Способы размножения прокариотных микроорганизмов

Метаболизм

Способы получения энергии микробами

Типы дыхания	Исходные вещества	Конечные продукты	Источник кислорода, объем выделяемой энергии	Микробы
Аэробное дыхание
Анаэробное (нитратное) дыхание
Неполное окисление органических веществ
Брожение

Всем организмам присущ обмен веществ, который у мик­робов протекает во много раз интенсивнее, чем у животных и растений Он представляет собой совокупность двух взаимо­связанных процессов: катаболизма и анаболизма, которые совершаются одновременно, причем многие реакции и проме­жуточные продукты у них общие.

Дайте определение этим понятиям. Изучите, как осущест­вляется подготовка усвояемых веществ, внешнее переварива­ние, перенос в клетку мономеров, биосинтез полимеров, эва­куация метаболитов (продуктов обмена) и роль ферментов в жизнедеятельности микробов.

Необходимо знать химическую природу, основные свойст­ва ферментов (активность, специфичность), их классифика­цию, влияние на ферментативную активность различных фак­торов среды, роль экзоферментов, пермеаз и эндоферментов для функционирования клетки.

Ознакомьтесь с тем, какие продукты микробного синтеза, биологически активные вещества получают с помощью фер­ментов, роль их в диагностировании болезней.

Рост и размножение микробов.

Чтобы регулировать микробиологические процессы, надо знать закономерности роста и способы размножения микро­скопических существ.

Из эукариотных микроорганизмов изучите способы раз­множения у грибов. У них существует бесполое и половое размножение. Обратите внимание на разные виды полового и бесполого размножения.

Таблица 5

Группы микроорганизмов	Способы размножения
Истинные бактерии (кокки, палочковидные)
Миксобактерии
Почкующиеся
Актиномицеты
Микоплазмы

У прокариотных микроорганизмов существуют различные способы размножения: от простого (бинарного) деления до образования спороносцев и спор. Ознакомьтесь с этим разно­образием, ибо способ и скорость размножения определяют выживаемость вида в природе. Чтобы легче запомнить этот материал, заполните табл.№ 5.

Вопросы для самопроверки и выполнения контрольной работы

14.Химический состав клетки и потребность микробов в воде, азотсодержащих веществах, необходимых для их пита­ния.

15.Химический состав микробов. Свободная и связанная вода и ее роль в жизнедеятельности микроорганизмов.

16.Ферменты и их роль в жизнедеятельности микробов. Практическое использование ферментов в народном хозяйст­ве.

17.Химический состав и потребность микробов в углево­дах, липидах, минеральных веществах. Роль ферментов в превращениях этих веществ.

18.Способы размножения микробов клеточной организа­ции (эукариот, прокариот) и репродукция вирусов.

Глава III. Генетика и селекция микроорганизмов

Микробам, как любым существам, свойственны наследст­венность и изменчивость.

Запомните, что наука о наследственности организмов, за­кономерностях изменчивости наследуемых свойств и переда­че их из поколения в поколение называется генетикой.

Следует отметить, что бактерии и вирусы стали главными объектами изучения структуры, функции генов из-за их срав­нительно простой структуры быстроты размножения. Генети­ческую конструкцию организма представляет геном, или ге­нотип - совокупность генов. Под фенотипом понимают сово­купность проявляемых признаков, присущих данному орга­низму в определенных условиях.

Уясните, что материальным носителем наследственности являются нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК. Надо знать, что они собой представляют (в химическом отношении) и ка­кова роль каждой нуклеиновой кислоты в организме.

Разберитесь в видах генотипической и фенотипической (модификационной) изменчивостях. Последняя возникает в результате изменения некоторых внешних факторов и исче­зает после прекращения их действия. Предполагают, что в основе фенотипической изменчивости лежит изменение не­хромосомных генетических систем: рибосом, клеточной мем­браны, жгутиков.

Подробнее изучите наследственные (генотипические) из­менения - мутации и генетические рекомбинации. Мутацион­ные изменения у эукариот заключаются в изменениях коли­чества хромосом, а также индивидуальных генов. Прокариоты имеют лишь одну хромосому. Их мутации могут быть ре­зультатом макроизменений в хромосоме, сопровождающихся нарушением последовательности и количества генов (хромо­сомные мутации), либо микроизменений, затрагивающих лишь один ген (генные мутации). Что такое мутагенные фак­торы? Их происхождение.

Ознакомьтесь с ролью полового процесса в изменении свойств эукариот и генетических рекомбинаций у прокариот.

Уясните, что рекомбинации могут произойти от передачи генетического материала от одних бактерий другим при тран­сформации (воздействия ДНК, выделенной из других бакте­рий), конъюгации (обмена ДНК через конъюгационный мос­тик), трансдукции (передачи ДНК с помощью бактериофага).

Существенную роль в переносе признаков при рекомби­нации у прокариот играют плазмиды (нехромосомные ДНК) и эписомы - ДНК, способные к самостоятельному существо­ванию вне хромосомы и к обратному включению в нее.

Обратите внимание на важную для производства роль на­правленного выращивания микробов. Селекцией микроорга­низмов решается задача выведения новых активных рас мик­робов—продуцентов антибиотиков, аминокислот, витаминов, стероидных гормонов и других биопрепаратов.

Вопросы для самопроверки и выполнения контрольной работы

19.Организация генетического аппарата у микроорганиз­мов.

20.Генотипическая и фенотипическая изменчивости микро­организмов.

21.Мутации, их разновидности. Мутагенные факторы.

22.Генетические рекомбинации бактерий.

23.Методы селекции микробов. Получение ценных форм микроорганизмов для сельского хозяйства.

Глава IV. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы

Микроорганизмы населяют все области биосферы и обла­дают большой устойчивостью и разнообразными приспособительными свойствами к воздействию различных условий ок­ружающей среды (спорообразованием, капсулообразованием, скоростью размножения, ферментативной и антибиотической активностью, токсинообразованием и другими)

Факторы внешней среды многочисленны и разнообразны. Их характер может быть физическим, химическим и биологи­ческим. Нужно знать, какие из них являются оптимальными, а какие обладают микробостатическим (задерживающим раз­витие) или микробоцидным (губительным) действием.

Микроорганизмы могут развиваться только при наличии в среде свободной воды. Необходимо знать, как влияет потеря воды в среде на жизнедеятельность микробов. Зная это, регу­лируя влажность, а следовательно, и активность развития микроорганизмов, можно долго хранить корма и продукты сельского хозяйства (сено, зерно, сухофрукты, сухое молоко и т.п.).

Для более длительного сохранения в биопрепаратах (за­квасках, вакцинах, бактериальных удобрениях, микробиоло­гических средствах защиты растений) микроорганизмов в жизнеспособном состоянии применяют методы тепловой рас­пылительной сушки и лиофилизации, т.е. получение сухих культур высушиванием из замороженного состояния (-76°С) под высоким вакуумом.

Из физических факторов температура среды является од­ним из главных, влияющих на жизнь микробов. Изучите кри­тические пределы температур для различных групп микробов (психрофилов, мезофилов, термофилов).

Как влияют высокие и низкие температуры на микробы, где это используется, для каких целей? Дайте определение понятиям стерилизация, пастеризация, ознакомьтесь с их методами и режимами.

Немаловажное значение для развития культуры микробов имеет воздушный режим. По отношению к кислороду микроорганизмы делят на облигатных и факультативных аэробов, анаэробов.

Изучите действие давления, света, ультразвука, ионизирующей радиации, рентгенолучей, электричества, УВЧ, магнит­ных полей, сотрясений. Какова роль этих факторов в «само­очищении» воздуха, воды, почвы?

Из химических факторов реакция среды оказывает суще­ственное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Дайте определение понятиям: положительный, отрицатель­ный хемотаксис. Ознакомьтесь с использованием этих знаний при консервировании продуктов, в квашении овощей и сило­сования кормов.

Химические ядовитые вещества, попадая в клетку, взаимо­действуют с отдельными важными ее компонентами и тем на­рушают функции или приводят к гибели. Обратите внима­ние, как влияют на микробы растворы щелочей, кислот, спир­тов, формалина, фенолов, солей тяжелых металлов, ртутных, серных и других препаратов и использование их в практике, а также на эффективность действия названных веществ в за­висимости от концентрации и температуры растворов.

В природе микроорганизмы живут и проявляют свою жиз­недеятельность в тесном контакте друг с другом или с выс­шими существами. В результате сложившихся взаимоотноше­ний создаются биоценозы.

Учтите, что отношения микроорганизмов между собой могут быть основаны на взаимной помощи друг другу (сим­биоз) или на подготовке продуктов питания для других ви­дов в результате выделения собственных продуктов обмена (метабиоз). Известны взаимоотношения, в основе которых лежит подавление жизнеспособности одних форм другими (антагонизм) или использование одного организма (хозяи­на) как источника питания и место обитания для другого (паразитизм). Последний характерен для патогенной микро­флоры. Ознакомьтесь с хищными грибами и бактериями.

При изучении причин антагонизма следует обратить вни­мание на способность микроорганизмов образовывать анти­биотики.

Необходимо иметь понятия об инфекции и иммунитете у животных и человека. Помните, что микроорганизмы исполь­зуют для приготовления вакцин, сывороток, диагностикумов.

Из биологических факторов среды, влияющих на микро­организмы, по их происхождению можно выделить животные (лизоцим, экмолин, интерферон), растительные (фитонциды) и микробные (антибиотики, бактериофаги, хищные грибы, гиббереллины). Их действие может стимулировать или по­давлять развитие и даже действовать микробоцидно. Озна­комьтесь с основными способами использования биологичес­ких факторов для подавления вредной микрофлоры.

Знания механизма влияния окружающей среды на микро­организмы служат основой для управления жизнедеятельно­стью полезных и угнетения или уничтожения патогенных мик­робов. Ознакомьтесь с действием антибиотиков, основными способами использования биологических факторов в живот­новодстве, проанализируйте эффективность их применения в производстве.

Характер отношений между живыми существами должен быть хорошо изучен и тогда можно использовать эти знания в практике (микоризация, использование антагонистов, анти­биотиков, фитонцидов) различных отраслей сельского хозяй­ства, в быту.

Вопросы для самопроверкии выполнения контрольной работы

24.Роль условий среды для жизнедеятельности микробов (температура, влажность, рН, концентрация солей, воздуха). Хранение пищевых продуктов на принципах биоза, абиоза, анабиоза, ценанабиоза.

25.Взаимоотношения микроорганизмов между собой и высшими организмами. Симбиоз, антагонизм и другие формы. Практическое использование этих явлений.

26.Влияние физических факторов внешней среды на мик­робы с указанием микробоцидного (убивающего), микробостатического (останавливающего) действия. Практическое ис­пользование.

27.Влияние химических факторов внешней среды на мик­робы с указанием микробоцидного (убивающего), микробо-статического (останавливающего) действия. Практическое использование.

28.Использование факторов внешней среды для регули­рования микробиологических процессов. Теоретические осно­вы методов консервирования пищевых продуктов и кормов: биоз, абиоз, анабиоз, ценанабиоз.

29.Сущность стерилизации, пастеризации, дезинфекции. Методы и режимы. Использование в сельскохозяйственном производстве.

30. Приспособления микробов к различным условиям сре­ды (капсула, спора, жгутики, скорость размножения, анти­биотическая активность, токсигенность, антигенность, пигментообразование и т. д.).

Глава V. Экология микроорганизмов

Экология - наука о взаимосвязи живых существ со средой обитания показала, что непродуманное вмешательство людей в природу (антропогенный фактор) может принести огром­ный вред человечеству. Специалист любой отрасли сельского хозяйства должен знать, как возникали и развиваются био­геоценозы.

Дата добавления: 2017-01-14