20. Формы изменчивости микроорганизмов
Фенотипическая изменчивость. Проявление наследуемых морфологических признаков и физиологических процессов у индивидуумов называется фенотипом. Различия по фенотипу между микроорг. одинак. по генотипу наз. модификациями.
Генотипическая изменчивость. Изменениям подвержен также и генотип. Генотипическая изменчивость играет большую роль в эволюции организмов
Мутации. Под мутацией (от mutatio — изменение) понимают внезапные, скачкообразные изменения наследственных свойств.
Генотипическая изменчивость. Изменениям подвержен также и генотип. Генотипическая изменчивость играет большую роль в эволюции организмов: если бы клетки не обладали способностью к изменению генотипа, то любое неблагоприятное изменение условий среды привело бы к вымиранию вида.
В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации. Они происходят в структуре ДНК — генетическом аппарате клетки — и проявляются в стабильности изменений каких-либо свойств.
Мутации. Под мутацией (от mutatio — изменение) понимают внезапные, скачкообразные изменения наследственных свойств. Основу этого явления составляют качественные или количественные изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, которые могут возникать при жизнедеятельности бактерий под влиянием эндогенных факторов или при действии химических и физических мутагенов.
|
22. Влияние Факторов Внешней Среды На МИКРООРГАНИЗМЫ
Влияние температуры. Об отношении микроорганизмов к температуре обычно судят по способности их расти и размножаться в определенных температурных границах.
Психрофильные микроорганизмы (психрофилы) являются преимущественно обитателями северных морей, почвы, сточных вод (светящиеся бактерии, некоторые железобактерии и др.). Температурные границы психрофилов: температура минимум около 0°С, оптимум 15—20, максимум 30—35 °С.
Мезофильные бактерии — наиболее обширная группа. Сюда относятся большинство саирофитов и все патогенные микроорганизмы. Температурный минимум 10 °С оптимум 30—37, максимум 40—45 ЧС.
Термофильные бактерии часто и в большом количестве встречаются в природе: почве, воде, теплых минеральных источниках, а также в пищеварительном тракте животных и человека. Температурный минимум 35 °С, оптимум 50—60, максимум 70—75 °С.
Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы.
Высокая температура, в особенности нагревание паром под давлением, губительно действует на микробов. Чем больше температура выходит за пределы максимума, тем быстрее погибают вегетативные формы микроорганизмов: при 60 °С — через 30 мин, при 70 °С —через 10—15, при 80—100 °С — через 1 мин.
Споры бактерий более устойчивы к действию высокой температуры.
Применение высокой температуры является самым распространенным, удобным и надежным способом стерилизации — обеспложивания (sterilis — бесплодный) — уничтожения различных микробов и их спор в разнообразных объектах. Существуют разные способы стерилизации при помощи высокой температуры: прокаливание на огне, кипячение, стерилизация сухим паром в печах Пастера (сухожаровые шкафы), стерилизация паром под давлением в автоклавах, без давления в аппарате Коха, тиндализация (дробная стерилизация при температуре 56—58 °С), пастеризация— метод, предложенный Пастером с целью сохранения питательной ценности молока, вина, различных консервов, которые нагревают до 80СС 30 мин, а затем быстро охлаждают до 4—8°С. При пастеризации погибают вегетативные формы микробов, споры же сохраняются, но быстрое охлаждение и хранение продукта при 4—5°С препятствует их прорастанию и последующему размножению микробов.
Влияние высушивания. Многие виды микроорганизмов надолго сохраняются после высушивания, хотя расти и размножаться в этих условиях не могут.
Дегидратация (обезвоживание) вегетативных форм бактериальных клеток в большинстве случаев вызывает их гибель.
Бактерии, устойчивые !к высокому давлению, 'называют барофильными
Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает осмотическое давление.
Действие видимого света. Видимый, рассеянный свет (длина волн 300—1000 нм) угнетает жизнедеятельность микроорганизмов, правда, слабее, чем прямые солнечные лучи.
Прямые солнечные лучи убивают все микроорганизмы,
кроме пурпурных и зеленых серобактерий; развитию последних
. солнечный свет благоприятствует.
Влияние электричества. Электричество малой и высокой . частоты убивает микробы. Особенно сильное действие оказывают на них токи ультравысокой частоты.
Влияние ультразвука. Ультразвук (волны с частотой около 20000 Гц/с) используется для стерилизации пищевых продуктов и дезинфекции предметов.
Аэроионизация используется для обезвреживания цехов предприятий, жилых помещений, а также в медицинской и ветеринарной практике.
|
25. Микрофлора почвы
Из структурных частей почвы для микробиологии особый интерес представляет ее органическое вещество — гумус, состоящий из остатков животных и растительных организмов и обитающих в почве микробов. Поверхностный слой почвы беднее микробами, так как на них вредно воздействуют факторы внешней среды: высушивание, ультрафиолетовые лучи, солнечный свет, повышенная температура и др. Наибольшее количество микроорганизмов находится на глубине 5—15 см, меньше их на глубине 20—30 и еще меньше на глубине 30—40 см.
Наиболее богаты микрофлорой возделываемые (культурные) почвы; бедны — песчаные, горные, а также почвы, лишенные растительности; содержание их в почве увеличивается с севера на юг.
К типичным почвенным бактериям относятся Вас. subtilis, Вас. mycoides, Вас. mesentericus, Вас. megatherium, Cl. tetani, Cl. perfringens, Cl. oedomaticus, Cl. histolyticus, Cl. botulinum, Cl. chauvoeij а также термофильные, пигментные, непигментные и другие микроорганизмы, составляющие иногда 80—90 % всей микрофлоры почвы.
Микрофлора воды
Вода — естественная среда .обитания микробов, основная масса которых поступает из почвы, воздуха с оседающей пылью, с отбросами, стоками, мочой и т. д.
К постоянно живущим в воде микроорганизмам относятся Azotobacter, Nitrobacter, Micro-coccus roseus, Pseudomonas fluorescens, Bact. aquatalis, Proteus vulgaris, Spirillum и др. Кроме сапрофитов в воде могут быть возбудители инфекционных болезней животных и человека.
Микрофлора воздуха
Состав микробов воздуха весьма разнообразен. В воздухе часто встречаются пигментные сапрофитные бактерии (микрококки, сарцины), споровые (сенная, картофельная и др.) палочки, актиномицеты, плесневые, дрожжевые грибы и др. Наряду с сапрофитами в воздухе встречаются условно-паго-генные микроорганизмы, опары грибов из родов Aspergillus, Mucor, Penicillium.
Наибольшее количество микроорганизмов содержит воздух крупных промышленных городов. Воздух же полей, лесов, лугов, а также над водными пространствами, в удалении от населенных пунктов отличается сравнительной чистотой.
|
21. Способы передачи генетической информ у бакт.
Генетические рекомбинации. Кроме мутации, ведущих к изменению генотипа, у бактерий известны три способа передачи генетической информации от донорской клетки с одним генотипом реципиенту с другим генотипом. Эта передача осуществляется путем трансформации, трансдукции и конъюгации. В результате генетического обмена между бактериями образуются рекомбинанты — то есть бактерии, обладающие свойством обоих родителей.
Трансформация (преобразование, перестройка) — изменение генома бактерии-реципиента в результате поглощенной из среды свободного фрагмента ДНК клет-ки-донора.
В процессе трансформации различают пять стадий: 1— адсорбция трансформирующей ДНК на поверхность микробной клетки; 2 — проникновение ДНК в клетку - реципиент; 3 — спаривание внедрившейся ДНК с хромосомными структурами клетки; 4 — включение участка ДНК клетки-донора в хромосомные структуры реципиента; 5— дальнейшее изменение нуклеотида в ходе последующих делений.
Трансдукция. Трансдукцией называют передачу ДНК от клетки-донора клетке-реципиенту при участии бактериофагов. Трансдуцирующими свойствами обладают в основном умеренные фаги.
Абортивная трансдукция — перенос фагом участка ДНК клетки-донора в клетку-реципиент, которая не включается в ее геном, а следовательно, проявление нового признака не наблюдается.
Конъюгация (спаривание) — это передача генетического материала донорской клеткой клетке-реципиенту при непосредственном контакте. Способность бактериальной клетки конъюгировать связана с наличием в ней полового фактора F (от fertility—плодовитость)—внехромосомной автономной детерминанты.
Таким образом, все три процесса генетической рекомбинации у бактерий — трансформация, трансдукция и конъюгация— различны по форме, но одинаковы по существу; в результате каждого процесса происходит перенос фрагмента ДНК от одной клетки к другой.
|
26. Микрофлора организма животных
После рождения животный организм вступает в контакт с различными микроорганизмами, которые проникают через дыхательные и пищеварительные пути и заселяют желудочно-кишечный тракт, половые и другие органы.
Микрофлора кожи. Постоянные обитатели кожи — стафилококки, стрептококки, сардины, актиномицеты, микрококки, вызывающие нагноительные процессы: фурункулы, гнойники, флегмоны и др.
Из палочковидных форм обнаруживают кишечную, сине-гнойную, псевдодифтерийную.
Микрофлора вымени. Микрофлору вымени составляют преимущественно микрококки (М. luteus, M. flavus, M. eandidus, М. caseolyticus), стафилококки, стрептококки, коринебакте-рии, в частности Corynebacterium bovis.
Из патогенных микробов на коже вымени часто встречаются возбудители маститов (Str. agalacitae, Str. ubens, Staph. aureus) и колимаститов (Escherichia coli, Klebsiella aerogenes, Corynebacterium pyogenes, Вас. stibtilis, Pseudomo-nas aerugynosa и др.).
Микрофлора конъюнктивы. На конъюнктиве находят сравнительно небольшое количество микробов. Как правило, это стафилококки, стрептококки, сардины, реже встречаются ми-коплазмы, микрококки, актиномицеты, дрожжевые и плесневые грибы.
Микрофлора дыхательных путей. У новорожденных животных в дыхательных путях микроорганизмов нет. При дыхании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей оседают из воздуха различные бактерии, актиномицеты, плесневые и Дрожжевые грибы, микоплазмы и др.
Микрофлора пищеварительного канала. Она наиболее обильна. У новорожденных животных желудочно-кишечный тракт не содержит микробов. Через несколько часов организм животного заселяется микрофлорой, которая в процессе жиз-ни может видоизменяться, но в основном остается стабильной до конца жизни животного.
К постоянной микрофлоре относятся молочнокислые стрептококки (Str. lactis), молочнокислые палочки (Bact. acidophilum), кишечная палочка (Е. coli).
Микрофлора полости рта. Она наиболее обильна и разнообразна. В ротовой полости обнаружено более 100 видов микроорганизмов. К постоянным обитателям ротовой полости относятся диплококки, стафилококки, сарцины, микрококки, дифтероиды, анаэробы и аэробы, целлюлозоразрушающие бактерии, спирохеты, грибы, дрожжи и др.
Микрофлора желудка. Она относительно бедна как по количественному, так и по качественному составу. Объясняется это бактерицидным действием кислого желудочного сока. В содержнмо'М желудка выживают спо.ровые типа Вас. subtilis, кислотоустойчивые микобактерия (М. bovis, M. avium), a также сарцины (Sarcina ventriculi), молочнокислые бактерии, актиномицеты, энтерококки и др.
Микрофлора рубца жвачных более богата. Здесь много гнилостных бактерий, возбудителей различных брожений.
Микрофлора тонкого кишечника. Она наиболее бедна. В двенадцатиперстной и тощей кишках ослабляется деятельность целлюлозных микроорганизмов. Здесь чаще всего обитают устойчивые к желчи энтерококки, ацидофильные, споровые микробы (Вас. retiformis, Cl. perfringeris), актиномицеты, Е. coli и др.
Микрофлора толстых кишок наиболее богата. Постоянные обитатели —энтерококки, стафилококки, стрептококки, целлюлозные бактерии, актиномицеты, ацидофилы, термофилы, споровые формы, дрожжи, плесени, гнилостные бактерии.
У здоровых животных наряду с нормальной микрофлорой в ряде случаев обнаруживают патогенные микроорганизмы— возбудители столбняка, инфекционного аборта кобыл, сибирской язвы, рожи свиней, пастереллеза, сальмонеллеза, анаэробных и других инфекций.
Микрофлора мочеполовых органов. На слизистой оболочке половых органов обнаруживают стафилококки, стрептококки, микрококки, дифтероиды, кислотоустойчивые микобактерии (Мус. smegmae) и др. Основной обитатель слизистой оболочки влагалища— Bact. vaginale vulgare, обладающая резко выраженным антагонизмом к другим микрорганизмам.
|
24. Экология микроорганизмов.
Взаимоотношениями организмов между собой и с окружающей средой занимается экология. Экология микроорганизмов исследует лишь отдельные части целостных экологических систем.
Основной единицей в экологии является экосистема. В нее входят как биотические, так и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. Под абиотическими компонентами следует понимать физические и химические условия экосистемы, в которой живут организмы.
Можно исходить из того, что каждый вид (или популяция) выполняет определенную функцию, которая обусловлена его (ее) потребностями в пище, подвижностью, способом размножения, биохимическими возможностями, структурными особенностями и пределами толерантности (терпимости) к условиям среды.
В настоящее время эти взаимоотношения можно представить в виде следующих форм:
1. Сожительство создает благоприятные моменты для обоих партнеров (взаимовыгодный симбиоз-мутуализм).
2. Один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздействие другого (в этом случае говорят о паразитизме, об антагонизме).
3. Во многих случаях партнеры могут не оказывать друг на друга никакого влияния (нейтрализм).
4. Партнерство может быть выгодно одному из организмов без оказания вредного воздействия на другого ('комменсализм).
|
23. Действие химических и биологических факторов.
Действие химических веществ
Химические вещества могут тормозить или полностью подавлять рост микроорганизмов. Если химическое вещество подавляет рост бактерий, но после удаления их рост вновь возобновляется.
Противомикробные вещества с учетом химического строения и механизма их бактерицидного действия на бактерии можно подразделить на следующие группы: окислители, галогены, соединения металлов, кислоты и щелочи, поверхностно-активные вещества, спирты, красители, производные фенола и формальдегида.
Окислители. К этой группе относятся перекись водорода и калия перманганат.
Галогены. Хлор, йод и их препараты: хлорная известь, хлорамин Б, пантоцид, раствор йода спиртовый 5%-ный, йодинол, йодоформ.
Соединения тяжелых металлов (соли свинца, меди, цинка, серебра, ртути; металлорганические соединения серебра: протаргол, колларгол). Эти соединения способны оказывать как противомикробное, так и разнохарактерное местное действие на ткани макроорганизма.
Кислоты и щелочи. В основе бактерицидного действия кислот и щелочей лежат дегидратация микроорганизмов, изменение рН питательной среды, гидролиз коллоидных систем и образование кислотных или щелочных альбуминатов.
Красители обладают свойствами задерживать рост бактерий. Они действуют медленно, но более избирательно.
Формальдегид—бесцветный газ. В практике применяют 40%-ный водный раствор формальдегида (формалин). Газообразный и растворенный в воде формальдегид губительно влияет на вегетативные и споровые формы бактерий.
Действие биологических факторов
Действие биологических факторов проявляется прежде всего в антагонизме микробов, когда продукты жизнедеятельности одних микробов обусловливают гибель других.
Антибиотики (от греч. anti — против, bios — жизнь) — биологически активные вещества, образуемые в процессе жизнедеятельности грибов, бактерий, животных, растений и созданные синтетическим путем, способные избирательно подавлять и убивать микроорганизмы, грибы, риккетсии, крупные вирусы, простейшие и отдельные гельминты.
|
27. Микрофлора молока и молочных продуктов
Источники микрофлоры в молоке. В молоке всегда содержится незначительное количество микробов-сапрофитов. Основными источниками микрофлоры молока являются сами животные, помещения, воздух, корма, плохо промытые доильные установки, цистерны, молокопроводы, а также средства его доставки.
Среди молочнокислых стрептококков заслуживают внимания лишь те, основным продуктом брожения которых является молочная кислота. Это типичный молочнокислый стрептококк Streptococcus lactis, а также Str. cremoris, Str. citrovo-rum, Str. paracitrovorum, используемые для изготовления сливок, масла и сыра соответствующих сортов. Оптимальная температура развития стрептококков 30—32°С, предел кислотообразования в молоке— 120° по Тернеру.
Пороки молока и молочных продуктов. Гнилостные микробы, размножаясь -в молоке и молочных продуктах, расщепляют белки, что сопровождается появлением неприятных вкуса и запаха. Молоко приобретает горький вкус, издает неприятный затхлый запах и не может быть использовано в пищу ни человеку, ни животным.
Гнилостные микробы представлены споровыми (сенная, картофельная бациллы) и неспоровыми (бактерия гниения, протей) бактериями, а также микрококками и отдельными видами молочнокислых бактерий, обладающих протеолитиче-ской активностью.
При поедании коровами большого количества зеленого, легкобродящего корма, а также при развитии в молоке бактерий группы кишечной палочки и флюоресцирующих бактерий молоко приобретает травяные запах и вкус.
| |
Скачать 227.5 Kb.