Водные бактерии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Спорообразование

2. Пути поступления питательных веществ внутрь бактериальной клетки

3. Ход процесса, возбудителей и значение спиртового брожения

4. Симбиоз и антагонизм. Различные типы симбиотических отношений

5. Микрофлора пресных водоемов. Ее количественный и качественный состав

Список источников

1. Спорообразование

Спорообразование у бактерий наблюдается в неблагоприятных условиях существования: при недостатке питания, высыхании среды, накоплении в ней вредных продуктов обмена, недостатке воздуха, резких колебаниях температуры и др. Сущность спорообразования заключается в уменьшении интенсивности процессов обмена у микробов и снижении их активности.

В процессе спорообразования цитоплазма теряет влагу, сгущается, собирается в определенном участие тела бактерии, облачается плотной непроницаемой для растворов оболочкой, в результате чего содержимое клетки принимает вид округлого или овального образования, которое называется спорой. В зависимости от размеров и расположения споры внешний вид микробной клетки либо не изменяется, либо принимает другую форму. Если спора образуется в центре клетки, то последняя принимает форму бочонка, лимона, веретена.

У столбнячной палочки спора образуется на конце, и поэтому клетка приобретает форму барабанной палочки. Споровые бактерии отличаются от вегетативных форм большой устойчивостью, легко переносят высушивание, замораживание, кратковременное или длительное кипячение, воздействие различных химических веществ. К спорообразующим бактериям относятся: возбудители сибирской язвы, столбняка, ботулизма, а также некоторые сапрофитные обитатели почвы. Спорообразующие патогенные бактерии часто встречаются в унавоженной почве. Они могут попадать в рану с землей.

2. Пути поступления питательных веществ внутрь бактериальной клетки

Возможность проникновения веществ извне в клетку обусловлена многими факторами: величиной и структурой их молекул; способностью растворяться в компонентах цитоплазматической мембраны или вступать с ними в химические соединения; концентрацией веществ в клетке и в среде; электрическим зарядом клетки и другое.

Вещества питательной среды могут поступать в клетку только в растворенном состоянии. Нерастворимые сложные органические соединения должны подвергнуться расщеплению на более простые вне клетки, что происходит с помощью экзоферментов микроорганизмов.

Клеточная стенка проницаема и задерживает лишь макромолекулы. Цитоплазматическая мембрана обладает полупроницаемостью. Она служит осмотическим барьером, проницаемость её для различных веществ неодинакова.

Наиболее известны два пути проникновения веществ в клетку: осмос и адсорбция (специфический перенос). Активная роль в этих процессах принадлежит цитоплазматической мембране.

Осмос представляет собой диффузию веществ в растворах через полупроницаемую перепонку (мембрану). Возникает осмос под действием разности осмотических давлений в растворах по обе стороны полупроницаемой мембраны.

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 объёме, и протопласт отстаёт от клеточной оболочки. Это явление называется плазмолизом клетки.

При чрезмерно низком осмотическом давлении внешней среды может наступить плазмоптис клетки Ї явление, обратное плазмолису, когда вследствие высокой разности осмотических давлений цитоплазма быстро переполняется водой. Это может привести к разрыву клеточной оболочки, что наблюдается, например, при помещении бактерий в дистиллированную воду.

Второй путь поступления веществ в клетку Ї активный Ї путём переноса их особыми, локализованными в цитоплазматической мембране веществами ферментной природы. Эти переносчики, называемые пермеазами, обладают субстратной специфичностью. Каждый транспортирует только определённое вещество, имеющее сходную с белком-переносчиком стереохимическую структуру молекулы. На внешней стороне цитоплазматической мембраны переносчик адсорбирует вещество - вступает с ним во временную связь и диффундирует комплексно через мембрану, отдавая на внутренней стороне её транспортируемое вещество в цитоплазму. Вещество может поступать и тогда, когда концентрация его в клетке больше, чем в среде. При таком переносе веществ затрачивается энергия. При этом транспортируемое вещество может подвергнуться изменению, например из не растворимого в мембране переходит в растворимое состояние.

Цитоплазматическая мембрана, таким образом, является не только осмотическим барьером, но и обладает избирательной проницаемостью.

3. Ход процесса, возбудителей и значение спиртового брожения

Спиртовым брожением называется процесс превращения микроорганизмами сахара в этиловый спирт и углекислый газ.

Алкогольные напитки производят, как правило, сбраживанием растительных продуктов с высоким содержанием углеводов. Вначале образующийся из глюкозы пируват декарбоксилируется пируватдекарбоксилазой в ацетальдегид. Последний восстанавливается алкогольдегидрогеназой в этанол с потреблением НАДН. В этом процессе участвуют не сбраживающие бактерии, а дрожжи, являющиеся эукариотами и относящиеся к одноклеточным грибам. Дрожжи часто используются также при выпечке хлеба. Они продуцируют CO2 и спирт, которые разрыхляют тесто. Пивные, или пекарские, дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) гаплоидны и размножаются простым делением. Они могут жить как аэробно так и анаэробно. Вина получают с помощью других видов дрожжей, некоторые из них живут на ягодах винограда. Чтобы содействовать образованию этанола, при спиртовом брожении необходимо исключить доступ кислорода: например, когда тесто "подходит", его покрывают платком или проводят брожение в бочках с затвором, не позволяющим поступать воздуху.

Микроорганизмы -- это возбудители брожения, разложения и распада. Существуют полезные и вредные для людей. Микроорганизмы в большом количестве присутствуют везде, где может выжить организм в воздухе, почве, воде и внутри и снаружи на растениях и животных. Эти мельчайшие организмы выделяют ферменты, воздействующие на органику, на которой они растут.

Микроорганизмы выполняют много полезных и необходимых для жизни функций. В процессе собственной жизни микроорганизмы непрерывно пополняют содержание неорганических веществ в почве. Они расщепляют помет животных и ткани мертвых животных и растений. В процессе разложения сложные органические вещества растений и животных разлагаются до простых неорганических веществ, которые возвращаются в почву, а затем их поглощают зеленые растения. Из всех живых существ только зеленые растения, содержащие хлорофилл, поглощают неорганические вещества, произведенные микроорганизмами, и используют их как строительный материал для клеток и тканей. При помощи фотосинтеза зеленые растения комбинируют энергию солнца и углекислый газ из воздуха с водой и минеральными солями из почвы и производят органические вещества. Такие вещества служат пищей для всех животных и остальных растений, не содержащих хлорофилл, для жизни и развития. Хотя многие микроорганизмы необходимы для жизни на земле, некоторые содержат ядовитые вещества (токсины), которые чрезвычайно опасны для здоровья. Такие микроорганизмы являются причиной отравления, болезни и смерти.

Развитие микроорганизмов внутри и снаружи на скоропортящихся пищевых продуктах вызывает в них сложные химические изменения. В результате происходят нежелательные изменения вкуса, содержания витаминов, запаха и внешнего вида. Если не остановить процесс, пищевые продукты станут непригодными для употребления. Особый интерес при изучении сохранения пищевых продуктов вызывают три типа микроорганизмов: бактерии, дрожжи и микроскопические грибы (плесени). Так как каждый тип микроорганизма несколько отличается и по своей природе, и по поведению, необходимо их изучить.

4. Симбиоз и антагонизм. различные типы симбиотических отношений

Антагонизм -- подавление развития одних форм микробов другими с помощью вырабатываемых ими антимикробных веществ. Этими веществами могут быть: химические соединения неспецифического действия (кислоты, спирты, перекиси и др.), которые подавляют рост микробов при высоких концентрациях; антибиотики, обладающие специфичностью действия и проявляющие антимикробные свойства при низких концентрациях.

Антагонизм это взаимоотношения между разными видами микробов, при котором один из партнеров наносит вред другому. Это связано с образованием и выделением микробами-антагонистами метаболических продуктов, ингибирующих размножение многих организмов. К таким продуктам относятся органические кислоты (изменяющие рН среды), антибиотики, бактериоцины и др. Так, например, многие актиномицеты являются антагонистами бактерий, а молочнокислые бактерии обладают антагонистическими свойствами в отношении гнилостных бактерий и т.д.

Симбиоз Ї взаимовыгодное отношение двух или нескольких организмов разных видов, особенно ярко проявляется у грибов и им подобных. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов характеризуются тем, что два или более вида микробов при совместном развитии создают для себя взаимовыгодные условия. Типичным примером такого взаимоотношения является факт, описанный еще в 1863 году Пастером в отношении совместного развития аэробных и анаэробных микроорганизмов. Развиваясь в аэробных условиях, микробы поглощают кислород и тем самым создают благоприятные условия для развития анаэробов. Имеются и другие примеры, иллюстрирующие это явление. Так, в кефирных зернах одновременно развиваются молочнокислые бактерии и дрожжи, получая при этом взаимовыгодные условия: молочнокислые бактерии, испытывая потребность в витаминах, получают их в результате развития дрожжей; в то же время дрожжи, благодаря подкислению среды молочнокислыми бактериями, получают благоприятные условия для своего развития.

Примерно то же самое происходит и в «чайном грибе», где совместно развивается несколько видов уксуснокислых бактерий и дрожжей. В этом случае уксуснокислые бактерии превращают сахарозу в глюкозу и фруктозу, которые затем этой же группой бактерий окисляются до глюконово и 5-кетоглюконовой кислот. Образовавшиеся кислоты используются дрожжами. Дрожжи, синтезируя витамины, обеспечивают потребность в них уксуснокислых бактерий.

В более широком научном понимании симбиоз -- это любая форма взаимодействия между организмами разных видов, в том числе паразитизм (отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту). Обоюдно выгодный вид симбиоза называют мутуализмом. Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, а аменсализмом -- отношения, вредные одному, но безразличные другому.

5. Микрофлора пресных водоемов. Ее количественный и качественный состав

спорообразование брожение симбиоз микрофлора

Вода является естественной средой обитания разнообразных микроорганизмов. В воде рек, открытых водоемов, океанов обнаруживаются представители всех таксономических групп: скотобактерии, фотобактерии, архибактерии, а также простейшие, грибы, водоросли. Совокупность всех микроорганизмов заселяющих водоемы обозначается термином "микробиальный планктон".

Количественный и качественный состав микроорганизмов природных вод зависит главным образом от содержания в воде органических веществ, заселенности прибрежных районов, времени года, метеорологических и прочих условий.

Количественные соотношения микроорганизмов в воде открытых водоемов варьируют в широких пределах: от нескольких десятков, сотен до миллионов миллилитре, что зависит от вида водоема, степени его загрязнения смены метеорологических условий, сезона и т.д. Следует помнить, что воде водоемов могут содержаться вещества препятствующие размножению микробов и даже оказывающие губительное действие. Например, сероводород и серная кислота, образующиеся в результате жизнедеятельности одних бактерий, неблагоприятно влияют на других микробов.

Микрофлора различных водоемов содержит достаточное количество питательных веществ, что является главным фактором, способствующим развитию микроорганизмов. Чем богаче он, органическими веществами, тем большее количество микробов содержится в ней. Воды рек по течению выше городов, всегда беднее, чем в самом городе и ниже его.

Органическое вещество в водоем поступает не только извне с поверхностными водами с водосборной площади, но и образуется в результате процессов фотосинтеза фитопланктона и высшей водной растительности. В тех водоемах, где поступление аллохтонных органических веществ велико, количество распадающегося вещества может быть равно количеству вещества, образующегося за счет фотосинтеза, или даже превосходить его. В сравнительно чистых водах встречаются разнообразные сапрофиты, нетребовательные к питательному субстрату. К ним относятся: Azotobacter, Achromobacter, Flavobacterium, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Spirillium и др. При загрязнении водоема сточными водами в них обнаруживаются: E.coli, Citrobacter, Enterobacter, C.perfringenes, а также спириллы, вибрионы, лептоспиры др. Если рассматривать морфологию водных микроорганизмов, то 80% всех сапрофитных аэробов Ї кокки, и соответственно 20% Ї палочки.

Наибольшее количество бактерий приходится на период с мая по июль, хотя содержание питательных веществ не является максимальным. Очевидно, это связано с температурными изменениями воды. Количество бактерий в воде резко возрастает в дождливую погоду и уменьшается в солнечную. Ил гораздо богаче бактериями, чем сама вода. Причем наиболее богат бактериями самый поверхностный слой ила, на нем образуется как бы пленка из бактерий, по-видимому, выполняющая весьма существенную функцию в жизни водоема. Особенно большую роль играют нитчатые серобактерии и железобактерии. Серобактерии окисляют сероводород в соли серной кислоты и этим предохраняют рыбу от гибели. Разрушение пленки при сильных волнениях приводит к массовому отравлению рыб.

В воде представлены преимущественно бесспоровые виды бактерий (около 97%), а в иле главным образом спороносные (около 75%). Чем глубже залегает ил, тем больше в нем спороносных бактерий.

Список источников

1. Бауер О.Н., Мусселиус В.А., Николаева В.М., Стелков Ю.А. Ихтиопатология. - М.: Легкая и пищевая промышленность. 1977. - 432 с.

2. Гаевская А.В., Ковалева А.А. Справочник болезней и паразитов промысловых рыб Атлантического океана. Калининград: Кн. издательство. 1991. - 208с.

3. Иванова Н.А. Атлас клеток крови рыб. - М.: Легкая и пищевая промышленность. 1983. - 300 с.

4. Кенеди К. Экологическая паразитология. - М.: Мир. 1978. - 227 с.

5. Труды совещания по физиологии рыб. - М.: 1958. - 250 с.

6. Справочник по болезням рыб. /Под ред. В.С. Осетрова. - М.: Колос. 1978. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru