1. Типы биотических взаимоотношений макро и микроорганизма

• Название: 1. Типы биотических взаимоотношений макро и микроорганизма
• Дата: 26.05.2020
• Размер: 232.49 Kb.
• Имя файла: mikra (1)4.docx
• Тип: Документы; #125526
• страница: 5 из 20

20. Действие физических факторов на микроорганизмы.

Среди физических факторов, влияющих на рост и размножение микроорганизмов, наибольшее значение имеет температура. По отношению к существованию в различных температурных режимах микроорганизмы делят на мезофильные формы, оптимальная температура для которых составляет 25-400С. К мезофилам относится подавляющее большинство как сапрофитных, так и патогенных бактерий.
Среди бактерий – обитателей глубин океанов, тундровых почв встречаются сапрофитные бактерии – психрофилы, которые размножаются при температуре ниже 200С. Термофильные микроорганизмы, заселяющие, например, воды горячих источников, способны размножаться при температуре выше 700С.
Бактерии-мезофилы в вегетативном состоянии чувствительны к повышению температуры до 50-550С. При этом происходит денатурация ферментных белков бактериальной клетки, что ведет к гибели организма. Спорообразующие бактерии – бациллы – более устойчивы к повышению температуры, многие из них способны выдерживать в течение нескольких часов нагревание до 100-1100. Однако, чувствительность к повышенной температуре колеблется у бактерий в зависимости от условий культивирования, состава питательной среды, длительности экспозиции температурного влияния и других факторов.
При температуре ниже оптимальной на 5-100С бактерии не погибают, однако, их размножение задерживается в связи с торможением обмена веществ. Для сохранения вегетативных форм бактерий при пониженной температуре применяют вещества с высокой вязкостью, которые предохраняют цитоплазму бактериальной клетки от разрушения кристаллами льда. Такие вещества называют криопротекторами. К ним относятся желатина, раствор альбумина, глицерин, 40% раствор сахарозы. Криопротекторы используют для длительного хранения культур бактерий при минусовых температурах, а также при лиофильном высушивании микроорганизмов. Лиофильное высушивание предусматривает переход вещества из замороженного состояния в сухое, минуя жидкую фазу. Это достигается при нагревании замороженных культур бактерий в условиях вакуума и используется при приготовлении иммунобиологических препаратов.
Кроме температурного фактора на бактерии влияют и факторы осмотического и гидростатического давления. Бактерии, дрожжи и плесневые грибы устойчивы к гидростатическому давлению. Они переносят давление 1000-3000 атм, а спороносные бактерии - до 20 000 атм. При таком высоком давлении снижается активность бактериальных ферментов и токсинов. Осмотическое давление отрицательно влияет на биохимическую активность микроорганизмов. Повышение концентрации солей задерживает развитие многих бактерий, однако, есть виды способные развиваться в присутствии концентрированных растворов солей, такие бактерии называют осмофильными (галофильными). Осмотическое давление в клетке регулирует цитоплазматическая мембрана. При высоком осмотическом давлении окружающей среды происходит плазмолиз. Плазмолиз явление обратимое, и если понизить осмотическое давление окружающего микроорганизмы раствора, вода поступает внутрь клетки и возникает явление противоположное плазмолизу – плазмоптиз.
К физическим факторам, влияющим на микроорганизмы, относят также и влияние лучистой энергии. Большинство патогенных бактерий плохо переносят прямой солнечный свет. На этом основано использование ультрафиолетового света с целью обеззараживания (стерилизации) воздуха в помещениях медицинских учреждений. Как УФ-свет, так и рентгеновские лучи, и другие виды ионизирующего излучения оказывают на микроорганизмы летальное или мутагенное действие. Наиболее эффективны короткие лучи ультрафиолетового спектра с длиной волны около 280 нм. Такие лучи поглощаются нуклеиновыми кислотами клетки, при этом поражаются пиримидиновые основания и клетки погибают в результате возникновения летальных мутаций. Часть облученных клеток популяции способна к восстановлению, репарации ДНК. Репарация облученных молекул ДНК происходит при фотореактивации клеток, для этого необходимо воздействовать на клетки повторно лучами более длинноволновой области (520-550 нм) или провести «темновую реактивацию».
Радиоактивное излучение также губительным образом действует на микроорганизмы. При этом значение имеют морфологическое и физиологическое состояние микроорганизма, экспозиция, доза облучения. Бактерии более чувствительны к ионизирующему облучению, чем вирусы. Механизм действия ионизирующей радиации так же связан с изменением нуклеиновых кислот клетки. Ионизирующая радиация в отдельных случаях используется в практике здравоохранения для стерилизации лекарственных веществ, хирургических материалов.
Ультразвуковые волны при частоте колебания 1-1,3 мГц в течение 10 мин оказывает бактерицидный эффект на клетки микроорганизмов. Ультразвук способствует разрыву клеточных стенок и мембран, повреждению флагеллина у подвижных форм микроорганизмов. Влияние ультразвука основано на механическом разрушении микроорганизмов в результате возникновения высокого давления внутри клетки или на появлении гидроксильных радикалов и атомарного кислорода в водной среде цитоплазмы. Это позволяет использовать его в качестве стерилизующего агента, а также применять для инактивации и дезинтеграции вирусов с целью получения антигенов и вирусных вакцин.

21. Простые и сложные методы окраски микроорганизмов. Окраска по Грамму.

Выделяют простые и сложные методы окраски.
Простыми методами окрашивания называют окрашивание пре-
паратов каким-либо одним красителем. Некоторые микроорганизмы (спирохеты) плохо выявляемые с помощью позитивных красителей, легко выявляются при окрашивании негативными красителями.
Техника приготовления препарата заключается в следующем. Фиксированный препарат помещают на параллельные стеклянные рейки (мостик), которые лежат над кюветой. На мазок наносят с помощью капельницы 1 % водный раствор фуксина или метиленового синего на 1–2 мин. Следят за тем, чтобы во время окрашивания раствор красителя не подсыхал. После завершения окрашивания, краситель сливают. Препарат промывают водой до тех пор, пока стекающая воде не станет бесцветной. Затем препарат высушивают. Для этого нижнюю сторону препарата промокают фильтровальной бумагой, а верхнюю сторону осторожно обсушивают с боков, не дотрагиваясь до мазка. Препарат окончательно досушивают на воздухе или высоко над пламенем спиртовки. Для получения более чистых препаратов краситель наносят на мазок, покрытый фильтровальной бумагой. Метод окрашивания в модификации Синева позволяет использовать вместо раствора красителя заранее пропитанную им фильтровальную бумагу. В правильно окрашенном и хорошо промытом препарате поле зрения светлое и чистое, окрашены только клетки. Микроскопируют препараты с иммерсионной системой.
При сложных (дифференцирующих) методах окрашивания на один и тот же препарат воздействуют несколькими красящими веществами, одно из которых называется основным, другие – дополнительными. Кроме красителей используются различные обесцвечивающие вещества: спирты, кислоты, ацетон и др. С помощью сложных методов окрашивания выявляют цитологические особенности клеток микроорганизмов (клеточные структуры, включения и т. д.).
Окраска по методу Грама является самым универсальным из сложных методов окраски. Окраска положена в основу дифференциации бактерий и отражает способность клеток воспринимать и удерживать внутри клетки красящий комплекс генцианового фиолетового и йода либо терять его после обработки спиртом. Соответственно выделяют грамположительные (Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Sarcina, etc.) и грамотрицательные (Escherichia, Pseudomonas, Erwinia, Neisseria, Rickettsia, etc.) формы.
Для получения достоверных результатов необходимо готовить мазки для окраски по Граму из молодых, активно растущих (обычно односуточных) культур, так как клетки из старых культур иногда дают неустойчивую реакцию по Граму. Грамотрицательные бактерии могут выглядеть как грамположительные, если бактериальная пленка (мазок) слишком толста и обесцвечивание спиртом не проведено до конца. Грамположительные бактерии могут выглядеть как грамотрицательные, если мазок переобесцвечен спиртом.
Сущность метода. На поверхности цитоплазмы клетки у грамположительных микроорганизмов располагается комплекс из белка и рибонуклеата магния, отсутствующий у грамотрицательных бактерий. При окрашивании по Граму на поверхности грамположительных клеток образуется прочный комплекс из белка, рибонуклеата магния, генцианвиолета и йода, не разрушающийся при обработке спиртом. Такие бактерии остаются окрашенными в сине-фиолетовый цвет. Грамотрицательные бактерии не обладают свойством удерживать краску и при обработке спиртом обесцвечиваются. Для выявления их препарат докрашивают фуксином. При этом грамотрицательные бактерии окрашиваются в красный цвет.
Этапы дифференцированного окрашивания по Граму:
1. Фиксированный мазок покрывают кусочком фильтровальной бумаги (1,5 х 1,5 см) и на него до полного смачивания наносят карболовый раствор генцианового фиолетового или кристаллический фиолетовый (чаще используют модификацию Синева). Окрашивание проводят на протяжении 1–2 мин.
2. Бумажку снимают, краситель сливают и, не промывая препарат водой, наносят на препарат раствор Люголя на 1–2 мин до почернения мазка.
3. Сливают раствор Люголя, окрашенный мазок обесцвечивают 96º этиловым спиртом. Для этого препарат 2–3 раза помещают в стакан со спиртом до прекращения отхождения фиолетовых струек (время обесцвечивания – не более 30 с), либо наливают 2–4 капли спирта на мазок на 30–45 с.
4. Препарат быстро промывают водой (как описано выше).
5. Мазок дополнительно окрашивают на протяжении 1–2 мин водным раствором фуксина (фуксин Пфейффера).
6. Краситель сливают, препарат промывают водой, высушивают фильтровальной бумагой.
7. микроскопируют с иммерсионной системой.
Грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, грамотрицательные – в розовый.
Нуклеоид. Обнаружить нуклеоид в бактериальной клетке при помощи светового микроскопа трудно. Для избирательного окрашивания нуклеоида фиксированные клетки предварительно обрабатывают рибонуклеазой или разбавленной соляной кислотой, чтобы разрушить рибосомальную РНК. Последующее окрашивание основным красителем позволяет выявить нуклеоид в виде плотных тел с неправильными очертаниями, расположенные в центре или на полюсах клетки.

22. Микрофлора молока и молочных продуктов.

Состав микрофлоры свежего сырого молока очень разнообразен. Он зависит от многих факторов, например от степени чистоты шкуры животного и доильных аппаратов; воды, используемой для мойки; воздуха доильных помещений и многих других причин.
В свежем молоке содержатся бактерицидные вещества – лактенины, которые в первые часы после дойки задерживают развитие в молоке бактерий, а многие из них даже гибнут. Период времени, в течение которого сохраняются бактерицидные свойства молока, называютбактерицидной фазой. Бактерицидность молока со временем снижается и тем быстрее, чем больше в молоке бактерий и выше его температура. Чтобы удлинить бактерицидную фазу молока, необходимо возможно скорее охладить его до 10 С. Обычно эта фаза длится от 2 до 40 ч.
В дальнейшем наступает быстрое развитие всех микробов. Однако молочнокислые бактерии, если они до этого находились даже в меньшинстве, постепенно становятся преобладающими. Это объясняется тем, что они используют молочный сахар, недоступный большинству прочих микроорганизмов, а также тем, что молочная кислота угнетает развитие всех остальных микробов. Постепенно под влиянием накопившейся молочной кислоты прекращается размножение и молочнокислых бактерии. В молоке, подвергшемся сквашиванию, создаются условия для развития плесневых грибов и дрожжей. Кислотность молока снижается, снова в нем могут развиваться гнилостные бактерии. В конечном счете происходит полная гнилостная порча молока.
Возбудители:
В основном это стафилококки, молочнокислые стрептококки, микрококки, могут встречаться бактерии группы кишечной палочки, спорообразующие бактерии. Эти микроорганизмы могут быть возбудителями различных инфекционных заболеваний (дизентерии, брюшного тифа, бруцеллеза, туберкулеза и др.).
Виды порчи:
1. Кислотное брожение: молочнокислые бактерия (продукт подвергается сквашиванию). Использование низких температур.
2. Плесневение: оидиум пенициллум (опреснение продукта). Использование низких температур.
3. Гниение: кишечная палочка, протей, стафилококки (горький вкус, сине-серая окраска, неприятный запах). Использование низких температур.
Пастеризованное молоко

В пастеризованном молоке, кратковременно нагретом до 63—90 °С, последовательность смены микрофлоры резко меняется. Почти все молочнокислые бактерии погибают, и полностью разрушаются бактерицидные вещества молока. В то же время сохраняются термостойкие и споровые формы микроорганизмов. Хранить пастеризованное молоко необходимо при температуре ниже 10 °Cне более 36-48 ч с момента пастеризации.
В молоке не допускается содержание патогенных микроорганизмов. На предприятия общественного питания молоко должно поступать охлажденным, хранят его в холодильной камере при температуре 48 °С. Срок хранения не должен превышать 36 ч.

По сравнению с молоком кисломолочные продукты обладают повышенной стойкостью при хранении. Они являются, кроме того, неблагоприятной средой для развития многих патогенных бактерий. Это обусловлено их повышенной кислотностью и содержанием антибиотических веществ, вырабатываемых некоторыми молочнокислыми бактериями.
Для приготовления кисломолочных продуктов в пастеризованное охлажденное молоко вносят закваски чистой культуры того или иного вида или смеси чистых культур нескольких видов молочнокислых бактерий.
При санитарной оценке кисломолочных продуктов обычно определяют их органолептические свойства, кислотность, в некоторых случаях – бактериологические показатели.

23. Биохимическая активность микроорганизмов.

Для определения способности МКО ферментировать углеводы (сахаролитические свойства) используют короткий и длинный «пестрый» ряд. К первому относятся жидкие питательные среды Гисса с моно- и дисахаридами: глюкозой, лактозой, мальтозой и с 6-атомным спиртом - маннитом. В длинный пестрый ряд наряду с этими углеводами вводят среды с разнообразными моносахаридами (арабиноза, ксилоза), полисах. (инулин, крахмал) и спиртами (глицерин, инозит). В качестве индикатора ко всем средам добавляют индикатор – реактив Андреде или ВР. Чистую культуру засевают петлей в среды «пестрого» ряда. Инкубируют при темп. 37 град. в течении 18-24 ч. Если бактерии ферментируют углеводы до образования кислых прод., наблюдается изменение цвета среды; при разложении до кислоты и газа помимо изменения цвета появляется пузырек газа в поплавке. Если используются среды с полужидким агаром, то образование газа регистрируется по разрыву столбика. Т.к бактерии ферментируют не все, а только определенные для каждого вида углеводы, входящие в состав среды Гисса, наблюдается довольно пестрая картина, отсюда и название. Для определения протеолитических ферментов производят посев культуры бактерий уколом в столбик 10-20% желатина, пептонную воду. Посевы в желатине инкубируют при температуре 20-22 град. в теч. нескольких дней. При наличии протеолитич. ферментов бактерии разжижают желатин, образую фигуру, напоминающую воронку или елочку.
Реакция на аммиак. Узкую полоску лакмусовой бумаги укрепляют под пробкой так, чтобы она не соприкасалась с питат. средой. Посинение бумаги свидет. об образовании аммиака.
Реакция на индол. Способ Эрлиха: в пробирку с культурой бактерий прибавляют 2-3 мл эфира, содержимое перемешивают и добаляют несколько капель реактива Эрлиха (спиртовой раствор парадиметиламидобензальегида с хлороводородной кислотой). В присутствии индола наблюдается розовое окрашивание, при осторожном наслаивании образуетсяся розовое кольцо.
Реакция на сероводород. Делают посев культуры бакт. уколом в столбик с питательной средой, содержащей реактивы для выявления сероводорода (смесь солей: сульфат железа, тиосульфат натрия, сульфат натрия). При наличии сероводорода происходи почернение агара.
Обнаружение каталазы. На предметное стекло наносят каплю 1-2% р-ра пероксида водорода и вносят в нее петлю с бактеиальной культурой. Каталаза разлагает перекись на кислород и воду. Выделение пузырьков кислорода свидететельствует о наличии каталазы.

24. Азотное питание микроорганизмов.

Источники азота - элемента, необходимого для синтеза белков, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих веществ клетки, - у микроорганизмов могут быть также очень разнообразными.
Наиболее высокими требованиями обладают паразиты, развивающиеся только за счет органических азотсодержащих веществ того организма, в котором они паразитируют.
Известны сапрофиты (молочнокислые и некоторые гнилостные бактерии), которые тоже не могут синтезировать белки своего тела из простых азотсодержащих соединений. Развитие их возможно лишь при наличии в среде сложных органических форм азота (пептонов, пептидов) или полного набора аминокислот, входящих в состав белков их клеток.
Другие сапрофиты могут развиваться в субстратах, содержащих только некоторые аминокислоты и даже одну-две из них, а все остальные синтезируют сами. Они дезаминируют взятые аминокислоты и образующийся аммиак используют в реакциях аминирования оксикислот или чаще кетокислот, например:
NН3 + СН2ОНСНОНСООН СН2ОНСНNН2СООН + Н20;
глицериновая кислотасерин
NН3 + Н2 + НООССН2СОСООН НООCCН2CНNН2CООН + H2O.
щавелевоуксусная кислота аспарогиновая кислота
Синтез новых аминокислот может протекать и без дезаминирования взятых из субстрата аминокислот (без промежуточного образования аммиака) путем перестройки их (переаминирования) - переноса аминогруппы с аминокислоты на кетокислоты при участии ферментов аминотрансфераз:
R1СНNH2СООН + R2СОСООН R1СОСООН + R2СНNН2СООН.
Многие сапрофиты (бактерии, грибы, дрожжи) не нуждаются в готовых аминокислотах, довольствуясь минеральными соединениями азота, наилучшими из которых являются аммонийньие соединения.
Многие микроорганизмы (преимущественно грибы, актиномицеты, реже бактерии) используют в качестве источника азота нитраты, реже нитриты. Эти окисленные формы азота предварительно восстанавливаются с образованием аммиака.
Есть бактерии и грибы (из класса базидиомицетов), способные использовать свободный азот атмосферы. Они переводят его в связанное состояние, восстанавливая в аммиак, который и используется для синтеза аминокислот. Эти микроорганизмы называют азотфиксаторами, или азотсобирателями. Примером могут служить клубеньковые бактерии, обитающие в корнях бобовых растений, и свободно живущие в почве азотфиксирующие бактерии. Аммиак, таким образом, является промежуточным продуктом ассимиляции различных источников азота.