https___myschool.72to.ru_ej_attachments_files_002_312_864_original_Anaerobnye_organizmy_Vidy_brozhenia

1. Анаэробные организмы. Виды брожения

10 класс
(углубленный уровень)

2.

Анаэробные организмы
Анаэробы — это организмы, которые не нуждаются в свободном
молекулярном кислороде (O₂) для своего энергетического
обмена. Они получают энергию за счет анаэробного
дыхания или брожения.
Ключевые особенности:
• Аэробы используют O₂ как конечный акцептор электронов в
дыхательной цепи.
• Анаэробы используют другие неорганические вещества (нитраты,
сульфаты) или органические вещества (пируват) как акцепторы
электронов.

3.

Классификация по отношению к O₂
Облигатные
(строгие) анаэробы
Кислород для них ядовит.
Пример: столбнячная палочка.
Факультативные
анаэробы
Могут жить как в присутствии кислорода
(переключаясь на аэробное дыхание), так и без
него.
Пример: кишечная палочка, дрожжи.
Аэротолерантные
анаэробы
Не используют кислород, но и не погибают от
него.
Пример: молочнокислые бактерии.

4.

Брожение
Брожение — это анаэробный процесс окисления органических
веществ (чаще всего глюкозы), при котором акцептором
электронов служат промежуточные продукты распада (например,
пируват).
Основная цель: Образование НАД⁺ из НАД∙H для поддержания
гликолиза. Энергетический выход невелик: всего 2 АТФ на
молекулу глюкозы.
Глюкоза → (Гликолиз) → Пируват → (Вид брожения) → Конечные продукты + НАД⁺

5.

Классификация видов брожения
Брожение классифицируют по конечным продуктам,
образующимся из пирувата.
Основные виды:
• Спиртовое брожение
• Молочнокислое брожение
• Пропионовокислое брожение
• Маслянокислое брожение

6.

Спиртовое брожение
Осуществляют дрожжи (Сахаромицеты).
Суть: глюкоза превращается в этанол и углекислый газ.
Уравнение:
C₆H₁₂O₆ (глюкоза) → 2C3H4O3 (пируват) + 2АТФ
2C3H4O3 + 2НАД∙H → 2C₂H5OH (этанол) + 2CO₂↑
Значение:
• производство алкогольных напитков;
• хлебопечение;
• производство биоэтанола как топлива.

7.

Молочнокислое брожение
лактобактерии
Осуществляют молочнокислые бактерии.
Суть: глюкоза преобразуется в молочную кислоту.
Уравнение:
C₆H₁₂O₆ (глюкоза) → 2C3H4O3 (пируват) + 2АТФ
2C3H4O3 (пируват) + 2НАД∙H → 2C3H6O3 (молочная кислота)
Значение:
• производство кисломолочных продуктов;
• квашение овощей и силосование кормов;
• создание вкуса и текстуры в сырах.

8.

Пропионовокислое брожение
Осуществляют пропионовокислые бактерии.
Суть: глюкоза превращается в пропионовую и
уксусную кислоты с выделением углекислого газа.
Уравнение:
3C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH₂COOH (пропионовая кислота) +
2CH₃COOH (уксусная кислота) + 2CO₂↑
Значение:
• Пропионовокислое брожение осуществляют бактерии, обитающие в
рубце и кишечнике жвачных животных.
• Используется в производстве твердых сыров на стадии их дозревания
(углекислый газ образует характерные отверстия, а пропионовая
кислота дает специфический сладковатый вкус.

9.

Маслянокислое брожение
Осуществляют бактерии рода Клостридиум.
Суть: глюкоза превращается в масляную кислоту, а также
образуются углекислый газ и водород.
Уравнение:
C₆H₁₂O₆ → CH₃CH₂CH₂COOH (масляная кислота) + 2CO₂↑ + 2H₂↑
Отрицательное значение:
• Порча пищевых продуктов (прогоркание масла, молока).
Положительное значение:
• Участие в круговороте углерода в природе, производство
биопластиков.

10.

Сравнительная таблица видов брожения
Вид брожения
Спиртовое
Молочнокислое
Пропионовокислое
Маслянокислое
Главный
продукт
Микроорганизм
Значение

11.

Сравнительная таблица видов брожения
Вид брожения
Спиртовое
Главный продукт
Микроорганизм
Значение
этанол, CO₂
дрожжи
алкоголь, хлеб,
биоэтанол
Молочнокислое
молочная кислота
лактобактерии
кисломолочные
продукты,
квашение
Пропионовокислое
пропионовая
кислота, CO₂
пропионовокислые
бактерии
твердый сыр
Маслянокислое
масляная
кислота, H₂
клостридиум
порча продуктов,
биопластики

12.

Анаэробы в биотехнологии
Преимущество:
Низкие затраты производства, так как не требуются системы аэрации
в биореакторах.
Высокая продуктивность, так как дают целевые продукты в больших
количествах.
Могут перерабатывать органические отходы в ценные вещества.
Применение:
• входят в состав пробиотиков, нормализующих микрофлору
кишечника;
• участвуют в производстве ферментов;
• используются для синтеза органических кислот (молочной, уксусной,
лимонной);
• некоторые анаэробы в процессе брожения выделяют водород —
перспективный источник энергии.

13.

Анаэробы – возбудители болезней
Особенности:
• Размножаются в бескислородных условиях (глубокие
раны, некротизированные ткани, закрытые абсцессы).
• Часто образуют мощные экзотоксины.
Опасные возбудители:
• Возбудитель столбняка вызывает тонические судороги.
• Возбудитель ботулизма вырабатывает ботулотоксин —
один из сильнейших природных ядов.
• Возбудитель газовой гангрены разрушает ткани в ранах с
образованием газа.

14.

Выводы
• Анаэробные организмы — разнообразная группа,
играющая важную роль в биосфере как редуценты.
• Брожение — ключевой процесс их метаболизма, дающий
человеку множество ценных продуктов.
• Анаэробы — важнейшие объекты биотехнологии,
позволяющие создавать эффективные и экономичные
производства.
• Ряд анаэробов — опасные патогены, вызывающие
тяжелые заболевания, что требует понимания их биологии
для диагностики и лечения.