биология. Микроорганизмдер. Микроорганизмдер
 Скачать 26.78 Kb.
|
|
Микроорганизмдер – тек қана микроскоппен көруге болатын өте ұсақ тірі организмдер. Бұларды алғаш рет 17-ғасырда голланд ғалымы Антони Ван Левенгук ашқан. Кейде микробтарға вирустарды да жатқызады. Мөлшері жағынан микроб тым ұсақ болғандықтан, оларды табиғи субстраттардан оқшаулап алуда (таза дақыл күйінде), өсіруде және зерттеуде ерекше тәсілдерді қолдануды қажет етеді. Микробты зерттейтін ғылым саласы – микробиология. Микробтардың басым көпшілігі бір клеткалы организмдер. Олар, көбінесе қарапайым бөліну арқылы тез көбейеді. Көп клеткалы организмдерге тән өте күрделі жынысты көбею процесі бұлардың көбінде болмайды. Негізгі бөлім. Физиологиялық және биохимиялық қасиеттері жағынан микробтар әртүрлі. Олардың кейбіреулері басқа организмдер өніп-өсе алмайтын ортада тіршілік етуге бейімделген. Мысалы, 70 – 105°С ыстықта, жоғары деңгейдегі радиацияда және концентрациясы өте күшті қышқылды (pH<1,0) немесе сілтілі (рН 9,0 болатын, кейде одан да жоғары) орталарда, NaCl-дың жоғары концентрациясында (25 – 30%), оттек жоқ жерде (анаэробты жағдайда) тіршілік ете алатын микробтар бар. Олар өте төмен температурада да, құрғақшылық ортада да көбейе алады. Кейбір бактериялар мен балдырлар өз клеткасына қажетті барлық заттарды синтездеу үшін СО2-ні пайдаланады, бұларды автотрофтар деп атайды. Бұлардың ішіндегі кейбіреулері (мысалы, сүт қышқылы бактериялары және қарапайымдылар) өздерінің дамуына қажетті өсу факторларын, яғни дайын витаминдер, амин қышқылдары немесе т.б. органикалық заттарды өздері синтездей алмайды. Мұндай микробтарды – ауксотрофтар деп атайды. Көптеген микробтар өте күрделі органикалық қосылыстарды (белоктар, көмірсулары, соның ішінде целлюлоза, липидтер, нуклеин қышқылдары, көмірсутектері) ыдыратса, кейбіреуі адамдарды және жануарларды уландыратын (метанол, көміртотығы, күкіртсутек, нитриттер) заттарды пайдалана алады, ал кейбір түрлері табиғи емес қосылыстарды ыдырата алады (ксенобиотиктер). Табиғатта микробтар – топырақта, суда, ауада кең таралған, биосферадағы зат айналымына белсене қатысады. Фотосинтез процесі кезінде түрлі қосылыстардың минералдануына жағдай туғызып, атмосферадағы СО2 қорының болуын қамтамасыз етеді, сондай-ақ топырақ пен ауаға бірқатар биогендік элементтерді қайтарады. Тау жыныстары мен топырақ түзілу процесін ыдыратып, кейбір пайдалы қазбалардың (мысалы, сульфидтер мен күкірт) түзілуіне әсер етеді. Микробтардың практикалық маңызы зор. Олардың көпшілігі өнеркәсіптің әр түрлі саласында (мал азықтық белокты түзу, шарап жасау, нан пісіру, сүт қышқылы тағамдарын өндіру кезіндегі антибиотиктер, витаминдер, амин қышқылдары, кейбір ферменттер, т.б.), ауыл шаруашылығында (сүрлем даярлауда, өсімдіктерді биологиялық жолмен қорғауда) кеңінен қолданылады. Сондай-ақ микробтар лас суларды тазартуда, жанатын газ – метанды түзуде пайдаланылады. Микробтардың кейбір түрлері топырақты құнарсыздандырып, көптеген ауыл шаруашылығы өнімдерін бүлдіреді, металдардың коррозияға ұшырауына ықпал етеді. Микробтар биологияның көптеген мәселелерін шешуде маңызды зерттеу нысаны болып саналады. Соның нәтижесінде көптеген биологиялық заңдылықтар ашылып, биотехнологияның негізі қаланды. Табиғатта кең таралуы. Барлық жерге таралуы – убиквитарлығы (стратосфера, мұхитар мен теңіздер түбінде, қар мент мұзда, шөлдер мен ыстық су қоймаларында, жанар тауларда, мұнай қабаттарында,атомдық реакторларда, адам және жануарлар мен өсімдіктер организмдерінде кездеседі).Микроорганизмдер тіршілікпен байланысы жоқ жерлерде кездеседі. Убиквитарлықтың- кең таралуының негізгі себебі: -Мөлшерінің ұсақтығына байланысты жеңіл таралуы. -Көбеюінің ерекшлігі. -Адаптацияға яғни бейімделуге қабілеттілігінің жоғарлығы. Көбею ерекшелігі яғни микроорганизмдердің кюбею жылдамдығына тең келетін ештеңе жоқ. – өте аз уақыт ішінде өте улкен биомассаны жинауы. Мәселен, кедергісіз өсу жағдайында 30 мин. ішінде – 2 клетка, 5 сағатта- 1000, 24 сағатта -1 кг жиналады, бірақ микроорганиздерде барлық тіршілік иелері сияқты тіршілігін жоюып отырады. Микроорганизмдердің планетадағы массасы жануарлардың массасынан 25 ретке көп.Микроорнаизмдердің табиғаттағы рөлі Биогенді элементтердің айналымында – органикалық қалдықтарды минерализациялайтын деструктор микроорганизмдердің, тірі және өлі табиғат арасындағы микроб-делдалдардың рөлі орасан зор. Санитар-микробтар планетаны токсиндік заттардан-аммиак, көмірсутек, метан, көмірқышқыл газ-nугарный газ, шығу тегі антропогендік токсиндік заттар- ксенобиотиктер. Геохимиялық рөлі – мұнай, көмір, металл және руда кендердің түзілуіне қатысады. Микроорганизмдер суқоймаларының өнімділігіне, топырақтың түзілуіне және оның гумуспен байып құнарлануына септігін тигізеді.Микробиологиялық өндіріс арзан және қысқа мерзімде көптеген заттар алуға өте қолайлы сала.Біздің елде микробиология өндірісінің даму қарқыны жоғары. Микроб штамдарын өндіру, генетикалықnинженерияны кеңінен қолдану, әр түрлі бактериялардың түрлерінен ДНҚ-ның рекомбинантты молекулаларын құру, бактерия мен жануарлар, бактерия мен адам, вирус пен адамның тірі клеткадағы функциялану әдістерін қамтамасыз етеді. Д.И.Менделеевтің болжамы бойынша бұрын микробтардың nсинтетикалық икемділігін қолдану арқылы барлық заттардың химиялық синтезі ауысқан. Микроорганизмдерді химиялық реагент ретінде қолдану мүмкіншілігі шектеусіз. Прокариотты және эукариотты микроорганизмдердің клетка құрылысына салыстырмалы сипаттама Прокариоттарда — min 0,2 мкм (туляремия қоздырғышы) — max 10мкм (сібір жарасының\r\n\r\nқоздырғышы)\r\n\r\nЭукариоттарда — min 5-7 мкм (эритроциттер) — max бірнеше жүз мкм-ге дейін (жұмыртқажасушасы) Пішіні: Прокариоттарда – шар тәрізді (стафилококк); таяқша тәрізді (ішек таяқшасы); иілген таяқша (сүзек вибрионы); шиыршықталған (сифилис қоздырғышы). эукариоттарда – шар тәрізді (жұмыртқа жасушасы); диск тәрізді (эритроциттер); өскінді (нейрондар); ұршық тәрізді ( бірыңғай салалы миоциттер); призма тәрізді (ішек эпителиінің жасушалары); тегіс (эндотелий жасушалары); куб тәрізді (бүйрек каналдарының жасушалары). Эукариот пен прокариот айырмашылығы Прокариоттар және эукариоттар karion – ядролы (өзек) деген түсінік беретін грек сөзінен туындаған. Прокариот ұғымы “ядроға дейінгі” нуклеоид (сақиналы хромосома), ал эукариот – “анық ядросы бар” дегенді көрсетеді. Эукариот күрделі құрылымды: көптеген ішкі мембраналармен жеке бөліктерге (компартменттерге) бөлінеді, ядро мен түрлі органеллалар (митохондрия,рибосома, Гольджи кешені) қызметтері жақсы жіктеледі. Клетка ядросы, митохондриялар, пластидтер цитоплазмадан екі қабат мембрана арқылы шектеледі. Ядрода клетканың гендік материалдары (ДНҚ, онымен байланысқан заттар) шоғырланады. Прокариоттардың эукариоттардан айырмашылығы — олардың айқындалған органоидтері, яғни эндоплазмалық торы,Гольджи жиынтығы, митохондриялары болмайды Микроорганизмдер табиғи мекен ету орталары мен арнайы жасанды жағдайлардағы өсуінің -кейбір белгілері бойынша ерекшеліктері бар: олар табиғи жағдайда қолайлы субстраты жоқ немесе әр типті субстраттары бар жерлерде тіршілік ете алады; -микроорганизмдер жеке бір түр болып сирек жағдайда тіршілік етеді, көбінесе әрбір түр басқа организмдермен бәсекелесіп не кооперация құрып өседі; -Микроорганизмдердің табиғи мекен ету орталары кіші аймақтардың өзінде де кеңістікті-гетерогенді болады; - табиғи мекен ету ортасы өте сирек жағдайда тұрақты болады, ол уақытқа байланысты өзгеріп отырады (тәулікті, маусымды, жылдық); -табиғи ортада көбею жылдамдығы төмен болады. Әртүрлі аймақтардағы климат және маусымдық жағдайлардың микроорганизмдер санына әсерін зерттеу нәтижесінде олардың таралуы жөнінде мынадай заңдылық байқалған: құрлыққа қарағанда теңіз үстіндегі атмосферада микроорганизмдер саны т-мен боладыв; ауылдық жерлерге қарағанда қалалық жерлердің атмосферасында микроорганизмдер саны көп болады; 300-2900 м биіктікте микроорганизмдер саны 70-72% -ға төмендейді; атмосфераның 84 км жоғарғы шекарасында микроорганизмдер табылған; атмосферадағы микроорганизмдер саны климат пен метереологиялық жағдайларға байланысты; антропогендік факторлар атмосферадағы микроорганизмдер санының көбеюіне жағдай жасайды. Аэрозолдар – газды ортада қалқымалы жағдайда болатын көптеген қатты және сұйық бөліктерден тұратын жүйе. Ауада болатын бактериялар ерекше бактериалды аэрозолдар тобын құрайды. Бактериалды аэрозолдард ы ң пайда болуын 3 фазаға бөледі : Тамшы – бактериялар еріген заттар бар сулы-қабықтың ортасында болады. Шаң – бактериялар ауада қалқып тұрған шаң бөліктерімен байланысады. Бұл фазадағы бактериялар қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына төзімді болып келеді. тамшы-ядролы – құрғап кеткен бактериалды тамшылар деп атайды. Суда тіршілік ететін микроорганизмдерге оның физико- химиялық қасиеттері де әсер етеді Су қабатында тіршілік ететін пелагикалық организмдер үшін су тығыздығы өте маңызды. Судың тығыздығы организмдерге әсер ететін қысыммен тығыз байланысты Ұсақ организмдердің қозғалуына судың тұтқырлығы да әсер етеді. Суқоймалардағы температура режимі оған Күннен келіп түсетін жылумен анықталады, сонымен қатар ол географиялық орналасуына, тереңдігіне, су айналымының сипатына байланысты Суқоймалардағы жарық режимі күн радиациясымен байланысты. Су организмдері үшін судағы еріген газдардың мөлшері мен құрамы маңызды р ө л атқарады Су қабаттарында тіршілік ететін микроорганизмдерді планктондар деп атайды. Олар құрамы бойынша былай жіктеледі: фитопланктон (балдырлар) Бактериопланктон зоопланктон. Мөлшері бойынша планктондар былай жіктеледі макро-, микро- нано- пикопланктон. Э.Науманн су пленкасының бетінде (0–2см) тіршілік ететін микроорганизмдерді нейстон деп атаған. Нейстонды бірлестіктердің ішінде бактериялардың Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Achromobacter туыстары, балдырлардың Lampropedia, Navicula туыстары кездеседі Көптеген микроорганизмдер әр түрлі субстрат беттерінде алуан түрлі ерекше бірлестіктер құра отырып, колонизациялайды. Субстрат беттерінің түріне қарай бірлестіктерді былай бөледі: тастар мен үңгірлерде – эпилитон, су өсімдіктерінде - эпифитон, жануарлар денесінде - эпизоотон. жасанды заттардағы бірлестіктерді перифитон деп атайды. Заттар бетіне мынадай реттілікпен бекінеді бактериялар бактериялар диатомды балдырлар колониялы қозғалмалы диатомейлер талшықтылар мен силиаттар Көлдерге тән қасиеттерге аймақтылық пен стратификация жатады. Аймақтылық көлдердің географиялық орналасуы мен климаттық факторлар (жауын-шашын, температура, жарық, т.б.), аллохтонды және автохтонды органикалық заттар құрамымен анықталады. Солтүстіктегі көлдерде аллохтонды органика, ал оңтүстіктегі көлдерде автохтонды органика басым болады. Соған орай оңтүстікке қарағанда солтүстіктегі көлдерде бактериопланктондар саны аз. Әр түрлі географиялық белдеулерде орналасқан көлдер трофиялық жағынан 4 типке жіктеледі: автотрофты олиготрофты Мезотрофты дистрофты. |