Введение
Глава 1 Общее понятие о микроорганизмах и факторах влияющих на их жизнедеятельность
1.1 Общее представление о микроорганизмах
1.2 Факторы влияющие на жизнедеятельность микроорганизмов
Глава 2 Влияние температуры на жизнедеятельность микроорганизмов
2.1 Термофилы, как представители микроорганизмов живущих при высоких температурах
1.2 Общее понятие о микроорганизмах живущих при низких температурах
1.3 Общее представление о мезофилах
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Температура – один из основных условий внешней среды, оказывающий большое влияние на микроорганизмы. Влияние температуры на увеличение микроорганизмов обуславливается её влиянием на темп химических взаимодействий в клетке и положение клеточных макромолекул (микровязкость оболочек, форма белков и др.). Увеличение температуры выше предельного значения приводит к необратимой инактивации клеточных частей, в главную очередь денатурации белков и нуклеиновых кислот, и смерти микроорганизма. Для оценки смертельного результата температуры на клетки микроорганизмов применяют численные характеристики: термическую точку отмирания (ТТО) – температуру, при которой данный тело гибнет за 10 минут, и термическое время отмирания (ТВО) – период, за которое данный тело гибнет при конкретной температуре.
Нижние границы увеличения микроорганизмов урезаны температурой «застывания» оболочки, если она утрачивает непостоянность и перестает осуществлять собственные функции. При уменьшении температуры ниже наименьшего уровня микроорганизмы не гибнут и могут на протяжение продолжительного периода поддерживать жизнестойкость. При пониженной температуре уменьшается не только лишь темп увеличения, однако и темп отмирания микроорганизмов, и, в соответствии с этим, возрастает их выживаемость. По этой причине заморозка микроорганизмов при невысокой и сверхнизкой температуре (–20, –70, –196 °С) обширно применяется для продолжительного сохранения.
Вряд ли можно назвать природный фактор, который бы оказывал столь драматическое влияние на живой мир, как низкие температуры. Влияние отрицательных температур на живое вещество проявляется в снижении активности и обмена веществ, возникновения повреждений, связанных с образованием кристаллов льда. Выделяется три низкотемпературных диапазона, характеризующиеся особенностями жизнедеятельности: 1) при 0 – -20ºС возможна клеточная активность; 2) при -20 - -80ºС живые организмы могут находиться в анабиозе; 2) ниже -80ºС возможна полная биоконсервация.
ГЛАВА 1 ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О МИКРООРГАНИЗМАХ И ФАКТОРАХ ВЛИЯЮЩИХ НА ИХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
1.1 Общее представление о микроорганизмах
Микроорганизмы – многочисленная и разнообразная группа самых мелких живых существ планеты, занимающих низшие ступени эволюции. Микроорганизмы относятся к трем типам организации живого:
• доклеточные формы: вирусы, прионы;
• прокариоты: сине-зеленые водоросли, архебактерии, эубактерии, спирохеты, актиномицеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы; эукариоты: микроскопические животные (в т. ч. простейшие), растения, грибы [3].
Общие черты микроорганизмов и других организмов:
1. Состоят из тех же элементов, что и другие организмы.
2. Имеют в структуре те же соединения (белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты).
3. Имеют те же механизмы обеспечения энергией и биохимические процессы [8].
Отличительные особенности микроорганизмов:
1. Малые размеры. Диаметр большинства бактерий не превышает тысячной доли миллиметра. Эта величина – микрометр (микрон), или 10–3, – «аршин» микробиолога. Ультраструктуры бактерий измеряются в нанометрах: 1 нм = 10–3 мкм = 10–6 м. Размеры простейших и микроскопических грибов находятся в пределах 100 мкм. Размеры вирусов – 25–450 нм.
Самые мелкие из известных прокариотных клеток – бактерии, принадлежащие к группе микоплазм – 0,1-0,15 мкм. Этот размер является теоретическим пределом клеточного уровня организации жизни, при котором в клетке еще может быть минимум молекул белка (порядка 1200) и минимум ферментных реакций, необходимых для поддержания клеточной структуры. Мельчайшие микоплазменные клетки равны или даже меньше частиц вирусов [6].
ГЛАВА 2 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ
2.1 Термофилы, как представители микроорганизмов живущих при высоких температурах
Температура – один из важнейших факторов внешней среды, влияющий на микроорганизмы. Действие температуры на рост микроорганизмов обусловлено ее воздействием на скорость химических реакций в клетке и состояние клеточных макромолекул (вязкость мембран, конформация белков и др.). Повышение температуры выше критического уровня ведет к необратимой инактивации клеточных компонентов, в первую очередь денатурации белков и нуклеиновых кислот, и гибели микроорганизма. Для оценки летального эффекта температуры на клетки микроорганизмов используют количественные параметры: термическую точку отмирания (ТТО) – температуру, при которой данный организм погибает за 10 минут, и термическое время отмирания (ТВО) – время, за которое данный организм погибает при определенной температуре [10].
Нижние пределы роста микроорганизмов ограничены температурой «застывания» мембраны, когда она теряет текучесть и перестает выполнять свои функции. При снижении температуры ниже минимального уровня микроорганизмы не погибают и могут в течение длительного времени сохранять жизнеспособность. При пониженной температуре снижается не только скорость роста, но и скорость отмирания микроорганизмов, и, соответственно, увеличивается их выживаемость. Поэтому замораживание микроорганизмов при низкой и сверхнизкой температуре (–20, –70, –196 °С) широко используется для длительного хранения [15].
Микроорганизмы встречаются в местах с различными температурными режимами. К низкотемпературным местам обитания микроорганизмов относятся регионы Арктики, Антарктики, тундра, глубины океанов, где температура имеет постоянное значение около 4 °С. Высокотемпературные места обитания – гейзеры, вулканические источники, горячие источники, «черные курильщики» (гидротермальные источники срединно-океанических хребтов) – выход вулканических горячих газов на разломах земной коры, где температура при высоком давлении может достигать 360 °С.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Температура считается важным условием внешней среды. Она устанавливает темп размножения микроорганизмов, а кроме того насыщенность протекания химических взаимодействий в процессах обмена элементов в клетках. При переходе к крайним температурам жизненные движения сперва задерживаются, а далее либо совершенно приостанавливаются, и жизнедеятельность переходит в скрытую форму, либо в целом прерываются.
По взаимоотношению к температуре различают 3 категории микроорганизмов: психрофилы, мезофилы и термофилы. Психрофилы (холодолюбивые) – это микроорганизмы, нормально формирующиеся при относительно невысоких температурах. Представителями данной категории считаются определенные палочковидные бактерии и мицелиальные блички и др., инициирующие порчу пищевых продуктов в холодильниках. Мезофилы - более распространенная в природе категория микроорганизмов, живущих в воде, атмосфере, почве, в живых организмах. К ним причисляются представители дрожжей, мицелиальных грибов, молочно прокислых микроорганизмов, микроорганизмов кишечной группы (стафилококки, фекальные стрептококки) и многочисленные другие, а кроме того возбудители ухудшения пищевых продуктов, пищевых кишечных инфекций и болезней человека. Термофилы (теплолюбивые) достаточно обширно всераспространены в природе. Они могут жить в горячих источниках, в верхних пластах почвы, в песках пустынь, в кишечном тракте человека и звериных, так как большая часть термофилов формируют устойчивые споры.
Регулируя температуру, возможно регулировать жизнедеятельностью микроорганизмов. Влияние высоких температур на микроорганизмы считается пагубным, и данное проявление применяется при консервировании пищевых товаров для ликвидирования порождающих их порчу бактерий.
К низкой температуре микроорганизмы наиболее устойчивы, репродукция и биохимическая динамичность микроорганизмов при температуре ниже минимальной прерываются, смерть самих клеток больше всего не начинается, а они переключаются в состоянии анабиоза. В этом пребывании многочисленные микроорганизмы, и в особенности их споры, не плодятся, однако остаются жизнестойкими продолжительное время. При увеличении температуры споры прорастают в вегетативные клетки и приступают стремительно плодиться.
1. Белясова, Н. А. Микробиология. Лабораторный практикум: учеб. пособие для студентов специальностей «Биотехнология», «Биоэкология», «Биология» / Н. А. Белясова. – Минск: БГТУ, 2007. – 160 с.
2. Белясова, Н. А. Микробиология: учеб. пособие для студентов специальностей «Биотехнология» и «Биоэкология» / Н. А. Белясова. – Минск: БГТУ, 2005. – 292 с.
3. Горохова, С.С. Основы микробиологии, производственной санитарии и гигиены / С.С. Горохова, Н.В. Косолапова, Н.А. Прокопенко. – М.: Академия, 2008. – 64 с.
4. Громов, Б. В. Экология бактерий / Б. В. Громов. – Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1989. – 246 с.
5. Гусев, М. В. Микробиология / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. – М. : Academa, 2003. – 464 с.
6. Гусев, М. В. Микробиология / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. – М.: Академия, 2007. – 462 с.
7. Емцев, В. Т. Микробиология / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.
8. Жарикова, Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена / Г.Г. Жарикова . – 2-е изд., стереот. – М.: Академия, 2007. – 304 с.
9. Заварзин, Г. А. Введение в природоведческую микробиологию / Г. А. Заварзин, Н. Н. Колотилова. – М. : Университет. кн. дом, 2001. – 255 с.
10. Заварзин, Г. А. Лекции по природоведческой микробиологии / Г. А. Заварзин ; отв. ред. Н. Н. Колотилова ; Ин-т микробиологии. – М. : Наука, 2004. – 348 с.
11. Кузнецов, А. Е. Научные основы экобиотехнологии / А. Е. Кузнецов, Н. Б. Градова. – М.: Мир, 2006. – 504 с.
12. Мармузова, Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: учеб. пособ. для СПО / Л.В. Мармузова.. – 2-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2004. – 136 с.
13. Методы общей бактериологии: в 3 т. / под ред. Ф. Герхардта [и др.]. – М.: Мир, 1983–1984. – Т. 1 – 536 с.; Т. 2. – 472 с.; Т. 3. – 264 с.
14. Практикум по микробиологии / под ред. А . . Нетрусова. – М . : Academa, 2005. – 608 с.
15. Стейниер, Р. Мир микробов: в 3 т. / Р. Стейниер, Э. Эдельберг, Дж. Ингрем. – М.: Мир, 1979. – Т. 1 – 320 с.; Т. 2. – 334 с.; Т 3. – 486 с.
16. Теппер, Е. З. Практикум по микробиологии / Е. З. Теппер [и др.]. – М. : Дрофа, 2004. – 256 с.
17. Черникова, Л.П. Санитария и гигиена в торговле и пищевой промышленности: учеб. пособ. / Л.П. Черникова. – Ростов-на/Д.: Феникс, 2008. – 319 с.
18. Шильникова, В.К. Микробиология: учеб.пособ. / В.К. Шильникова. – М.: Дрофа, 2006. – 268 с.
19. Шлегель, Г. Общая микробиология / Г. Шлегель. – М.: Мир, 1987. – 567 с.
20. Экология микроорганизмов / под ред. А . . Нетрусова. – . : Academa, 2004. – 272 с.
21. Экология микроорганизмов / под ред. А. И. Нетрусова. – М.: Академия, 2004. – 272 с.
