МИКРООРГАНИЗМДЕР БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ
пәнінен дәріс жинағы
| |
Шымкент, 2006ж
ӘОБ 633.15.02(075.8)
ББК 36.87
17К
Есімова А.М., Приходько Н.А. «Микроорганизмдер биотехнологиясы» пәнінен дәріс жинағы. Шымкент :М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2006- 393 б.
050701 Биотехнология мамандығының студенттеріне арналған «Микроорганизмдер биотехнологиясы» пәнінен дәріс жинағы биотехнологияның даму тарихын және микроорганизмдердің көмегімен дайын өнімді бөліп алуға және тазартуға қажет бірқатар күрделі операцияларды қамтиды. Технологиялық процестерді жүйелі және жақсы жүргізудің негізгі шарты болатын өнімділігі жоғары өнеркәсіптік микроорганизмдердің штамм-продуцентін таңдауды оқытады. Биотехнологиялық өндіріске қажет шикізат пен ферментация процесінің негізгі процестерін қарастырады.
«Микроорганизмдер биотехнологиясы» пәнінен дәріс жинағы Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпы білім беру стандартына сәйкес бағдарламасын қамтиды.
Пікір берушілер:ОҚМУ.МГӨӨ институтының директоры Надиров К.С.
МРӨ ОБҒӨАШО б.ғ.к.,ж.ғ.к. Ескараев Н.М.
М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінің әдістемелік кеңесіде қарастырылды. Хаттама № 8. 06.07.2006ж.
© М.Әуезов атындағы
Оңтүстік Қазақстан
Мемлекеттік университеті
| |
МАЗМҰНЫ
| 1 МОДУЛЬ. 1. Микробиологиялық биотехнологияның негізі | |
| 1 Дәріс. Кіріспе. Биотехнология өндірістің бір саласы және пәнаралық ғылыми бағыты. Биотехнологияның аумағы................... | |
| 2 Дәріс. Биотехнология өндірісінің процесіне арналған шикізат. Қоректік ортаны дайындау принциптері. Микроорганизмдерді культивирлеу түрлері......................................................................... .... | |
| 3,4 Дәріс. Биотехнологиядағы негізгі технологиялар.Типтік технологиялық сызба – нұсқа................................................................. | |
| 5 Дәріс. Өндірістік ферментация. Өндірісті басқару,бақылау және оптимизациялау............................................................................. | |
| 6 Дәріс. Микроорганизмдер селекциясы............................................... | |
| 2 МОДУЛЬ. Микробты биомасса алуға негізделген биотехнологиялық процестер | |
| 7 Дәріс. Ауыл шаруашылығына арналған препараттар. Микробты ақуыз өндірісі............................................................................................ | |
| 8 Дәріс. Өсімдіктерді қорғаудағы микробиологиялық əдістер мен бактериалды тыңайтқыштар..................................................................... | |
| 3 МОДУЛЬ. Органикалық қышқылдарды және бейтарап өнімдерді алу | |
| 9 Дәріс. Органикалық қышқылдарды алу............................................. | |
| 4 МОДУЛЬ. Микробиологиялық синтез өнімдерін алу | |
| 10 Дәріс.Амин қышқылы өндірісі........................................................ | |
| 11 Дәріс.Микробиологиялық синтез әдісімен витаминдер алу әдісі.. | |
| 12 Дәріс.Фермент өндірісі..................................................................... | |
| 13 Дәріс.Полисахарид, липид алу......................................................... | |
| 5 МОДУЛЬ. Дәрілік және профилактикалық препараттардың биотехнологиялық өндірісі | |
| 14 Дәріс. Антибиотик, вакцина, гиббереллин, алкалоид, каротиноид өндірісі................................................................................. | |
| 15 Дәріс. Рудадан түсті бағалы сирек кездесетін металдарды сілтілендіру процесіне қатысатын микроорганизмдер....................... | |
| 16 Дәріс. Қоршаған орта биотехнологиясы. Күн энергиясының қайта түзілуінің биотехнологиясы. Биоотынды алу.Технологиялық биоэнергетика. Жаңартылған ресурсты қолдану............................ | |
| 17 Дәріс. Тағам өнімдері мен сусындарының микробиологиялық өндірісі...................................................................................................... | |
| Пайдаланылған әдебиеттер.................................................................... |
І МОДУЛЬ.МИКРОБИОЛОГИЯЛЫҚ БИОТЕХНОЛОГИЯНЫҢ НЕГІЗІ
1 - сабақ. Кіріспе. Биотехнология өндірістің бір саласы және пәнаралық биотехнологияның табағыты. Биотехнологияның аумағы
Сабақ жүргізу формасы:Проблемалық жағдаймен шолу
Проблемалы жағдайлар
1. «Биотехнология» ғылымы қалай пайда болды, пәнаралық
жағдайлардың терминінің мәні неде.
2. Биотехнологияның аумағы зерттелетін басқа аумақтан қалай
ажыратылады?
Жоспары:
1.Биотехнологияның даму тарихы
2.Биотехнологияның пәнаралық табиғаты
3.Биотехнологияны қолдану аумағы, деңгейі, мәні мен мақсаты
4.Болашақтағы мақсаты және қолданылатын сфералары
5.Биотехнологияның аумағы және болашақтағы мақсаты
Биотехнологияның даму тарихы
«Микроорганизмдер биотехнологиясы» пәнінің мақсаты болып микроорганизмдердің мүмкіндіктерімен танысып биомассаны бөліп алу, микроорганизмдерді пайдаланып биосинтез және биотрансформация өнімдерін алу, олардың технологиялық процестерін құрасатыру, өндірістің технологияларын қолданып биотехнологияның салаларының құрылысымен танысу, микроорганизмдерді пайдаланып ең маңызды өнімдерді биологиялық активтік заттарды бөліп алу, шикізат ретінде оңай табылатын өнімдерді қолданып, сапасы жоғары өнімдерді алуға арналған осы технологияларға, процесстерге қажет құрал-жабдықтардың құрылысын зерттеп, тереңірек меңгеру.
Биотехнология терминін алғаш рет 1919 жылы Венгерлік К.Эрекки тірі организмдерден дайын өнімді бөліп алу жұмыстарын белгілеу үшін қолданған. Биотехнология деп – тірі организмдерді және биологиялық жүйелер мен процестерді адам баласының мақсатына сай өндірісте қолдануды түсіндірді.
«Биотехнология» термині XX ғасырдың 70-жылдары кеңінен таралғанымен, микроорганизмдерді пайдалану негізінде нан пісіру, ірімшік жасау, сыра ашытуда ежелден белгілі болған.
Эффективтілігі жоғары микроорганизм-продуценттерін пайдаланып, биопрепараттарды алу үшін ген, жасуша және ақуыз инженерлік әдісті қолдану.
Микроорганизмдерді арзан және оңай табылатын (өндірістердің қалдықтары) ауылшаруашылық қалдықтарында өсіруге болады. Биологиялық синтездеу әдісімен алынған өнімдер азықтық ақуыз, аминқышқылы, фермент және т.б. өнімдер. Ауылшаруашылық, тамақ, медицина, жеңіл және химия өнеркәсібінде, қара және түсті металлургияда, машина жасауда және көптеген халық шаруашылығының басқа да салаларында биотехнология өнімдерін тұтыну жыл сайын қарқындап өсуде.
Микроорганизмдер табиғатта болып жатқан көптеген өзгерістерге тікелей байланысты. Олардың белсенді әрекетінің әсерінен күрделі органикалық қосылыстарға бай қалдықтарға айналады, қайтадан табиғаттағы заттардың айналымына енеді.Топырақты азотпен байытуда, ондағы азот сіңіруші микроорганизмдердің атқаратын қызметі зор. Себебі атмосферадағы азоттың топыраққа оралуы, тек осы микроорганизмдердің тіршілігіне байланысты. Ауылшаруашылығының шешуші салаларының бірі – мал шаруашылығына микроорганизмдер жиі қолданылады. Мал азығына қажетті ақуызды, жемшөпті, демек сүрлемді дайындауда толығымен микроорганизмдердің әрекетіне байланысты орындалады. Көптеген микроорганизмдер ертеден тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Мысалы: ашытқының көмегімен спирттің, шараптың бірнеше түрлерін, сыраның, нан ашытқысын жасайды. Сүт қышқылы бактериялары айран, сүзбе, қаймақ, түрлі ірімшіктер жасауда, көкөніс ашытуда пайдаланылады. Түрлі ферменттер, антибиотиктер, аминқышқылдарын, витаминдерді өндіруде де микроорганизмдер жоғары қызмет атқарады. Соңғы жылдары микроорганизмдер қазба байлықтарды іздестіруде геология саласында да кеңінен қолданылуда.
Өндірісте микроорганизмдерді культивирлеудің бірқатар артықшылығы бар. Микроорганизмдердің көмегімен өндірістік масштабта антибиотик, ақуыз, витамин, фермент және тағы басқа да биологиялық активтік заттар алынады. Биологиялық синтездеу әдісімен химиялық синтездеу әдісімен ала алмаған күрделі және қымбат бағалы өнімдерді алуға болады. Жаңа жүз жылдықта ғылыми жаңалықтардың жаңаруының арқасында биотехнология қарқынды дамуда.
Қазір ғалымдарымыз бүкіл микробтардың 10-15℅ анықтады. Ал қалғандарын тауып, олардың пайдалы жақтарын адам баласының игілігіне кеңінен қолдануды қарастыруда, биотехнология ғылымының бүгінгі күнгі алдына қойған мақсаты болып қалған микробтардың зиянды түрлерімен тиімді күресу.
Микроорганизмдерді қолданатын өндірістер микробиологиялық өнімдермен қатар, микробиологиялық емес өнімдерді де шығарады. Микробиологиялық өнімдерді шығаруда микробиологиялық синтездің нәтижесінде өндірістің дайын өнімі алынады, ал микробиологиялық емес өнімдерді шығаруда, микробиологиялық процестерді жануарлардан немесе өсімдіктерден алынатын өнімдерді дайындауда қолданады.
Өндірістік маңызы зор микробиологиялық синтез әдісінің өнімдерін басты 3 категорияға бөледі:
1) микробтық жасушалар;
2) үлкен молекулалы заттар - ферменттер, вакцинаның құрамдық
бөлшектері;
3) кіші молекулалы заттар екі топқа бөлінеді;
а) біріншілік метоболиттер (өсуге қажет компоненттер);
в) екіншілік метоболиттер (өсуге қажет емес компоненттер).
1. Ауылшаруашылығынан алынатын шикізаттарды қайта өңдеуде қолданатын өндірістері болып тамақ және ашыту өндірістері саналады.
2. Негізгі технологиялық сатысы микроорганизмдерді культивирлеу болып табылатын өндірістер. Осыған байланысты оларды микробиологиялық өнеркәсіпке жатқызылады.
3. Биотехнологиялық белгілері бойынша олар екі топқа бөлінеді:
а) Органикалық қышқылдар, спирттер, микробтық биомассаны өндіретін көп тонналы өндірістер, олардың ерекшеліктері, қоректік орталарды қант, спирт, мұнай көмірсутектегі сияқты компоненттерінің концентрациясы көптеген микроорганизмдердің өсуін қиындататын түптік (яғни суспензиялық) өсіруді пайдалану кей жағдайларда аэрацияны қажет етпейтін анаэробты жағдайды пайдалану сияқты және тағы басқалар;
б) Микробиологиялық синтездің аз тонналы өндірістері. Бұл өндірістерде бактериялық препараттар және физиологиялық активтілігі жоғары, құрылысы күрделі заттар (витаминдер, ферменттер) алынады, түптік өсіру әдісі сенімді залалсыздандыруды және герметизацияны пайдаланады.
Дайын өнімді бөліп алуда және оны тазартуда бірқатар күрделі операцияларды қамтиды. Технологиялық процестерді жақсы жүргізудің негізгі шарты болып өнімділігі жоғары өнеркәсіптік штамм-продуцентті таңдау немесе бөліп алу болып табылады.
Екінші маңызды шарты – биомассаның немесе дайын өнімнің максималды жиналуын қамтамасыз ететін қоректік орталарды таңдау. Қоректік орталардың арзан және оңай табылатын шикізат болғаны дұрыс. Соңғы кездерде жасуша культураларына арналған казеин, ашытқы, ет және гидролизаттан жасалған қоректік орталардың түрлері шығарыла бастады.Мол мөлшерде активтілігі жоғары микроорганизмнің штамм-продуцентін ферментерлерде (ферментер, культиватор) өсіреді.
Жануарлардың жасушасының культурасын алуға арналған ферментерлердің көлемі әзірше 3 метр кубтен аспайды.
Кейде ферментерлерде сұйық суспензиялы ортада түптік культивирлеуден басқа, қатты қоректік ортада беттік культивирлеу әдісі (бактериялар, саңырауқұлақта) немесе сұйық моноқабатта (жануарлар жасушасын) культивирлеу әдісі қолданылады.
Пән аралық биотехнологияның табиғаты
Ақылды Соломан мырза айтқандай «Заттың түрін бір сөзбен түсіндіреміз». Биотехнология термині гректің «биос» және «техне» деген сөзінен алынған. Биос - тіршілік. Техне - бір нәрсені қолмен жасау, жіппен тоқу деген сияқты мағынаны түсіндіреді. Демек, биотехнология – бұл тірі организмдерді және биологиялық процестерді өндірісте қолданып, әртүрлі өнімдерді бөліп алуға арналған, тірі организмдердің көмегімен жүретін өндіріс болып табылады.
Биотехнология – бұл микроорганизмдердің тіршілік ету қабілетін, жасуша мен ұлпаның культураларын және оның бөлшектерін өндірісте қолдану мақсатының жетістігі және биохимия, микробиология және инженерлік ғылымдарды қолдануды интегрирлеу.
Биотехнология аумағы - микробтар (саңырауқұлақтар, бактериялар, вирустар, қарапайымдар) немесе басқа организмдердің жасушасын (өсімдік, жануар), арнайы қолданатын биологиялық активтік заттар (иммобилизденген ферменттер, катализдеуші синтез немесе ыдырату) болып табылады.
Биотехнологияның типтік әдісі - негізгі жағдайларда өсімдіктердің жасушасын, жануарлардың ұлпасын өсіру, биоаумақты ірі масштабта түптік үздіксіз, периодты режимде культивирлеу болып саналады.
1 сурет – Пәнаралық биотехнологияның табиғаты
|
Биотехнологияны қолданатын аумағы және оның деңгейі,
мәні мен мақсаты
Биотехнологияның мәні мен мақсаты
- күрделі молекулалардың көздеген өзгерісі үшін клетканы немесе
олардың қарастырған бөлшектерін алу;
- культивирленетін организмге ауысуда басқа реакцияда байқалатын
дайын өнімнің жиналуына клетканың алмасу жолын активтендіру
және қолдау;
- клеткалық және ген инженериялық әдіспен өзгерген тұқым қуалайтын организмнің табиғи түрін культивирлеуде, дайын өнімнің максималды шығымына жеткізу мақсатында, биотехнологиялық процесті аппаратуралық өңдеуді оптимизациялау және жаңарту;
Биотехнология сатысы немесе деңгейі
Көптеген биотехнологиялық өндірістерде қазіргі кезге дейін сәйкес келетін микроорганизмдердің жасушасын қолдану негізделген және көптеген осындай өндірістер жұмыс жасауда. Демек, бұл биотехнологиялық процестің жасушалық деңгейі деп аталады. Мұндай жолмен бастапқы жасушаның гибридтік тұқым қуалауымен потенциальды активтілігін жоғарылатуды іске асыруға болады.
Ген инженерия үлкен мүмкіндіктерді ашуда. Бұл молекулярлық деңгей 1972 (АҚШ-та) Бергта бірінші ДНК рекомбинатын құрды.
Биотехнологияны қолданатын аумағы
- энергия көзі (күн сәулесі –энергия биомассасы)
- тамақ, шырындар (шарап,спирт,сүт қышқылды өнімдер,
консервілеу және т.б.)
- химиялық жолмен өңдеу және өнімді тазарту;
- химиялық тұрмыстық өнімдер(желім,бояу,талшық,пигмент
және т.б.);
- химиялық өндірістерге арналған көміртегін құрайтын шикізат;
- биосинтез процесі және деградация;
- қоршаған ортаның жағдайын бақылау;
- денсаулық сақтау (интерферон өндірісі, моноклональды
антидене, датчиктер және т.б.);
- аналитикалық химияға арналған аспаптар;
- минералды шикізатты өңдеу және оларды бөліп алу және т.б.
Қолданатын сфералары және болашақта мақсаты
Биотехнологияны қолданатын аумақтар өте әртүрлі, ол көптеген ғылымдарды қамтиды, сондықтан қазіргі уақытта биотехнологияны келесі түрлерге ажырату қабылданған.
Тамақ биотехнологиясы
Микроорганизмдердің тіршілік ету қабілетін және ертеден белгілі дәстүрлі әдісті сыра ашытуда, сүт қышқылды өнімдерді және ашытқы алуда қолданған. Ғылымның дамуына байланысты екі бағытта жаңарды:
- биореактордағы өсімдіктердің және жануарлардың клеткасынан, микроорганизмдер өндірісінің шығымы, ауылшаруашылығының өндірісіне қарағанда шығымы жоғары.
- биотехнологиялық процестердің өнімділігінің жоғарылауы ген инженерия әдісін қолданудың арқасында.
1 кесте- Биоконверсия шикізатының эффективтілігі
| Организм | Бастапқы өнім | Өнімділігі, г |
| Сиыр | 1 кг. азықтық | 68г.сиыр еті |
| Шошқа | 1 кг. азықтық | 200г.шошқа |
| Тауық | 1кг. азықтық | 240 г.тауық еті |
| Fusarium graminearum | 1кг.көмірсу+неорганикалық Азот + О2 | 1080 жасушалық массалары |
Медициналық биотехнология
Ген инженериясының жетістігінің арқасында медициналық биотехнология дами бастады, мысалы генді клондау жолымен гармонның өсуі және интерферон, инсулин алу терапияда кеңінен қолданылады және әртүрлі ферменттер диагностикасында. Болашақта биоэлектрохимияның жетістігінде қолданатын болады, мысалы, глюкоза құрамын анықтаушы, қанның жеке компоненттерін анықтаушы арнайы датчиктерді құрайды.
Ауылшаруашылық биотехнологиясы
Қазіргі жағдайда ауыл шаруашылық биотехнологиясын қолдану әр түрлі:
-биотехнологиялық өнім алу үшін шикізат ретінде ауылшаруашылығының қалдығын және өнімін қолдану: спирт, шарап,сыра, энергия. Бұл бағыттың дамуы үшін әртүрлі субстраттың ыдырау кинетикасын және процестегі микроорганизмдердің рөлін мұқият оқып зерттеу керек;
-ветеринарияда вакцина мен қанның сары суын алу үшін биотехнологияны қолдану;
-мал азығын алу: (АВК) азықтық витамин концентратын, ашытқы массасы;
-ауылшаруашылық культурасының өнімділігі мен сапасын жақсартудың жаңа әдісі;
-дәстүрлі тыңайтқыштың орнына азотты биологиялық фиксациялау әдісін қолдану;
-пестицидтің орнына биологиялық бақылау әдісін қолдану.
Болашақта ауылшаруашылық биотехнологиясы - бұл гендік инженерияны қолданудың барысында өсімдіктің қасиетін жақсарту.
Өндірістік биотехнология
Энергетика: күн биомасса энергия. Болашақта биоотын элементі құрылатын болады, мысалы, ашу кезінде пайда болатын сутегі, сутекті-оттекті элементінде қолданылады.Биомассада күн сәулесі жарығының конверсиясының эффективтілігін жоғарылату қажет ( бұл 1-2% болады). Сонымен қатар фотосинтездеуші микроорганизммен (көк-жасыл балдырлар) Н2О ыдырату арқылы Н2 алуға болады. Мұнай алу өндірісінде БАЗ немесе полимерлер тәрізді микроорганизмдерді қолданудың болашағы зор.
Химиялық қосылыстар:
- Биохимиялық әдіс, оларды алуда артықшылығы бар: арнайылығы, бақылаудың оңай болуы, температураның төмен болуы, экологиялық таза болуы, қарапайымдылығы. Спирт, метан, қышқылдар, ацетон, аминқышқылдары, ферменттер, антибиотиктер және т.б. алуға болады. Бірақ әзірше синтездеудің дәстүрлі әдісі басым болып асып түседі. Болашақта пластмасса, эмульгаторлар өндірісі жоспарлануда.
Материалдар:
- өндірістік шикізат алуды дамытуда биотехнология іс-әрекет жасайды, мысалы мұнайды;
- көптеген материалдар өндірісі үшін микроорганизмдерді қолданады, мысалы пластмасс;
- микроорганизммен бүлінуден әртүрлі заттарды қорғау әдісі жасалуда;
- руданы микробиологиялық сілтілеу.
Экологиялық биотехнология
- Ертеден белгілі қалдықты өңдеуде және ағын суды тазартуда
микробиологиялық әдіс кеңінен қолданылуда.Катаболиттік әдіспен жасанды құрылған немесе ертеректен белгілі микроорганизмді қолдану - болашағы.
- Қоршаған ортаны бақылау және мониторингке арналған биодатчиктер.
2 кесте -Биотехнологияның экономикалық және коммерциялық аспектісі.
Жаңа биотехнологияның әртүрлі өнімінің 2005 жылғы дүниежүзілік бәсеке таластағы сұранысына баға
| «Жаңа» биотехнология өнімдері | Сұраныс бағасы |
| Химиялық заттар | |
| Энергия | |
| Азықтық өнімі | |
| Медицина | |
| Әртүрлі (кеңді сілтілеу, пластмассаны, қоршаған ортаны бақылау және т.б.) | |
| Қорытынды |
Ол ашытқы өндірісіне қарағанда 6 есеге жоғары.
Микробиологияның химиялық технологиямен байланысы биотехнологиялық өндіріске енгізілуі ауыр индустриядан жоғарғы технологияға ауысқанда нәтиже берді. Биотехнологияның практикаға енуі жүйедегі қатынасты өзгертеді: адам-өндіріс-табиғат, еңбек өнімділігін жоғарылатады. Биотехнология процестерінің кең көлемде қолданылуы, өндірістік және ауылшаруашылық өндірісінің бір-біріне ұштасуына мүмкіндік береді, азық-түлік және т.б. ауылшаруашылық өнімдері индрустриялық жағдайда өндіріледі.
Қазіргі кезде биотехнологияның жетістіктері келесі салаларда қолданылуда:
- өндірісте (химиялық, мұнай, фармацевтика, азықтық);
- экологияда;
- энергетикада;
- ауыл шаруашылығында;
- медицинада;
Биотехнологияның – сала мен пән аралық оның дамуы басқа пәндермен, салалармен жаңалық ашпай дамуы мүмкін емес. Молекулярлық биология және генетиканың қазіргі дамуы, химияға және физикаға сүйенуі, тірі организмдердің потенциалын адам баласының тұрмыстық тіршілігіне пайдалануға мүмкіндік береді (демек олар жасушалық және молекулярлық сатыда тіршілік ету жағдайын жасайды). Жасушалық және гендік инженерия жаңа микроорганизмнің продуцент-штамдарын алуға мүмкіндік береді.
Биотехнологияның негізгі аумағы
Биотехнологияның негізгі аумағы болып микроб жасушасы саналады. Жасушаның құрылысы бойынша, олар генетикалық аппаратта прокариот және эукариот болып бөлінеді.
Микроорганизмдердің басым көпшілігін бір клеткалы, олар өте ұсақ, жай көзге көрінбейтін тірі организмдер. Олардың клеткалары миллиметрдің мыңнан бір бөлігімен өлшенеді. Микроорганизмдер бір ортада топталып тіршілік етсе, онда колониялар түзеді (2 сурет).
2 сурет- Колониялардың формасы
Кейде осы колониялардың пішініне, сыртқы түріне, түсіне қарап, ол микроорганизмдердің қай топқа жататынын анықтауға болады.
Микроорганизмдердің басым көпшілігін бір клеткалы организмдер деп атадық. Бірақ олардың ішінде, мәселен зең саңырауқұлақтap, жіпше бактериялар көп клеткалылар болып саналады.
Микробтар клеткасы сыртқы ортадан қабығы, ал кейбір топтары цитоплазмалық мембрана арқылы ажырайды. Құрылысы жағынан алғанда негізінен айырмашылығы бар екі типті ажыратуға болады. Бұл эукариот және прокариот клеткалар.
Нағыз ядролы микроорганизмдерді эукариоттар, ал қарапайым ядро аппараты барларды прокариоттap деп атайды.
Эукариоттарға саңырауқұлақтар, балдырлар және қарапайымдар жатады. Прокариоттарға бактериялар және көк-жасыл балдырлар жатады.
Эукариот клеткаларында ядро сыртын қоршап тұрған цитоплазмадан кішкене саңылаулары бар екі қабатты ядро мембранасымен қапталған. Ядрода 1 - 2 ядрошық болады. Мұнда рибосомдық рибонуклеин қышқылы және тұқым қуалаушылықтың негізі орналасқан хромосомдар синтезделеді. Хромосомдар митоз және мейоз сияқты аса күрделі процестер кезінде бөлінеді.
Прокариоттар клеткасының кұрылысы эукариоттарға қарағанда қарапайым. Оларда ядро мен цитоплазманың арасында анық шекара байқалмайды, ядро мембранасы жоқ. Дезоксирибонуклеин қышқылы бұл клеткаларда белокпен байланыспаған, эукариоттардың хромосомдары сияқты структуралар мұнда жоқ. Сондықтан бұл клеткаларда митоз бен мейоз процестері болмайды және бұларда митохондриялар мен хлоропластар да жоқ.
Бактерияларсыртқы пішініне қарай үш топқа бөлінеді. Олар шар тәрізділер, таяқша тәрізділер және ирек формалар.
Шар тәрізділерді коккалар деп атайды. Коккаларды өзара орналасуына қарай бірнеше топқа бөледі.Олар екі-екіден орналасса - диплококкалар деп атайды, клеткалар өзара тіркесе моншақ тәрізді орналасса стрептококкалар, сегіз-сегізден текшелене орналасқандарын сарциналар деп, сондай-ақ клеткалары жүзім жемісінің орналасқаны сияқты шоқ-шоқ болып келетіндерін ста-филакоккалар деп атайды. Таяқша тәрізді формалар ұзындығына, диаметріне, клеткалар ұшының пішініне, споралардың түзілуіне карай бірнеше топтарға бөлінеді. Спора түзетіндерін - бациллалар, ал түзбейтіндерін бактериялар деп атайды. Таяқша тәрізді бактерияларды да клеткаларының орналасу тәртібіне қарай бірнеше топтарға бөледі.
Диплобациллалар және диплобактериялар екі-екіден қосақтала орналасқан таяқша бактериялар. Стрептобактериялар - клеткалары моншақ тәрізді орналасқан таяқша бактериялар. Кейде пішіні шар тәрізді қысқа, жұмыр таяқша тәрізді бактерияларды да кездестіруге болады. Оларды коккобактериялар деп атайды. Ал спора түзетін тізбектеле орналасқан бактериялар страптобациаллдар деп аталады.
Иректеле орналасқан бактериялардың ішінде ұзыны мен қысқасы ғана емес, ондағы ирек санына қарай да ажыратуға болатын өкілдері кездеседі. Ирек бактерияларға вибриондар мен спириллалар жатады.
Вибриондар үтір сияқты кішкене ирегі бар клеткалар, ал спириллалар бірнеше ирегі бар таяқша бактериялар. Спираль тәрізділерге спирохеталар жатады.
Сонымен қатар бактерияларға жіпше тәрізді көп клеткалы организмдерді де жатқызады. Өзінің даму циклы және құрылысы жағынан күрделілеу және бактериялардан айырмашылығы бар, шырыш бактериялар, миксобактериялар да осы бактериялар тобына жатады.
Бактериялардың үш тобының ішінен клетка пішінінде тұрақтысы коккалар, ал таяқша тәрізді бактериялар өзгергіш келеді.
Табиғаттан микроорганизмдердің өте ұсақ формалары табылды. Оларды ультрамикробтар деп атайды. Бұл топқа бактериофагтар, яғни сүзгіленуші вирустар жатады.
Қантты қоректік ортаға өскенде бактериялар колониялар түзеді. Колонияда бірнеше миллион клетка бар. Колониялардың түсі әр түрлі, кейбіреулері шырыш немесе қоймалжың, ал кейде белгілі бір түске боялған болады.
Бактерия клеткасының әр түрлі бояуларды сіңіріп, боялуының өзі де осы клетка қабықшасына байланысты. Сонда боялған клеткаларды. Грам оң ал боялмағандарын Грам-теріс деп атайды. Бұл 1884 жылы Дания оқымыстысы Грам ұсынған тәсіл.
Клетка қабықшасына іргелес цитоплазмалық мембрана орналасқан. Ол липидтердің екі қабатынан тұрады. Бұл қабаттың беттері ерекше белокпен қапталған. Мембрананың ойысуынан барып мезосома деп аталатын ерекше дене түзіледі. Цитоплазмалық мембрана мен лизосомада клетканың құрғақ заты мен ферменттер орналасады. Бактерия клеткаларының қабықшасы полисахаридтер мен май тектес - липоиттардан тұрады. Кейбір бактериялар қабықшасында хитин деп аталатын азотты зат кездеседі.
Кейбір бактериялар клеткасында күкірт те болады. Бактерия цитоплазмасында жоғары сатыдағы өсімдіктер клеткаларында кездесетін аминқышқылдарының барлығы дерлік бар. Осымен қатар онда рибонуклеин (РНҚ) және дезоксирибонуклеин (ДНҚ) қышқылдары болады. Рибонуклеин қышқылы цитоплазмадағы митохондрийде орналасады. Цитоплазманың ең маңызды қасиеті, онда белок синтезі жүреді. Бұл негізінен аминқышқылдары мен фосфор қышқылының қатысуымен рибосомаларда жүреді. Ал мезосомаларда заттардың тотығуына қажетті энергияға бай аденозин - үшфосфор қышқылының (АТФ) синтезі жүреді.
Цитоплазма - құрамы өне-бойы өзгеріп, жаңарып отыратын тірі материя. Мұнда тірі организмге тән ассимиляция және диссимиляция құбылыстары жүріп жатады. Цитоплазма қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне өте сезімтал келеді.Қышқылдар, сілтілер және улы заттар оған қатты зиянын тигізеді.
Фотосинтездеуші бактериялардың цитоплазмасында тилакоид деген зат бар. Қышқыл күкірт бактерияларында олар клетка массасының 40-50% алып жатады. Тилакоидтар негізінен белоктар мен липидтерден тұрады. Онда хлорофилдер мен каротиноидтар сияқты фотосинтезге қажетті пигменттер кездеседі.
Бактериялар әдетте жыныссыз, жай бөліну арқылы көбейеді. Әр клеткадан екі клетка, одан әрі олардың әрқайсысы тағы екі клеткаға, сөйтіп бөліне береді. Бұл процесте алдымен нуклеотид бөлінсе, дәл осы кезде клетка ортасында цитоплазмалық мембрананың екі қабатынан тұратын қалқанша пайда болады. Көптеген бактериялар, ашытқылар, саңырауқұлақтар, қарапайымдар және басқа да организмдер бөлініп көбейеді. Міне микроорганизмдер осылай көбейіп, өскенде микробтар колониясы пайда болады. Осымен қатар таяқша бактериялар бөлінгенде тең екі клетка пайда болса, оны изоморфты, ал бір клетка үлкен, екіншісі кішкене болса, гетероморфты бөліну деп атайды. Бөлінудің соңғы түрі өскен бактерияларда байқалады.
Микроорганизмдер өте тез шапшаңдықпен көбейеді. Бұл үшін ортада қоректік заттардың жеткілікті болуы, жылу, орта реакциясы қолайлы болып, аэробты бактериялар үшін оттегі мол болса, әрбір клетканың көбеюі 20-30 минут сайын қайталанып отырады.
Бактериялардың көбеюінің бірнеше фазалары.
Лаг – фаза– көбею процесі аздап тежеледі. Мұнда жаңадан жасалған қоректік ортаға жіберілген бактериялар көбеймейді, қайта бейімделеді. Бұл фаза 1-2 сағатқа созылады. Фаза аяқталар кезде клеткалар көбейе бастайды. Қоректік ортаны пайдалану қуатты түрде жүреді.
Даму фазасы– көбеюдің ең активті фазасы. Онда бактериялар қарқынды дамиды, өсу шапшаңдығы да арта түседі. Бұл 2 сағаттай уақытқа созылады. Кейбір клеткалар тіршілігі тежеле бастайды.
Стационарлық фазада– жаңадан пайда болған клеткалар мен қырылған клеткалар саны теңеледі. Сондықтан тірі клеткалар саны біраз уақыт тұрақты болып қала береді. Көбею кезінде түзілген өнімдер микробтар тіршілігіне зиян келтіре бастайды. Бұл фаза бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылады.
Қырылу фазасында– пайда болған клеткалар санынан өлген клеткалар саны басым болады. Қоректік ортаның физикалық-химиялық қасиеті мүлде өзгеріп, бактериялар тіршілігіне зиянды күйге көшеді. Клеткалардың қырылу жылдамдығы арта түседі. Бұл фазаның ұзақтығы түрлі микроорганизмдер үшін түрліше болады.
Микроорганизмдер классификациясы
Микроорганизмдер көне заманнан бері тіршілік етіп келе жатқан жер бетіндегі тірі организмдер өкілі болып саналады. Микроорганизмдер эволюциясы (дамуы) мен шығу тегі өте күрделі.
Микробиологияда «штамм» және «клон» деген терминдерді жиі қолданады. Штамм деген түрге қарағанда біржақты түсінік. Әдетте штамм деген әр түрлі (топырақ, су, организм және т.б.) немесе бір түрлі табиғи ортадан бөлініп алынған, бір түрге жататын микроорганизмдердің әртүрлі культураларын айтады. Бір түрге жататын штамдардың қасиеттері жағынан жақындығы немесе кейбір жеке қасиеттері жағынан айырмашылығы болады. Соның өзінде әртүрлі штамдардың қасиеттері түр қасиеттерінің шегінен шықпауы тиіс.
Клон дегеніміз бір клеткадан алынған культура. Бір түрдің особтарынан тұратын микроорганизмдер жиынтығын таза культура деп атайды.
Вирустар.Вирустарды алғаш рет темекі теңбілін зерттеген орыс ғалымы Д. И. Ивановский ашқан болатын. Ол өсімдікте кездесетін вирустардың ауру қоздыратын бактериялар өте алмайтын сүзгіден өтіп кететінін дәлелдеді. Вируспен ауырған темекі жапырағын ұнтақтап езіп, оның шырынын сүзгіден өткізген. Содан соң осы сүзіндіні сау темекіге енгізгенде оның ауруға шалдығатынын дәлелдеді.
Қазіргі кезде адам, жануарлар мен өсімдіктерде жұқпалы ауруларды қоздырғыштардың 600-ден астам вирустары табылды.
Вирустарда ядро, цитоплазма, клетка қабықшасы өзара жекеленбеген. Олардың шамасы 10 – 350 мкм жетеді.
Вирустардың ерекше қасиеттерінің бірі – олардың лабораторияда жасалған жасанды қоректік ортада өспеуі. Олар тек тірі клеткада ғана тіршілік етеді.
Вирустардың бөлшегі – вибриондар нуклеин қышқылдары мен белоктан тұрады. ДНҚ (дезоксирибонуклеин қышқылы) немесе РНҚ-дан (рибонуклеин қышқылы) тұратын спираль тәрізді және ол капсид деп аталатын белок молекулаларымен қоршалған. Капсидтердің өзі кейде белоктың бір немесе бірнеше молекуласынан құралған – капсомерлер деп аталады. Сонда капсид пен нуклеин қышқылы (ДНҚ немесе РНҚ) қосылып нуклеокапсид деп аталады.
Бактериялардың көптеген вирустарының (фагтар) құрылысы күрделі. Олардың басы және цилиндр тәрізді құйрықшасы болады. Бактериялар мен актиномицеттердің вирустарын тиісінше бактериофагтар және ак-тинофагтар деп атайды.
Вирустар топырақта көбеймейді, бірақ ұзақ уақыт сақталуы мүмкін. Адам мен жануарлардың біраз вирустарын топыраққа төккеннің өзінде бірнеше айлар бойы өзінің ауру қоздырғыштық қасиетін жоймай сақталады.
Бактерияларды зақымдайтын вирустар, яғни фагтар қоректік ортада себілген бактерияларды қыратыны соншалық, тіпті, мөлдір, яғни қырылған аймақтарды анық көруге болады. Сонда фагтарда бактерияларды ерітіп жіберетін қасиет болады екен. Ал актив емес фагтардың сол бактерия клеткасында бірнеше жылдар бойына зақымдалмай жата беретіні анықталды. Сонда әр фаг бактерияның тек жеке түрін ғана зақымдайды екен. Қазір микроорганизмдердің көптеген түрлерін зақымдайтын фагтар белгілі болды.
Вирустар тіршілік жағдайына тез бейімделіп, өзгеріп отырады. Міне, осы қасиетін ескере отырып, олардан қазіргі кезде аса тиімді шипалық қасиеті бар вакциналар жасауға болады.Төменгі температурада вирустар
тіршілігін жоймайды. Ал температурасы 900 С ыстыққа көтерілгенде олар тез арада қырылып қалады. Вирустарды құрғатқанда ұзақ уақыт тіршілігін жоймайды. Ал ультракүлгін сәулеге олар төзімсіз. Бірқатар химиялық заттар: этил, метил спирттері, эфир және хлороформ вирустарды қырып жібереді.
Қарапайымдылар – бір клеткалы организмдер. Олардың шамасы, пішіні әр қилы, өзіндік даму циклдары болады. Қазіргі кезде қарапайымдылардың 15000 түрі белгілі. Олардың басым көпшілігі паразиттік тіршілік етеді, адам мен жануарларға зиянды, жұқпалы ауруларды қоздырады.
Олардын, пішіні әр түрлі. Біреулері шар тәрізді, басқалары – ұзынша, сопақша келеді. Ал кейбіреулерінің пішіні тіпті тұрақты болмайды.
Жалпы оларда ядро саны біреу. Бірақ бірнеше ядросы бар қарапайымдылар да кездеседі. Ядроның өзі шар тәрізді, сопақша, жалпақ лента тәрізді болып келеді.Қарапайымдылардың қабығы қатты кутикула, яғни мүйізденген заттан тұрады. Ол әрі қорғаныс міндетін атқарады.
Барлық қарапайымдыларда кірпікше, жіпше және жалған аяқшалар болады. Олардың көмегімен қарапайымдылар біршама жақсы қозғалады.
Қарапайымдылар жай бөліну арқылы көбейеді. Сонымен бірге оларда жыныстық жолмен көбею де байқалады. Қолайсыз жағдай туғанда қарапайымдылар бактериялардың споралары сияқты циста деп аталатын дене түзеді. Циста қоректенбейді, қимылдамайды, тыныштық күйде жатады. Ол көбінесе топырақта, суда жиі кездеседі.Топырақтағы қарапайымдылар саны түрліше. Қарапайымдылар аэробты организмдер. Сондықтан олар топырақтың беткі қабатында тіршілік етеді. Олар топырақ реакциясына сезімтал.
Қарапайымдылардың біразы автотрофты организмдер, яғни олар көмір қышқыл газын және минерал тұздарды тікелей сіңіре алады. Сонымен қатар олардың белокты көмірсуды, майды және клетчатканы ыдырататын қабілеттері де бар. Олардың кейбір топтары күйіс қайыратын жануарлардың қарнында тіршілік етеді.
Қарапайымдылардың пайдалы жақтарының бірі – олар топыраққа түскен түрлі ауру қоздырғыш микробтарды құртып, топырақтың тазаруына зор көмегін тигізеді.
Микроскоптық саңырауқұлақтар. Бұл микроорганизмдердің ішіндегі ең үлкен тобы саңырауқұлақтар класына жатады, клеткасында хлорофилі болмайды. Олар төменгі сатыдағы өсімдіктерге жатады, дайын органикалық заттармен қоректенеді, хемоорганотрофты, аэробты организмдер. Қоректік заттар бетінде колонния түзіп орналасады. Бактериялардан айырмашылығы – олардың құрылысы күрделілеу және көбею тәсілі жетілген. Табиғатта кең тараған. Көптеген саңырауқұлақтарды, өнеркәсіпте түрлі антибиотиктерді, ферменттерді, витаминдерді, бірқатар органикалық қышқылдарды алуда және сырдың ерекше түрлерін (рокфер, тіске басар сыр) дайындауда кеңінен қолданылады.
Кейбір саңырауқұлақтар өсімдіктерде, адамда және жануарларда ауру қоздырады. Көптеген саңырауқұлақтардың денесі бір-бірімен шатаса орналасқан жіңішке жіпшелерден тұрады. Оны мицелий деп атайды. Көптеген саңырауқұлақтардың мицелийі буын-буыннан тұрады, бүйір бұтақшалары болады.
Төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарда мицелийдің өзі бөлек-бөлек клеткаға бөлінбеген, бір клеткадан ғана тұрады. Мұндай саңырауқұлақтардың фикомицеттер, ал мицелийі клеткаға бөлінгендерін микомицеттер деп атайды. Клетка қабырғасының 80-90 % азотты және азотсыз полисахаридтерден тұрады. Саңырауқұлақтардың клетка сыртында қабығы, ішінде цитоплазмасы, бір немесе бірнеше ядросы бар. Цитоплазмада гликоген, волютин сияқты заттардан басқа, белок синтезінің мекені – РНҚ-дан тұратын рибосома түйіршіктері орналасады. Осымен бірге мұнда тыныс алу ферменттері шоғырланған митохондрий, лизосома, вакуоль бар. Қоректік қор заттары волютин, липидтер, гликоген және май-лардан, көбіне қанықпаған май қышқылдарынан тұрады. Крахмал жоқ.
Микроскоптық саңырауқұлақтардың классифиқациясы. Нағыз саңырауқұлақтар негізінен алты класқа бөлінеді: Chytridimyces; Oomyces;Lugomyces; Ascomycis, Деuteromyces.
Ascomycis класына көп клеткалы мицелийі бар саңырауқұлақтар жатады. Конидий арқылы көбейеді. Жыныстық жолмен көбейгенде аскоспоралар түзеді. Бұл кластың 20 мыңнан астам түрі белгілі. Даму циклы өте күрделі.
Аскомицеттерге аспергиллус, пенициллум, склеротин т.б. жатады. Ашытқы саңырауқұлақтар (ашытқылар) да осы кластың өкілі болып саналады (3 сурет).
3 сурет- Микроскоптық саңырауқұлақ
1-аспергиллус; 2-пенициллум; 3-мукор.
Аспергиллус (қара зең) жануарлар мен өсімдіктерден жасалған тағамды бүлдіреді. Ал олардың кейбір өкілі лимон қышқылын, түрлі ферменттер өндіруде, спирт дайындауда солод ретінде кеңінен қолданылады. Солод сыра қайнатуда да қолданылады.
Пенициллум (көк жасыл зең) саңырауқұлағы тағамдық заттарды бүлдіреді.
Пенициллум саңырауқұлағының кейбір өкілдерінен пенициллии деп аталатын түрінен дәрі алынады. Мұның медицинада зор маңызы зор.
Ашытқылар мен соларға ұқсас саңырауқұлақтар.Ашытқы клеткаларының сыртқы қабығы, цитоплазмасы, жекелеген айқын көрінетін ядросы бар. Кейбір ашытқының қабығы шырыштанғыш келеді, қоректік орта түбіне мақта сияқтанып шөгіп қалады. Бұларды сыра қайнатуға кеңінен қолданады. Цитоплазмада 1-2 вакуоля кездеседі. Ол цитоплазмадан жұқа қабықпен ажыратылады. Цитоплазмада ұзынша немесе жіпше дене – митохондрий орналасады. Клеткада гликоген, валютин заттары да бар.
4 сурет -Ашытқылар
Белок – альбумин, глобулин, фосфопротеин, нуклеопротеин түрінде, ал май тамшы түріне кездеседі. Кейбір ашытқы клеткаларында май мөлшері оның массасының 30-50% мөлшерін алады. Бұл ашытқылар өндірісте қолданылады. Ашытқыда мол мөлшерде фосфор және калий қосылыстары кездеседі. Фосфоттар, яғни фосфор қышқылы тұздары ашу процесінде үлкен рөл атқарады.
Ашытқылар негізінен бүршіктену жолымен көбейеді. Ал спора түзу және жәй бөліну арқылы көбею оларда өте сирек кездеседі. Кейбір ашытқыларда жыныстық жолмен көбею де байқалады (4 сурет).
Бүршіктенген кезде өскен клеткалардың беткі жағында бүршік, яғни төмпешік пайда болады да, ол біртіндеп ұлғаяды. Аналық бүршікке осы клектадан ядро мен цитоплазманың бір бөлігі ауысады. Одан соң бүршік бөліктеніп, жекеше тіршілік етеді. Мұндай бүршіктердің кейбіреулері аналық клеткалардан ажырамай, бірге тіршілік етіп, ашытқылардың үлкен бір колониясын құрады.
Ашытқыда әдетте спора жыныссыз жолмен көбейгенде және ортада қоректік заттар тапшы болғанда түзіледі. Егер ашытқы үнемі ауыстырылып отыратын қоректік заттарға бай ортада өсірілсе, олар бүршіктеніп көбейіп, спора түзбейді. Мұның бір тамшысын қоректік заттарға кедей ортаға көшірсе болғаны, спора түзілу процесі жүре бастайды.
Споралары дөңгелекше және сопақша болады. Ашытқы споралары қолайсыз жағдайларға төзімді келеді. Бірақ бацилла спораларына қарағанда төзімсіздеу. Ашытқыдағы спора түзілу процесі – көбею процесі болып саналады. Қолайлы ортада, яғни глюкоза, фруктоза, манноза қанттары бар жерде споралар да тез өсіп, вегетативтік клеткаға айналады.
Ашытқыда жыныстық жолмен көбею, яғни популяция құбылысы да байқалады. Екі клетка жанасқан кезде аралық қабықша ериді де, түзілген тесіктен цитоплазма мен ядро араласады. Бұдан соң ядро бөліне бастайды. Жаңа ядролар сыртында цитоплазма және қабықша пайда болады.
Кейбір ашытқылар бактериялар сияқты жәй бөліну жолымен көбейеді. Бұлай көбею мизосахаромицес тұқымдастарындағы ашытқыларға тән. Ашытқыларды классификациялау олардың вегетативтік көбеюіне, спора түзіуіне және басқа бірқатар физиологиялық белгілеріне негізделген.
Олардың ертеден келе жатқан классификациясында нағыз және жалған ашытқы деп бөледі. Нағыз ашытқылар бүршіктелу жолымен көбейеді және олар спора түзеді. Ал жалған ашытқылар көбейгенде тек қана бүршіктенеді. Спора түзе алмайды. Кейбір зерттеушілер жалған ашытқыларды жетілмеген саңырауқұлақтарға жатқызады. Нағыз ашытқы қалталы саңырауқұлақтарға жатады, жалпы оларды бір тұқымдастарға, яғни сахаромицеттерге жатқызады. Ал жалған ашытқы сахаромицет еместерге жатады.
1. Saeharomyces тұқымдасы бүршіктену жолымен көбейеді. Кейбіреулері даму кездерінде аскоспоралар түзеді.
2. Shizocacharomyces тұқымдасы, бұған жататын ашытқылардың клеткалары таяқша тәрізді, бөліну жолымен көбейеді. Қолайсыз жағдайда төрт, ал кейде сегіз спора түзеді. Кейбір өкілдері өздігінен ашыған жеміс-жидек шырындарында кездеседі. Спирт ашу процесін де қоздыра алады. Олардың кейбіреулері сыра жасауда қолданылады.
Сахаромицетация тұқымдасының клетка пішіні лимон сияқты. Клеткалары көбейгенде бүршіктенеді. Қолайсыз жағдайда спора түзеді. Бұған сахаромицес церевидзе жатады. Ол спирт, сыра, шарап және нан өндірісінде кеңінен қолданылады. Олар орташа температурасы 18-30 градус жылыда жақсы өніп-өседі.
Аскомицеттер класынан спора түзу қабілетінен айырылған топтары да кездеседі. Бұлардың ішінде торула жәңе кандида топтары тамақ өнеркәсібінде зор зиянын тигізеді.
Ал торулопсис туысына жататын ашытқылардың ішінде кейде тағамдық және мал азықтық мақсатта қолданатын топтары бар.
Мәселен, торулопсис утилис мал азығына қолданылса, торулорсис айран мен қымыз дайындауда кеңінен пайдаланылады.
Ал кандида туысына жататын дөңгелек, сопақша пішінді ашытқылар спирт ашыту процесіне қатыспайды. Көбінесе олар тұздалған, ашытылған көкөніс бетінде көптеп өсіп-өнеді. Зауыттардың түрлі ыдыстарында жаппай өскенде, ол орасан зор зиян келтіреді.
Микодерма туысына жататын ашытқылар клеткасы ұзынша, спирт түзе алмайды. Бірақ ортадағы бір спиртті, органикалық қышқылдарды су мен көмір қышқыл газына дейін тотықтыра алады.
Құрамында спирті бар ішімдіктердің бетіне қонса, микодерма қатпарланған жарғақша түзеді, оның иісі мен дәмін бұза бастайды. Сонымен қатар, микодерма сүт тағамдарын, тұздалған көкөністі бүлдіреді, сірке кышқылы өндірісіне және нан өндірісіне зор зиянын тигізеді. Ашытқы саңырауқұлақтарына родоторула жатады. Ол ортада қызғылт пигмент түзеді және кейбір тағамдық заттарды бүлдіреді.
Тест сұрақтар
1. Метаболизм- биохимиялық реакциялардың жиынтығы:
А) Тіршілік ету процесінде клеткада өтетін;
В) Тіршілік ету процесінде ферментерде өтетін;
С) Тіршілік ету процесінде ферментердің қатысунсыз өтетін;
D) Органикалық қышқылдардың тузілуін тудыратын;
Е) Метаболиттердің түзілуіне әкелетін;
2. Жасуша- негізгі функциональдық-структуралық бірлік:
А) барлық тірі организмдердің;
В) минералды тұздардың қышқылдардың негіздердің;
C) микроорганизмдердің;
D) жануарлардың;
Е)Өсімдіктердің және жануартекті клеткалардың;
3. Субстрат – деп аталады:
А) қоректік орта;
В) микроорганизмдер;
С) кез-келген алынған шикізат;
Д) культуралық сұйықтық;
Е) қоректік қоғам қалдықтары;
4. Егіс материалы – ол:
А) микроорганизмдер;
В) субстраттар;
С) культуралық сұйықтық;
Д) масса;
Е) биомасса;
2 - сабақ. Биотехнология өндірісінің процесіне арналған шикізат. Қоректік ортаны дайындау принциптері.
Микроорганизмдерді культивирлеу түрлері
Сабақ жүргізу формасы:Проблемалық жағдаймен шолу
Проблемалы жағдайлар
Биотехнологиялық өндіріске арналған шикізатқа қандай талаптар қойылады?
Қоректік ортаны не үшін дайындайды?
Микроорганизмді культивирлеудің қандай түрлері бар?
Жоспары:
1. Биотехнология өндірісінің процесіне арналған шикізат.
2.Қоректік ортаны дайындау принциптері.
3.Микроорганизмді культивирлеу түрлері.
Биотехнологиялық өндірістің процесіне арналған шикізат,
оған қойылатын талаптар
Бұрынан белгілі микробиологиялық синтездеу үшін қолданылатын көміртегін құрайтын шикізат көмірсулар, демек субстраттар жасушаның құрылысын синтездеуге арналған микроорганизмдерді пайдаланады.
Биотехнологияда қолданылатын субстраттар мен қоректік ортаның құрамы әр түрлі және олардың ортасы үнемі кеңейіп отырады. Өндірістік процестердің дамуымен шығындардың жаңа түрлері залалсыздандырылады және қажет затқа биотехнологиялық әдіспен жинақталады. Бір жағынан биотехнологиялық өндірістік ағымның өте тез дамуы дәстүрлі шикізат түрлерін тұтыну жағдайымен байланысты, сондықтан ол шикізат базасын кеңейтуді қажет етеді, басқа жағынан жинақталған қалдық көлемінің ұлғаюы дәстүрлі емес өндіріске қайта айналдырылады, сонымен қатар биотехнологиялық тәсілдермен өңделеді.
Қазіргі кезде биотехнология саласы табиғи ресурстарға – фотосинтез процесіне, бүкіл әлемдік теңіз биоресурсына қатысты биотехнологиялық процестің ортасының құрамында көмірсу көзі бар, биотехнологиялық процестегі энергияның ең бастысы табиғи комплекстік орта құрамы (өндірістің әр түрлі құрамы (өсімдік шикізатының өңделген өнімі, ағын судың компоненттері және т.б.), көміртегі қосылыстарынан басқа да минералды заттар мен өсіруші факторларды құрайды. Барынша биотехнологиялық субстрат ретінде целлюлоза, полисахарид және гидролизат, ағаш үгінділері кеңінен мол қосылады.