologiczna dysponująca wspólną pulą genową. Jest to także kategoria systematyczna wyższa niż podgatunek, a niższa niż rodzaj. Jest pojęciem szerszym niż populacja Suma genomów gatunku zwana pulą genową zawiera pewien zasób dostępnej gatunkowi informacji genetycznej, opisującej cechy organizmów, które do niego należą. Gatunek to pojęcie wieloznaczne, przy czym znaczenie tego terminu bardzo zależy od kontekstu, w jakim występuje. Serotyp - odmiana mikroorganizmu, którą można określić za pomocą reakcji serologicznych, czyli reakcji z użyciem przeciwciał lub dopełniacza. Różnice pomiędzy serotypami zależą od antygenów znajdujących się na powierzchni komórek drobnoustroju. Często są to białka o kluczowym znaczeniu dla patogenezy lub też substancje odpowiedzialne za mniejszą lub większą wrażliwość mikroorganizmu na czynniki odpornościowe. Dlatego określenie serotypu jest często ważne w przypadku badań laboratoryjnych służących wykryciu i identyfikacji patogenu.

103.Aparat fotosyntetyczny

Aparat fotosyntetyczny Prokariota (bakterii i sinic) oraz glonów Niektóre bakterie są autotrofami, ponieważ potrafią same wytwarzać związki organiczne na drodze foto- lub chemosyntezy. Chemoautotrofy wytwarzają związki organiczne z prostych związków nieorganicznych kosztem energii uzyskanej z utleniania substancji nieorganicznych, np. amoniaku, związków siarki, związków żelaza lub cząsteczkowego wodoru. Fotoautotrofy energię uzyskują ze światła. Istnieje pięć grup bakterii fotosyntetyzujących: sinice, zielone bakterie siarkowe, purpurowe bakterie siarkowe, zielone bakterie bezsiarkowe i purpurowe bakterie bezsiarkowe.

Fotosyntetyzujące prokariota nie posiadają odrębnych organelli komórkowych wyspecjalizowanych w przeprowadzaniu fotosyntezy, chociaż sam przebieg tego procesu jest bardzo podobny jak u roślin. Reakcje świetlne fotosyntezy zachodzą w systemie błon wewnętrznych, często powiązanych z plazmolemmą, które zawierają zestawy barwników uczestniczących w pochłanianiu kwantów energii świetlnej, natomiast faza ciemna fotosyntezy przebiega w cytoplazmie podstawowej komórki. Bakterie fotosyntetyzujące posiadają różnej wielkości i różnego kształtu struktury błoniaste położone w cytoplazmie komórki lub związane z plazmolemmą. Struktury te, ze względu na zawarte w nich barwniki asymilacyjne, określa się czasem jako chromatofory (u bakterii purpurowych i siarkowych) lub jako tylakoidy ( sinice), bakterie zielone mają natomiast chlorosomy - błoniaste struktury uformowane w rurki zawieszone w cytoplazmie komórki. Chlorofil bakteryjny (bakteriochlorofil a, b, c, d, lub e), specyficzny dla różnych gatunków bakterii ma inne widmo absorpcji w porównaniu z chlorofilem glonów czy roślin wyższych. Najsilniej absorbuje on światło w części widma bliskiej podczerwieni, co pozwala bakteriom przeprowadzać fotosyntezę w świetle czerwonym, które ludzkim oczom wydaje się bardzo przyćmione lub prawie czarne. Dodatkowymi barwnikami fotosyntetycznymi u bakterii są karotenoidy np. chlorobakten, spirylloksantyna. Oprócz innych barwników uczestniczących w absorpcji światła, fotosynteza u bakterii ( za wyjątkiem sinic) różni się od fotosyntezy roślin wyższych i glonów brakiem wydzielania tlenu, gdyż nie zachodzi tu fotoliza wody. Donorem wodoru są proste związki nieorganiczne (np. H₂S ), zaś fotoreduktorem jest NAD a nie NADP. U sinic występują pojedyncze tylakoidy mogące tworzyć najbardziej różnorodne układy. Układ tylakoidów jest zazwyczaj charakterystyczny dla gatunku. Sinice wykorzystują do fotosyntezy CO₂ i H₂O (fotoliza wody). Barwnikami fotosyntetycznymi są: chlorofil a ( występujący również u glonów i roślin wyższych) i karoten a ponadto charakterystyczne dla sinic: fikobilina, fikocyjanina, allofikocyjanina i fikoerytryna. Barwniki fikobilinowe, nadające sinicom zabarwienie, skupione są w fikobilisomach przytwierdzonych do zewnętrznej powierzchni tylakoidów. Fikobilisomy są to ziarnistości zbudowane z białek i barwników fikobilinowych, które uczestniczą w absorpcji kwantów świetlnych i przekazywaniu energii stanu wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu  fotoukładu II (PSII)

104.Biosorpcja. Sorpcja

Biosorpcja jest procesem wstępnym do rozkładu substratu. Na powierzchni komórki dochodzi do zjawiska wymiany składników na drodze dyfuzji. Część z nich przenika do wnętrza komórki, natomiast produkty przemiany materii i ektoenzymy przenikają w kierunku przeciwnym. W przypadku biosorpcji, związki chemiczne na powierzchni komórki zatrzymują się na dużo krótszy okres, niż przykładowo podczas adsorpcji. Warunkiem zajścia adsorpcji jest właśnie stała regeneracja powierzchni, która wymaga ciągłej wymiany pomiędzy wewnętrznym, a zewnętrznym środowiskiem komórki. Niekiedy dochodzi do gromadzenia się pewnych związków na powierzchni mikroorganizmów. Tymi związkami są tlenki oraz wodorotlenki żelaza, a także manganu. Zjawisko to nie zostało ostatecznie wyjaśnione. Sorpcja - pochłanianie jednej substancji - sorbatu, przez inną substancję - sorbent. adzą się one biernie. Zjawisko to również zaliczamy do biosorpcji.

105.Odżywianie bakterii fotosyntetyzujących

Bakterie samożywne są zdolne do wytworzenia substancji organicznych ze związków nieorganicznych. Stanowią one nieliczną grupę. Są to bakterie fotosyntetyzujące i chemosyntetyzujące . Bakterie fotosyntetyzujące zawierają chlorofil i podobnie jak rośliny zielone na drodze fotosyntezy wytwarzają związki organiczne.

106.Przenośniki elektronów w oddychaniu tlenowym

Poza węglowodanami organizmy w procesie oddychania mogą utleniać tłuszcze oraz białka, a po bardziej złożonych modyfikacjach także pozostałe związki organiczne.

U organizmów eukariotycznych cykl Krebsa, łańcuch oddechowy i fosforylacja oksydacyjna zachodzą w mitochondriach. Dla najczęściej używanego substratu, glukozy, reakcje oddychania komórkowego zachodzą w trzech etapach:

• Glikoliza, w której glukoza przekształcana jest do kwasu pirogronowego i powstają niewielkie ilości ATP oraz NADH.

• Cykl Krebsa określany także cyklem kwasu cytrynowego lub cyklem kwasów trikarboksylowych, w którym kwas pirogronowy po przekształceniu do acetylo-CoA w cyklu przemian przekształcany jest do CO₂ z wytworzeniem NADH, FADH₂ oraz GTP lub ATP.

• Oddychanie końcowe, czyli mitochondrialny łańcuch transportu elektronów i fosforylacja oksydacyjna. W tym etapie zredukowane nukleotydy NADH, FADH₂ są utleniane. W efekcie szeregu reakcji powstaje woda, a uwalniana energia zamieniana jest na ATP.

Pierwszy z wymienionych etapów jest charakterystyczny dla utleniania węglowodanów i zachodzi w cytozolu. Dwa pozostałe etapy zachodzą u organizmów eukariotycznych w wyspecjalizowanych organellach - mitochondriach. W komórkach prokariontów enzymy biorące udział we wszystkich etapach oddychania znajdują się w cytozolu i błonie komórkowej.

107.Donory wodoru w fotosyntezie bakteryjnej

Odłączanie z cząsteczki wody wodoru jako donora protonów i elektronów

108.Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza

Mikroorganizmy są wszędzie, nawet w tak niekorzystnym dla nich środowisku jak powietrze. Przedostają się do niego z gleby, wody, powierzchni roślin; za pośrednictwem zwierząt i ludzi. Drobnoustroje w powietrzu występują najczęściej w postaci bioareozoli. Oznacza to, że przyczepiają się do cząstek pyłów i kurzu lub zawieszone są w kropelkach cieczy. Żywe mikroorganizmy szybko giną w powietrzu. Z tego powodu większość z nich przystosowała

się, aby przetrwać ten niekorzystny dla nich okres. Tworzone są formy przetrwalne, np. endospory bakterii, konidia grzybów strzępkowych czy mikrocysty. Również drobnoustroje osłonięte warstwą śluzu lub wytwarzające barwniki mogą długo przeżyć

w powietrzu, gdyż zabezpiecza to je przed wysychaniem i szkodliwym działaniem promieni UV. Ilość i skład mikroflory powietrza są zmienne, ale zwykle dominują drobnoustroje saprofityczne. Są to głównie zarodniki grzybów pleśniowych (Aspergillus, Penicillium,

Cladosporium) oraz bakterie (najczęściej ziarniaki i gronkowce). Można również spotkać mikroorganizmy produkujące toksyny i związki lotne. W otoczeniu człowieka często spotyka się patogeny, szczególnie w pomieszczeniach o dużym zagęszczeniu ludzi i zwierząt.

Mikroorganizmy obecne w powietrzu mogą przyczynić się do rozwoju alergii oraz innych poważnych chorób, takich jak białaczka. Drobnoustroje mogą zanieczyszczać wodę, żywność, kosmetyki, leki, materiały opatrunkowe, co niesie ze sobą zagrożenie dla zdrowia

człowieka. Dlatego istotne jest badanie mikroflory powietrza w służbie zdrowia oraz zakładach produkcyjnych przemysłu spożywczego, farmaceutycznego, kosmetycznego czy biotechnologicznego. Monitorowane powinny być również instalacje klimatyzacyjne oraz

wentylacyjne w biurach i hotelach. Z tych powodów ważne jest znalezienie metod, dzięki którym można będzie szybko i precyzyjnie badać mikroflorę powietrza. Aby oznaczyć poziom zanieczyszczeń należy przede wszystkim określić ilość i rodzaj mikroorganizmów.

Zaleca się również zbadanie poziomu i rodzaju wytwarzanych związków lotnych oraz oznaczenie toksyczności ogólnej. Pierwszym i bardzo istotnym etapem mikrobiologicznej analizy jest pobranie prób powietrza. Próby są najczęściej pobierane metodą sedymentacyjną, zderzeniową oraz filtracyjną.

109.Systematyka bakterii glebowych według Winogradskiego.

Winogradski podzielił bakterie glebowe na dwie grupy:
-bakterie autochtoniczne, występujące w mniej więcej stałej liczbie dla danego typu gleby,
-bakterie zymogenne, rozwijające się w glebie tylko okresowo, a dostające się tam ze szczątkami zwierząt, resztkami roślin, wydalinami i ściekami; giną one po zakończeniu rozkładu wprowadzonych do gleby substancji organicznych.
Ponadto w glebie mogą znajdować się drobnoustroje przypadkowe, które przebywają w niej tylko przez pewien czas, gdyż nie są przystosowane do bytowania w tym środowisku. Do takich drobnoustrojów należą bakterie chorobotwórcze, dostające się do gleby wraz z odchodami ludzi i zwierząt oraz chorymi tkankami roślin.

110.Fotosynteza bakterii

CIAŁKA CHROMATOFOROWE.
U bakterii fotosyntezujących obserwuje się w cytoplazmie tzw. ciałka chromatoforowe. Są to kuliste struktury o rozmiarach 50-100 nm, budowie lamelarnej (warstwowej), zawierające chlorofil, barwniki karotenoidowe, białka i lipidy. Są one znacznie prościej zbudowane niż chloroplasty. Nie powstają przez podział, jak plastydy, lecz wytwarzane są na nowo z błony cytoplazmatycznej przez jej wpuklanie. U sinic znajdujemy oddzielone od błony cytoplazmatycznej tylakoidy. Tak jak ciałka zieleni, są one centrami procesów fotosyntezy.

111.Systematyka bakterii glebowych

Bakterie brodawkowe - bakterie glebowe z rodzaju Rhizobium i Bradyrhizobium żyjące w symbiozie z roślinami motylkowatymi, które tworzą na swych korzeniach narośla, tzw. brodawki korzeniowe. Mikroflorę gleby dzieli się na autochtoniczną i zymogeniczną. Drobnoustroje autochtoniczne czerpią energię z rozkładu materii organicznej powodując jej mineralizację. Przedstawicielami tej grupy w glebie są najczęściej drobnoustroje, dla których źródło węgla i energii stanowią substancje humusowe, tj. związki powstałe z rozkładu i przetworzenia materii organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Przedstawicielami tej grupy są najczęściej tlenowe nieprzetrwalnikujące bakterie z rodzaju Arthrobacter oraz prątki z rodzaju Mycobacterium. Stałymi mieszkańcami gleby są także promieniowce z rodzaju Streptomyces i Nocardia oraz bakterie śluzowe (Myxobacteriales). Dla gleby, choć nie tylko dla niej, charakterystyczne są bakterie wiążące azot atmosferyczny, bakterie nitryfikacyjne. Pospolite są także tlenowe laseczki przetrwalnikujące z rodzaju Bacillus i beztlenowe z rodzaju Clostridium. Drobnoustroje zymogeniczne wprowadzane są do gleb okresowo. Pochodzą one z wprowadzanych do gleb ścieków, odpadów komunalnych i przemysłowych oraz z odpadów powstających w hodowli zwierząt (np. obornik i gnojówka), Są to organizmy o dużych wymaganiach odżywczych, których rozwój uzależniony jest od dopływu świeżej, łatwo przyswajalnej materii organicznej. Bakterie zymogeniczne bytujące w glebie to głównie gramujemne pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae oraz z rodzaju Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium. W glebie zanieczyszczonej odchodami czy szczątkami zwierząt i roślin mogą występować drobnoustroje chorobotwórcze (patogenne). Spośród bakterii szczególnie niebezpieczne dla człowieka są pałeczki duru brzusznego z rodzaju Salmonella i pałeczki czerwonki - Shigella., beztlenowe laseczki wywołujące tężec - Clostridium tetani, zgorzel gazową - Clostridium perfringens, zatrucia pokarmowe - Clostridium botulinum oraz tlenowe laseczki wąglika - Bacillus anthracis, a także prątki - Mycobacterium tuberculosis. Ponadto do bakterii chorobotwórczych występujących w glebie zalicza się niektóre promieniowce wywołujące tzw. promienicę. Grzyby są przyczyną zakażeń skóry i tkanek wewnętrznych, a organizmy zwierzęce jak pierwotniaki i robaki - chorób głównie przewodu pokarmowego. Szczególną uwagę należy zwrócić na możliwość występowania w glebie jaj robaków pasożytniczych np. glisty ludzkiej. Jej jaja przechodzą w glebie okres dojrzewania i wykazują dużą odporność na działanie czynników zewnętrznych. Podobnie jak endospory bakterii, zarodniki grzybów i cysty pierwotniaków, mogą przez długi okres czasu bytować w glebie i stanowić zagrożenie dla człowieka. 

112.Mikroflora zbóż, warzyw i owoców

Mikroflora surowców pochodzenia roślinnego- źródła zanieczyszczeń;
• Naturalną mikroflorę warzyw stanowią: - pałeczki G(-) mezofilne, - pałeczki psychrotrofowe, - laseczki tlenowe Bacillus, sacharolityczne, proteolityczne, - laseczki beztlenowe Clostridium, proteolityczne, sacharolityczne, - pleśnie, - drożdże
• Wady warzyw spowodowane przez drobnoustroje:
a) Marchew i warzywa korzeniowe: - czarna zgnilizna- pleśń z gatunku Altemaria. Choroba rozwija się podczas przechowywania, - zgnilizna twardzikowa- porażone miejsca pokryte są białą watowatą grzybnią, - szara pleśń, b) Pomidory- zgnilizna owoców, c) Papryka- szara pleśń, d) Ziemniak - zaraza ziemniaczana, -phytophora, - mokra zgnilizna- Fusarium, e) Ogórek - szara pleśń, f) Sałata - szara pleśń
• Mikroflora owoców: - na owocach oprócz drożdży i pleśni( Penicillium, Mucor, Rhizopus) występują bakterie z rodzaju Micrococcus i Bacillus oraz prawie zawsze pałeczki z grupy coli. Na owocach psujących się rozwijają się bakterie octowe oraz bakterie mlekowe. Mikroflora zbóż: - większość drobnoustrojów występujących na zbożach pochodzi z gleby. Ponadto ziarna zakażają się w czasie żniw, młócenia i transportu.. Mikroflora ziarna zbożowego obejmuje 2 grupy: a) epifityczna( naturalna)- pałeczki Pseudomonas, Erviiiia, pleśnie Altemaria, Geotrichum, CIadosporium. Drożdże Candida, b) wtórna alloftoniczna- pałeczki fermentacji mlekowej, laseczki tlenowe z rodź. Bacillus, grupy coli, ziarniaki Staphylococcus epidermidis, aureus, Streptococcus, Sarcina, pleśnie Aspergillus, Fusiarium, Alternaria Drobnoustroje na powierzchni zbóż mogą powodować zmiany np.- mogą prowadzić do samozagrzania się masy zbożowej, do obniżenia zdolności kiełkowania, zmiany aktywności enzymatycznej, wzrost aktywności proteolitycznej.

113.Fermentacja acetylo-butanolowa

Jest to odmiana masłowej fermentacji, przeprowadzana przez niektóre gatunki bakterii z rodzaju Clostridium (głównie chodzi tu o C. Butylicum i C. Acetobutylicum). To, co różni fermentację acetonowo-butanolową od masłowej to częściowa zmiana produktów końcowych - z kwasu masłowego na butanol i z kwasu octowego na aceton. Na początku oba typy fermentacji mają identyczny przebieg. W wyniku wytworzenia kwasów obniża się odczyn środowiska do 4,5 pH. Wtedy następuje zmiana przebiegu reakcji i w miejsce kwasów tworzą się związki o charakterze obojętnym, czyli aceton i butanol. Ten szczególny rodzaj fermentacji masłowej ma niewielkie zastosowanie przy produkcji butanolu i acetonu.

114.Biomasa, liczebność bakterii glebowych

Biomasa - masa materii zawarta w organizmach. Biomasa podawana jest w odniesieniu do powierzchni lub objętości. Wyróżnia się czasem fitomasę (biomasę roślin) oraz zoomasę (biomasę zwierząt), a także biomasę mikroorganizmów. Inny podział wyróżnia w ekosystemach biomasę producentów i biomasę konsumentów, które składają się na całkowitą biomasę biocenozy. Biomasa producentów tworzona jest w procesie fotosyntezy. Konsumenci i reducenci (destruenci) tworzą swoją biomasę kosztem biomasy producentów. Biomasa wyrażana jest w postaci świeżej masy (organizmów żywych lub naturalna masa organizmów żywych) oraz suchej masy (masa organizmów żywych po wysuszeniu lub odparowaniu wody). Biomasa wyrażana jest w jednostkach wagowych a także w przeliczeniu na węgiel organiczny lub w jednostkach energii. Pomiar biomasy pozwala obliczyć produkcję biologiczną poszczególnych jednostek organizacji biologicznej: osobnika, populacji, biocenozy, ekosystemu, biomu czy całej biosfery. Według niektórych szacunków całkowita biomasa biosfery wynosi ok. 18 400 000 ton suchej masy, z czego około 99% stanowi fitomasa lądów. Wyliczenia te nie uwzględniają biomasy bakterii zasiedlających skorupę ziemską.

Gleba jest środowiskiem bardzo złożonym, na które składają się takie czynniki jak związki mineralne oraz organiczne a także różne organizmy żywe, wszystko to nie jest rozmieszczone zbyt równomiernie, także występują obszary bogatsze i uboższe w pewne substancje. Taka skupiskowo - warstwowa budowa ma swoje odbicie oczywiście w rozmieszczeniu bakterii ją zamieszkujących. Wpływ na rozmieszczenie mają takie parametry jak wilgotność czy zasobność w składniki pokarmowe. Powodują one, iż liczebność bakterii w 1 gramie gleby może wahać się od kilku milionów do nawet miliarda! Aby bardziej uzmysłowić "wagę" tej sprawy wystarczy sobie wyobrazić, iż szacuje się, że całkowita masa bakterii żyjących w glebie wynosi około 100 trylionów ton! Gdyby rozłożyć je warstwą na powierzchni naszej planety osiągnęłaby ona grubość około 1,5 m! Według innych obliczeń w każdym akrze pola uprawnego ma znajdować się od 90 do 225 kg bakterii. Tą olbrzymią masę szczęśliwie dla nas stanowią przede wszystkim tzw. bakterie autochtoniczne tj. takie, które nie są dla nas groźne. Bakterie groźne jak chociażby laseczki tężca czy jadu kiełbasianego stanowią zaledwie ułamek promila wszystkich bakterii zamieszkujących glebę.

115.Problem mikotoksyn

W tym roku może być większe zagrożenie mikotoksynami w żywieniu zwierząt. Druga część żniw była bowiem mokra i zboża mogą być bardziej podatne na zagrzybienie w czasie przechowywania. Suche, zdawałoby się, zboże i robione z niego mieszanki paszowe są jednak dobrym środowiskiem dla rozwoju grzybów pleśniowych i bakterii. Szczególnie niebezpieczne są te grzyby, które w odpowiedniej temperaturze i wilgotności wytwarzają metabolity zwane mikotoksynami. Mają one szkodliwy wpływ na zdrowie zwierząt, który może objawiać się w bardzo różnej formie. Powodują one także alergie (uczulenia), zmniejszają odporność organizmów, m.in. dlatego, że rozkładają witaminy, a szczególnie witaminę E, oraz enzymy. Grzyby są także niebezpieczne dla producentów pasz i obsługi zwierząt, gdyż wdychane są z pyłem pochodzącym ze zbóż i mieszanek oraz ściółki. Choroby te, zwane mikozami (aspergilozy, fuzariozy czy kandydozy), jeżeli obejmują organy wewnętrzne, są z reguły trudne do zdiagnozowania i leczenia. Na przykład grzybica płuc ma bardzo podobny obraz rentgenowski, co zmiany gruźlicze. Leczenie tych dwóch chorób jest oczywiście całkowicie różne. Mikotoksyny mogą być spożywane przez ludzi w różnych produktach. Stwierdzono je w mięsie, mleku, piwie, kawie oraz w wyrobach piekarniczych. Trzeba bowiem zaznaczyć, że niektóre mikotoksyny są bardzo odporne na wysoką temperaturę i były jeszcze obecne w próbkach poddanych temperaturze 250 st.C.

116.Źródła O₂ i N₂ w wodzie

O2

Fotosynteza sinic

Dyfuzja z powietrza

N2

Dyfuzja z powietrza

Denitryfikacja

117.Sposoby ochrony surowców przed mikroorganizmami

Jeśli się zwiększy powierzchnie odsłoniętą przez ścięcie skórki, pokrajanie na kawałki, to tą drogą ułatwia się rozwój drobnoustrojów, rozkładających żywność. Istnieją metody oddziaływania na gotowy produkt, by nie dopuścić do rozwoju drobnoustrojów lub zmniejszyć ich liczbę. Można też obniżyć aktywność enzymów bakteryjnych i dzięki temu ograniczyć możliwość psucia się żywności. Zmniejszenie liczby drobnoustrojów może nastąpić poprzez mycie powierzchni niektórych produktów, jak np. owoców i jarzyn. Mycie może spowodować również zwiększenie liczby drobnoustrojów, w przypadku gdy woda jest zakażona mikroorganizmami. Ponieważ surowe pożywienie jest doskonałym podłożem dla rozwoju drobnoustrojów, stosuje się różne metody usuwania lub opóźniania ich rozwoju. Od wielu wieków, nawet wtedy gdy nie wiedziano o istnieniu mikroorganizmów, stosowano suszenie, solenie, fermentację i zamrażanie dla zabezpieczenia produktów spożywczych przed psuciem. Wprawdzie stosowane procesy produkcyjne w przemyśle spożywczym zapobiegają rozwojowi drobnoustrojów, ale w czasie ich przebiegu mogą powstać niekorzystne zmiany w samym produkcie, które w następnym okresie sprzyjają rozwojowi drobnoustrojów. I tak, proces ogrzewania zmienia nie tylko skład chemiczny żywności, ale również jego strukturę. Powoduje więc np. denaturację jej białek, przez co staje się bardziej dostępna dla mikroorganizmów; skrobia może ulec żelifikacji, co przyczynia się do szybszego rozwoju bakterii. Z powyższych przyczyn pożywienie gotowane staje się łatwiej rozkładalne niż surowe. Zamrażanie zapobiega wzrostowi mikroorganizmów przy wystarczająco niskiej temperaturze, ale powoduje często uszkodzenie tkanek i uwolnione w czasie rozmrażania soki ułatwiają wzrost mikroorganizmów. Nowoczesna technologia, znajomość warunków życia i wymagań odżywczych drobnoustrojów ulepszały metody zapobiegania i zwalczania drobnoustrojów. W tym samym celu stosuje się również środki chemiczne. Wiele uwagi poświęcono zastosowaniu antybiotyków dla zabezpieczenia żywności przeznaczonej dla człowieka. Wprowadzono ścisłe zasady ich stosowania, opracowane przez FDA.
· Działanie zastosowanego antybiotyku powinno być bardziej bakteriobójcze (grzybobójcze) niż bakteriostatyczne , a po wywołaniu oczekiwanego skutku, antybiotyk powinien ulegać rozkładowi na nietoksyczne produkty. Gdy działanie antybiotyku jest bakteriostatyczne, to powinien on utrzymywać się w pożywieniu przez okres przechowywania, ale podczas gotowania pożywienia powinien ulegać rozkładowi; antybiotyk zastosowany w połączeniu z procesem termicznym powinien być stabilny w wysokiej temperaturze. Zastosowanie antybiotyku nie powinno dawać w wyniku selekcji organizmów odpornych w sposób naturalny, ani nie powinno indukować powstawanie szczepów odpornych, ani szczepów półodpornych w stosunku do antybiotyków zatwierdzonych do leczniczego zastosowania. Antybiotyk powinien być aktywny w stosunku do wszystkich organizmów, włączając w to organizmy zatruwające pożywienie, które są zdolne do rozwoju w pożywieniu, w każdych warunkach. Antybiotyki stosowane do zabezpieczenia pożywienia nie powinny mieć zastosowania leczniczego ani w medycynie ludzkiej ani w medycynie weterynaryjnej.
· Taki antybiotyk, który był zawarty w pożywieniu stanowiącym pasze zwierząt, nie powinien być stosowany ani jako dodatek ani jako środek zabezpieczający w pożywieniu pochodzącym z takich zwierząt. Antybiotyk i produkty jego rozkładu nie powinny być toksyczne i nie powinny powodować nadwrażliwości w stosunku do antybiotyku u konsumenta.
· Antybiotyki nie mogą być stosowane dla ukrycia braku sanitarnych warunków w przemyśle spożywczym.
Towaroznawstwo żywności - nauka zajmująca się badaniem i oceną użytkowych cech żywności i czynnikami wpływającymi na ich jakość. Żywność to substancja przetworzona, półprzetworzona lub surowa przeznaczona do spożycia przez człowieka, w tym napoje, guma do żucia; substancje, które były użyte w procesie przetwórczym przygotowane w obróbce żywności, ale z wyłączeniem kosmetyków, produktów tytoniowych oraz substancji stosowanych wyłącznie jako lekarstwa.
Podział żywności:
1. Convenience food. Produkty należące do tej grupy można podzielić zarówno pod względem gotowości do spożycia jak i rodzaju utrwalenia i opakowania.
· pod względem gotowości do spożycia:
- przygotowane do obróbki
- przygotowane do obróbki kulinarnej
- przygotowane do obróbki cieplnej
- przygotowane do podgrzewania
- przygotowane do spożycia
- przygotowane do podawania na stół
· pod względem metod utrwalania:
- konserwy pasteryzowane i sterylizowane
- produkty suszone metodami tradycyjnymi
- produkty mrożone
- produkty wychładzane
- produkty chłodzone, pakowane próżniowo
- produkty chłodzone, pakowane w atmosferze modyfikowanej.
2. Fast food.
3. Żywność minimalnie przetworzona przez człowieka. Cechy:
· zachowanie sensorycznych cech świeżości przez użycie wysokiej jakości surowców oraz zastosowanie bardzo łagodnych metod przetwarzania i utrwalania,
· zachowanie wrażliwych składników odżywczych głównie witamin,
· zabezpieczanie jakości i trwałości minimalnie przetworzonych produktów przez zastosowanie specjalnych
opakowań, indywidualnie dobranych do ich charakteru i wymagań,
· rygorystyczne zachowanie łańcucha chłodniczego w przechowywaniu i dystrybucji produktów.
4. Żywność gwarantowanej jakości. Oparta o wszystkie systemy zapewniania jakości, od przygotowania do utylizacji odpadów.
5. Żywność ekologiczna. Produkcja prowadzona w gospodarstwach w sposób ekologiczny.
6. Żywność transgeniczna. Wyprodukowana w oparciu o obcy gen.
7. Żywność funkcjonalna (odżywki).
Gdy kupujemy jogurt- świadomi otaczającego nas środowiska naturalnego- już przy stoisku z chłodziarką jesteśmy narażeni na mękę wyboru. Za szkłem stoją kubki z jogurtem, które potrafią przekształcać się w popiół- w każdym bądź razie tak zapewnia ich producent Danone. Normalne kubki plastikowe są z ropy naftowej, kubki Danone z cukru. Zanim z buraka cukrowego powstanie kubek jogurtowy, muszą być zaangażowane bakterię. Przekształcają one cukier w cząsteczki kwasu mlekowego., które następnie są wiązane w łańcuchy. Tworzywo z którego powstają kubeczki jest więc polimerem, dokładnie takim jak znane tworzywa sztuczne na bazie ropy naftowej- poliakryl czy poliester. A różnica? Kubek z polimeru kwasu mlekowego, a więc z cukru, może przekształcić się w kompost - oczywiście nie w przydomowych ogródkach, a raczej w specjalnym zakładzie. Przez zastosowanie nowo odkrytych zasobów surowcowych oddaje się je z powrotem Ziemi to, co rośliny z niej przedtem zabrały. Poza tym, smary z oleju rzepakowego, folia z krochmalu ziemniaczanego czy opakowania z cukru i oleju roślinnego mniej obciążają środowisko naturalne niż produkty z ropy naftowej. W tym zakresie chroniący przyrodę i rolnicy - są zgodni. Każda przeciętna rodzina ma nawet w normalnych warunkach pewien zapas żywności. Na wypadek wojny zapas ten powinien być większy i wystarczyć w rejonach zagrożonych intensywnym opadem promieniotwórczym mniej więcej na dwa tygodnie. Podstawową zasadą ochrony artykułów żywnościowych przed skażeniami jest izolacja surowców przeznaczonych do ich wyrobu przed wpływem środowiska zewnętrznego oraz hermetyzacji gotowych produktów spożywczych. Na początku należy odizolować pomieszczenia w których znajduje się żywność. Później skutecznie zabezpieczyć przechowywaną żywność przez uszczelnienia opakowań. Zmniejsza to wielokrotnie możliwość skażenia znajdujących się w nich produktów, a nawet zapewnić ich całkowitą izolację od środowiska zewnętrznego. Opakowania metalowe, szklane i foliowe najskuteczniej zabezpieczają żywność przed skażeniami.

118.Sterylizacja, dezynfekcja, środki antyseptyczne

Sterylizacja, wyjaławianie - jednostkowy proces technologiczny polegający na zniszczeniu wszystkich, zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnikowych form mikroorganizmów. Sterylizacji można dokonać mechanicznie, fizycznie, bądź chemicznie, najczęściej używa się metod fizycznych. Prawidłowo wysterylizowany materiał jest jałowy - nie zawiera żadnych żywych drobnoustrojów (także wirusów) oraz ich form przetrwalnikowych. Dezynfekcja (nie mylić z odkażaniem) - postępowanie mające na celu maksymalne zmniejszenie liczby drobnoustrojów w odkażanym materiale. Dezynfekcja niszczy formy wegetatywne mikroorganizmów, a nie zawsze usuwa formy przetrwalnikowe. Zdezynfekowany materiał nie musi być jałowy. Dezynfekcja, w przeciwieństwie do antyseptyki dotyczy przedmiotów i powierzchni użytkowych.Wyniki dezynfekcji zależą od trzech czynników:

• drobnoustroju - gatunek, liczba, aktywność fizjologiczna,

• środka dezynfekcyjnego - właściwości chemiczne i fizyczne, stężenie, czas działania,

• środowiska - temperatura, wilgotność, pH, obecność materii organicznej, poziom kationów Ca²⁺ i Mn²⁺ itp. Do dezynfekcji stosuje się metody fizyczne i chemiczne.

Czynniki fizyczne używane do dezynfekcji:

• Para wodna - do dezynfekcji wcześniej oczyszczonego sprzętu, odzieży, unieszkodliwiania odpadów, używa się pary wodnej w temperaturze 100-105°C pod zmniejszonym ciśnieniem (0,5 - 0,45 atm). Pary wodnej pod normalnym ciśnieniem używa się od odkażania m.in. wyposażenia sanitarnego.

• Promieniowanie - do odkażania używa się promieni UV o długości fali 256 nm, które niszczą drobnoustroje w powietrzu i na niezasłoniętych powierzchniach.

Czynniki chemiczne używane do dezynfekcji:

• czwartorzędowe sole amoniowe

• alkohole, np. alkohol etylowy, alkohol izopropylowy

• aldehydy, np. formaldehyd, aldehyd glutarowy

• związki fenolowe, np. krezol, rezorcynol

• biguanidy, np. chlorheksydyna

• związki metali ciężkich, np. srebra, miedzi, rtęci

• związki halogenowe, np. jodyna, chloramina, jodofory

• fiolet krystaliczny (barwnik), mleczan etakrydyny (Rivanol)

• utleniacze - nadtlenki, np. H₂O₂ lub nadmanganiany, np. nadmanganian potasu

• tenzydy, np. mydła

• kwasy i zasady.

Im dłuższy jest czas działania i stężenie środka dezynfekcyjnego, tym większa liczba drobnoustrojów zostanie zniszczona. Ze względu na to, iż środki chemiczne zwykle nie działają w środowisku suchym, ważny jest również stopień ich wilgotności, co jest szczególnie ważne w dezynfekcji powietrza.

Antyseptyka- postępowanie odkażające, mające na celu niszczenie drobnoustrojów na skórze, błonach śluzowych, w zakażonych ranach. W przeciwieństwie do dezynfekcji, antyseptyka nie dotyczy odkażania przedmiotów.

Chemiczne środki antyseptyczne

Do tego celu stosowane są preparaty zawierające dichlorofenol, heksachlorofenol, diglukonian chloroheksydyny, a także heksylorezorcynol, alkohol etylowy, alkohol izopropylowy, jodofory, gencjana, jodyna oraz preparaty złożone: Dishand (Chirurgina), Octenisept. Ograniczone zastosowanie w antyseptyce znajdują chloraminy, barwniki akrydynowe, barwniki trifenylometanowe, związki srebra (azotan srebra) z żelatyną lub albuminą, nadmanganian potasu.

Historia antyseptyki

Pierwszym propagatorem antyseptyki był węgierski lekarz położnik Ignaz Semmelweis, który w 1847 roku skutecznie przeprowadził kampanię w sprawie dezynfekcji rąk roztworem chloru w klinikach położniczych. W krótkim czasie udało się zmniejszyć śmiertelność o połowę wśród rodzących kobiet. Bardziej znanym od Semmelweisa i nazywanym ojcem antyseptyki był brytyjski chirurg Joseph Lister. Za skuteczny środek dezynfekcji uważał Lister kwas karbolowy (fenol). Zalecał stosowanie tego środka w czasie zabiegów i operacji w formie rozpylonego aerozolu (1867). Dzięki temu śmiertelność operacji przepukliny z 78% spadła do 10%. Rok 1867 traktowany jest również jako początek nowej epoki w chirurgii.

Kolejnym starym antyseptykiem jest jodoform, stosowany od 1880 r. do połowy XX wieku. Mimo dużej skuteczności wycofany ze względu na toksyczność oraz możliwość alergii.

119.Szczepionki bakteryjne

Szczepionki żywe atenuowane czyli odzjadliwione - Szczepionki te zawierają żywe drobnoustroje, które mają znikome właściwości chorobotwórcze lub są ich pozbawione, jednak zachowują swoje właściwości antygenowe.

• Szczepionki żywe bakteryjne -np. przeciwko gruźlicy (BCG).

Szczepionki inaktywowane - Szczepionki zawierające zabite drobnoustroje (całe lub ich fragmenty) przy użyciu ciepła substancji chemicznych lub promieniowania.

• Zabite szczepionki bakteryjne - np. przeciwko cholerze i durowi brzusznemu.

Do szczepionek inaktywowanych należą także szczepionki zawierające fragmenty drobnoustrojów:

• Szczepionki polisacharydowe - zawierają polisacharydowe otoczki danego drobnoustroju połączone z białkiem np. szczepionka przeciwko: Haemophilus influenzae typu B

Anatoksyny (toksoidy) - Szczepionki zawierające przetworzone cząsteczki toksyczne drobnoustrojów (egzotoksyny) pozbawione właściwości toksycznych a zachowujące właściwości antygenowe.

• Anatoksyny przeciwko błonicy, tężcowi

120.Źródła CO₂ w atmosferze, przede wszystkim protonów w oddychaniu tlenowym

Źródłem rokrocznie rosnącej ilości dwutlenku węgla pochodzenia antropogenicznego procesy energetyczne oparte na paliwach kopalnych w wyniku ich spalania jak: węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny w celu uzyskania użytecznych form energii końcowej. Odpowiedzialnymi za ten stan jest głównie energetyka, transport i ciepłownictwo, fermentacja, wybuchy wulkanów, chów bydła Źródłem (donorem) elektronów i protonów mogą być związki organiczne lub nieorganiczne. Z tego względu mówi się odpowiednio o chemoorganotrofach i chemolitotrofach.

121.Staphylococcus

Rodzaj Staphylococcus

- gronkowce występujące na powierzchni ciała ludzi i zwierząt, na błonach śluzowych, w

nosogardzieli, u krów w przewodach strzykowych, a także w glebie i wodzie

- względne beztlenowce, choć wykazują lepszy wzrost w obecności tlenu

- wzrost temperatura 15-46C i pH 4,2-9,3

- gatunek chorobotwórczy Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty) wywołuje ropnie skóry, anginy, zatrucia pokarmowe typu intoksykacji, u krów ostre lub przewlekłe zapalenie

wymienia

- obecność w środkach spożywczych soli peklujących nie zapobiega ich rozwojowi i produkcji enterotoksyn

- wytwarzanie enterotoksyn hamuje temperatura poniżej 10C i pH poniżej 4,5

- zapobieganie zakażeniom gronkowcami polega na przestrzeganiu higieny produkcji i

temperatury obróbki termicznej, aby nie dopuścić do rozmnażania się bakterii i produkcji

ciepłoopornej enterotoksyny przed ich zniszczeniem

- znanych jest kilkadziesiąt gatunków - połowa związana z człowiekiem

- kolonizują skórę człowieka - naturalna flora bakteryjna, ale w zmienionych warunkach mogą wywołać infekcje

- najczęściej wywołują zakażenia szpitalne:

S. aureus (gronkowiec złocisty) - infekcje miejscowe wszystkich tkanek i

narządów oraz uogólnionych: ropne stany zapalne skóry i tkanek miękkich

(czyraki, jęczmienie, liszajec, ropnie, ropowice, zapalenie szpiku kostnego,

septyczne zapalenie stawów, zapalenie wsierdzia, zapalenie płuc)

S. epidermidis (gronkowiec naskórkowy) - czynnik etiologiczny szpitalnych

posocznic, zapalenie wsierdzia

S. saprophyticus (gronkowiec saprofityczny) - zakażenie dróg moczowych

- komórki gramdodatnie

- przekraczają średnicę 1 µm, są nieruchliwe

- w większości są względnymi beztlenowcami

- kolonie - gładkie, okrągłe, lekko wypukłe (po 24 godz. w temp. 30-35C), barwa: od białej do pomarańczowej

- na podłożu płynnym rosną dyfuzyjnie, czasem z kłaczkowatym osadem

122.Fotosynteza a autotrofy

Organizmy żywe możemy podzielić na dwa typy: samożywne i cudzożywne. Organizmy samożywne ( autotrofy ) wytwarzają same materię organiczną , która stanowi ich pokarm, natomiast organizmy cudzożywne ( heterotrofy ) korzystają z gotowego pokarmu wytworzonego przez autotrofy. Organizmy autotroficzne wytwarzają pokarm na drodze fotosyntezy i chemosyntezy.

123.Fotosynteza u sinic

Do organizmów prokariotycznych zdolnych do korzystania ze światła jako źródła energii należą: sinice, bakterie zielone, bakterie purpurowe, heliobakterie oraz należące do odrębnej domeny wykorzystujące światło znacznie inaczej niż pozostałe organizmy fotosyntetyzujące halobakterie. Oksygeniczny (tlenorodny) typ fotosyntezy, z wydzieleniem tlenu, występuje jedynie u sinic. Przebieg fotosyntezy u tych bakterii nie różni się znacząco od przebiegu fotosyntezy u roślin. Charakterystyczną cechą sinic są układy antenowe zawierające jako barwnik pomocniczy fikobiliny i związane z nimi fikobiliproteiny takie jak fikocyjanina lub fikoerytryna. Układy antenowe sinic określane są jako fikobilisomy. Niektóre z sinic w określonych warunkach mogą także przeprowadzać anoksygeniczą fotosyntezę z wykorzystaniem jako donora elektronów H₂S. Pozostałe bakterie wykazują wyłącznie anoksygeniczny typ fotosyntezy, bez wydzielania tlenu. Łańcuch transportu elektronów może przypominać albo fotoukład I - tak jest w przypadku bakterii zielonych siarkowych i heliobakterii, lub fotoukład II - tak jest w przypadku bakterii purpurowych i bakterii zielonych nitkowatych^[46].

124.Mezosomy

Mezosomy: - są to uwypuklenia błony cytoplazmatycznej do wnętrza komórki. Są miejscem przyczepiania nukleoidu do błony, zawierają enzymy biorące udział w syntezie składników ściany komórkowej i enzymy oddechowe. Są również obszarem procesów oksydoredukcyjnych.

125.Autotrofy i podłoża różnicujące

Autotrofy, organizmy samożywne, organizmy zdolne do syntetyzowania związków organicznych z prostych związków nieorganicznych, wykorzystujące w tym celu energię świetlną (fotosynteza) lub energię uwalnianą w czasie reakcji chemicznych (chemosynteza). Autotrofami są wszystkie rośliny zielone, glony, sinice i niektóre bakterie. Podłoża różnicujące: są to podłoża gdzie może rosnąć kilka lub kilkanaście gatunków drobnoustrojów, ale każdy z nich wytwarza charakterystyczne, łatwe do zróżnicowania kolonie, co pozwala na ich szybką i dalszą, już ukierunkowaną, szczegółowa identyfikację. Stałe podłoża różnicujące często są jednocześnie wybiórczymi dla określonej grupy, rodzaju drobnoustrojów i są nazywane wybiórczo-różnicującymi. Podłoża wybiórczo-różnicujące: np.

• podłoża do hodowli bakterii z rodziny Enterobacteriaceae: MacConkey, Endo, SS, Levina; podłoża do hodowli maczugowców: podłoże Clauberga z tulerynem potasu

• podłoże do hodowli gronkowców: podłoże Champamana

• podłoże do hodowli grzybów i pleśni: podłoże Sabourauda

Podłoża wybiórcze: są to podłoża z dodatkiem takim substancji, które umożliwiają wzrost tylko pewnych określonych gatunków bakteryjnych czy grzybiczych a jednocześnie hamują wzrost innych gatunków. Podłoża te pozwalają na wyizolowanie jednego lub kilku gatunków bakteryjnych czy grzybiczych z materiału, w którym znajduje się cała masa drobnoustrojów. Np. podłoże z dodatkiem fioletu krystalicznego, które umożliwia wzrost tylko bakterii Gram-ujemnych, podłoże do hodowli prątków - Löwenssteina-Jensena, różne podłoża selektywne do hodowli bakterii z rodzaju Campylobacter, Yersinia, Vibrio, gatunków Listeria monocytogenes, Helicobacter pylori, itd.; wiele z nich zawiera antybiotyki jako składnik selekcjonujący drobnoustroje. Do podłoży dodawane są barwniki (wskaźniki), które zmieniają swoje zabarwienie w zależności od pH podłoża (często jest to błękit bromotymolowy, czerwień fenolowa, purpura bromkokrezolowa i inne). Przy podłożach wybiórczo-różnicujących zmiana zabarwienia w czasie wzrostu określonego drobnoustroju informuje o określonej właściwości w zależności od danego substratu (np. rozkład laktozy, manitolu itd.)  Przykłady: pożywka Levinea, agar SS, pożywka Chapmana, pożywka MacConkeya, pożywka Wilsona-Blaira, pożywka Endo, pożywka Krumwielda, podłoże Kliglera.

126.Fazy wzrostu mikroorganizmów na podłożu stałym

Krzywa wzrostu:
• I Faza adaptacyjna (zastoju, przygotowawcza)- liczba komórek utrzymuje się na tym samym poziomie lub nieznacznie wzrasta. Trwa od momentu wprowadzenia inocullum do podłoża do czasu rozpoczęcia podziałów. Pod koniec drobnoustroje zaczynają wykazywać szybszy metabolizm, zwiększają się wymiary ich komórek, ale drobnoustroje się nie dzielą. Faza ta nie ma wpływu na dalsze fazy wzrostu hodowli.
• II Faza logarytmicznego wzrostu- najbardziej intensywny podział komórek i przyrost ich liczby w jednostce czasu jest stały, nie zmieniają się także wiek osobniczy i częstość podziałów. Występują najaktywniejsze komórki młode i żywe, od 16 do 20 godzin.
• III Faza równowagi- liczba komórek żywych i martwych jest na tym samym poziomie.
• IV Faza wymierania- liczba żywych komórek zmniejsza się wzrasta zaś z upływem czasu hodowli, w stopniu coraz większym, liczba komórek martwych. Pojawiają się też formy inwolucyjne, tj. komórki o zmienionych kształtach.
• V Faza śmierci (śmierci logarytmicznej)- szybkie obumieranie drobnoustrojów i spadek ich liczby w jednostce czasu jest stały. Okres trwania tej razy zależy przede wszystkim od wrażliwości drobnoustrojów na toksyczne związki, występujące w tym czasie w dużym stężeniu e środowisku wzrostu. Hodowle drobnoustrojów bardzo wrażliwych na trujące metabolity komórkowe mogą ulec nawet samowvjałowieniu.

127.Systematyka grzybów pleśniowych- najważniejsi przedstawiciele

Grzyby dzieli się na następujące typy (gromady) w botanicznym rozumieniu tej nazwy:

• Typ: skoczkowce (Chytridiomycota) - prawdopodobnie takson parafiletyczny. Jednokomórkowi i posiadający wici kuzyni grzybów wielokomórkowych. Zaliczani też często do (pod-)królestwa Protista. Obecność wici typu zwierzęcego dała podstawy do zaliczenia tej grupy, a wraz z nią pozostałych grzybów, do supergrupy Opisthokonta obejmującej również zwierzęta i wiciowce kołnierzykowe.^[2]

• Typ: sprzężniowce (Zygomycota)

• Klasa: sprzężniaki (Zygomycetes)

• Typ: workowce (Ascomycota)

• Klasa: drożdżaki (Saccharomycetes)

• Klasa: szpetczaki (Taphrinomycetes)

• Klasa: owadorośla (Laboulbeniomycetes)

• Klasa: workowce właściwe (Ascomycetes)

• Typ: grzyby podstawkowe (Basidiomycota)

• Klasa: podstawczaki (Basidiomycetes)

• Klasa: rdze (Uredomycetes)

• Klasa: głownie (Ustilaginomycetes, Ustomycetes)

• Klasa: galaretniaki (Gelimycetes)

• Klasa: teliaki (Teliomycetes)

• Typ: grzyby mikoryzowe (Glomeromycota)

• Typ: grzyby niedoskonałe (Deuteromycota, Fungi imperfecti) - sztuczny takson zawierający grzyby pasożytnicze lub pleśniowe o prymitywnej lub uwstecznionej budowie, których właściwej przynależności systematycznej nie można ustalić ze względu na brak rozmnażania płciowego.

• Typ: porosty (Lichenes) - sztuczny takson obejmujący organizmy symbiotyczne zbudowane ze strzępek grzyba i komórek glonów. Budujące je gatunki grzybów pochodzą głównie z różnych grup workowców, ale spotyka się też grzyby podstawkowe, a nawet sprzężniowce.

• Typ: mikrosporydia (Microsporidia)

128.Plazmidy

Plazmidy: - elementy pozachromosowego dziedziczenia. W plazmidach zlokalizowane są cechy: zdolność do fermentacji laktozy i glukozy, zdolność do tworzenia substancji aromatycznych. Plazmidy koniugacyjne: plazmid F u Escherichia coli: plazmid K u Pseudomonas sp Plazmidy niekonugacyjne: plazmid col E II- hamujący syntezę DNA, plazmid col EI - receptor przy pobieraniu wit B12.

129.Sterylizacja cieplna.

Zapobieganie skażeniom bakteryjnym żywności:
Najbardziej rozpowszechnionymi metodami utrwalania żywności są metody termiczne:
· Pasteryzacja - jest to proces polegający na podnoszeniu temperatury środowiska bytowania drobnoustrojów do temperatury bliskiej 100°C bez przekraczania tej granicy. Podczas tego procesu surowiec zachowuje większość swych cech, giną bakterie nieprzetrwilnikujące oraz żywe formy bakterii przetrwalnikujacych. Pasteryzacja jednak nie ruszy (zniszczy) przetrwalników, które są odporne na podnoszenie temperatury i kiełkują w momencie spadku temperatury otoczenia.
· Sterylizacja - jest to proces polegający na całkowitym wyjałowieniu produktów lub surowca z flory bakteryjnej. W przemyśle spożywczym jako sterylizację rozumie się proces podnoszenia temperatury (otoczenia) środowiska bytowania drobnoustrojów z przekroczeniem progu 100°C, czyli temperatury, w której giną przetrwalniki bakteryjne. Zabieg sterylizacji jest jednak szkodliwy dla cech surowca i produktu głównie pod względem zmian w zawartości składników odżywczych i cech organoleptycznych.
· Tyndalizacja - jest to proces umożliwiający całkowite wyjałowienie surowca lub produktu przy jednoczesnym ograniczeniu zmian jego cech chemicznych i organoleptycznych.
Tyndalizacja polega na wielokrotnej pasteryzacji poprzedzonej każdorazowo posiewem.

130.Systematyka drożdży - z przykładami.
• Saccharomyces; drożdże szlachetne wykorzystywane w przemyśle. Do drożdży dzikich z tego rodzaju należą gatunki wywołujące wady piwa, mleka, masła i innych produktów spożywczych. Drożdże osmofilne powodują psucie się miodów, dżemów, soków i syropów owocowych.
• Pichia; drożdże kożuchujące, powodujące psucie się napojów alkoholowych. Są wybitnie tlenowe i tworzą kożuszek na powierzchni płynu.
• Hansenula; również drożdże kożuchujące, bardzo szkodliwe w przemyśle fermentacyjnym-
• Saccharomycodes; drożdże dzikie spotykane w moszczach owocowych, gdyż znoszą duże stężenie kwasu siarkowego IV, używanego do ich konserwowania.
• Candida; Niektóre są wybitnie tlenowe, należą więc do drożdży kożuchujących, np. Candida mycoderma będący szkodnikiem piwa, wina, kwaszonek i prasowanych drożdży.
• Rhodotorula; nie fermentują cukrów. Są szkodnikami śmietany, masła, serów, drożdży piekarskich.

131.Rozmnażanie bakterii.

Wzrost komórek bakteryjnych, podobnie jak wszystkich innych komórek, polega na stopniowym zwiększaniu objętości, poprzez produkcję nowych białek i innych elementów strukturalnych, oraz gromadzenie substancji pochodzących ze środowiska. Bakterie rosną, aż osiągną pewną wielkość, po której następuje ich podział na dwie bakterie pochodne. Podział ten nosi nazwę podziału komórki i jest jednym ze sposobów rozmnażania bezpłciowego. Przy odpowiednich warunkach bakterie mogą dzielić się co około 9,8 minuty. Komórki potomne są identyczne z rodzicielską. Niektóre bakterie posiadają bardziej złożoną budowę i struktury ułatwiające rozmnażanie, np. Myxobacteria i Streptomyces. Bakterie te wytwarzają strzępki na swojej powierzchni, które następnie dojrzewają i odrywają się od komórki macierzystej.
U niektórych typów bakterii mogą występować procesy płciowe, lecz nie mają one żadnego związku z reprodukcją. W większości laboratoriów do hodowli bakterii przeznacza się odpowiednie składniki odżywcze, w celu osiągnięcia jak największej ilości bakterii w krótkim czasie. Faza intensywnego wzrostu populacji bakterii na danej pożywce jest czasem określana w przybliżeniu jako faza wzrostu wykładniczego. Jednakże w naturalnych warunkach, w których może braknąć pożywienia, bakterie nie mogą bez przerwy rozmnażać się. Z tego powodu opracowały one odpowiednią strategię rozrodczą. Gdy nastąpi nagły wzrost ilości pożywienia bakterie mogą gwałtownie się rozmnażać, podobnie do glonów, które w takich warunkach (zwykle latem) tworzą zakwity. Przez dobór odpowiednich składników podłoża można również prowadzić hodowle różnicowe służące do identyfikacji mikrorganizmów. Wzrost bakterii można podzielić na trzy etapy. Kiedy środowisko zmienia się, np. zwiększa się ilość pożywienia, albo bakterie dostaną się do nowego miejsca, muszą odpowiednio przystosować się do nowych warunków życia. Zmiany te wpływają także na ich rozwój. Pierwszym stadium rozwoju bakterii jest tzw. faza pierwotnego zahamowania. W tym czasie rozwijają się one bardzo wolno przygotowując się do zwiększenia ilości pożywienia w ich pobliżu, dzięki któremu będą mogły szybko urosnąć. Stadium charakteryzuje wysoki poziom biosyntezy niezbędny do wyprodukowania dużych ilości białka. Drugim stadium jest faza logarytmicznego wzrostu, znane też jako stadium wykładnicze. Charakteryzuje je niezwykle szybki wzrost bakterii. Tempo wzrastania komórek jest oznaczane jako tempo wzrostu (k), a czas jaki jest potrzebny do podziału nazywa się czasem pokolenia (g). Podczas tej fazy zwiększa się metabolizowanie pożywienia, aż go zabraknie, co spowoduje zatrzymanie procesu i przejście do fazy trzeciej. Jest to stadium, które stanowi moment przejścia pomiędzy poprzednimi. Bakterie powoli stabilizują swoje procesy życiowe, część z nich obumiera. Te które przetrwają wracają do fazy zahamowania.

Bakterie wypracowały wiele różnych mechanizmów ułatwiających im przetrwanie. Jedną z możliwości Streptomyces jest produkcja antybiotyków (streptomycyna, neomycyna) w celu likwidacji innych drobnoustrojów znajdujących się w pobliżu. Sama bakteria jest na nie odporna. Dodatkowo wiele bakterii przystosowało się do życia w środowisku tworząc kolonie (np. biofilmy) w miejscu o zwiększonej ilości pożywienia. Dzięki temu mogą lepiej pozyskiwać substancje odżywcze ze środowiska. Te sposoby uzyskiwania lepszych warunków do rozwoju są niezwykle cenne, gdyż zapewniają minimalizację kosztów wynikających z konkurencji i częściowe bezpieczeństwo.

132.Łańcuchy oddechowe w różnych typach oddychania.

Łańcuch oddechowy - cykl procesów zachodzących na grzebieniach mitochondrialnych. W łańcuchu oddechowym stopniowo przenoszone są atomy wodoru i elektrony. Towarzyszy temu powstanie cząsteczek wody. Proces ten przebiega stopniowo z udziałem. W procesie tym udział bierze szereg przenośników: NAD, FAD cytochromy i oksydaza cytochromowa. W łańcuchu oddechowym uwalnia się energia, która zostaje zmagazynowana w wysokoenergetycznych wiązaniach cząsteczek ATP.

133.Budowa chlorofilu. Inne barwniki.

Cząsteczka każdego chlorofilu zbudowana jest z pochodnej porfiryny określanej feoporofiryną. Feoporofiryna to pięciopierścieniowa porfiryna z różnymi podstawnikami. Cztery z pierścieni to pierścienie pirolowe, a piąty pierścień tworzą same atomy węgla. Wiązania pomiędzy atomami tworzącymi pierścienie to następujące po sobie wiązania pojedyncze i podwójne składające się na układ wiązań sprzężonych. Centralne miejsce w układzie porfiryny zajmuje atom magnezu łączący się z atomami azotu każdego z pierścieni. U większości chlorofili (poza chlorofilami c) feoporfiryna łączy się poprzez wiązanie estrowe z alkoholem o 20 atomach węgla - fitolem. Porfiryna tworząca kompleks z magnezem posiada zdolność do absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widzialnym. Przyłączony alkohol izoprenowy nie wpływa znacząco na zdolność absorpcji światła. Jego rolą jest tworzenie hydrofobowego fragmentu cząsteczki łączącego chlorofil z błonach białkowo-lipidowych. Obecność magnezu wpływa na zdolność agregacji cząsteczek chlorofilu, co ułatwia przekazywanie energii wzbudzenia pomiędzy cząsteczkami. Do układu porfiryny w różnych miejscach przyłączone są dodatkowe grupy. Wpływają one na niewielkie zmiany zdolności absorpcji kwantów światła przez poszczególne rodzaje chlorofili. W bakteriochlorofilach zamiast fitolu może występować inny alkohol farnezol lub geranylogeraniol występujący niekiedy w bakteriochlorofilu a. Karotenoidy - grupa organicznych związków chemicznych, węglowodory nienasycone o szczególnej budowie, żółte, czerwone i pomarańczowe barwniki roślinne, występujące w chloroplastach i chromoforach. Z chemicznego punktu widzenia, charakterystyczną cechą karotenoidów jest występowanie dwóch pierścieni cykloheksylowych połączonych długim łańcuchem węglowym, w którym występuje układ sprzężonych wiązań podwójnych węgiel-węgiel. Są to więc mieszane cykliczno-liniowe polieny. Jak dotąd zidentyfikowano i opisano około 800 karotenoidów. Związki te pełnią pomocniczą rolę w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy promieniowania świetlnego (niebieska, fioletowa) aby następnie przekazywać energię stanu wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu. Pełnią również funkcję ochronną przed procesami fotooksydacji, na które narażone są głównie nienasycone kwasy tłuszczowe lipidów chloroplastowych. W liściach, ich barwa jest maskowana przez zieloną barwę barwników chlorofilowych, uwidocznia się to jesienią, kiedy chlorofile są degradowane przez enzymy: chlorofilazę, decheletazę i oksygenazę feoforbidu a, która katalizuje otwarcie pierścienia porfirynowego w feoforbidzie - ostatnim związku o barwie zielonej na szlaku rozkładu chlorofilu. Przykładem karotenoidu jest β-karoten. Karotenoidy nadają również barwę innym częściom rośliny, np. korzeniowi marchewki. Zazwyczaj występują w komórce w zdecydowanie mniejszych stężeniach niż chlorofile. Nie rozpuszczają się w wodzie. Ich cechą jest fotolabilność - ulegają przemianom w obecności światła. Ponadto spełniają ważną rolę ochronną przed uszkodzeniem fotosystemu spowodowanym nadmiarem docierającej energii świetlnej, pochłaniając ją i powodując jej dyspersję (czyli rozproszenie) albo też przekierowując na inne procesy fizjologiczne w komórce. Karotenoidy należą do naturalnych przeciwutleniaczy. Karotenoidy należą do prekursorów witaminy A i są głównym dietetycznym źródłem tej witaminy u człowieka. W przewodzie pokarmowym powstaje retinal, który następnie jest przekształcany do retinolu. Jedną z funkcji karotenoidów jest zabezpieczanie przed reaktywnymi formami tlenu powstających podczas fotosyntezy (aktywność przeciwutleniająca). Fikobiliny - chromofory występujące u sinic oraz w chloroplastach glaukocystofitów, krasnorostów i kryptomonad. Fikobiliny, jako jedyne barwniki fotosyntetyczne powiązane są z białkami rozpuszczalnymi w wodzie (fikobiloproteinami), które przekazują energię pochłoniętych fotonów na cząsteczki chlorofili. Fikobiliny szczególnie wydajnie absorbują światło czerwone, pomarańczowe, żółte i zielone, czyli w zakresie długości fali częściowo nieabsorbowanym przez chlorofile. Organizmy żyjące w wodach płytkich posiadają zazwyczaj fikolibiny absorbujące światło żółte i czerwone, natomiast żyjące w wodach głębszych - światło zielone. Fikobiliny wykazują fluorescencję i są często wykorzystywane w technikach immunofluorescencyjnych jako znaczniki fluorescencyjne przyłączane do przeciwciał.

Znane są cztery typy fikolibin:

• fikocyjanobilina (niebieska)

• fikoerytrobilina (czerwona)

• fikourobilina (pomarańczowa)

• fikowiolobilina

Fikobiliny te występują w różnych kombinacjach z fikobiloproteinami, np. fikocyjaniną lub fikoerytryną.

Budowa

Z chemicznego punktu widzenia fikobiliny zbudowane są na podstawie szkieletu tetrapirolowego - otwartego łańcucha czterech pierścieni pirolowych Podobny szkielet tetrapirolowy ma bilirubina występująca w żółci (bilirubina, podobnie jak fikobiliny, jest światłoczuła, co wykorzystuje się w fototerapii żółtaczki noworodków) oraz fitochrom, natomiast w chlorofilu i hemie zbudowane są z czterech cząsteczek pirolu zamkniętych w pierścień porfirynowy.

134.Gatunki grzybów wytwarzających toksyny

Aflatoksyny B₁, B₂, G₁, G₂ i M₁ Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius

Ochratoksyna A Penicillium verrucosum, Aspergillus alutaceus

Patulina Penicillium expansum, Aspergillus clavatus, Byssochlamys nivea

Fumonizyny Fusarium moniliforme, F. proliferatum

Deoksywalenon Fusarium graminearum, F. culmorum, F. crookwellense, F. sporotrichoides, F. poae, F. acuminatum

Zearalenon Fusarium graminearum, F. culmorum, F. crookwellense,

135.promieniowanie a dezynfekcja

promieniowanie: - promienie X, UV, widzialna część światła słonecznego do podczerwieni i fal radiowych. Działanie tych rodzajów promieniowania polega na pochłanianiu ich przez niektóre struktury komórkowe co prowadzi do zniszczenia komórek. Ma to charakter wybiórczy ponieważ poszczególne składniki komórki np. DNA białka absorbują promienie o określonej długości fali. Najsłabiej na drobnoustroje działa światło widzialne. Zwiększenie jego efektu można uzyskać stosując np. błękit metylenowy, safraninę. Najbardziej bakteriobójcze działanie ma promieniowanie z zakresu 230- 270 nm.

136.rzeski, siderochromy, permeazy

Rzęski: - są narządem aktywnego ruchu bakterii. Są to cylindryczne, nitkowate wypustki, zaczepione w błonie cytoplazmatycznej i zbudowane z kurczliwego białka- flageliny. Pojedyncza rzęska składa się ze: spiralnie zwiniętej pustej w środku nici, struktur mocujących w błonie i ścianie komórkowej ( haka) i ciała podstawowego(ciała bazalnego). permeazy, białka transportowe przenoszące określone jony i metabolity przez błony komórkowe bakterii i wewnętrzne błony mitochondrialne na drodze transportu aktywnego lub translokacji grupowych, np. p. laktozowa odpowiedzialna za transport laktozy do komórki bakterii sprzężony z przepływem protonów przez błonę komórkową.

137.Błona cytoplazmatyczna

Błona cytoplazmatyczna: - wykazuje strukturę trójwarstwową; jest zbudowana z białek, lipidów i kwasów nukleinowych. W komórce pełni wybiórczą transportowo-wydzielniczą role. Transportuje pierwiastki, substancje odżywcze oraz produkty metabolizmu. Wydala produkty przemiany matem, reguluje wartość i osmotyczną odczyn cytoplastu. Błona stanowi barierę przepuszczalności.

138.Bacillus

- Rodzaj Bacillus - bakterie z tej rodziny są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, żyją głównie w glebie, na roślinach skąd dostają się do produktów spożywczych. Przetrwalniki tych bakterii są bardzo odporne na wysokie temperatury, dlatego są sporym problemem w przemyśle konserwowym. Do najważniejszych gatunków należą: - Bacillus Subtilis - jest szkodliwa a przemyśle spożywczym, powoduje śluzowacenie pieczywa, po rozerwaniu miękiszu ciągnie się nitka śluzu pieczywo ma charakterystyczny rybi zapach.

- Bacillus Cereus - może wywoływać zatrucia

- Bacillus Anthracis - laseczka wąglika. Wywołuje chorobę u bydła, owiec i świń. Zakażenia u ludzi są rzadkie. Tlenowce

139.Wzrost drobnoustrojów na podłożu płynnym.

Typy wzrostu w podłożu płynnym:

• wzrost dyfuzyjny - w całej objętości podłoża. wykazują go drobnoustroje urzęsione (z możliwością ruchu), będące względnymi beztlenowcami (mogące żyć zarówno w atmosferze tlenowej jak i beztlenowej).

• wzrost w dolnej części podłoża

• wzrost dyfuzyjny w dolnej części podłoża - drobnoustroje preferujące mniejsze stężenie tlenu, urzęsione

• wzrost w postaci osadu na dnie - drobnoustroje po podziale pozostające w agregatach

• wzrost w postaci błonki lub kożuszka na powierzchni podłoża - drobnoustroje tlenowe

140.Energia ultradźwiękowa i filtracja a sterylizacja.

Energia ultra dźwiękowa -wibracje dźwiękowe w górnym zakresie słyszalności i w zakresie ultradźwięków(20-100kHz) zabijają. Filtracja- stosowana do sterylizacji płynów wrażliwych na wysokie temperatury np.: leki, podłoża hodowlane. Wykorzystuje się filtry o rozmiarze porów 14-0,023μm, które usuwają drobnoustroje zanieczyszczające płyn pozwalając jednocześnie na jego swobodne przesączanie się. Najczęściej stosuje się pory o wymiarze 0,22μm.

METODY STERYLIZACJI 1.) sterylizacja wysokotemperaturowa(a.) s parą wodna pod ciśnieniem - przeprowadzana jest w specjalnych urządzeniach zwanych sterylizatorami na parę wodną, w których para pod ciśnieniem osiąga temp sterylizacji, b.) suche , gorące powietrze- metoda wycofana 2.) s. niskotemperaturowa( stos w przypadku wyjaławiania materiałów i urządzeń wrażliwych na wys. temp i wilgoć

.Różnice między bakteriami i grzybami.

•Eukarionty

•Ściany komórkowe z chityny

•Jako źródło energii wykorzystują związki organiczne

•Pleśnie i grzyby kapeluszowe zbudowane z wielokomórkowych strzępek, tworzących grzybnię

•Drożdże są jednokomórkowe

1. Pasteur, Miecznikow, Winogradski

Ludwik Pasteur (fr. Louis Pasteur, ur. 27 grudnia 1822, zm. 28 września 1895) - francuski chemik i prekursor mikrobiologii. Urodził się w Dole we wschodniej Francji. Ukończył studia przyrodnicze na uniwersytecie w Paryżu. W roku 1846 uzyskał doktorat z chemii. Był profesorem uniwersytetów: W trakcie kariery naukowej zajmował się badaniami fermentacji i gnicia (pasteryzacja), a także drobnoustrojów chorobotwórczych. Ostatecznie obalił teorię samorództwa. Badał zjawiska odporności poszczepiennej i opracował szczepionki, między innymi przeciwko wściekliźnie, a także przeciwko wąglikowi i cholerze. Stworzył możliwości hodowli bakterii i pierwszy opracował podłoża płynne. Ludwik Pasteur zmarł w roku 1895 w podparyskiej miejscowości Saint-Cloud. Został pochowany w Katedrze Notre-Dame w Paryżu. Aktualnie szczątki Ludwika Pasteura spoczywają w Instytucie Pasteura w Paryżu, w specjalnie na ten cel przygotowanej kaplicy.

Ilja Iljicz Miecznikow (z ros. Илья Ильич Мечников, ur. 16 maja 1845 w Iwaniwce k. Charkowa, Ukraina, zm. 15 lipca 1916 w Paryżu, Francja) - zoolog i mikrobiolog rosyjski, laureat Nagrody Nobla z medycyny w 1908.

W latach 1870-1882 był profesorem zoologii i anatomii porównawczej na uniwersytecie w Odessie, kierował także stacją bakteriologiczną. W 1883 został wybrany do Petersburskiej Akademii Nauk. Od 1887 prowadził badania na zaproszenie Louisa Pasteura w paryskim Instytucie Pasteura (w 1904 został zastępcą dyrektora).

Jako pierwszy - w trakcie badań nad larwami szkarłupni - zaobserwował zjawisko fagocytozy; wysunął teorię, że odgrywa ona kluczową rolę w odporności (1893). Za prace nad odpornością wraz z Paulem Ehrlichem otrzymał Nagrodę Nobla z medycyny w 1908.

W Warszawie nazwano jego imieniem jedną z ulic na Ochocie (prostopadła do ul. Żwirki i Wigury), przy której obecnie mieści się Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego i Budynek Radiochemii Wydziału Chemii. W Sankt Petersburgu jego imieniem nazwana jest jedna z uczelni medycznych.

Siergiej Nikołajewicz Winogradski (ros. Сергей Николаевич Виноградский, ur. 1 września 1856 w Kijowie - zm. 25 lutego 1953 w Brie-Comte-Robert) rosyjski mikrobiolog.

Pracował w Instytucie Medycyny Doświadczalnej w Petersburgu, a po wyjeździe do Francji pracował w Instytucie Pasteura w Paryżu. Członek Akademii Nauk ZSRR i członek Towarzystwa Królewskiego w Londynie (Royal Society).

Prowadził badania nad obiegiem pierwiastków w przyrodzie i udziałem w nim bakterii. Odkrył i opisał zdolność bakterii do przeprowadzania procesu chemosyntezy, wyodrębnił kulturę bakteryjną z rodzaju Clostridium wiążącą azot z powietrza (azot atmosferyczny).

Zmarł we Francji w wieku 97 lat.

2

1

---