Биологические факторы. Симбиоз и его виды

Химические факторы.

Это химические вещества. Попадая в клетку, они взаимодействуют с различными ее структурами и нарушают их функции. Оказывают бактерицидный и бактериостатический эффекты. Действие зависит от природы вещества, его концентрации, экспозиции, состава среды, от состояния микроорганизма, факторов внешней среды.

По характеру действия их делят на группы:

· повреждающие клеточную стенку,

· действующие на белки цитоплазмы,

· обладающие сродством к нуклеиновым кислотам и нарушающие процесс деления,

· вызывающие денатурацию белков,

· вызывающие коагуляцию белков (действуют и на вирусы)

Используются для дезинфекции, т. е. уничтожают патогенные микроорганизмы.

Ионы хлора и кислорода изменяют нуклеоид, ионы водорода действуют на нуклеоид, ДНК и ЦПМ, ионы ОН- вызывают омыление жиров в ЦПМ и ее разрушение

Молочная кислота уничтожает стафилококк, уксусная кислота- вирус ящура. Соду (Na₂CO₃) используют для отмывания жирных поверхностей. Йод – уничтожает плесень в холодильнике. Жидкая среда способствует действию химических веществ. Твердая среда (навоз, почва) наоборот, обволакивает клетку и предохраняет ее.

Биологические факторы - это различные взаимоотношения, которые складываются между живыми микроорганизмами в природных условиях.

Тесное сожительство двух организмов называется симбиозом. Он бывает мутуалистическим - взаимовыгодным.

Мутуализм- вид сожительства, когда оба партнера извлекают из сожительства пользу.

В природе возникают различные синтрофные ассоциации (взаимное снабжение микроорганизмов необходимыми веществами) В биотехнологии создаются такие ассоциации: ауксотрофы (молочнокислые бактерии) и прототрофы (дрожжи), используются для производства кваса, кумыса, ржаных заквасок, кефирных грибков.

Метабиоз - один из видов симбиоза. Это форма взаимоотношений, когда продукты обмена веществ одного вида микроорганизма становятся питательным материалом для другого. Пример: дрожжи сбраживают глюкозу, образуя спирт. В среде, насыщенной спиртом развиваются уксусно-кислые бактерии и превращают его в уксусную кислоту. Используя уксусную кислоту, грибы образуют СО₂ и Н₂О, а автотрофы используют СО2 и образуют глюкозу, т. е. при метабиозе один вид микроорганизма в процессе жизнедеятельности создает условия для развития другого вида.

Метабиоз- это основа круговорота веществ в природе, обуславливает этапность процессов и смену одних форм микроорганизмов другими.

Комменсализм- вид сожительства, когда пользу извлекает один партнер (аэробы и анаэробы, микрофлора кишечника, кожи).

Сателлизм – когда один микроорганизм стимулирует рост другого, который затем становится его спутником

Синергизм- одинаково направленные физиологические процессы разных особей микробной ассоциации, в результате чего увеличивается выход конечных продуктов. Пример: Azotobacter и Bacillus mycoides вырабатывают гетероауксин - стимулятор роста.

Антагонизм- противоположность мутуализма. Это форма конкурентных взаимоотношений, при которых один из видов микроорганизма угнетает или вызывает гибель другого. Обусловлен:

· Более быстрым поглощением питательных веществ одним из партнеров (более короткое время регенерации);

· Питанием клетками своего конкурента (паразитизм). Один из организмов синтезирует протеазы, выделяет их в среду и растворяет клетки сожителя, превращая их в питательный раствор.

· Образование продуктов обмена веществ, угнетающих другие микроорганизмы. Пример: дрожжи синтезируют спирт, высокие концентрации которого угнетают сопутствующую флору. Молочнокислые бактерии, бифидобактерии образуют кислоту, что полностью подавляет развитие гнилостных бактерий. Грибы Aspergillus niger синтезируют лимонную кислоту и другие трикарбоновые кислоты. Микроорганизмы синтезируют антибиотики.

Антибиотики- продукты обмена веществ микроорганизмов и других живых объектов, которые способны в незначительных количествах избирательно задерживать рост и убивать микроорганизмы.

В отличие от асептиков, каждый вид антибиотика подавляет только определенный вид микроорганизма. Они оказывают бактериостатический эффект (приостанавливает рост микроорганизма) и бактериолитический (вызывает лизис- разложение клеток).

Действие антибиотиков зависит от их химической структуры, вида микроорганизма, физико-химических условий (t, pH, rH₂), дозы, длительности воздействия.

Повреждающий эффект связан с нарушением действия ферментных систем микроорганизмов, что приводит к подавлению в нем питания, дыхания, размножения.

Антибиотики синтезируют грибы Penicillum - пенициллин, бактерии (Lactococcus lactis) - низин, который широко используется в пищевой промышленности. Он полипептидного типа, поэтому быстро разрушается ферментами пищеварительной системы. Актиномицеты синтезируют тетрациклин.

Антибиотики нашли применение в консервной промышленности, при сохранении рыбы, птицы, свежего мяса, при хранении сыров и других молочных продуктов, при хранении фруктов, овощей. Их присутствие снижает длительность термообработки, что сохраняет витамины, консистенцию продукта, обеспечивает гибель клостридиальных и термофильных бактерий, устойчивых к температуре.

Синтезировать антибиотики могут высшие организмы. Антибиотики растений называются фитонциды (лук, чеснок, сирень, хрен, черемуха). Они убивают сарцины, стафилококки, стрептококки, кишечную палочку. Используются при лечении ран (подорожник). при хранении рыбы (крапива).

Антибиотики животных – лизоцим, обнаружен в слезах, носовой слизи, слюне, яичном белке. Лизоцим не специфичен, т. е. действует на многие микроорганизмы, но более чувствительны Г+. Антибиотик интерферон вырабатывается клетками, пораженными вирусами. Эритрин синтезируется эритроцитами крови.