Микробиология. Мир микроорганизмов

align="justify">

Условия роста 

При удовлетворении всех потребностей в питательных  веществах рост м/организмов зависит  от определенных условий:

     - рН среды ;

     - температуры;

     - осмотического давления.  

Решающее  значение для роста м/организмов имеет РН Среды. Большинство м/организмов лучше растет, когда концентрации Н ОН одинаковы (РН - 7,0). Грибы предпочитают более низкие значения РН.

К температуре  различные микроорганизмы относятся  по-разному. Большинство почвенных  и водных бактерий лучше растут от 20 до 45 С-мезофилы. А спорообразующие  бактерии лучше растут при температуре  выше 45 С- термофильные. Термофилы обитают  в горячих источниках, гейзерах Камчатки, самонагревающихся скоплениях различных органических материалов ( в зерне, сене, навозе, кампосте), в продуктах прошедших тепловую обработку. Другую крайность представляют психрофильные бактерии, которые растут при температуре ниже 20 С (железобактерии).

Психрофилы  встречаются в полярных зонах, в  северных морях, снегах Арктики, на охлажденных  продуктах. Термотолерантными называют бактерии, которые могут расти  в области средних температур, но могут переносить и более высокие  температуры (мин-37 С, мах-50 С).

К осмотическому  давлению питательной среды большинство  бактерий проявляет большую устойчивость. Многие бактерии могут расти на средах с содержанием солей от 0,1 до 10%.

Всем  аэробным бактериям в качестве акцептора  необходим кислород. Для бактерий, которые растут в тонких слоях жидкости в присутствии воздуха кислорода достаточно. В жидких средах при большом объеме жидкости аэробные бактерии могут расти только на поверхности. Для этого требуется аэрация. М/организмы способны использовать тоьлко растворенный кислород.

Для роста  строго анаэробных бактерий исключается  доступ кислорода воздуха. В технике  применяют: прокипяченные, лишенные воздуха  питательные среды, закрытые без  пузырьков сосуды, применение различных  веществ, поглощающих кислород и др.

 

Поступление питательных  веществ в клетку 

Поступление веществ в клетку и выделение  продуктов обмена в окружающую среду  происходит у микроорганизмов через  всю поверхность тела путем осмоса или адсорбции. На интенсивность  этих процессов оказывают различные факторы: разность концентрации питательных веществ в клетке и за ее пределами, а также проницаемость для них плоуменной оболочки.

Осмос представляет собой диффузию веществ в растворах  через полупроницаемую мембрану.

Возникает осмос под действием разности осмотических давлений в растворах по обе стороны полупроницаемой мембраны. Величина осмотического давления раствора зависит от молярной концентрации растворенных в нем веществ.

Оболочка  клетки проницаема и задерживает  лишь микромалекулы. Цитоплазматическая мембрана клетки обладает полупроницаемостью: она является осмотическим барьером, регулируя поступление в клетку и выход из нее растворенных веществ. Вещества не растворимые в воде, белки, не могут быть использованы клеткой. Они могут проникнуть в нее лишь после расщепления на более простые, что происходит с помощью экзоферментов микробов.

Таким образом, при осмотическом проникновении  пит.веществ в клетку движущей силой  служит разность осмотических давлений между средой и клеткой. Такой  пассивный перенос веществ не требует затраты энергии и протекает до выравнивания концентрации с наружным раствором.

Поступившие в клетку вещества включаются в реакцию  конструктивного и энергетического  обмена, концентрация некоторых из них будет ниже, чем в среде, и поступление данных веществ возможно до полного исчерпания их из субстрата.

Если  микроорганизм попадает в субстрат, осмотическое давление которого выше, чем в клетке, то цитоплазма отдает воду во внешнюю среду. Питательные  вещества в клетку не поступают, содержимое клетки уменьшается в объеме и протопласт отстает от клеточной оболочки. Это явление называется плазмолизом клетки.

При чрезмерном низком осмотическом давлении внешней  среды может наступить плазмоптис клетки - явление обратное плазмолизу, когда вследствии высокой разности осмотических давлений цитоплазма переполняется водой и приводит к разрыву клеточной оболочки.

Второй  путь поступления веществ в клетку - активный. Путем переноса их особыми, локализованными в цитоплазматической мембране веществами ферментной природы. Эти перегсчики, называемые пермеазами, обладают субстратной специфичностью.

Каждый  транспортирует только определенное вещество. На внешней стороне цитоплазматической мембраны переносчик адсорбирует вещество вступает с ним во временную связь и отдает на внутренней стороне ее транспортируемое вещество в цитоплазму.

К температуре  различные микроорганизмы относятся  по-разному. Большинство почвенных  и водных бактерий лучше растут от 20 до 45 С-мезофилы. А спорообразующие  бактерии лучше растут при температуре выше 45 С- термофильные. Термофилы обитают в горячих источниках, гейзерах Камчатки, самонагревающихся скоплениях различных органических материалов ( в зерне, сене, навозе, кампосте), в продуктах прошедших тепловую обработку. Другую крайность представляют психрофильные бактерии, которые растут при температуре ниже 20 С (железобактерии).

Психрофилы  встречаются в полярных зонах, в  северных морях, снегах Арктики, на охлажденных  продуктах. Термотолерантными называют бактерии, которые могут расти в области средних температур, но могут переносить и более высокие температуры (мин-37 С, мах-50 С).

К осмотическому  давлению питательной среды большинство  бактерий проявляет большую устойчивость. Многие бактерии могут расти на средах с содержанием солей от 0,1 до 10%.

Всем  аэробным бактериям в качестве акцептора  необходим кислород. Для бактерий, которые растут в тонких слоях жидкости в присутствии воздуха кислорода достаточно. В жидких средах при большом объеме жидкости аэробные бактерии могут расти только на поверхности. Для этого требуется аэрация. М/организмы способны использовать тоьлко растворенный кислород.

Для роста  строго анаэробных бактерий исключается  доступ кислорода воздуха. В технике  применяют: прокипяченные, лишенные воздуха  питательные среды, закрытые без  пузырьков сосуды, применение различных  веществ, поглощающих кислород и  др.

 

Строение клеток прокариотов и эукариотов; архебактерии 

 

Архебактерии  не относятся ни к прокариотам, ни к эукариотам: нет муреинового  слоя: другой способ фиксации углекислоты (Z.B. метанобразующие, галобактерии, сероокисляющие, серовосстанавливающие бактерии). 

 

Грибы. Fungi (лат.); Mices (греч.) 

Распространение; повсеместно, споры грибов встречаются в любых экосистемах. Почвенные, водные, паразиты животных, человека, растений. Наибольшее кол-во грибов встречается в почве. Способны разлагать биополимеры, питаются продуктами их гидролиза, поэтому выполняют очень большую работу в биохим. Цикле, особенно С, по минерализации орг. в-в. Цитология: эукариоты, имеют общие черты и с растениями и с животными (есть вакуоли, не способны к движению, но являются гетеротрофами, т. к. нет хлорофилла). Состав клеточной стенки: хитин, целлюлоза. Морфология форма клеток – нитевидная (гифы, в совокупности образуют мицелий). Гифы бывают вегетативные и плодоносящие. Мицелий может быть как с перегородками, так и без них (одноклеточный и многоклеточный). Толщина 5–50 мкм. Размножение: 1) вегетативное (верхушечный рост или обрывками мицелия); 2) бесполое (Споры образуются на плодоносящих гифах (конидиеносцах). Спороношение – важный таксономический признак. Споры могут быть эндоспорами (у более примитивных) и экзоспорами). 3) Половое (спорообразованию предшествует половой процесс, в качестве органа размножения у многоклеточных образуются базидии со спорами или сумки со спорами; у одноклеточных – зигота (зигоспора)) 

Классификация грибов, значение 

1) Архимицеты – наиболее примитивные, микроскопических размеров; зачаточный мицелий или нет мицелия; тело представляет собой голый комочек протоплазмы, который покрывается оболочкой в процессе превращения в спорангий; размножаются бесполым путем посредством подвижных спор – зооспор, развивающихся в спорангие. Являются внутриклеточными паразитами низших и высших растений. Z.B. Ольпидиум Olpidium brassicae; Синхитриум Synchytrium endobioticum.

2) Фикомицеты – хорошо развитый одноклеточный, многоядерный мицелий; бесполое размножение присходит при помощи неподвижных спорангиеспор или подвижных зооспор, при половом процессе образуется зигота. Z.B. Фитофтора Phytophthora infenstans; Мукор Mucor; Ризопус Rhizopus/

3) Аскомицеты – сумчатые грибы, мицелий многоклеточный, состоит из многоядерных клеток. Бесполым путем размножаются при помощи конидий; при половом процессе образуются аскоспоры в сумках (асках). Голосумчатые – не образуют плодовые тела Z.B. эндомицес Enlomyces. Плодосумчатые – образуют плодовые тела Z.B. пенициллиум Penicillium; аспергилловые Aspergillus niger, awamori.

4) Базидиомицеты – бесполое размножение редко; основными органами размножения являются базидии с базидиоспорами. Одноклеточные базидии: базидии развиваются слоями на плодовых телах Z.B. шляпочные, трутовики, домовые грибы. Многоклеточные базидии – большинство не имеет плодовых тел; Z.B. головневые грибы; ржавчинные грибы. Являются основной массой съедобных грибов р. Boletus, Вешенки, шампиньоны – немикаридные, не нуждаются в симбиозе с высшими растениями, могут выращиваться на экстрактах.

5) Несовершенные грибы – многоклеточные грибы, половое раз0множение не обнаружено; большинство размножается конидиями, некоторые образуют оидии, другие способны к почкованию или не имеют специальных органов размножения. Z.B. фузариум, ботритис, оидиум и др.

Применение: 1) экологическое (цикл С); 2) отрицательная роль: многие грибы вызывают биоразрушения, выделяя экзоферменты (резина, древесина), 3) биотехнологическое: получение орг. к-т, антибиотиков, сыров, ферментов.

 

Дрожжи 

Одноклеточные, неподвижные организмы: (3–5)*(8–10) мкм; форма округлая, овально-яйцевидная, эллипсоидальная, редко цилиндрическая или лимонообразная; она может меняться в зависимости от условий среды. Дрожжи относятся к грибам, но истинного мицелия не дают, у некоторых есть псевдомицелий. Размножение: вегетативное (почкование) и половое. Распространение: в почве, на плодах и листьях растений. Представители и применение:

     Saccharomyces cerevisiae – в пр-ве спирта, в пивоварении, квасоварении, хлебопечении; vini – в виноделии; lactis – спиртовое брожение в кисломолочных продуктах; Candida – «кормовые дрожжи», образуют пленки на спиртных напитках, на пов-ти квашенных овощей, в бродильных аппаратах; Torulopsis kefirii – пр-во кумыса и кефира, «кормовые дрожжи». 

Классификация дрожжей 

Классифицируют  дрожжи по способам их вегетативного  размножения (почкование, деление), способности  к спорообразованию, а также по физиологическим признакам.

Для пищевой  промышленности наибольшее значение имеет  род сахаромицес (Saccharomyces). В этот род входят как природные виды, так и виды, полученные путем селекции. Их называют расами дрожжей. Они различаются  способностью сбраживать разные сахара, интенсивностью брожения, количеством образуемого спирта, оптимальной температурой брожения, образованием спор и др.