Indriķis Muižnieks
Download
1 / 59

VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA - PowerPoint PPT Presentation


  • 455 Views
  • Uploaded on

Indriķis Muižnieks. VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA. ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA. MONERA PROKARIOTU VALSTS. PROKARIOTU VALSTS. IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ. PROKARIOTU AUGŠANA UN VIELMAIŅAS ĪPATNĪBAS. PROKARIOTU AUGŠANA. BAKTĒRIJAS VAIROJAS DALOTIES.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA' - corby


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Indriķis Muižnieks

VISPĀRĪGĀ BIOLOĢIJA

ORGANISMU DAUDZVEIDĪBA

MONERA

PROKARIOTU VALSTS


PROKARIOTU VALSTS

IEVADS MIKROBIOLOĢIJĀ

PROKARIOTU AUGŠANA UN VIELMAIŅAS ĪPATNĪBAS



BAKTĒRIJAS VAIROJAS DALOTIES

Binārā dalīšanās: no vienas šūnas veidojas divas līdzīga izmēra šūnas

Filamentu (pavedienu) veidošanās: pēc dalīšanās šūnas paliek kopā


BAKTĒRIJAS VAIROJAS DALOTIES

Dalīšanās nav saistīta ar dzimumprocesu, baktērijas vairojas veģetatīvi. Baktēriju koloniju veido vienas šūnas kloni.

Koloniju veido 108 - 109 šūnu


Augšana uz virsmām:

KOLONIJU MORFOLOĢIJAS ĪPATNĪBAS



KOLONIJU MORFOLOĢIJAS ĪPATNĪBAS

Proteus un Bacillus kolonijas pusšķidrā agara barotnē


KOLONIJU MORFOLOĢIJAS ĪPATNĪBAS

Salmonella kolonijas nabadzīgā barotnē


KOLONIJU MORFOLOĢIJAS ĪPATNĪBAS

Gļotbaktēriju Stigmatella kolonija

Transpozonu darbības rezultātā E.coli kolonijā uzkrājas šūnas, kas neizmanto laktozi: notiek klonu diferenciācija


AUGŠANA ŠĶIDRAJĀ BAROTNĒ

Pieaug barotnes turbiditāte (samazinās gaismas caurlaidība), mainās krāsa



AUGŠANA ŠĶIDRAJĀ BAROTNĒ

Hemostata shēma un laboratorijas iekārta mikroorganismu nepārtrauktai kultivēšanai



ANAEROBO MIKROORGANISMU AUDZĒŠANA

Anaerobās kultivēšanas bokss un anaerostats


PROKARIOTU AUGŠANA

Baktēriju augšana atkarībā no barotnes pH un temperatūras

Acido- Neitro- Alkali-

Psihro- Mezo- Termo-

Ekstrēmi termo-

Fīlija - (patika) optimāla augšana

Tolerance - (iecietība) dzīvotspējas saglabāšana



PROKARIOTU temperatūrasVIELMAIŅAS ĪPATNĪBAS



PROKARIOTIEM RAKSTURĪGA METABOLISMA PROCESU, ENERĢIJAS IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

Brock’s Microbiology, 5-th edition


Brock’s Microbiology, 5-th edition IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA


VIELMAIŅAS PAMATPRINCIPI IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

Barības vielas

(būvmateriāli)

Atkritumi

Enerģija

Papild-

komponenti

Starpprodukti

Šūnas

komponenti

SEKUNDĀRAIS

METABOLISMS

Barības vielas

(kurināmais)

Atkritumi

PAMAT (PRIMĀRAIS) METABOLISMS


  • Pamatmetabolisms: IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

  • iedzimtības informācijas aprite;

  • enerģijas aprite;

  • šūnas struktūru veidojošo komponentu sintēze;

  • vielmaiņas atkritumu izvadīšana.


VIELMAIŅA IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

(METABOLISMS)

KOMPLEKSAS REDUCĒTAS VIELAS

NO VIDES

VIENKĀRŠAS

VIELAS

(CO2; H2O)

NO VIDES

(cukurs, glikoze)

KOMPLEKSAS REDUCĒTAS VIELAS ŠŪNĀ

ADP

ATP

KATABOLISMS

ANABOLISMS

ENERĢIJA

VIENKĀRŠAS (OKSIDĒTAS) VIELAS ŠŪNĀ

VIENKĀRŠAS

VIELAS NO VIDES

ATKRITUMI, VIENKĀRŠAS OKSIDĒ-TAS VIELAS VIDĒ(piem., CO2; H2O)

(ūdens, sāļi)


KATABOLISMS; PIRMAIS POSMS IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

POLIMĒRI MONOMĒRI

Proteīni

Nukleīnskābes

Polisaharīdi

Tauki

Aminoskābes

Nukleotīdi

Monosaharīdi

(glikoze)

Taukskābes

Glicerīns


VIELMAIŅAS PAMATPRINCIPI IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

KATABOLISMS; OTRAIS POSMS

MONOMĒRI 3 un 4 C-VIELAS; NH2

Pirovīnogskābe,

Dzintarskābe,

Urīnviela

Pirovīnogskābe

Acetil CoA

Acetil CoA

Pirovīnogskābe

Aminoskābes

Nukleotīdi

Monosaharīdi

(glikoze)

Taukskābes

Glicerīns


VIELMAIŅAS PAMATPRINCIPI IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

KATABOLISMA REAKCIJAS

a) oksidēšanas reakcijas – atbrīvojas organisko vielu reducējošais potenciāls;

b) veidojas ATP

c) veidojas reducējošā potenciāla pārnesēji, piem., NADH+H+

[-CH2O-]n + O2  CO2 + H2O

cukura oksidēšana

{CO2 + 2H++2e- + 1/2 O2}


OTRAIS KATABOLISMA POSMS IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBAGlikozes sašķelšanas enzimātiskās reakcijas: GLIKOLĪZE

Embdena-Meijerhofa-Parnasa ceļā desmit enzīmi secīgās reakcijās sašķeļ vienu glikozes molekulu divās pirovīnogskābes molekulās.

Katabolisma otrais posms

C6H12O6

2x C3H4O3 + 4 H

Katabolisma trešais posms

Sašķeļot vienu glikozes molekulu līdz pirovīnogskābei,patērē 2 ATP molekulas, bet iegūst 4 ATPun2 NADH +H+


ATP IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBAadenozīna 5’ trifosfāts

ADPadenozīna 5’ difosfāts


VIELMAIŅAS PAMATPRINCIPI IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

ATP VEIDOJAS NO ADPFOSFORILĒŠANAS REZULTĀTĀ

ATP SINTĒZE NO ADP KATABOLISMA REAKCIJU OTRAJĀ POSMĀ NOTIEK ENZIMĀTISKU REAKCIJU REZULTĀTĀ, IZMANTOJOT ĶĪMISKO SAIŠU PĀRKĀRTOŠANAS ENERĢIJU (SUBSTRĀTA LĪMEŅA FOSFORILĒŠANA).


Enzīms – piruvātkināze IEGŪŠANAS CEĻU DAUDZVEIDĪBA

Substrātalīmeņafosforilēšana

piruvāts = pirovīnogskābe


Glikozes oksidēšanas rezultātā veidojas ar enerģiju bagāts savienojums nikotīn-adenīn- dinukleotīda reducētā forma (NADH+H+).

Reducēto NAD šūnas nevar uzkrāt, tas jāizmanto.


KATABOLISMA REAKCIJĀS TIEK OKSIDĒTI ORGANISKIE SAVIENOJUMI UN VEIDOJAS REDUCĒTĀ NAD FORMA.NADH IR SPĒCĪGS REDUCĒTĀJS

Elektronu transporta ķēdi veido MEMBRĀNĀ saistīti proteīni. Tie pakāpeniski smazina no NADH+H+ (vai cita reducējošā potenciāla avota) ņemtā elektrona enerģiju un beigās atkal apvieno to ar protonu, pievienojot gala akceptoram (elpošanā – skābeklim).



HEMIOSMOTISKĀ TEORIJA IZMANTOTA ATP SINTĒZEI ?(P.Mitchell, Nobela prēmija ķīmijā 1978. gadā)

e -

Elektronu transporta ķēde

Elektroni un protoni(no NADH+H+)

H+

H+

H+

H

H+

H+

H+

CITOPLAZMA

e-

ĀRPUSŠŪNAS TELPA

H+

+

H+

H+

H+

H2O

e -

1/2 O2+2H++2e -

H+

H+

Citohromi

ADP + Pi

ATP sintetāze

ATP

MEMBRĀNA


1997. g. Nobela prēmija par ATP sintetāzes darbības enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

Senior, A.E. and Weber, J. (2004) Happy motoring with ATP synthase.

Nat. Struct. Mol. Biol. 11, 110–112


VIELMAIŅAS PAMATPRINCIPI enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

KATABOLISMS; TREŠAIS POSMS

3 un 4 C-VIELAS CO2 UN H2O

PIROVĪNOGSKĀBE

Katabolisma reakciju trešajā posmā, elpošanā, oksidējot 3 un 4 C savienojumus trikarbonskābju (Krebsa) ciklā, veidojot NADH+H+ un izmantojot tā reducējošo potenciālu elektronu transporta ķēdē, no divām pirovīnogskābes molekulām iegūst 30 ATP molekulas

URĪNVIELA

DZINTARSKĀBE


KATABOLISMS; TREŠAIS POSMS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

3 un 4 C-VIELAS CO2 ; H2O

KREBSA CIKLSNP medicīnā 1953. gadā

Trkarbonskābju ciklāno vienas glikozes molekulas iegūst:

8 NADH2

2 FADH2

2 GTP


ANABOLISMS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

MONOMĒRI POLIMĒRI

Aminoskābes

Nukleotīdi

Monosaharīdu

fosfāti

Taukskābes

Glicerīns

Proteīni

Nukleīnskābes

Polisaharīdi

Tauki

KREBSA CIKLS


SAISTĪTAS METABOLISMA REAKCIJAS VEIDO METABOLISMA CEĻUS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

VISAS METABOLISMA REAKCIJAS KATALIZĒ ENZĪMI


SAISTĪTAS METABOLISMA REAKCIJAS VEIDO METABOLISMA CEĻUS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

Metabolisma ceļu posmi var būt:

3-fosfoglicerīnskābe

3-fosfohidroksipiruvāts

3-fosfoserīns

Serīns

Lineāri


SAISTĪTAS METABOLISMA REAKCIJAS VEIDO METABOLISMA CEĻUS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

Metabolisma ceļu posmi var būt:

Cikliski


SAISTĪTAS METABOLISMA REAKCIJAS VEIDO METABOLISMA CEĻUS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram

Metabolisma ceļu posmi var būt:

Atkārtojošies (repetitīvi)


SAISTĪTAS METABOLISMA REAKCIJAS VEIDO METABOLISMA CEĻUS enzimātiskā mehānisma noskaidrošanu Paulam Boijeram un Džonam Volkeram


TRĪS GALVENIE METABOLISMA TIPU/TROFIJU RAKSTUROJOŠIE ELEMENTI

Trofija – barošanās veids

OGLEKĻA AVOTS(būvmateriāli)

AUTOTROFIJA - CO2

HETEROTROFIJA - ORGANISKĀS VIELAS


ENERĢIJAS AVOTS ELEMENTI(siltuma ieguves process – krāsns, saules baterijas, siltuma sūknis)

FOTOTROFIJA - GAISMA

HEMOTROFIJA - OKSIDĒŠANA (gan organisku, gan neorganisku vielu)


REDUCĒJOŠĀ POTENCIĀLA (H ELEMENTI+, e -) AVOTS(siltuma avots – malka, ogles, gruntsūdeņi)

ORGANOTROFIJA - ORGANISKĀS VIELAS

LITOTROFIJA - NEORGANISKĀS VIELAS


VISI ORGANISMI ELEMENTI

Enerģijas avots

Gaisma

Oksidēšanās reakcijas

Hemotrofi

Fototrofi

BaktērijasVienšūņi - protozojiSēnesDzīvnieki

BaktērijasVienšūņi - aļģesAugi


Fototrofi ELEMENTI

Oglekļa avots

Ogļskābā gāze, CO2

Organiskās vielas

Fotoheterotrofi

Fotoautotrofi

e- no organiskām vielām

e- no neorganiskām vielām

no H2S, S2O32- un taml.

no ūdens

Zaļās un sarkanās bez-sēra baktērijas, halofī-lās arhebaktērijas

Cianobaktērijas,aļģes, AUGI

Zaļās un sarkanās sēra baktērijas

Skābekli neveidojošā (anoksigēnā) fotosintēze

Skābekli veidojošā (oksigēnā) fotosintēze


SKĀBEKLI NEVEIDOJOŠĀ FOTOSINTĒZE BAKTĒRIJĀS ELEMENTI

Fotosintēze bez citohromiem, veidojot protonu un jonu gradientus ar rodopsīna palīdzību halofīlajās arhebaktērijās


SKĀBEKLI NEVEIDOJOŠĀ FOTOSINTĒZE BAKTĒRIJĀS ELEMENTI

Hēms, hlorofīls

Sarkanajās un zaļajās bezsēra baktērijās H+ un C avots ir organiskas vielas. Senākais metabolisma tips? FOTO_HETERO_ORGANO_TROFIJA

Sarkanajās un zaļajās sēra baktērijās H+ avots ir neorganiskas vielas, piem., H2S, bet oglekļa avots var būt gan organiskās vielas, gan CO2. FOTO_AUTO_LITO_TROFIJA vai FOTO_HETERO_LITO_TROFIJA


SKĀBEKLI VEIDOJOŠĀ ELEMENTIFOTOSINTĒZE CIANOBAKTĒRIJĀS, AĻĢĒS UN AUGOS

FOTO_AUTO_LITO_TROFIJA

http://plantphys.info/plant_physiology/lightrxn.shtm


Hemotrofi ELEMENTI

Oglekļa avots

Ogļskābā gāze, CO2

Organiskās vielas

Hemoheterotrofi

Hemoautotrofi

e- no neorganiskām vielām hemo_auto_lito_trofi

e- no organiskām vielāmhemo_hetero_organo_trofi

Dzīvnieki, vai-rums sēņu, pro-tistu, baktēriju

Ūdeņraža, sēra, dzelzs, nitrificējošās baktērijas, CH4 veid. arhebaktērijas


IZLIETOTĀ REDUCĒJOŠĀ POTENCIĀLA (H ELEMENTI+, e -) GALA SAVĀCĒJS(izdedži)

e- gala akceptors

neorganiskās vielas

organiskās vielas

Baktērijas, sēnes (raugi)

O2

citas oksidētas vielas,piem., NO3, CO2, SO4

Dzīvnieki, sēnes, prozoji, baktērijas

Sulfātu, sēru, amoniju, dzelzi oksidējošās, denitrificējošās baktērijas

Rūgšana

Elpošana

VEIDOJAS ?

Anaerobā elpošana


Kur likt reducējošo potenciālu ELEMENTI, ja ELEKTRONU TRANSPORTS MEMBRĀNĀS NAV IESPĒJAMS ?

RŪGŠANA


PIENSKĀBĀ RŪGŠANA ELEMENTI

NADH+H+ NAD+

PIENSKĀBE

PIROVĪNOGSKĀBE

LAKTĀTDEHIDROGENĀZE


SPIRTA RŪGŠANA ELEMENTI

- CO2

ACETALDEHĪDS

PIROVĪNOGSKĀBE

PIRUVĀTDEKARBOKSILĀZE


SPIRTA RŪGŠANA ELEMENTI

NADH+H+ NAD+

ACETALDEHĪDS

ETANOLS

ALKOHOLDEHIDROGENĀZE

Zymomonas, raugi


CITI RŪGŠANAS TIPI ELEMENTI

BUTANOLA - ACETONA

Clostridium butyricum

PROPIONSKĀBES

Clostridium proponicum Propionobacterium

SVIESTSKĀBES

Clostridium butyricum

Methanotrix, Methanosarcina

METANOGĒNĀ

C. aceticum, Acetobacterium

ETIĶSKĀBĀ

Enterobaktērijas

SKĀBJU MAISĪJUMS


ad