Называют популяцию, представляющую собой потомство одной или нескольких клеток одного вида микроорганизма
 Скачать 123.26 Kb.
|
|
23. Химические факторы. Реакция среды (рН), природа ее воз действия, значение в практике переработки и хранения пищевых продуктов. Важный фактор, определяющий возможность роста и размножения микроорганизмов, — водородный показатель (pH) реакции среды. Он показывает степень кислотности среды (pH 7,0–1,0) или щелочности (pH 7,0–14,0). Нейтральная реакция среды соответствует pH 7,0. В природных условиях микроорганизмы могут развиваться при pH 1,0–11,0. В зависимости от отношения к pH среды их можно разделить на три группы: нейтрофилы, ацидофилы и алкалофилы. Нейтрофилы предпочитают нейтральную реакцию среды, оптимальный pH для их роста составляет 6,8–7,3, минимальный — 4,0, максимальный — 9. Подавляющее большинство бактерий относятся к нейтрофилам (гнилостные бактерии, возбудители отравлений, бактерии группы кишечной палочки и др.). Ацидофилы (кислотолюбивые) развиваются при оптимальном pH 4,0 и выше (уксуснокислые и другие бактерии, продуцирующие органические кислоты, грибы и дрожжи). Алкалофилы (щелочелюбивые) развиваются при оптимальном pH 9,0 и выше (некоторые представители бактерий кишечной группы — холерный вибрион и др.). Споры бактерий обычно более устойчивы к изменениям pH, чем вегетативные клетки. У большинства эукариот (мицелиальные грибы и дрожжи) оптимальный для их роста pH = 4,5–6,0. Минимум pH для дрожжей составляет 3, для грибов — 1,5; максимальный для дрожжей — 8,5, для грибов — 10,0, т.е. мицелиальные грибы могут расти в более широком диапазоне pH, чем дрожжи. Указанные предельные значения pH могут значительно колебаться в зависимости от других условий среды. В кислой среде усиливается действие других неблагоприятных факторов. Если pH не соответствует оптимальному значению, то микроорганизмы не могут нормально развиваться даже при наличии всех необходимых питательных веществ, так как pH оказывает большое влияние на активность ферментов клетки и проницаемость ее стенки. Для бактерий кислая реакция среды более опасна, чем щелочная. Особенно неблагоприятна среда для развития гнилостных бактерий, оптимальный pH которых лежит в слабощелочной области (7,5). Губительное действие на микроорганизмы некоторых органических кислот (например, уксусной, бензойной, масляной) может быть обусловлено не только неблагоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсичностью недиссоциированных молекул кислот. Неодинаковое отношение микроорганизмов к реакции среды является одной из причин наблюдаемой в природных условиях смены одних форм микроорганизмов другими. Зная отношение различных микроорганизмов к реакции среды и регулируя pH, можно подавлять или стимулировать их развитие, что имеет большое практическое значение. Так, неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном и квашеном виде. 24. Физико-химические факторы. Биологические факторы. Симбиоз. Физико-химические , биологические факторы. Физические, химические, биологические факторы среды могут ускорять или подавлять развитие микробов, могут изменять их свойства или даже вызывать гибель. Симбиоз. Симбиоз (греч. symbiosis—совместная жизнь)—различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбиотическую систему. В этих системах один из партнеров или оба, в определенной степени возлагают на другого (или друг на друга) задачу регуляции своих отношений с внешней средой. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Один из партнеров системы или оба вместе приобретают возможность выигрыша в борьбе за существование. Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно. По характеру взаимоотношений между партнерами выделяют несколько типов симбиоза: комменсализм, паразитизм и мутуализм. 25. Ассоциативные формы симбиоза. Ассоциативные взаимоотношения широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ. К ассоциативным взаимоотношениям относятся метабиоз, мутуализм, синергизм и комменсализм. Метабиоз — это вид симбиоза, при котором создаются условия последовательного развития одних микроорганизмов за счет продуктов жизнедеятельности других. Например, порча сахарсодержащих субстратов (плодово-ягодные соки, поврежденные плоды, ягоды), когда на них сначала развиваются дрожжи, превращающие сахар в спирт, затем уксуснокислые бактерии, окисляющие спирт до уксусной кислоты, и, наконец, мицелиальные грибы, окисляющие уксусную кислоту до воды и диоксида углерода. Метабиоз — наиболее распространенный вид ассоциативных взаимоотношений. Мутуализм — это сожительство, основанное на взаимной выгоде, например совместное существование в природе аэробных и анаэробных бактерий. Аэробы, поглощая кислород, создают необходимые для анаэробов восстановительные условия. Синергизм — это усиление физиологических функций микроорганизмов при совместном культивировании. В молочнокислых заквасках для кефира используются дрожжи и молочнокислые бактерии. Витамины, синтезируемые дрожжами, стимулируют развитие молочнокислых бактерий, чрезвычайно требовательных к дополнительным факторам роста, а молочная кислота создает благоприятные значения pH для развития дрожжей. К омменсализм — это форма сожительства, когда один организм живет за счет другого, не причиняя ему вреда. Примером комменсалов могут служить бактерии нормальной микрофлоры тела человека. 26. Антагонистические формы симбиоза. Это группа симбиотических взаимоотношений, которые выражаются в явлениях антагонизма, антибиоза, паразитизма и хищничества. Антагонизм — это тип взаимоотношений, когда один из организмов подавляет или прекращает развитие другого в основном за счет продуктов жизнедеятельности. Примером микробов-антагонистов служат молочнокислые и гнилостные бактерии. Молочнокислые бактерии, вырабатывая молочную кислоту, создают кислую реакцию среды, препятствуя развитию гнилостных бактерий. Антибиоз связан со способностью одного вида микроорганизмов выделять в окружающую среду специфические вещества, угнетающие жизнедеятельность других, — антибиотики. Они обладают либо широким спектром действия в отношении ряда микроорганизмов, либо избирательным действием к одному из них. Продуцентами антибиотиков могут быть мицелиальные грибы (например, пеницилловые, аспергилловые), бактерии (продуценты грамицидина) и, чаще всего, актиномицеты (продуценты стрептомицина, окситетрациклина, биомицина, тетрациклина и др.). Антибиотики применяют в качестве эффективных лечебных препаратов. Их используют также в нелечебных целях в качестве добавок в корм молодняку животных, птицы и другие. Например, добавление кормового биомицина повышает привесы животных, яйценоскость кур. Паразитизм — это тип взаимоотношений, при котором совместное существование одному из симбионтов приносит выгоду, а другому причиняет вред. Примерами могут служить болезнетворные микроорганизмы и вирусы, возбудители инфекционных заболеваний человека, животных и растений, а также фаги. Бактериофаги встречаются в сыроделии и производстве маргарина, актинофаги — в производстве антибиотиков, что приводит к утрате ценных производственных культур микроорганизмов. Хищничество — это внеклеточный паразитизм. Хищные бактерии образуют подвижную колонию-сетку, улавливающую крупные бактериальные клетки других видов, которые лизируются (разрушаются) и используются ими внутри колонии, а остатки выбрасываются. Хищные бактерии чаще обитают в илах водоемов. 27. Влияние антропогенных факторов на микроорганизмы Этот вид экологических факторов является следствием хозяйственной деятельности человека, в процессе которой происходит загрязнение окружающей среды. Одним из основных антропогенных факторов, неблагоприятно влияющих на окружающую среду и ее обитателей, в том числе на микроорганизмы, является химическое загрязнение. В окружающую среду выбрасывается большое количество различных химических веществ, в том числе и неприродных соединений. К числу наиболее распространенных загрязнителей внешней среды неприродными органическими соединениями относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые представляют собой основу современных моющих средств (стиральных порошков), а также синтетические полимерные материалы (пластмассы, полиэтилен, синтетическое волокно) и др. Многие из этих соединений не разлагаются естественным путем или же разлагаются частично, другие — очень медленно (радиоактивный изотоп стронция имеет период распада около 200 лет). В настоящее время в атмосферу ежегодно выбрасываются сотни миллионов тонн оксидов азота и серы, диоксида углерода, твердых и жидких взвешенных частиц (аэрозолей), миллионы тонн газообразных органических веществ. Загрязнение атмосферы приобретает глобальный характер, что может привести к возможному изменению климата, увеличению потока жесткой УФ-радиации на поверхность земли, увеличению числа заболеваний среди людей. Загрязнения, выбрасываемые в атмосферу или вносимые в почву в трансформированном или неизмененном виде, поступают в водоемы. За счет выпадения осадков и в период весеннего половодья с поверхностным стоком в воду попадают загрязняющие вещества. Промышленные сточные воды — это отработанные воды предприятий, загрязненные разнообразными примесями, а также воды тепловых электростанций с повышенной температурой (тепловое загрязнение воды). Они оказывают токсическое действие на биоценоз водоемов, так как содержат тяжелые металлы (стоки металлургической и химической промышленности), а также способствуют массовому развитию микроорганизмов, в том числе патогенных (стоки пищевой, кожевенной, целлюлозной промышленности). |