Круговорот углерода складывается из двух взаимосвязанных процессов:
1) потребления углекислоты атмосферного воздуха зелеными растениями и многими аутотрофными микробами;
2) возвращения, пополнения запасов углекислоты в атмосфере (схема 1).

Потребление СО2 атмосферного воздуха совершается зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами. При фотосинтезе образуются различные органические соединения. Основная масса фиксированного углерода отлагается в растениях в форме различных Сахаров — полимеров (целлюлоза, крахмал, пектин) или мономеров (глюкоза, фруктоза и др.). Образовавшиеся органические соединения используются животными и человеком для питания. После гибели растений и животных органические вещества переходят в почву. Возвращение углекислоты в атмосферу происходит в результате процессов, в которых значительную роль играют микроорганизмы почвы и воды. Большое количество углекислоты поступает обратно в атмосферу при минерализации органических остатков растений и животных почвенными бактериями и грибами. В процессе минерализации микробы почвы и воды не только переводят углерод органических соединений в СО2, но и возвращают в круговорот остальные биоэлементы (азот, фосфор, сера). Главными субстратами процессов минерализации в природе являются сахара в форме полимеров. Использование глюкозы в качестве основного энергетического материала при процессах биологического окисления (брожение и дыхание) приводит к высвобождению углекислоты и пополнению ее запасов в атмосфере. Большая часть углекислоты поступает в атмосферу также при сжигании нефти, каменного угля и метана.

Дополнительный цикл круговорота углерода обусловлен анаэробными почвенными микроорганизмами. Одни из них (метанобактерии, метанокок- ки и некоторые клостридии) в условиях влажных почв восстанавливают СО2 в метан (СН4). Другие, наоборот, окисляют метан в углекислоту (метаномонас, псевдомонас). Одним из этапов круговорота углерода в природе являются процессы брожения. Они происходят при участии микроорганизмов. Продукты, образующиеся в результате этих процессов, имеют огромное значение в народном хозяйстве.

Спиртовое брожение характеризуется распадом углеводов с образованием этилового спирта и углекислого газа: С6Н120Н— 2С2Н50Н + 2С02. ЭТОТ процесс осуществляется при участии дрожжей из рода Saccharomyces. Спиртовое брожение известно очень давно. Его используют при изготовлении спиртных напитков (вино, пиво) из винограда и зерна. Процесс спиртового брожения может происходить в анаэробных и аэробных условиях. Спиртовое брожение вызывают также дрожжи из рода Torula и некоторые плесени, например Mucor.

Уксуснокислое брожение происходит при попадании в вино или пиво уксуснокислых бактерий. Они окисляют этиловый спирт в аэробных условиях до уксусной кислоты: С2Н50Н + 02—СН3СООН +  Н20. Уксуснокислые бактерии могут образовывать до 10—14% уксусной кислоты и приводить к порче вина и пива.
Молочнокислое брожение вызывается бактериями семейства Lactobacteriaceae. При брожении бактерии выделяют ферменты, гидролизующие лактозу молока (молочный сахар) до моносахаридов (глюкоза). Глюкоза используется микроорганизмами в процессе биологического окисления, конечным продуктом которого является молочная кислота. Она губительно действует на другие микробы, находящиеся в кислом молоке, а также на гнилостные микробы кишечника.

Молочнокислые бактерии широко используют при изготовлении молочнокислых продуктов: Lact. bulgaricum — для приготовления простокваши, Lact. acidophilum — ацидофилина. Некоторые молочнокислые бактерии применяют для получения декстрана, полисахарида, который употребляют как кровезаменитель при потере крови, лечении шоковых состояний. Молочнокислое брожение могут вызвать также молочнокислые стрептококки, сливочный стрептококк, а также капустная и кишечная палочки.

Маслянокислое брожение осуществляется строгими анаэробами из рода Bacillus и Clostridium. Конечным продуктом брожения является масляная кислота, образование которой вызывает порчу овощей, молока, сыров, консервов. Более сложным типом маслянокислого брожения является расщепление пектиновых веществ (пектин — студень), межклеточного вещества растительной ткани. В нем участвуют как анаэробные бактерии, так и аэробные. В результате брожения пектина волокна растений легко отделяются друг от друга и используются для приготовления пряжи.

Анаэробное разложение клетчатки (целлюлозы) имеет очень большое значение в круговороте углерода в природе, так как благодаря ему клетчатка, являющаяся составным элементом оболочек растительных клеток, разрушается. В результате водородного брожения образуются масляная и уксусная кислоты, углекислота и водород, а при втором типе брожения (метановый) вместо водорода — метан. Анаэробное разложение клетчатки происходит в глубине почвы. В аэробных условиях клетчатка разрушается различными плесенями, актиномицетами и бактериями.


Практические занятия медицинские биологические препараты для профилактики и лечения инфекционных заболеваний

Занятие 1-е. Вакцины и анатоксины.

Вопросы для обсуждения. 1. Искусственный иммунитет, активный и пассивный. 2. Препараты для создания искусственного активного иммунитета: вакцины и анатоксины. 3. Виды вакцин: живые, убитые и химические. 4. Способы приготовления вакцин. 5. Анатоксины нативные и очищенные, их получение и титрован...


Практические занятия вирусы

Занятие 1-е. Методы вирусологических исследований.

Вопросы для обсуждения: 1. Особенности биологии вирусов. 2. Принципы классификации вирусов. 3. Вирион, его строение, размеры и химический состав. 4. Микроскопические методы изучения морфологии вирусов. 5. Методы культивирования вирусов на культурах клеток, куриных эмбрионах, лаб...


Препараты для профилактики и лечения вирусных заболеваний

Препараты для профилактики и лечения оспы. Оспенная вакцина сухая — Vaccinum variolae siccum является живой вакциной. В зависимости от субстрата, на котором культивируют вирус, различают дермальную (культивирование на коже животных), тканевую (культивирование в клеточных культурах) и яичную или ововакцину (культивирование на куриных эмбрионах).

Возбудители основных вирусных заболеваний

Возбудитель оспы. Возбудитель оспы является одним из самых крупных вирусов (200—350 нм). Этот вирус может быть обнаружен в оптическом микроскопе при применении специальных методов окраски (тельца Пашена).

При натуральной оспе в эпителиальных клетках обнаруживаются внутриклеточные включения — тельца Гуарниери.



Подтип покрытосеменные

Покрытосеменные, наиболее молодая группа растений, быстро распространились, начиная с середины мезозойской эры, и занимают в настоящее время господствующее положение среди растений земного шара.

По сравнению с голосеменными главным  новшеством у покрытосеменных является возникновение пестика, образовавшегося из свернувшихся и сросшихся краями плодолистиков....


Подтип голосеменные

Чрезвычайно интересную группу представляют открытые в начале текущего столетия так называемые семенные папоротники. Эти растения внешне вполне сходны с папоротниками, но на листьях их найдены настоящие семена с зародышами будущих растений. Дальнейшее изучение показало, что эти растения разноспоровые.


Тип семенные растения

В типе семенных растений мы различаем два подтипа: голосеменные и покрытосеменные. Как ни отличны друг от друга эти группы, у них имеются общие черты, касающиеся самых существенных сторон организации этого наиболее молодого типа растений.

Самой характерной особенностью семенных растений является наличие у них семян.


Тип папоротникообразных PTERIDOPHYTA

Тип папоротникообразных содержит ряд классов, к которым из ныне живущих относятся папоротники, плауны и хвощи.

Папоротникообразные возникли несколько позже псилофитов, что подтверждает преемственную связь между этими группами. 

Влажный и теплый климат второй половины древней (пал...



Миэломы (болезнь Калера) и лимфосаркоматоз (Кундрад, Рябберт, Негели)

В то время как лейкозы (миэлозы и лимфаденозы) представляют собой диффузную системную гиперплазию, с одной стороны, миэлогенной, с другой — лимфоидной ткани, миэломы и лимфосаркомы развиваются по типу новообразований — гамартом. Миэлома представляет собой самостоятельно развивающиеся множественные зачатки в костном мозгу (а не всюду, где имеется миэлогенная ткань, как это бывает при миэлозе). Узлы миэломы сдавливают окружа...


Лейканемический симптомокомплекс

В 1900 г. Лойбе (Leube) описал случай тяжелой анемии у мальчика с пернициозной картиной красной крови и с лейкемической картиной белой крови и предложил для этого заболевания название лейканемия. С тех пор описано много аналогичных заболеваний самого различного происхождения. Стараясь выделить лейканемические заболевания, приходится оперировать со многими неизвестными, не имея почти совсем у определенно установленных данных.


Этиология и терапия лейкозов

Этиология лейкемий (и алейкемических лейкозов) до сих пор не выяснена. Наибольшее количество работ было проведено в поисках возбудителя. Что касается хронических форм, то при них изредка обнаруживались бактерии; описаны также различные protozoa [Лёвит, Маннаберг (Loewit, Mannaberg) и др.], но пока эти данные не находят подтверждения. Указывают на сифилис как этиологический момент и особенно на туберкулез. Прививки животным крови больн...


Алейкемический лейкоз

Алейкемический лейкоз не представляет собой особой формы заболевания. В прежнее время патологогистологически не были диференцированы различные, совершенно самостоятельные заболевания, как лимфогрануломатоз, лимфосаркоматоз, сифилитические и туберкулезные грануломатозы и др. с локализацией в кроветворных органах; клинически они дают, благодаря увеличенным лимфатическим железам, сходную картину.