Отношение микроорганизмов к свету

отношение микроорганизмов к свету
^ 31. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду. Аэробы, анаэробы, микроаэрофилы.

свету Кислород входит в состав молекул воды, органических и неорганических соединений, присутствует в современной атмосфере в виде молекулярного кислорода (О2), объемная доля которого составляет 21 %. Кислород является обязательным химическим компонентом любой клетки.

Подавляющее большинство организмов удовлетворяет свои потребности в этом элементе, используя обе формы кислорода. 100 %-и молекулярный кислород подавляет рост всех облигатных аэробов.

Многие аэробные бактерии могут формировать колонии на поверхности твердой питательной среды в атмосфере, содержащей 40 % О2, но рост их прекращается, когда содержание О2 в атмосфере повышается до 50 %.

В отношении к молекулярному кислороду прокариоты могут быть разделены на несколько групп:

^ I. АЭРОБЫ

1. ОБЛИГАТНЫЕ

а) Растущие на воздухе

б) Микроаэрофильные

2. ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ

II. АНАЭРОБЫ

1. ОБЛИГАТНЫЕ

а) Строгие

б) Аэротолерантные

2. ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ

Облигатные (обязательные) аэробы – прокариоты, для роста которых О2 необходим. К ним относится большинство прокариотных организмов.

Микроаэрофилы – аэробы, не способные к росту при концентрации О2, равной атмосферной, но могут расти, если содержание О2 в окружающей среде будет значительно ниже (порядка 2 %).

Факультативные аэробы или анаэробы – прокариотные организмы, которые могут расти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Бактерии этой группы не нуждаются в О2 (последний не участвует в осуществляемых ими метаболических реакциях), но способны расти в его присутствии. Примером таких организмов служат молочнокислые бактерии. Многие прокариоты, относящиеся к этой же группе, приспособились в зависимости от наличия или отсутствия О2 в среде переключаться с одного метаболического пути на другой, например с дыхания на брожение, и наоборот.

Облигатные анаэробы – прокариоты, для метаболизма которых О2 не нужен, т. е. энергетические и конструктивные процессы у них происходят без участия молекулярного кислорода. К ним относятся метанобразующие архебактерии, сульфатвосстанавливающие, маслянокислые и некоторые другие эубактерии. Облигатные анаэробы получают энергию в процессах анаэробного дыхания, т. е. переноса электронов по цепи переносчиков на СО2, SO42-, фумарат и другие акцепторы.

Строгие облигатные анаэробы – не выносят присутствия даже незначительных количеств молекулярного кислорода в среде и быстро погибают. К числу строгих анаэробов относятся представители родов Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium и др.

Аэротолерантные анаэробы - бактерии, умеренно (Clostridium tetani, С. carnis, С. tertium, С. sporogenes) или достаточно высоко (С. perfringens, С. acetobutylicuni) толерантные к О2, могут расти в присутствии воздуха.

^ 32. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Температура. Способность к росту при различных температурных условиях.

Температурные условия в биосфере достаточно разнообразны. Свыше 80 % ее принадлежит к постоянно холодным областям. Значительная часть поверхности суши, включающая и континент Антарктиду, имеет низкую температуру. Средняя температура почвы в умеренной климатической зоне составляет 12 °С.

Три температурные точки, имеющие решающее значение для развития того или другого микроорганизма, называются кардинальными:

1. Максимальная температурная точка, при которой происходит замедление и остановка развития

2. Оптимальной называют температуру, при которой микроорганизмы развиваются наиболее интенсивно

3. Минимальная температурная точка, при которой происходит замедление и остановка развития

По отношению к температуре все микроорганизмы условно разделяют:

1. Психрофилы (опт 15–20 °С, min 8… –1 °С, max 30–35 °С)

а) Облигатные: приспособились к устойчивым холодным условиям

б) Факультативные: приспособились к устойчивым холодным условиям; более широкий температурный

диапазон

2. Мезофиллы (наиболее распространенная группа микроорганизмов. Опт 28…35 °С, min 5…10 °С, max 40…50 °С. Гнилостные бактерии; патогенные бактерии; токсигенные бактерии; промышленные культуры)

3. Термофилы (опт 35…40 °С, min 10… 15 °С, max 55…60 °С)

а) Термотолерантные(опт 35…40 °С, min 10… 15 °С, max 55…60 °С. Способны расти при повышенных температурах)

б) Облигатные (опт 55…60 °С, min 40…45 °С, max 65…70 °С. эубактерии Bacillus acidocaldarius, Synechococcus lividus, археи Methanobacterium thermoautotrophicum, Thermoplasma acidophilum)

в) Факультативные (опт 20…40 °С, min 20…25 °С,max 50…65 °С. Способность расти

в большом диапазоне)

г) Экстримальные (опт 80…105 °С, min 60…65 °С, max 110 °С. Thermoproteus, Pyrococcus, Pyrodictium)

Способность психрофилов расти в условиях низких температур объясняется:

особенностями их ферментных белков и мембранных липидов: увеличение в мембранах содержания ненасыщенных жирных кислот позволяет им находиться в функционально активном жидко-кристаллическом состоянии при низких температурах.

обязательное условие возможности роста психрофилов при минусовых температурах – нахождение воды в жидком состоянии.

Отмирание клеток при нагревании наступает вследствие необратимых изменений в протоплазме: инактивации ферментов, денатурации белков. Большинство вегетативных клеток погибает уже при 60–70 °С в течение 15–30 мин, а при 100 °С в течение нескольких секунд. Дрожжи и плесени также не переносят температуру 50–60 °С.

Споры бактерии вследствие своего строения, химического состава отличаются большой термоустойчивостью, многие из них выдерживают кипячение в течение 5–6 ч (споры Вас. subtilis, Cl. botulimim, Сl. sporogenes). Высокую термоустойчивость проявляют споры при воздействии сухого жара.

По отношению к низкой температуре микроорганизмы проявляют большую устойчивость, несмотря на то, что размножение и биохимическая деятельность микроорганизмов ниже минимальной кардинальной температурной точки прекращаются, гибель самой клетки может не наступать, и в таком анабиотическом состоянии многие микроорганизмы, а особенно споры, остаются жизнеспособными длительное время.

Под воздействием низких температур, особенно ниже минус 3 – минус 8 °С, в протоплазме клетки происходит ряд необратимых изменений, нарушается обмен веществ, инактивируются ферменты, происходят структурные изменения протоплазмы. Отмечено токсичное действие ионов солей, концентрация которых увеличивается в результате вымораживания воды, имеет значение и механическое повреждение протоплазмы клеток в результате образования внутриклеточных кристаллов льда.

^ 33. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Температура. Способность к выживанию в экстремальных температурных условиях.

Температурные условия в биосфере достаточно разнообразны. Свыше 80 % ее принадлежит к постоянно холодным областям. Значительная часть поверхности суши, включающая и континент Антарктиду, имеет низкую температуру. Средняя температура почвы в умеренной климатической зоне составляет 12 °С.

Три температурные точки, имеющие решающее значение для развития того или другого микроорганизма, называются кардинальными:

1. Максимальная температурная точка, при которой происходит замедление и остановка развития

2. Оптимальной называют температуру, при которой микроорганизмы развиваются наиболее интенсивно

3. Минимальная температурная точка, при которой происходит замедление и остановка развития

По отношению к температуре все микроорганизмы условно разделяют:

1. Психрофилы (опт 15–20 °С, min 8… –1 °С, max 30–35 °С)

а) Облигатные: приспособились к устойчивым холодным условиям

б) Факультативные: приспособились к устойчивым холодным условиям; более широкий температурный

диапазон

2. Мезофиллы (наиболее распространенная группа микроорганизмов. Опт 28…35 °С, min 5…10 °С, max 40…50 °С. Гнилостные бактерии; патогенные бактерии; токсигенные бактерии; промышленные культуры)

3. Термофилы (опт 35…40 °С, min 10… 15 °С, max 55…60 °С)

а) Термотолерантные(опт 35…40 °С, min 10… 15 °С, max 55…60 °С. Способны расти при повышенных температурах)

б) Облигатные (опт 55…60 °С, min 40…45 °С, max 65…70 °С. эубактерии Bacillus acidocaldarius, Synechococcus lividus, археи Methanobacterium thermoautotrophicum, Thermoplasma acidophilum)

в) Факультативные (опт 20…40 °С, min 20…25 °С,max 50…65 °С. Способность расти

в большом диапазоне)

г) Экстримальные (опт 80…105 °С, min 60…65 °С, max 110 °С. Thermoproteus, Pyrococcus, Pyrodictium)

Термофилы

Встречаются термофилы в почве, навозе, кишечнике животных и человека.

Термофилы в большинстве своем споровые формы, причем споры их отличаются особой термоустойчивостью (^ Вас. stearothermophilus, Вас. aerothermophilus).

Переносят стерилизацию (особенно при большом начальном обсеменении) и вызывают плоско-кислую порчу консервов, причиняя большой вред производству пищевых консервов.

Механизмы термоустойчивости:

Роль мембранных липидов. Насыщенные жирные кислоты, входящие в состав липидов, имеют более высокую точку плавления по сравнению с ненасыщенными.

Роль ферментных белков. Температурные точки термофилов зависят от конформации одного или нескольких ключевых ферментов. При минимальной температуре роста происходит переход от жесткой неактивной конформации белковых молекул к конформации с ограниченной гибкостью; оптимальная температура роста определяет наиболее благоприятное конформационное состояние ферментных белков; при максимальной температуре начинаются нарушения конформации белков и снижение их ферментативной активности, а выше этой температуры рост прекращается вследствие тепловой денатурации белков.

Термостабильность структурных компонентов клетки термофилов. Клеточная стенка, мембраны, рибосомы термофилов значительно более термостабильны, чем соответствующие структуры мезофилов.

Отмирание клеток при нагревании наступает вследствие необратимых изменений в протоплазме: инактивации ферментов, денатурации белков. Большинство вегетативных клеток погибает уже при 60–70 °С в течение 15–30 мин, а при 100 °С в течение нескольких секунд. Дрожжи и плесени также не переносят температуру 50–60 °С.

Споры бактерии вследствие своего строения, химического состава отличаются большой термоустойчивостью, многие из них выдерживают кипячение в течение 5–6 ч (споры Вас. subtilis, Cl. botulimim, Сl. sporogenes). Высокую термоустойчивость проявляют споры при воздействии сухого жара.

По отношению к низкой температуре микроорганизмы проявляют большую устойчивость, несмотря на то, что размножение и биохимическая деятельность микроорганизмов ниже минимальной кардинальной температурной точки прекращаются, гибель самой клетки может не наступать, и в таком анабиотическом состоянии многие микроорганизмы, а особенно споры, остаются жизнеспособными длительное время.

Под воздействием низких температур, особенно ниже минус 3 – минус 8 °С, в протоплазме клетки происходит ряд необратимых изменений, нарушается обмен веществ, инактивируются ферменты, происходят структурные изменения протоплазмы. Отмечено токсичное действие ионов солей, концентрация которых увеличивается в результате вымораживания воды, имеет значение и механическое повреждение протоплазмы клеток в результате образования внутриклеточных кристаллов льда.

^ 34. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Влажность.

Жизнедеятельность микроорганизмов возможна только при наличии в среде свободной влаги, связанная вода недоступна для микроорганизмов. Сама клетка на 70–80% состоит из воды, поэтому обезвоживание, высушивание субстрата и клеток микроорганизмов оказывает на них губительное действие.

Для развития микроорганизмов важна не абсолютная величина влажности, а ее доступность, которая обусловлена активностью воды (аw). Этот показатель выражает отношение давления паров над субстратом (Рс) к давлению паров над чистой водой (Р) при одной и той же температуре: аw =Рс / Р

Активность воды лежит в интервале от 0 до 1 и характеризует относительную влажность. Микроорганизмы могут осуществлять жизнедеятельность при активности воды от 0,999 до 0,62 и не растут в аэрозолях и во льду.

Микроорганизмы обладают различной устойчивостью к высушиванию. Устойчивы к высушиванию сапрофиты, молочнокислые бактерии, дрожжи. Особенно устойчивы к высушиванию споры бактерий и плесневых грибов, способные сохраняться в высушенном состоянии сотни и тысячи лет.

Нитрифицирующие, клубеньковые бактерии, наоборот, весьма чувствительны к высушиванию и быстро погибают при понижении влажности почвы ниже 40 %. В высушенном состоянии микроорганизмы не проявляют биологической активности, но сохраняют свои свойства; при увеличении влажности жизнедеятельность их полностью восстанавливается.

Микроорганизмы в зависимости от отношения к влажности делятся на следующие группы:

гидрофиты (влаголюбивые);

ксерофиты (сухолюбивые);

мезофиты (средневлаголюбивые).

Для большинства бактерий минимальная влажность субстрата должна составлять 20–30 %, а для грибов – 11–13 %. Развитие микроорганизмов в субстрате, в частности на пищевых продуктах, возможно только при определенной влажности. Влажность продуктов изменяется в зависимости от относительной влажности воздуха, между ними устанавливается определенное подвижное равновесие. Однако различные продукты при одной и той же влажности воздуха могут иметь разную равновесную или активную влажность.

Влажность воздуха может значительно колебаться при уменьшении температуры. Так, с понижением температуры влагоудерживающая способность воздуха понижается, и избыточная влага конденсируется в виде капелек на поверхности продукта. В этом случае микроорганизмы могут быстро перейти в активное состояние, размножиться и вызвать порчу продукта.

Губительное действие высушивания на микроорганизмы широко используют для сохранения различных продуктов.

Сушке подвергают мясо, рыбу, овощи, фрукты, травы.

Методы лиофильной сушки – высушивания путем замораживания в вакууме, успешно применяют для длительного сохранения культур микроорганизмов.

^ 35. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Давление. Осмотическое давление. Атмосферное. Гидростатическое давление и вакуум.

1. Осмотическое давление

Внутриклеточное осмотическое давление у различных микроорганизмов колеблется в широких пределах и в большой степени зависит от среды их обитания.

Некоторые бактерии могут долгое время находиться и даже размножаться в дистиллированной воде, другие виды являются постоянными обитателями соленых озер и развиваются в насыщенных растворах солей, где осмотическое давление превышает сотни атмосфер. Соответственно и внутриклеточное осмотическое давление у таких микроорганизмов велико.

Осмофильные микроорганизмы – хорошо приспособленные к развитию в среде с высоким осмотическим давлением.

Галофилы (лат. «half» – соль) (солелюбивые) – развиваются в среде с высокой концентрацией солей. Подразделяются на строгие галофилы и галотолерантные бактерии.

При попадании строгих галофилов в разбавленные среды в клетках нарушается обмен веществ, и может наступить гибель вследствии плазмоптиса.

Однако многие галофильные микроорганизмы развиваются в среде с различным и даже низким содержанием NaCl, т. е. способны к осморегуляции.

Большинство микроорганизмов, и особенно группа гнилостных бактерий и кишечная палочка, обладают слабой устойчивостью к повышенному осмотическому давлению. Размножение многих микроорганизмов замедляется уже при 1–3 %-ной концентрации поваренной соли, а при 15–20% почти полностью прекращается.

Диапазон концентрации поваренной соли, задерживающей развитие различных микроорганизмов, весьма велик. Повышение концентрации соли выше указанных пределов резко тормозит обмен веществ, приводит к обезвоживанию протоплазмы, которая съеживается, наблюдается явление плазмолиза. Губительное действие высоких концентраций соли и сахара широко используется для консервирования пищевых продуктов.

2. Атмосферное давление

К повышенному атмосферному давлению бактерии, дрожжи и плесневые грибы проявляют большую устойчивость. Неспороносные бактерии выдерживают давление 400–500 МПа, а споры до 2000 МПа. Активность ферментов и микробных ядов теряется только при 2000 МПа. По отношению к высокому давлению микроорганизмы подразделяются на следующие подгруппы:

барочувствительные – организмы с газовыми вакуолями, перестающие расти при повышении давления;

баротолерантные – выдерживают давление до 400 атм, но способны расти и при обычном давлении;

барофильные – микроорганизмы, обитающие на больших глубинах морей и океанов, хорошо приспособленные к высокому гидростатическому давлению

3. Гидростатические давление.

При повышении гидростатического давления в клетке происходит ряд изменений в биологических процессах: замедляется скорость реакций, происходит денатурация белковых молекул и диссоциация сложных агрегатов клеток, клетки перестают делиться, в целом энергетические процессы преобладают над биосинтетическими.

4. Вакуум

Влияние вакуума на клетки бактерий связано с потерей воды. Жизнедеятельность бактерий быстро уменьшается по мере того, как общее давление падает ниже давления водяного пара, затем скорость отмирания остается постоянной и не зависит от степени разрежения. Выживание в вакууме вегетативных клеток Е. coli и Вас. subtilis составляет 5%, а спор Вас. subtilis – 20% Повреждение и гибель клеток в вакууме связаны с нарушением мембраны и увеличенным выходом из клетки нуклеиновых кислот.

^ 36. Влияние физических факторов на микроорганизмы. Лучистая энергия, УФЛ, ультразвук.

Существуют различные формы лучистой энергии, характеризующиеся различными свойствами, силой и характером действия на микроорганизмы.

электромагнитные излучения с разной длиной волн: радиоволны, инфракрасные лучи, видимый свет, УФ, рентгеновское, гамма-излучение, корпускулярные излучения (альфа- и бета-частицы нейтрона, протона и другие ядерные частицы).

Рентгеновское, гамма- и корпускулярное относятся к ионизирующим излучениям.

СВЧ-энергия – электромагнитные ультракороткие волны и микроволны с длиной волны от 10 м до нескольких мм при прохождении через среду вызывают в ней возникновение токов высокой и сверхвысокой частоты.

Причиной гибели при СВЧ-воздействии является повреждение клетки под влиянием высоких температур. СВЧ-энергия оказывает влияние на генетические признаки микроорганизмов, на изменение интенсивности деления клетки, активность некоторых ферментов, гемолитические свойства. Эффект воздействия сильно зависит от частоты колебаний и времени облучения. Метод нагрева с помощью СВЧ-энергии является перспективным способом тепловой обработки пищевых продуктов: варки, сушки, разогрева, выпечки, стерилизации и пастеризации.

^ Ультрафиолетовые лучи с короткой длиной волны являются наиболее активной частью солнечного спектра. Вследствие присущей им высокой химической и биологической активности, лучи с длиной волны менее 400 нм вызывают инактивацию ферментов, коагуляцию белков, в результате чего наступает гибель клетки. Губительное действие прямого солнечного света на большинство микроорганизмов обусловлено повреждающим воздействием ультрафиолетовых лучей на ДНК клетки.

Репарация после воздействия УФЛ:

В молекуле ДНК возникают тиминовые димеры, ингибирующие репликацию.

Эти повреждения могут быть устранены с помощью фотореактивации – исправления поврежденного участка ДНК особым ферментом, расщепляющим тиминовые димеры и активируемым лучами синего света.

Также исправить поврежденные структуры ДНК может комплекс ферментов: эндонуклеаза, которая вырезает поврежденный участок; полимераза, синтезирующая правильную структуру по комплиментарной цепи; лигаза, сшивающая синтезированные последовательности. Такой механизм носит название темновой репарации

Особенно чувствительны к свету различные патогенные микроорганизмы и гнилостные бактерии рода Pseudomonas. Пигментные бактерии и дрожжи значительно устойчивее к ультрафиолетовому облучению. Наибольшей устойчивостью к действию ультрафиолетовых лучей обладают споры.

В природе существуют микроорганизмы, для жизнедеятельности которых ультрафиолетовые лучи необходимы, это фотосинтезирующие бактерии, которые, подобно зеленым растениям, используют солнечную энергию для синтеза веществ протоплазмы из углекислоты и воды.

Действие ультрафиолетовых лучей широко используют на практике для дезинфекции воздуха лечебных учреждений и заводских помещений, обеззараживания тары, поверхности оборудования, воды.

^ Ионизирующая радиация, и в первую очередь гамма-лучи, рентгеновские лучи и ускоренные электроны способны вызывать процесс ионизации, т. е. превращать отдельные атомы и молекулы веществ в электрически заряженные частицы – ионы.

Под действием ионизирующей радиации происходит радиолиз воды, образование свободных радикалов и перекисей, которые активно вступают в химическое взаимодействие с другими веществами, происходит распад существовавших и возникновение новых веществ, изменяется течение физико-химических процессов.

Микроорганизмы более устойчивы к воздействию радиации, чем более высокоразвитые существа. Большие дозы радиоактивного воздействия, несомненно, губительно воздействуют на микробные клетки. Маленькие дозы, наоборот, способны вызвать мутации в клетки, что может привести к появлению новых признаков, например, таких как устойчивость микроорганизма к воздействию антибиотиков.

Наибольшей устойчивостью к радиации обладают микроорганизмы родов Deinococcus radiodurans, Shizosaccharomyces pombe, Boda marina, которые были выделены из воды атомных реакторов.

^ Воздействие излучений:

РАДУРИЗАЦИЯ (лучевая пастеризация) частичное подавление микроорганизмов

РАДИСИДАЦИЯ уничтожение определенных видов патогенных или токсигенных микроорганизмов

РАДАППЕРТИЗАЦИЯ практически полное уничтожение м/о в облучаемом продукте (аналогично тепловой стерилизации)

Ультразвуком принято называть механические колебания с частотами свыше 20000 колебаний в 1 с (20 кГц). С помощью ультразвуковых волн можно вызвать инактивацию ферментов, витаминов, токсинов, разрушить разнообразные материалы и вещества, многоклеточные и одноклеточные организмы. При этом происходит разрыв клеточных оболочек, разрушение клеток. Возникающие в этом процессе химически активные соединения и ионизация воды усугубляют бактерицидный эффект ультразвуковых волн.

Микрококки, споры бактерий отличаются повышенной устойчивостью к действию УЗ-волн. При помощи ультразвука можно осуществить стерилизацию различных жидкостей и даже пищевых продуктов. В последнем случае одновременно происходит их гомогенизация.

^ 37. Влияние химических факторов на микроорганизмы. Кислотность и щелочность. Поваренная соль.

Кислотность – показатель рН – отрицательный логарифм концентрация водородных ионов, который может колебаться от 0 до 14

Жизнедеятельность микроорганизмов может осуществляться лишь в определенных физико-химических условиях, при определенной щелочности или кислотности среды. Каждой физиологической группе и даже отдельным видам микроорганизмов свойственны определенные границы рН, выше и ниже которых происходит подавление обмена веществ и гибель микроорганизмов.

При низких значениях рН растворимость углекислоты, являющейся основным или даже единственным источником углерода для автотрофных прокариот, понижается, а растворимость некоторых ионов (Cu2+, Mo2+, Mg2+, A13+) возрастает и достигает уровней, токсичных для многих прокариот.

При высоких значениях рН растворимость многих катионов (Fe2+, Са2+, Mg2+, Мп2+), необходимых клетке, резко понижается, они выпадают в осадок и, таким образом, становятся недоступными для организмов.

Значение рН влияет на состояние веществ в окружающей среде. Органические кислоты в кислой среде находятся в недиссоциированной форме, в которой легко проникают в клетку, становясь токсичными для нее.

Концентрация Н+ внешней среды влияет и на равновесие электрических зарядов на поверхности клетки: при низких значениях рН увеличивается суммарный положительный заряд, при высоких – суммарный отрицательный заряд.

В Мировом океане и на большей части суши концентрация водородных ионов поддерживается в довольно узком диапазоне, оптимальном для роста большинства прокариот, предпочитающих нейтральные или слабощелочные условия.

Довольно часто встречаются умеренно кислые природные среды, имеющие рН около 3–4. Это многие озера, кислые болота, некоторые истощенные почвы.

Среды с более низким рН чрезвычайно редки; рН 3 и ниже имеют обычно терриконы угольных шахт, дренажные воды, рудничные стоки.

К наиболее кислым из природных сред, вероятно, относятся горячие кислые источники и окружающие их горячие кислые почвы, рН которых может достигать 1.

По отношению к кислотности среды

1. НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ (Развиваются в области рН, близкой к нейтральной, рост возможен в диапазоне рН от 4 до 9)

2. АЦИДОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ (рН среды от 1 до 4)

а) ацидотолерантные

б) облигатные

3. АЛКАЛОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ (Растут при рН от 8 до 12)

а) алкалотолерантные

б) облигатные

Наиболее кислотолюбивыми (ацидофильными) эубактерями являются автотрофные тионовые бактерии Thiobacillus thiooxydans, развитие которых возможно при рН 0,6 (оптимум роста 2,5–3,5).

К алкалофилам относятся бактерии, способные развиваться в щелочных озерах и источниках.

Наиболее благоприятна для большинства бактерий среда с рН 7,0–7,3 (нейтрофилы), для дрожжей и плесневых грибов с рН 5–6.

Диапазон концентрации поваренной соли, задерживающей развитие различных микроорганизмов, весьма велик. Повышение концентрации соли выше указанных пределов резко тормозит обмен веществ, приводит к обезвоживанию протоплазмы, которая съеживается, наблюдается явление плазмолиза. Губительное действие высоких концентраций соли и сахара широко используется для консервирования пищевых продуктов.

^ 38. Влияние химических факторов на микроорганизмы. Антисептики, виды и воздействие на микроорганизмы.

Антисептические вещества - химические в-ва, присутствующие в среде, оказывают на микроорганизмы

отрицательное воздействие, приостанавливают и прекращают их развитие или вызывают гибель клеток

концентрация в среде:

некоторые из веществ, обладающие в большой концентрации хорошо выраженным антисептическим действием, в малой концентрации даже необходимы для развития микроорганизмов

спектр действия антисептиков:

разные виды микроорганизмов обладают различной чувствительностью. Наибольшей устойчивостью к антисептикам отличаются споры бактерий и плесневых грибов, сравнительно устойчивы к действию химических веществ некоторые патогенные микроорганизмы: туберкулезная палочка и стафилококк.

растворенный вид:

губительное действие антисептиков начинает проявляться после их проникновения через клеточную оболочку и цитоплазматическую мембрану

Различные химические соединения повреждают структурные элементы клетки и вызывают инактивацию ферментов и нарушение обмена веществ:

-фенолы, нейтральные мыла и поверхностно-активные вещества (детергенты) нарушают полупроницаемость цитоплазматической мембраны

-этанол вызывает коагуляцию белков

-соли тяжелых металлов (медь, серебро, ртуть и др.) действуют в очень незначительной концентрации как сильные ферментные яды, проявляют олигодинамическое действие, связывают SH-группы ферментов, изменяют структуру белков

-цианид, окись углерода действуют на цитохромоксидазу и подавляют процесс дыхания.

-хлор, хлорная известь, марганцовокислый калий действуют как сильные окислители.

Асептическое действие дезинфицирующих веществ значительно возрастает с увеличением концентрации, температуры, степени их диссоциации и времени контакта с микроорганизмами.

Органические вещества – белки и липиды оказывают защитное действие от антисептиков.

Антисептики и дезынфектанты широко используется в различных областях промышленности для обработки и дезинфекции оборудования, воды, материалов, одежды, рук и др.

Некоторые химические вещества используют и как консерванты пищевых продуктов.

^ 39. Влияние биологических факторов на микроорганизмы. Антибиоз. Виды взаимоотношений – антагонизм, паразитизм, бактериофаги.

Разнообразные биологические факторы: влияние (положительное и отрицательное) различных веществ (стимуляторов и ингибиторов роста, витаминов, антибиотических веществ и др.), выделяемых в процессе жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов

Биологическое воздействие, которое оказывают микроорганизмы и другие организмы друг на друга, подразделяются на симбиоз (сожительство организмов разных видов, обычно приносящее им взаимную пользу; они совместно развиваются лучше, чем каждый из них в отдельности) и антибиоз.

Антибиоз:

1. Антагонизм – это такой вид взаимоотношений, когда один вид организма угнетает или прекращает развитие другого, вызывая его гибель.

М/о в природных условиях входят составной частью в биоценоз (совокупность растений и животных, населяющих участок среды обитания с более или менее однородными условиями жизни)

Микробы находятся в природе в ассоциациях, между которыми происходит постоянная борьба за существование

Определенные виды, которые приспособились к данной среде, обладают более выраженными антагонистическими свойствами по отношению к другим видам, попадающим в новую среду обитания

Молочнокислые бактерии обладают антагонистическими свойствами в отношении возбудителей дизентерии, чумы и др.

Синегнойная бактерия подавляет рост шигелл, сальмонелл, бацилл сибирской язвы, холерного вибриона, возбудителей чумы, сапа, стафилококков, менингококков и др.

Особенно мощными антагонистическими свойствами обладают нормальные обитатели человеческого тела: Е. coli, Еnt. faecalis, молочнокислые бактерии, актиномицеты, микрофлора кожи, носоглотки и др.

Антагонистические взаимоотношения установлены и среди вирусов, когда один вирус предохраняет организм от внедрения в него другого вируса. В вирусологии это явление получило название интерференции вирусов.

Антагонизм между микроорганизмами очень широко распространен в природе, он является мощным фактором в борьбе за существование и имеет большое значение в естественном отборе, изменчивости и эволюции микроорганизмов.

Антагонистические взаимоотношения во многих случаях определяются способностью организмов (животных, растений и особенно микроорганизмов) выделять в среду специфические биологически активные химические вещества – антибиотики, обладающие антибактериальным действием.

2. Паразитизм – форма взаимоотношений, когда совместная жизнь приносит выгоду одному организму, а другому наносит вред. Паразитами являются все возбудители инфекционных заболеваний человека, животных и растений, а также вирусы и бактериофаги, разрушающие клетки живых бактерий.

В определенных условиях существования микробов антагонистические отношения возникают в результате недостатка питательных веществ, и тогда одни микробы вынуждены питаться за счет других.

Паразитические бактерии Bdellovibrio bacteriovorus обладают способностью проникать в некоторые грамотрицательные и грамположительные бактерии, размножаться в них и разрушать их.

Паразитические бактерии широко распространены в природе (почва, морская вода, испражнения) и играют важную роль в элиминации из окружающей среды патогенных и условно-патогенных видов (сальмонеллы, Е. coli и др.).


Закрыть ... [X]

Влияние физических факторов на развитие микроорганизмов. Микроорганизмы Конкурсы для ниокр

Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету Отношение микроорганизмов к свету