În acest articol vom discuta despre nutriția și creșterea bacteriilor.

Aceste bacterii

Nutriția în bacterii:

Bacteriile sunt lipsite de clorofilă și au un mod heterotrof de nutriție.

Cu toate acestea, există un grup mic de bacterii care sunt autotrofe:

1. Bacterii autotrofe:

Pot sintetiza carbohidrați .alimente din CO2, cum ar fi plantele care conțin clorofilă. Sunt de două tipuri: bacterii fotosintetice sau autotrofe fotosintetice și bacterii chemosintetice sau autotrofe ne-fotosintetice.

(a) Autotrofe fotosintetice:

Pot construi carbohidrații în prezența razelor solare, luând carbon din dioxidul de carbon. Ele cresc în lumină și se găsesc frecvent în izvoarele de sulf, unde hidrogenul sulfurat este disponibil în mod obișnuit ca donator de electroni.

Acestea sunt de următoarele tipuri:

(i) Verde bacterii de sulf:

Sunt fotoautotrofi strict anaerobi. Pigmentul lor fotosintetic, clorofila clorobică, este localizată în invaginarea membranei plasmatice către citoplasmă. Aceste bacterii folosesc hidrogen sulfurat (H2S) sau alți compuși anorganici cu sulf reduși ca donator de hidrogen. Lumina împarte H2S și formează hidrogen care se combină cu CO2 pentru a forma CH2O. Sulful este excretat și depus extra-celular, de exemplu, Chlorobium, Pelodictyon etc.

Reacția generală este:

(ii) Bacterii de sulf violet:

Sunt anaerobi și pigmentul fotosintetic bacterioclorofili este localizat în invaginarea membranei plasmatice. H2S este oxidat anaerob prin sulf elementar în sulfat. Subprodusul sulf este depozitat în celulă sub formă de globule, cu excepția Ectothiorhodospira, unde sulpnurul este excretat ca bacterii verzi de sulf, de exemplu, Thiocystis, Thiocapsa, Thiospirillum, Rhodospirillum etc.

Reacția generală este:

În plus față de cele de mai sus, unele bacterii de sulf pot folosi alți compuși de sulf, cum ar fi sulfit, tiosulfat etc., în loc de H2S.

(iii) Alte două grupuri de autotrofe fotosintetice, cum ar fi bacteriile purpurii și maronii, care nu conțin sulf, sunt cultivate în apă stătătoare și noroi. Au bacterioclorofili ca pigment fotosintetic. Folosesc acid organic precum acidul malic, acidul propionic etc. ca donator de hidrogen și lumină ca sursă de energie.

Reacțiile generale sunt:

de exemplu, Rhodospirillum, Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas etc.

(b) Autotrofe chimiosintetice:

Bacteriile chimiosintetice sunt mai abundente în natură decât cea a bacteriilor fotosintetice. Nu sunt fotosintetice și pentru sinteza alimentelor obțin energie prin oxidarea anumitor substanțe anorganice precum nitrați, nitriți, compuși feroși, hidrogen sulfurat și multe alte substanțe metalice sau nemetalice.

Bacteriile absorb moleculele anorganice din corpul lor, unde energia este eliberată prin descompunerea legăturilor chimice ale moleculelor. Această energie este utilizată pentru a combina CO2 și apă în molecule alimentare. Acest proces se numește chemosinteză. Este o reacție exotermă. Acest grup de bacterii este independent de lumină și de materialul organic.

În funcție de specificitatea substratului, acestea sunt de următoarele tipuri:

(i) Bacterii de sulf:

Aceste bacterii oxidează compușii de sulf, astfel energia fiind eliberată și este utilizată pentru sinteza alimentelor.

Sulful rămâne ca reziduu granular în citoplasma bacteriană, de exemplu, Beggiatoa:

(ii) Bacterii de fier:

Aceste bacterii oxidează compușii feroși în formă ferică și eliberează energie. Energia este utilizată în sinteza compușilor organici, de exemplu, Gallionella, Leptothrix etc.

Fierul feric fiind depus ca hidroxid feric insolubil este menționat mai jos:

(iii) Bacterii nitrificante:

Acest grup de bacterii ajută la creșterea sursei de azot din natură. Aceștia oxidează amoniacul în nitrat în două etape: amoniacul în acid azotat și acid azotat în acid azotic, în care acizii reacționează cu ionii metalici pentru a produce sărurile corespunzătoare, adică nitriți și nitrați. Etapele sunt specifice bacteriilor.

Primul pas implică oxidarea amoniacului în acid azotat prin bacterii nitrozante precum Nitrosomonas, Nitrococcus și Nitrospira se numește nitrozificare. Procesul se catalizează de către enzimă, amoniacul dehidrogenază. Al doilea pas implică oxidarea acidului azotat în acid azotic de către Nitrobacter, Nitrococcus și Nitrospira se numește nitrificare. Reacția se desfășoară prin enzima acid azotat dehidrogenază.

Pasul I: 2NH4 + + 30, ———> 2NOf + 4H + + 2H2O

(iv) Bacterii hidrogenate:

Acest grup de bacterii oxidează hidrogenul molecular și produce apă și energie, de exemplu, Pseudomonas facilis, Nocardia opaca, Alcaligenes eutrophs.

2. Bacterii heterotrofe:

Aceste bacterii își obțin hrana din orice sursă organică.

Sunt de două tipuri:

A. Saprofite și

(a) Bacterii saprofite (saprobice):

Aceste bacterii cresc din materii organice în descompunere și trăiesc digerându-le și absorbindu-le. Prin secretarea enzimelor -descompun compusul organic complex în forme mai simple. Aceste forme mai simple sunt transformate în forme solubile și sunt absorbite de bacterii ca hrană.

Defalcarea compușilor poate fi de două tipuri:

(i) Fermentare și

(i) Fermentare:

Defalcarea carbohidraților este cunoscută sub numele de fermentație. Unele bacterii (Escherichia coli) sunt capabile să fermenteze glucoza și galactoza, astfel se eliberează CO2. Pe de altă parte, unele bacterii, cum ar fi Lactobacillus, fermentează laptele și produc un acid organic, acidul lactic care provoacă acrarea și coagularea laptelui. Dioxidul de carbon nu este evoluat în acest proces.

(ii) Putrefacție:

Defalcarea materialului proteic este cunoscută sub numele de putrefacție. Etapa anterioară are loc în absența oxigenului de către unele bacterii anaerobe, unde sunt produse peptone, peptide, polipeptide și aminoacizi. Unele dintre substanțe au miros neplăcut. Etapele ulterioare ale descompunerii necesită oxigen în care substanțe precum aminoacizii sunt descompuse în continuare în substanțe sulfuroase precum metan, azot, hidrogen, amoniac etc. Câteva specii sunt capabile să degradeze grăsimile în acizi grași și glicerină.

(b) Bacterii parazitare:

Ele cresc pe sau în interiorul organismelor vii, cum ar fi plantele și animalele. Trag alimentele organice de la gazda lor. Acestea sunt de două tipuri: simbiotice și patogene:

(i) Bacterii simbiotice:

Aceste bacterii sunt utile pentru a găzdui pe de o parte și pentru a primi hrană și adăpost în schimb. Diferite tipuri de bacterii coli locuiesc în intestinul omului și al altor organisme, care ajută la digestia celulozei de către diferite enzime secretate de acestea.

Aceste bacterii depun, de asemenea, vitamine care pot fi utilizate de gazdă. În schimb, ei se adăpostesc și se hrănesc de la gazdă. La plantele leguminoase, bacteria Rhizobium dezvoltă noduli radiculari. Rhizobium posedă enzimă nitrogenază și astfel poate fixa azotul atmosferic util plantelor și, în schimb, se adăpostește și hrană de la gazda sa. Frankia spp. de ciuperci Actinomyceteous dezvolta noduli rădăcină în aproximativ 178 de specii de plante neleguminoase, cum ar fi Casuarina, Alnus, Myrica; Elaeagnus, Coriaria, Ceanothus etc. De asemenea, fixează N2 atmosferic cu ajutorul enzimei azotaza.

(ii) Bacterii patogene:

Aceste bacterii provoacă boli ale plantelor și animalelor, inclusiv ale omului. Acestea provoacă boli gazdei fie prin atac direct, fie prin eliberare de substanțe toxice care afectează direct sau indirect. Unele boli comune umane cauzate de bacterii patogene sunt Holera (Vibrio cholerae), Difteria (Corynebacterium diphtheriae), Tuberculoza (Mycobacterium tuberculosis), Tifoid (Salmonella typhi), Pneumonia (Mycoplasma pneumoniae) etc.

Afecțiunile plantelor cauzate de bacterii sunt cancerul de citrice (Xanthomonas axonopodis pv. Citri), Măcinarea bacteriană a orezului (Xanthomonas campestris pv. Oryzae), Boala Tundu a grâului (Clavibacter tritici) Măcinarea bacteriană a bumbacului (Xanthomonas malvacearum) etc.

Creșterea bacteriilor:

Creșterea bacteriilor necesită o nutriție adecvată și un mediu adecvat:

1. Cerința nutriției:

Nutriția include elemente esențiale, surse minerale și factori organici de creștere.

(a) Elemente esențiale:

Elementele esențiale necesare pentru sinteza compușilor structurali precum acidul nucleic, proteinele, grăsimile și carbohidrații sunt carbonul, azotul, hidrogenul și oxigenul. În plus față de elementele de mai sus, sulful și fosforul sunt necesare și pentru creșterea bacteriană. Aceste elemente trebuie furnizate în mediu pentru o creștere adecvată.

(b) Surse minerale:

Mineralele precum calciu, magneziu, potasiu, fier, cobalt, cupru, mangan, zinc și molibden sunt necesare ca oligoelemente pentru funcția diferitelor enzime.

(c) Factori organici de creștere:

Unele bacterii necesită compuși organici pentru creșterea lor și aceștia sunt numiți factori de creștere sau vitamine. Acestea sunt necesare la nivel micro ca factor esențial (necesar pentru creșterea lor) sau factor accesoriu (necesar pentru creșterea creșterii).

Cerința de Mediu adecvat:

Factorii de mediu precum apa, oxigenul, dioxidul de carbon, lumina, temperatura, pH-ul și presiunea osmotică sunt esențiale pentru dezvoltarea bacteriilor.

Apa este o cerință esențială pentru creștere, deoarece aproximativ 80% din volumul celulei constă din apă.

Bacteriile diferă în ceea ce privește necesitatea de oxigen. Sunt de două tipuri: aerobi și anaerobi. Aerobii necesită oxigen pentru creștere. Aerobii pot fi din nou împărțiți în anaerobi obligați (de exemplu, Pseudomonas) sau facultativi, adică sunt în mod normal aerobi, dar pot crește fără oxigen (de exemplu, Vibrio cholerae). Anaerobii nu necesită oxigen pentru creșterea lor și pot muri în prezența oxigenului (de exemplu, Clostridium).

Este necesară o cantitate foarte mică de CO2 pentru toate bacteriile care pot fi disponibile endogen sau pot fi colectate din atmosferă.

(d) Temperatura:

Temperatura este esențială pentru creștere, dar temperatura optimă pentru creștere variază în funcție de diferite specii de bacterii. Bacteriile pot fi grupate ca psihrofil (crește sub 20 ° C), mezofil (crește între 25-40 ° C) și termofil (crește între 55-88 ° C).

Majoritatea bacteriilor asociate bolilor umane necesită pH 7,2-7,4, dar Vibrio cholerae necesită pH 10,5. Bacteriile precum Lactobacillus și Thiobacillus thioxidans necesită 3,0 pH pentru creșterea lor.

Bacteriile preferă în general să crească în întuneric, dar unele specii fototrope cresc în lumină.

(g) Presiunea osmotică:

Bacteriile pot crește într-o gamă largă de presiune osmotică, datorită peretelui celular rigid și dur.