Разрушение органических веществ микроорганизмами нитрификация Аммонийные соли

Разрушение органических веществ микроорганизмами

нитрификация Аммонийные соли превращаются некоторыми бактериями в нитраты – соединения, легко доступные для растений. Этот процесс называется нитрификацией.

денитрификация Существует группа бактерий, превращающая нитраты в газообразный азот или оксид азота. Этот процесс называется денитрификацией

Бактерии участвуют в фиксации атмосферного азота: 1. Азотфиксирующие бактерии - связывают молекулярный азот воздуха независимо от растений – это свободноживущие в почве азотфиксаторы. 2. Клубеньковые бактерии также способны к фиксации атмосферного азота, но они проявляют свою активность в симбиозе с корнями высших растений (преимущественно из семейства бобовых). За счет деятельности этих групп бактерий почва обогащается азотом и повышается урожайность растений

амонификация Азот сложных органических соединений не доступен для зеленых растений. Разрушение азотсодержащих органических соединений осуществляют гнилостные бактерии. Процесс минерализации азота органических соединений до аммиака называется аммонификацией: • частично в свободном виде аммиак поступает в атмосферу, • большая часть остается в виде солей в почве или в воде.

амонификация Гниение - процесс разложения белков или белковоподобных веществ под действием протеолитических ферментов, выделяемых микроорганизмами в окружающую среду, в результате процесса гидролиза. Расщепление белков происходит ступенчато: I этап - гидролиз Белки > пептоны > полипептиды > дипептиды > аминокислоты II этап Дальнейшее расщепление аминокислот может легко протекать как при доступе воздуха, так и в условиях полного анаэробиоза.

Амонификация в анаэробных условиях процесс протекает по типу декарбоксилирования аминокислот. от аминокислоты отщепляется карбоксильная группа в виде углекислого газа. NH 2 – COOH H Декарбоксилирование активнее протекает в кислой среде. В результате помимо углекислого газа образуются амины - их производные - трупные яды, обладают ядовитым действием и могут вызвать отравление.

Амонификация в аэробных условиях Процесс протекает по типу дезаминирования аминокислот. от аминокислоты отщепляется аминная группа в виде аммиака. NH 2 – COOH H Различают три вида дезаминирования: 1. Гидролитическое - образуются оксикислоты и аммиак. 2. Окислительное - образуются кетокислоты и аммиак. 3. Восстановительное - образуются карбоновые кислоты и аммиак.

возбудители К облигатным аэробным гнилостным бактериям относятся спорообразующие палочки: 1. Сенная палочка (Вас. subtilis) - споры этих бактерий отличаются высокой термоустойчивостью. 2. Картофельная палочка (Вас. mesentericus) поражает хлеб, клубни картофеля, вызывает побурение мякоти косточковых плодов (абрикосов, персиков). II. К неспороносным облигатным аэробам относятся бактерии рода Pseudomonas (пигментообразующая палочка) – возбудители болезней культурных растений. I.

возбудители Факультативные гнилостные бактерии: 1. кишечная палочка (Escherichia coli) - является постоянным обитателем желудочно-кишечного тракта человека и животных 2. палочка вульгарного протея (Proteus vulgaris) - ее характерная особенность - очень энергичная подвижность. III.

возбудители IV. К строгим гнилостным бактериям относятся почвенные бациллы: 1. путрификус (Clostridium putrificum) 2. спорогенес (Clostridium sporogenes). Оба вида клостридий известны как возбудители порчи баночных консервов - мясных, рыбных и др.

значение Минерализация белковых веществ с образованием аммиака. 2. Обогащение почвы нужными для растений формами азота. 3. Круговорот веществ в природе 1.

значение порча мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, яиц, молока и других богатых белками продуктов. Одним из показателей порчи служит наличие в них продуктов распада белка (повышенное содержание аминов, NH 3, H 2 S, жирных кислот).

1. 2. 3. 4. На жизнедеятельность микроорганизмов влияют внешние факторы: механические физические химические биологические.

Механические факторы Механические факторы: встряхивание; передвижение; трение; растирание.

Физические факторы Температура Излучения Ультразвук

Температура По отношению к температуре бактерии делятся на: термофильные (быстро размножаются при 55— 60° и могут развиваться при 70— 80°); психрофильные (развивающиеся при 0° и даже — 5°); мезофильные (живут и развиваются при 20 — 40°).

Температура Пастеризация – нагревание продукта до 70 -80 С – погибают вегетативные клетки, споры сохраняют жизнеспособность. Стерилизация – нагревание продукта в течение 15 -60 минут до полной гибели клеток и спор.

температура Стерилизация: - термическая в сухожаровом шкафу или автоклаве химическая или «холодная» – с помощью растворов или летучих химических веществ - лучевая – γ-излучением - фильтрованием пропускание растворов через бактериальные фильтры. -

температура Охлаждение – 10 - -2 С – процесс замедляющий рост микроорганизмов, сроки хранения продукта не продолжительны Замораживание - -15 - -20 С – процесс перевода микробов в состояние анабиоза.

Химические факторы оказывают исключительно сильное влияние на микроорганизмы. Одни и те же химические вещества (сахар, поваренная соль, ртуть и др. ) в малых дозах стимулируют развитие микроорганизмов, в повышенных — тормозят, а в высоких убивают микробов. Некоторые химические вещества обладают особо губительными свойствами. Их называют антисептическими, или дезинфицирующими, веществами.

Химические факторы (р. Н) Изменение р. Н среды делает иным электрический заряд микробной оболочки, что влияет на ее проницаемость. Для большинства мицелиальных грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда с p. H 5 -6. Большинство бактерий лучше растет в зоне p. H, равной 6, 8 -7, 3, т. е. в нейтральной или славощелочной среде.

р. Н среды По отношению к р. Н среде микробы подразделяются: 1. Оксофилы любят щелочную среду 2. Осмофилы предпочитают кислую среду

консерванты Соли тяжелых металлов – ртути и серебра Формалин Карболовая кислота Эфирные масла Смолы Красители

консерванты По химической природе и механизму действия на микробы антисептики подразделяются: галогены и их соединения (препараты йода и хлора) нарушают структуру микробных белков. спирты (этанол, изопропанол и др. ) осаждают белки и вымывают липиды из клеточной стенки. Эффективны в отношении вегетативных форм микроорганизмов в 60 - 70% водных растворах;

консерванты окислители (перекись водорода, калия перманганат) окисляют метаболиты и ферменты микробной клетки, либо денатурируют белки; кислоты, щелочи и их соли (борная, салициловая кислоты, раствор аммиака) проникают через клеточную стенки и денатурируют белки цитоплазмы; фенол и его производные (трикрезол) денатурируют белки и нарушают структуру клеточной стенки.

консерванты альдегиды (8% формальдегид, лизоформ, цимизоль и др. ) денатурируют белки клетки; красители (метиленовый синий, бриллиантовый зеленый) избирательного действия, так как реагируют с фосфорнокислыми группами нуклеопротеидов; производные нитрофурана (фурациллин) тормозит клеточное дыхание бактерии; детергенты (циригель, дегмицид) вызывают изменения проницаемости цитоплазматической мембраны

консерванты Эффективность действия зависит от концентрации препарата, продолжительности действия, температуры среды, степени чувствительности возбудителя к препарату и др

Биологические факторы Совместное существование различных организмов получило название симбиоза, в широком смысле слова — сожительства. Симбиотические отношения подразделяются на конкурентные и ассоциативные (взаимно благоприятствующие).

Ассоциативные отношения 1. Метабиоз — взаимоотношения, при которых один микроорганизм своей жизнедеятельностью создает условия для развития другого, как правило, продолжающего процесс, начатый первым. 2. Мутуализм - совместное проживание, приносящее взаимопользу.

Ассоциативные отношения 3. Комменсализм - взаимная польза совместно существующих микроорганизмов не выражена отчетливо, но они и не причиняют вреда другу. 4. Сателлизм - разновидность ассоциативных взаимоотношений, предусматривающая стимуляцию одного микроорганизма другим.

Конкурентные отношения 1. Антагонизм - один микроорганизм своей жизнедеятельностью подавляет развитие другого. 2. Антибиоз, в основе которого лежит выделение одним микроорганизмом вещества, токсичного для другого. 3. Паразитизм. При паразитизме один микроорганизм использует другой как источник питательного субстрата, что нередко сопровождается гибелью жертвы.

Антибиотики — высокоактивные метаболиты микроорганизмов, избирательно подавляющие рост многих бактерий, единичных вирусов и некоторых опухолей.

Антибиотики По характеру антимикробного эффекта выделяют антибиотики: узкого спектра действия; широкого спектра действия.

Классификация антибиотиков Происхождение, продуценты Класс, механизм действия Представители Спектр действия 1. 2. 3. 4. I. Группа Антибиотики микробного Происхождения: Пенициллины Цефалоспорины Широкий спектр действия Гр+ и Гр- бактерий. 1. Образуемые грибами рода Penicillum, Cephalosporium B-лактамные 2. Образуемые споровыми бактериями почвы (B. brevis, B. polymyxa) 1. Бацитрацины Клеточная стенка Бацитрацин Гр+ бактерии 2. Полимиксины Полимиксин В, Полимиксин Е Грамицидин Гр- бактерии кишечной группы, синегнойная палочка, стафилококки, стрептококки, Клеточная стенка Цитоплазматическ ая мебрана

3. Образуемые актиномицетами рода Streptomyces 1. Гликопептиды Клеточная стенка 2. Полиены Цитоплазматическ ая мембрана 3. Аминогликозиды Рибосомы 4. Тетрациклины Ванкомицин, Тейкопланин (нет в РФ) Нистатин, Леворин, Грибы (Candida и Амфотерицин В и др. ), некоторые др. простейшие, микоплазмы Стрептомицин, Неомицин, Канамицин, Гентамицин, Амикацин и др. Гр+, Гр-, Tbc, простейшие (амеба, лейшмании, токсоплазмы). Татрициклин, Доксициклин Гр+, Гр- микроорганизмы, микоплазмы, риккетсии, хламидии, простейшие. Хлорамфеникол Гр+ кокки, бациллы сибирской язвы, Гр бактерии (спирохеты, хламидии, Рибосомы 5. Фениколы Рибосомы Эффективны в отношении многих Гр+ бактерий. Неактивен в отношении Грбактерий.

6. Макролиды. Рибосомы , Олеандомицин , Спореамицин, Азитромицин Гр+ бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты. Спирамицин, Лейкомицин II. Группа Антибиотики, Образуемые высшими растениями (Б. П. Токин, 1951 г. ) Фитонциды (лук, чеснок, черемуха, эвкалипт и др. ) «Фитон» – растение, химическая природа их разнообразна: эфирные масла, гликозиды, дубильные вещества и др. Аллицин (выделен из чеснока и лука), Рапин (из редьки), Томатин (из томатов) Летучие вещества, выделяемые растениями, тканевые соки растений. вызывают гибель: -бактерий -дрожжей -плесеней -простейших

Антибиотики животного происхождения (А. Флеминг, 1922 г. ) бактерии Эритрин (получен из эритроцитов, Зильбер, Якобсон, 1946 г. ) Бактериостатик в отношении Гр+ кокков, дифтерийной палочки. Экмолин (получен из рыб, З. Ермольева, 1950 г. ) Активен в отношении бактерий, вызывающих кишечную инфекцию. Противовирусны й препарат Интерферон IV. Группа Синтетические и полусинтетические антибиотики: 1. Синтетические антибиотики (получают химическим синтезом после определения структуры природных Левомицетин (аналог хлорамфеникола) Гр+ и Гр- бактерии, риккетсии.