Влияние температуры на жизнедеятельность микроорганизмов

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

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].

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.

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.