Шпаргалка по "Микробиологии"

Гибель микроорганизмов  под действием ультрафиолетовых лучей связана:

• с инактивацией клеточных  ферментов;

• с разрушением нуклеиновых  кислот;

• с образованием в облучаемой среде перекиси водорода, озона и  т.д.

Следует  отметить,   что   наиболее  устойчивыми   к  действию ультрафиолетовых лучей  являются споры бактерий, затем споры  грибов и дрожжей, далее окрашенные (пигментированные)клетки бактерий.Наименее устойчивы вегетативные клетки бактерий.

Гибель микроорганизмов  под действием ионизирующих излучений вызвана:

• радиолизом воды в клетках  и субстрате. При этом образуются свободные радикалы, атомарный водород, перекиси, которые, вступая во взаимодействие с другими веществами клетки, вызывают большое количество реакций, не свойственных нормально живущей клетке;

• инактивацией ферментов,  разрушением мембранных структур, ядерного аппарата.

Радиоустойчивость различных  микроорганизмов колеблется в широких  пределах, причем микроорганизмы значительно  радиоустойчивей высших организмов (в сотни и тысячи раз). Наиболее устойчивы к действию ионизирующих излучений споры бактерий, затем  грибы и дрожжи и далее бактерии.

Губительное действие ультрафиолетовых и рентгеновских γ-лучей используется на практике.       

Ультрафиолетовыми лучами дезинфицируют  воздух холодильных камер, лечебных и производственных помещений, используют бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей для дезинфекции воды.

Обработка пищевых продуктов  низкими дозами гамма-излуче-ний называется радуризацией.

Электромагнитные колебания и  ультразвук. Радиоволны-это электромагнитные волны, характеризующиеся относительно большой длиной (от миллиметров до километров) и частотами от 3·10⁴ до 3·10¹¹ герц.

Прохождение коротких и ультрарадиоволн  через среду вызывает возникновение  в ней переменных токов высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ). В  электромагнитном поле электрическая  энергия преобразуется в тепловую.

Гибель микроорганизмов  в электромагнитном поле высокой  интенсивности наступает в результате теплового эффекта.

Ультразвук. Ультразвуком называют механические колебания с частотами более 20 000 колебаний в секунду (20 кГц).

Природа губительного действия ультразвука на микроорганизмы связана:

• с кавитационным эффектом. При распространении в жидкости УЗ-волн происходит быстро чередующееся разряжение и сжатие частиц жидкости. При разряжении в среде образуются мельчайшие полые пространства – «пузырьки», заполняющиеся парами окружающей среды и газами. При сжатии, в момент захлопывания кавитационных «пузырьков», возникает мощная гидравлическая ударная волна, вызывающая разрушительное действие;

• с электрохимическим действием УЗ-энергии. В водной среде происходит ионизация молекул воды и активация растворенного в ней кислорода. При этом  образуются  вещества,  обладающие  большой реакционной способностью, которые обуславливают ряд химических процессов, неблагоприятно действующих на живые организмы.

Благодаря специфическим  свойствам ультразвук все более  широко применяют вразличныхобластях техники и технологии многихотраслей народного хозяйства. Ведутся исследования по применению УЗ-энергии для стерилизации питьевой воды, пищевых продуктов (молока, фруктовых соков, вин), мойки и стерилизации стеклянной тары.

22. Взаимоотношения  между микроорганизмами. Влияние 

антибиотиков  на микроорганизмы

В природе микроорганизмы сталкиваются с действием разнообразных биотических  факторов. При симбиозе (совместном существовании) различают ассоциативные (благоприятствующие) и антагонистические (конкурентные) взаимоотношения.

Ассоциативные формы симбиоза. Широко распространены в природе. Именно на них основан круговорот веществ в природе. К ассоциативным формам симбиоза относятся метабиоз,  мутуализм, синергизм и комменсализм.

Метабиоз – такая форма симбиоза, когда создаются условия для последовательного развития одних микроорганизмов за счет продуктов жизнедеятельности других. Примером метабиоза может служить порча сахаросодержащих субстратов (плодово-ягодных соков, поврежденных плодов, ягод), когда на них сначала развиваются дрожжи, превращающие сахар в спирт, затем уксуснокислые бактерии, превращающие спирт в уксусную кислоту и, наконец, мицелиальные грибы, которые окисляют уксусную кислоту до углекислого газа и воды.

Мутуализм – такие взаимоотношения между микроорганизмами, которые основаны на взаимной выгоде. Пример: совместное существование в природе анаэробных и аэробных микроорганизмов. Аэробы, поглощая кислород, создают необходимые для анаэробов окислительно-восстановительные условия.

Синергизм – усиление физиологических функций микроорганизмов при совместном культивировании. В кефирном грибке, например, содержатся дрожжи и молочнокислые бактерии. Витамины, синтезируемые дрожжами, стимулируют развитие молочнокислых бактерий, а молочная кислота, образуемая молочнокислыми бактериями, создает благоприятные значения рН для развития дрожжей.

Комменсализм – форма сожительства, когда один организм живет за счет другого, не причиняя ему вреда. Примером комменсалов могут служить бактерии нормальной микрофлоры тела человека.

Антагонистические формы симбиоза. К ним относятся такие формы симбиоза, как антибиоз, паразитизм, хищнечество.

Антагонизм – такой тип взаимоотношений, когда один организм подавляет или прекращает развитие другого в основном за счет продуктов его жизнедеятельности. Молочнокислые бактерии, например, выделяя молочную кислоту, создают кислую реакцию среды, препятствующую развитию гнилостных бактерий. Это явление используется при квашении капусты, изготовлении кисломолочных продуктов.

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.

Паразитизм – это такой тип взаимоотношений, при котором совместное существование одному из симбионтов приносит выгоду, а другому причиняет вред. Примерами могут служить болезнетворные микроорганизмы и вирусы, являющиеся возбудителями инфекционных заболеваний.

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 обитают в илах водоемов.

Антибиотики. Фитонциды. Во многих случаях губительное действие микробов-антагонистов связано с выделением специфических биологически активных химических веществ – антибиотиков (анти – против, биос – жизнь). Продуцентами антибиотиков являются некоторые грибы, а также бактерии, чаще актиномицеты.

Характер действия антибиотических  веществ на клетки разнообразен. Одни из них задерживают рост и развитие микроорганизмов, другие вызывают их гибель.

В пищевой промышленности для продления  сроков хранения пищевых продуктов  разрешено использовать только некоторые  антибиотики (нистатин и биомицин) в  ограниченных случаях Антибиотические    вещества    вырабатываются не только микро- организмами, но также растениями и животными.

Фитонциды – антибиотические вещества растительного происхождения. Химическая природа фитонцидов разнообразна. Антимикробным действием обладают многие вещества, находящиеся в растениях: эфирные масла, гликозиды, антоцианы, дубильные вещества и многие другие соединения.

Антимикробными свойствами обладают также многие овощи и  пряности. Так, из чеснока и лука выделен аллицин, из репы и редьки – рапин, из томатов – томатин..

К антибиотическим веществам животного  происхождения относятся:

лизоцим – белковое вещество, содержащееся в яичном белке, слезах, слюне, рыбной икре. Лизоцим не только убивает чувствительных к нему бактерий, но и растворяет их;

эритрин – вещество, получаемое из эритроцитов крови животных. Проявляет бактериостатическую активность в отношении стоептококков и стафилококков;

экмолин– получен из тканей рыб. Активен в отношении бактерий, вызывающих кишечные заболевания;

памалин – получен из слюнных желез крупного рогатого скота. Обладает бактерицидной и фунгицидной активностью.

 

 

 

 

 

25.Спиртовое  брожение. Хар-ка микроорганизмов  вызывающих брожение.

Спиртовое брожение – микробиологический процесс превращения углеводов  в спирт и углекислый газ. Вызывается аскомицетовыми дрожжами рода Saccharomyces, некоторыми бактериями и отдельными представителями мукоровых грибов.

Суммарное уравнение реакции:

С6 H12 O6  →    2 СНзCH2 ОН +    2 СО2 + Е

глюкоза           этиловый спирт

Брожение - сложный многоступенчатый процесс который протекает при участии комплекса ферментов. Наряду со спиртом, могут образовываться побочные продукты: глицерин, уксусный альдегид, уксусная, яблочная кислоты, сивушные масла (смесь высших кислот).

Основными возбудителями  спиртового брожения являются дрожжи – сахаромицеты.

Это факультативно-анаэробные микроорганизмы. В аэробных условиях дрожжи получают энергию путем полного  окисления моно- и дисахаридов  до углекислого газа и воды, т.е. путем  аэробного дыхания. При этом интенсивно накапливается  биомасса  (эффект  Пастера).  Поэтому  производство хлебопекарных дрожжей ведут  в аэробных условиях. Ацидофилы. Мезофилы.

Естественным местообитанием дрожжей является поверхность плодов и ягод, сок и поверхность листьев, нектар, вода, почва, кожные покровы и пищеварительный тракт людей и животных.

 

26.Кисломолочное  брожение. Хар-ка МКБ.

Молочнокислое брожение –  процесс превращения углеводов  молочнокислыми бактериями в молочную кислоту.

Возбудители молочнокислого брожения подразделяются на 2 группы:

гомоферментативные и  гетероферментативные, которые, в свою очередь, вызывают гомоферментативное и гетероферментативное молочнокислое брожение. В основу этого деления положены конечные продукты, образуемые при гомо- и гетероферментативном молочнокислом брожении.

Гомоферментативное   молочнокислое   брожение   и   его возбудители.  При  гомоферментативном  молочнокислом  брожении образуется преимущественно  молочная кислота.

 Химизм процесса:

С6H12О6 → 2 СНзСНОНСООН + Е

 глюкоза        молочная кислота

К   гомоферментативным   молочнокислым   бактериям   относятся молочнокислые стрептококки: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus thermophilus, а также молочнокислые палочки: Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus ptantarum.

Гетероферментативное   молочнокислое   брожение   и   его возбудители. Конечными  продуктами при этом брожении являются не только молочная кислота, но и побочные продукты: уксусная кислота, этиловый спирт, янтарная кислота, диоксид углерода, водород.

К гетероферментативным молочнокислым  бактериям относятся бактерии рода Streptococcus: Streptococcus diacetilactis, Streptococcus acetoinicus; бактерии рода Lactobacillus: Lactobacillus brevis, Lactobacillus helveticus, а также бактерии рода Leuconostoc: Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc cremoris.

Характеристика молочнокислых  бактерий

Все молочнокислые бактерии - грамположительные, факультативные анаэробы. Среди молочнокислых бактерий есть мезофилы (предпочитают температуру около 30 °С) и термофилы (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus), оптимальной температурой для которых является температура около 40–50 °С.

Молочнокислые бактерии отличает высокая требовательность к питательной  среде: они нуждаются в полном наборе готовых аминокислот, в витаминах  группы В12, в компонентах нуклеиновых  кислот, что и определяет их распространение  в природе.

Молочнокислые бактерии обитают  в основном на растениях, плодах, овощах, в желудочно-кишечном тракте, в молоке и молочных продуктах, а также  в местах разложения растительных остатков.

В качестве источника углерода используют лактозу, мальтозу.

Оптимальное значение рН для  развития молочнокислых бактерий около 4. Молочнокислые бактерии образуют от 1 до 3,5 % молочной кислоты.    

   

27. Пропионовое брожение. Хар-ка пропионовых  бактерий.

Пропионовокис. брожение выз. пропионовокисл. бактериями, род Propionibacterium.

Единственным источником энергии для пропионовокислых бактерий является процесс сбраживания различных веществ: моносахаридов (гексоз, пентоз), молочной, яблочной кислот, глицерина и других в пропионовую и уксусную кислоту, диоксид углерода и воду.

Химизм пропионовокислого  брожения:

ЗС6H12О6 → 4СНзCH2СООН + 2СНзСООН + 2CO2 + 2H2O +Е

 глюкоза           пропионовая           уксусная   

                          кислота                  кислота

Пропионовокислые бактерии  –  небольшие,    неподвижные  грамположительные палочки, не образующие спор, факультативные анаэробы. Обитают  в основном в кишечном тракте жвачных  животных и в молоке.

 

28. Происхождение и виды м/орг-ов. Мутации и их появления.

Изменчивость признаков  микроорганизмов, обусловленная перестройкой генетического аппарата, проявляется  в виде мутаций и генетических рекомбинации (комбинативные изменения).

Мутации – внезапные, скачкообразные изменения генов. Процесс мутирования  генов приводит к таким изменениям, которые передаются по наследству и  сохраняются даже тогда, когда вызвавший  их фактор перестает действовать.

Спонтанные мутации (без  направленного воздействия) очень  редки: примерно одна на 100 тыс. Они характеризуются  изменением какого-нибудь одного признака и обычно стабильны.

Индуцированные или мутагенные мутации возникают вследствие воздействия  факторов среды. Они встречаются  сравнительно часто. Мутагенным действием  обладают ультрафиолетовые, рентгеновские  и радиоактивные излучения, которые  вызывают повреждение генетического  аппарата клетки. К химическим мутагенам  относятся сильнодействующие вещества: отравляющие (иприт), лекарственные (йод, перекись водорода), кислоты и др. Примером биологических мутагенов  может быть ДНК.