лекция_12а дополнение.ppt
- Количество слайдов: 32
Эволюция микроорганизмов Основы экологической микробиологии
Экология - наука о закономерностях формирования и функционирования биологических систем и их взаимоотношениях с окружающей средой.
Атмосфера в доэкологическую эпоху была водородной и проницаемой для солнечных лучей.
Химическая эволюция - это возникновение органических соединений. Этому способствовала высокая энергетическая напряженность (разряды энергии).
Возникновение полимеров – 3, 5 млрд. лет назад. При сочетании трех полимеров и полинуклеатидов происходит возникновение прообразов живых организмов – коацерваты (сочетание органических веществ).
Признаки живого 1) Наличие метаболизма 2) Способность к самовоспроизведению 3) Наследственность 4) Изменчивость 5) Приспособление к условиям внешней среды
Метаболизм Начинается при возникновении ферментов, для их возникновения необходима рибосомальная система – первый структурный компонент живого организма
Синтез ферментов запрограммирован Для этого необходимо возникновение генома Геном – второй структурный компонент
Мембрана - третий структурный компонент – аппарат приспособляемости
Эти 3 структурных компонента Знаменуют появление живых организмов – архебионтов (первичных микроорганизмов) 3 млрд. лет назад - период архея
Особенности архебионтов 1) Первичный геном имел двуплетный код 2) В состав полипептидов входило всего 16 аминокислот 3) Имели шаровидную форму 4) Единственный способ получения энергии брожение
Уровень кислорода в атмосфере 3 млрд. лет назад был очень низким, отсутствовал озоновый слой Ультрафиолетовые лучи обеспечивали большую изменчивость первичного генома (условия для возникновения ферментных систем)
Появились ферменты, обеспечивающие более экономные способы получения энергии - Анаэробное дыхание - Аэробное дыхание - фотосинтез
2 направления дальнейшего развития I. Автономное развитие В результате его образовались прокариоты (сформировавшиеся 2 – 2, 5 млрд. лет назад) 1) Архебактерии Основные черты: • Основные питательные вещества простые соединения (например, метан – NH₃) • Они являлись аутотрофами - синтезировали органические соединения из неорганических • Анаэробное дыхание 2) Эубактерии
II. Симбиотическое развитие На определенном этапе эволюции – симбиоз прокариотических клеток 1) Группа - крупные клетки, аэробное дыхание или фотосинтез 2) Группа – мелкие, аэробное дыхание или фотосинтез 2 группа путем фагоцитоза оказалась внутри клеток 1 группы – появился новый микроорганизм. Особенности: • Свой генетический аппарат • Органоиды, способные к дыханию (митохондрий) • Способные к фотосинтезу Возникли эукариоты (одноклеточные) на 1, 5 млрд. лет позднее прокариот (1 млрд. лет назад)
Развитие эукариот 1) Ответвилась группа грибов 2) Разветвление в сторону растений и через простейших к животным
Вирусы Согласно существующей теории вирусы происходят из отдельных клеточных органоидов (более молодые микроорганизмы, чем прокариоты и эукариоты). Отдельные клеточные органоиды приспособились к существованию вне клеток
Аденовирус – это самостоятельная хромосома, заключенная в оболочку
Парвовирус Структура напоминает структуру митохондрий
Вирусы произошли из прокариот и эукариот путем автономного существования органоидов их клеток
Особенности вирусов 1) Автономного метаболизма не имеют, не обладают ферментными системами 2) Наследственный генетический аппарат есть, но особой структуры 3) Приспособление к условиям окружающей среды - распространяются только через отдельные факторы внешней среды Таким образом, вирусы следует отнести к категории живых организмов. Дефектные вирусы – сомнение в принадлежности к живому
Биосфера: атмосфера, гидросфера, литосфера Основную часть биосферы составляют микроорганизмы. Важнейшая функция биосферы – круговорот веществ: 1) Представители биосферы преобразуют солнечную энергию в энергию биологических реакций 2) С помощью биосферы происходит переход неорганических веществ в органические 3) Круговорот завершается переходом органических соединений в неорганические (микробы) Таким образом без микроорганизмов жизнь на Земле невозможна.
На микроорганизмы действуют 2 вида факторов 1) физический 2) химический
Действие физических факторов на микроорганизмы 1) Температурный фактор Температурный оптимум – это те границы температуры, при которых скорость размножения микроорганизмов очень высока Существует 3 категории микроорганизмов в зависимости от температурного оптимума • Термофилы • Мезофилы • Психрофилы
2) Высушивание – важный фактор денатурации воды. Приспособление микроорганизмов – перевод Н 2 О из свободного состояния в связанные состояния Это стадия мезофилов (стадия спорообразования цист и т. д. ) Вода не должна поступать из вне, у всех микроорганизмов высокое содержание липидов в оболочке (препятствует поступлению и выходу воды) – эти микроорганизмы устойчивы к высушиванию
3) Давление Низкие давления хорошо переносятся споровыми микроорганизмами Устойчивы к переменам давления стрептококки
Ультрафиолетовые лучи разрушают водородные связи Приспособление: пигменты поглощают УФ - лучи.
Действие химических факторов на микроорганизмы По механизму действия все химические вещества делят на: 1) Химические вещества, нарушающие первичную структуру биополимеров (Н 2 О 2, перманганат К, красители, нитросоединения) 2) Вещества, нарушающие вторичную структуру (щелочи, извести) 3) Вещества, нарушающие третичную структуру 4) Поверхностно- активные веществ, нарушающие четвертичную структуру 5) Вещества со специфическим действием на отдельные ферментные системы
Биоценоз – совместное существование различных микроорганизмов 2 типа взаимоотношений в рамках биоценоза: 1) Симбиотические 2) Антагонистические
Симбиотические взаимоотношения Это взаимовыгодные или выгодные для одной из сторон Формы: 1) Метабиоз – один микроорганизм продолжает биохимические процессы, начатые другим, освобождая от продуктов жизнедеятельности 2) Сателлизм – выгода для одного из микроорганизмов 3) Синергизм – взаимное усиление функций участников микробных ассоциаций (дрожжи и молочнокислые бактерии) Симбиотические отношения между макро – и микроорганизмами: 1) Мутуализм 2) Коменсализм 3) Сапрофитизм
Антагонистические взаимоотношения 1) Между микроорганизмами • Непрямой – продукты жизнедеятельности подавляют развитие других видов. • Прямой – один вид микроорганизмов выделяет специфические продукты специально для подавления жизнедеятельности других видов. 2) Между микро- и макроорганизмами – развитие у макроорганизмов патологического состояния инфекционного заболевания.
Спасибо за внимание
лекция_12а дополнение.ppt