Vee mikrobioloogia eksam (2)

1. Seleta lahti järgmised metabolismitüübid: a) Autotroof - organism, kes sünteesib elutegevuseks vajalikud orgaanilised ühendid väliskeskkonnast saadavatest anorgaanilistest ainetest. Selleks kasutatakse kas valgusenergiat või redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat b) Organotroof- Organism, kes elektroni doonorina kasutab orgaanilisi aineid (loomad ja seened) c) Litotroof- saab energiat anorgaanilistest ainetest. (litotroofsete protsesside käigus anorg ühendid oksüdeeritakse, vabanev energia kasutatakse ära hingamisprotsessides ja CO2 redutseerimisel). Bakterid , taimed või fotosünteesivad protistid . d) Heteretroof - organism, kes saab oma elutegevuseks vajaliku energia toidus sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil. e) Fototroof- on organism, kes saab energiat valgusenergiast (bakterid, protistid ja taimed ehk fotosünteesivad organismid). f) Kemilitotroof- bakterid, kes saavad energiat keemiliste sidemete energiast (erinevalt autolitotroofidest, kes saavad energiat valguskiirgusest) ja kasutavad elektroni doonorina anorgaanilisi ühendeid (erinevalt kemoorganotroofidest, kes kasutavad selleks orgaanilisi ühendeid). 2. Mis on denitrifikatsioon ? Denitrifikatsioon on anaeroobsetes tingimustes toimuv protsess, mille käigus nitritid ja nitraadid redutseeritakse gaasilisteks lämmastikuühenditeks (nt N 2O; N2) või ammoniaagiks (NH3). Kõik denitrifitseerivad bakterid on võimelised aeroobseks hingamiseks. Juhul, kui hapnikku pole, kantakse elektronid üle nitraadile (NO3-) või nitritile (NO2-). 3. Mis on nitrifikatsioon ? on NH3 bioloogiline kahe- etapiline oksüdeerumine hapniku osalusel nitraatideks. Protsessi viivad läbi nitrifitseerijad bakterid. Nitrifikatsiooni kiirus sõltub eelkõige ammoniaagi oksüdeerumisest nitrititeni, milleks vajatakse võrreldes nitrititest nitraatideks muundumisega rohkem energiat. Nitrifikatsioon on oluline lüli lämmastikuringel mullas. 4. Miks vajab orgaanilise süsiniku kasutamine biosünteesis vähem energiat kui CO2 kasutamine? C orgaanilisest ühenditest, energia valgusest; fotoautotroofid - süsinik CO fikseerimisest, energia valgusest. 2 Ühel juhul on tegemist lihtaine oksüdatsiooniga. 5. Kust saavad elutegevuseks vajalikku energiat need organismid, kel pole võimalik kasutada orgaanilise aine oksüdeerimisest vabanevat energiat? Kasutavad redoksreaktsioonidel vabanevat keemilist energiat. 6. Nimeta võimalikke elektronide aktseptoreid veekogus? (vähemalt 3) O2, Mn4+, Fe3+ 7. Nimeta võimalikke elektronide doonoreid veekogus? (vähemalt 3) Pinnases olevad orgaanilised osad, lahustunud anorgaanilised osakesed, CO 8. Milles seisneb aeroobne hingamine , anaeroobse hingamise ja käärimise põhimõtteline erinevus? Aeroobne hingamine ­ organismide gaasivahetus väliskeskkonnaga, kus O2 jõuab rakkudesse ning biokeemilistes oksüdatsiooniprotsessides vabaneb CO2, mis väljutatakse organismist. Aeroobses hingamises kasutavad aeroobid rakuhingamise käigus hapnikku, oksüdeerimaks toitaineid (näiteks suhkruid ja rasvu) energiasaamise eesmärgil. Anaeroobne hingamine ­ hapnikuta keskkonnas selleks kohastunud organismide energiasaamise viis (elektronide lõppakseptor on molekul, mis pole O 2, selleks on anorg ühendid; heterotroofid ). Anaeroobid on hapnikuta keskkonnas elavad organismid, kes eluprotsessideks ei vaja hapnikku, ja kes selle olemasolul võivad isegi surra. Käärimine e fermentatsioon ­ ainevahetusprotsess (bakterid, pärmseened), mis toimub anaeroobses keskkonnas ühenditeni, mille edasine oksüdatsioon saab toimuda ainult O 2 osalusel. (Käärimisprotsessil vabanevat energiat kasutavad vastavad organismid elutegevuseks). Käärimise puhul ei kasutata ühtegi välist elektronaktseptorit. Orgaaniline substraat on kasutuses nii elektrondoonori kui elektronaktseptorina. Lisaks kasutatakse seda ka biosünteesis raku ehitusmaterjalina. 9. Kust saavad elutegevuseks vajaliku energia kemolitotroofid? Kas nad suudavad kasvada pimedas ? Saavad energiat keemiliste sidemete energiast, kasutavad elektroni doonorina anorg ühendeid; C- allikana kasutavad CO2. Energiat on võimalik saada keemilistest ainetest (kemotroofid) või valgusenergiast (fototroofid). Valgusenergia muudetakse rakus samuti keemiliseks energiaks fotosünteesiprotsesside käigus. 10. Milles seisneb anoksügeense ja oksügeense fotosünteesi erinevus? Nimeta mikroorganismide rühmi, kes viivad läbi 1) anoksügeenset ja 2) oksügeenset fotosünteesi. Oksügeenset fotosünteesi ­ päikeseenergia muudetakse keem energiaks. Fotosünteesi lähteaineteks on süsinikdioksiid, vesi ja mineraalained (energiaallikaks on päikeseenergia), saaduseks on süsivesikud: glükoos, fruktoos ja tärklis ning kõrvalsaaduseks hapnik. Taimed, vetikad , tsüanobakterid. Anoksügeenne fotosüntees - bakteriaalne fotosüntees (va. sinivetikad), mille käigus ei eraldu hapnikku, sest protessi läbi viivad bakterid ei saa CO2 redutseerimiseks vajalikku vesinikku mitte veest, vaid väävliühendeist, gaasilisest vesinikust jt. Anoksügeenset fotosünteesi viivad läbi kolm bakterirühma: fototroofsed rohelised bakterid, purpurbakterid ja heliobakterid. 11. Milles seisneb veekogude (jõgede) isepuhastumine ? Reostus vooluvetes mikrobioloogilisest aspektist : · suureneb mikroobide hulk reovees olevate mikroobide arvel · orgaaniliste ainete ja toitesoolade sisalduse tõus vees põhjustab omakorda juba vees olevate mikroobide hulga suurenemise Reostuse tagajärg: allohtoonsete bakterite osatähtsuse suurenemine: · Esmane reostus: heitvete sissevoolu tulemus · Teisene (sekundaarne) reostus: näiteks reostunud piirkonnast reostamata vette kandunud organismide hukkumise tagajärjel Bioloogiline isepuhastumine: protsesside kompleks , mis toimub organismide elutegevuse tagajärjel ning viib teatud (reo-)ainete kontsentratsiooni muutumisele (vähenemisele): · Puhastamata reovesi sisaldab juba iseenesest suurel hulgal baktereid. Mikroobid tegelevadki ühe osa isepuhastusega lülitades orgaanilist ainet oma metabolismi nii biomassi tekitamiseks kui energeetilisteks vajadusteks. · Mõned sissevoolud võivad olla steriilsed (ilma mikroobideta), kuid pärast veekogusse jõudmist tekib sinna sobivate mikroobide populatsioon . · Asjaosalisi bakterite tüüpe (füsioloogilisi rühmi) on palju ning paljud neist on spetsiifilised (näit. nitrifitseerijad, tselluloosi lagundajad, fenoolide lagundajad, jne.). Mikroobid on isepuhastusprotsessidega seotud kahest aspektist: · mikroobid etendavad olulist osa isepuhastumisel, lagundavad orgaanilist ainet lülitades seda aineringesse jne. · veekogu puhastub ka allohtoonsetest bakteritest (näiteks patogeenidest). 12. Selgita, kes on obligaatne e. range anaeroob , kes on fakultatiivne anaeroob? 1)Obligaatne anaeroob - Heterotroofsed bakterid, kes redutseerivad sulfaate. (s.t. neile on vastuvõetav vaid anaeroobne keskkond), H2S on neil anaeroobse hingamise lõpp-produkt. Obligaatsed anaeroobid on ka metanogeenid ja homoatsetogeenid; CO2 on elektronide lõppaktseptor. H2 on kõige levinum energia-allikas (elektronide doonor ), mida need grupid kasutavad, produktideks on vastavalt (metanogeenide puhul) metaan ja (homoatsetogeenide puhul) äädikhape. 2)Fakultatiivne anaeroob- suudavad paljuneda nii õhuhapniku olemasolul kui ka selle puudumisel. Siia alla kuuluvad näiteks Enterobacteriaceae sugukonda kuuluvad perekondade liigid. Enamik patogeensetest mikroobidest on fakultatiivsed anaeroobid.
13. ,,Reoveeseen". Mis see on, roll isepuhastuprotsessides. Palja silmaga nähtava mikroorganismide koloonia. · Esineb vooluvetes · Talub laia pH ja temperatuuri vahemikku · Talub suhteliselt madalat hapnikusisaldust · Ei talu soola kontsentratsioone üle 300 mg/l, ei esine riimvees