Реферат микроорганизмы и окружающая среда
Обновлено: 08.07.2024
24.Микроорганизмы и окружающая среда. Физические факторы (действие видимого излучения (света))Условия внешней среды имеют большое значение для жизни микроорганизмов. Температура и влажность, наличие кислорода, освещенность и другие факторы среды влияют на рост микроорганизмов и распространение их в природе.
Свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны 400—780 нм. Элементарной частицей, квантом электромагнитного излучения является фотон. Он представляетсобой избыточную энергию, выбрасываемую электронами. Естественным источником видимого излучения являются Солнце, звезды, атмосферные разряды, люминесцирующие объекты и т. д. Энергия Солнца необходима зеленым и пурпурным бактериям, которые с помощью пигментов превращают световую энергию в доступную биохимическую и используют ее для синтеза компонентов клеток. Некоторым микроорганизмам световаяэнергия может приносить вред, вызывая их гибель. Бактерицидность видимого излучения зависит от длины волны: чем она короче, тем в ней больше энергии. Поэтому и ее действие на живые организмы сильнее и наоборот.
Под действием видимого излучения (прямых солнечных лучей) погибают многие микробы, особенно патогенные (возбудитель туберкулеза — в течение 3—5 ч, вирус ящура — в течение 2 ч). Такиеизлучения часто используют для санации помещения. Там, где больше солнца, там меньше микробов. Облучение ведет к усилению фотохимических окислительных процессов. Действие облучения на микробы увеличивается в присутствии кислорода или окисляющих веществ.
34. Взаимоотношения между организмами: трофическая и аллелохимическая природа взаимосвязей (симбиоз)
Существуют ассоциации двух разных видовмикроорганизмов (или микро- и макроорганизмов) в условиях тесного и длительного пространственного контакта, когда оба партнера взаимно адаптируются к совместному существованию. Такие взаимоотношения между организмами называют симбиозом.
Типы симбиоза между микроорганизмами, а также между микроорганизмами и растениями (животными) делят на две категории: эктосимбиоз и эндосимбиоз. При экзосимбиоземикроорганизм занимает внешнее положение по отношению к клеткам организма-хозяина (более крупного из двух симбионтов), а при эндосимбиозе микроорганизм растет и развивается внутри клеток хозяина.
Разные типы симбиоза существенно отличаются и по относительной выгоде, которую получает каждый из партнеров ассоциации. При мутуалистическом, или взаимовыгодном, симбиозе оба партнера извлекают пользу отассоциативного существования; при паразитическом симбиозе пользу получает только один из партнеров, в то время как второй не получает ничего, а часто даже приобретает различной степени повреждения. Следует отметить, что тип симбиоза может измениться при смене условий окружающей среды и взаимоотношения, бывшие вначале взаимовыгодными, могут стать паразитическими, и наоборот.
По степенивзаимозависимости партнеров выделяют факультативный и облигатный симбиоз. При факультативном симбиозе партнеров можно культивировать друг без друга. В случае если симбионтов нельзя культивировать в изолированном виде, то-симбиоз называют облигатным.
Можно привести несколько примеров мутуалистического симбиоза. Так, развитие или половое размножение некоторых.
Мы не представляем себе жизнь без окружающих нас животных и растений. Они создают нам все продукты питания, из них делают обувь, жилища, обстановку. Они создают всю красоту природы. Но мы не видим огромный мир микроскопических существ, невидимых тружеников природы - микроорганизмов. Чаще всего вспоминаем о них тогда, когда появляются какие-либо инфекционные заболевания. Такие маленькие, незаметные и кажущиеся ничтожными организмы как микробы могут считаться самыми выносливыми и необычными из живых существ на планете Земля. Распространение микробов в природе поистине очень интересно и удивительно. Многие миллионы лет они совершенствовались, приспосабливались к сложным и постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Они живут там, где никто другой не выживет никогда.
Микроорганизмы - могучие созидатели и разрушители. Они приносят огромную пользу, но могут нанести и неисчислимый вред человеку.
Микроорганизмы широко распространены в природе. Они находятся в воздухе, почве, пище, на окружающих нас предметах, на поверхности и внутри нашего организма. Такое широкое распространение микробов свидетельствует об их значительной роли в природе и жизни человека.
Распространение микроорганизмов в природе.
Микроорганизмы встречаются в окружающей среде повсеместно. Они находятся в почве, воде, воздухе, организме человека и животных. Микроорганизмы участвуют в процессах превращения веществ, усвоении их растениями и животными.
Микроорганизмы обладают способностью приспосабливаться (адаптироваться) к самым различным условиям окружающей среды. Они встречаются в разнообразных сочетаниях (ассоциациях) и количествах. Каждый объект имеет свою, характерную для него микрофлору. Наши знания об особенностях распространения микроорганизмов помогают предупреждать инфекционные болезни и даже ликвидировать некоторые из них.
Микроорганизмы в сельском хозяйстве.
Животноводство: белок, аминокислоты, витамины, гормоны, синтетические вакцины, бактериальные и вирусные препараты (для лечения) - микроорганизмы; новые породы животных – генная инженерия.
Это антибиотики, вакцины, инсулин, интерферон, гормоны роста человека – микробиология. Получение моноклональных антител (диагностический и лечебный препарат) – генная инженерия.
Микроорганизмы в промышленности.
Энергетическая: получение метанола, этанола, метана, водорода из отходов сельского хозяйства – микроорганизмы
Металлургическая: концентрация металлов из руд – марганца, меди, хрома, урана и др. – микроорганизмы.
Пищевая: хлебопечение, сыроварение, пивоварение, виноделие, производство уксусной кислоты, аминокислот, витаминов, ферментов - микроорганизмы.
Легкая промышленность: обработка шкур, льняных волокон, улучшение качества каучука – микроорганизмы.
В настоящее время возникло новое направление – биологическая экономика (растительный пластик, биоэнергетика).
Микроорганизмы используют как биоиндикаторы загрязнения окружающей среды.
Микроорганизмы могут наносить и вред человеку, вызывая у него целый ряд заболеваний, а также у животных и растений.
Таким образом, благодаря интеграции микробиологии, биохимии, генетики и химической техники биотехнология поднялась на новый качественный уровень, что позволило решить многие насущные проблемы человека.
Приведенные примеры свидетельствуют, что микроорганизмы или их ферменты широко используются практически во всех отраслях народного хозяйства. Благодаря этому человечество удовлетворяет многие свои потребности. Поэтому изучение микроорганизмов важно не только с теоретической точки зрения (для формирования общебиологического мышления), но и с практической.
Заключение.
Глобально - жизненный цикл начинается с растений и их способности создания питательных веществ с помощью солнечных лучей. Но здесь классический цикл невозможен. Ведь в условиях присутствия солнечного света рост растений невозможен, а микробы изобрели свой способ генерирования жизненной энергии, используя химические вещества, попадающие в воду из недр земли. Изобретенный ими процесс хемосинтеза позволил им обеспечить себя всем необходимым для жизни и развития.
Благодаря исключительному разнообразию усвоения питательных веществ, малым размерам и легкой приспособляемостью к различным внешним условиям, бактерии могут быть обнаружены там, где отсутствуют другие формы жизни.
Условия внешней среды имеют большое значение для жизни микроорганизмов. Температура и влажность, наличие кислорода, освещенность и другие факторы среды влияют на рост бактерий и распространение их в природе.
Микроорганизмы могут жить и размножаться только в присутствии свободной воды, находящейся в среде главным образом в капельно-жидком виде. Растворенные в такой воде питательные вещества могут поступать в микробную клетку.
При дефиците влаги многие микроорганизмы не размножаются. В целом ряде высушенных пищевых продуктов (рыба, мясо, фрукты) хотя и имеется много живых микроорганизмов, но развиваться они не могут. При увлажнении высушенных продуктов начинается интенсивное размножение микроорганизмов, что часто приводит к порче продуктов.
Микроорганизмы лишены механизмов, регулирующих температуру, поэтому их существование определяется температурой окружающей среды. Как и для всех живых организмов, для них имеется свой температурный диапазон, ограниченный минимальными и максимальными температурами.
Реакция среды, в которой обитают микроорганизмы, оказывает на них большое влияние. Это один из наиболее важных факторов, от которых зависит рост и размножение микроорганизмов, так как он определяет доступность для организма различных веществ и неорганических ионов.
В процессе своей жизнедеятельности некоторые микроорганизмы могут не только подкислять среду, но и вырабатывать щелочные продукты. Например, при разложении мочевины и белков образуется аммиак, подщелачивающий среду.
Отрицательное влияние кислотности среды на большинство микроорганизмов используется в практике консервирования пищевых продуктов, при приготовлении маринадов, силоса, квашенной капусты.
Большинству живых существ необходим кислород. Микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде, получили название облигатных (строгих) аэробов. К ним относится большая часть бактерий и грибов. Некоторые бактерии не используют кислород – анаэробы.
Взаимоотношения микроорганизмов между собой и с другими
Существами
Микроорганизмы в природной среде живут в тесной взаимосвязи друг с другом и со всем населением окружающей среды. Взаимоотношения между организмами бывают либо благоприятными, то есть приносящими взаимную пользу, либо вредными – антагонистическими. Между этими типами взаимоотношений можно провести лишь условную границу, они могут меняться в результате изменений окружающей среды.
Антагонизм между микроорганизмами может быть вызван следующими причинами:
1) конкуренцией за питательные вещества;
2) действием антибиотиков, вырабатываемых некоторыми микроорганизмами;
3) уничтожением одних микроорганизмов другими.
Нередко продукты жизнедеятельности одних видов микробов служат источником энергии или питательных веществ для других (явление метабиоза). Нитрифицирующие бактерии получают необходимую им энергию при окислении аммиака, образующегося в результате жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий. Для других микробов аммиак служит источником азота. Продукты обмена веществ бактерий, расщепляющих клетчатку, используются фиксаторами азота.
Существуют ассоциации двух разных видов микроорганизмов в условиях тесного и длительного пространственного контакта, когда оба партнера взаимно адаптируются к совместному существованию. Такие взаимоотношения между микроорганизмами называют симбиозом.
Типы симбиоза между микроорганизмами, а также между микроорганизмами и растениями (животными) делят на две категории: эктосимбиоз и эндосимбиоз. При эктосимбиозе микроорганизм занимает внешнее положение по отношению к клеткам организма-хозяина (более крупного из двух симбионтов), а при эндосимбмозе микроорганизм растет и развивается внутри клеток хозяина.
Разные типы существенно отличаются по относительной выгоде, которую получает каждый из партнеров ассоциации. При мутуалистическом, или взаимовыгодном, симбиозе оба партнера извлекают пользу от ассоциативного существования; при паразитическом симбиозе пользу получает только один из партнеров, в то время как второй не получает ничего, а часто даже приобретает различной степени повреждения. Тип симбиоза может измениться при смене условий окружающей среды и взаимоотношения, бывшие вначале взаимовыгодными, могут стать паразитическими, и наоборот.
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 факторы являются оптимальными, а какие обладают микробостатическим (задерживающим развитие) или микробоцидным (губительным) действием.
Микроорганизмы могут развиваться только при наличии в среде свободной воды. Большое влияние на рост микробов оказывает концентрация растворенных в воде соединений. 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.).
Микроорганизмы лишены механизмов, регулирующих температуру, поэтому их существование определяется температурой окружающей среды. Необходимо знать критические пределы температур для разных групп микробов (психрофилов, мезофилов, термофилов). Изучите, как влияют высокие и низкие температуры на микробы. Это имеет большое значение в практической деятельности специалиста. Ознакомьтесь с методами и режимами термической стерилизации.
Большинству существ необходим кислород. Основная масса микробов - аэробы, но некоторые микроорганизмы не переносят кислорода - это облигатные анаэробы. Существуют факультативные анаэробы - микроорганизмы, имеющие анаэробный тип метаболизма, но в то же время нечувствительные к кислороду. Ознакомьтесь с практическим использованием знаний о дыхании микроорганизмов. Заполните таблицу 3.
Отношение микроорганизмов к аэрации
Выясните критические значения рН в жизнедеятельности микроорганизмов, каковы значения рН для микроорганизмов – нейтрофилов, алкофилов и ацидофилов. Из химических факторов реакция среды оказывает существенное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Ознакомьтесь с использованием этих знаний при консервировании продуктов, в квашении овощей и силосовании кормов. Изменяя реакцию среды почвы, можно подавлять развитие фитопатогенной микрофлоры. На этом основаны, например, методы борьбы с возбудителем килы капусты.
Изучите действие на микроорганизмы давления, света, ультразвука, ионизирующей радиации, рентгеновских лучей.
Химические ядовитые вещества, попадая в клетку, взаимодействуют с отдельными важными ее компонентами и тем нарушают функции или приводят к гибели. Обратите внимание на воздействие на микробы щелочей, кислот, спиртов, формалина, фенолов, солей тяжелых металлов, ртутных, серных и других препаратов и использование их в практике защиты растений от заболеваний.
Из биологических факторов среды, влияющих на микроорганизмы, по их происхождению можно выделить 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 фитопатогенной микрофлоры.
Знания вопросов влияния окружающей среды на микроорганизмы служит основой для управления жизнедеятельностью полезных и угнетения или уничтожения патогенных микробов.
Вопросы для самопроверки
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.003)
Читайте также: