Влияние факторов внешней среды на жизнедеятельность микроорганизмов

Отношение м-о к рН среды.

и др.)


Облигатные анаэробы (метнообразующие, сульфатредуцирующие, маслянокислые бактерии и др.)

Факультативные аэробы (факультативные анаэробы)
E. coli и др.

Аэротолерантные анаэробы (молочнокислые бактерии и др.)

Микроаэрофилы - до 2 % О2 (азотфиксирующие бактерии и др.)

это t, ниже которой рост невозможен.
Максимальная t – это t,

выше которой рост невозможен.
Оптимальная t – это t, при которой организм растет с наибольшей скоростью.

проницаемость мембраны → гибель клеток.
Устойчивость к t вегетативных клеток

у бактерий различна. E. coli при + 60 °С погибает через 15 мин.

t +160 - +170С - 2 часа.
Стерилизация в

автоклаве - два фактора: давление 0,5 - 1,5 Атм. и t от +110 до +138 °С – 30 мин.

анабиоза.
Низкие t используют для хранения м-о:
в жидком азоте (-195,8 °С),

в сухом льде (-78,5 °С),
Для замораживания используют медленное понижение t до - 20 С и быстрое в последующем и специальные смеси с криопротекторами.
Лиофилизация – м-о суспендируют в специальной среде, замораживают и высушивают под вакуумом.

прекращаются процессы биосинтеза,
в клетках образуется лед, который повреждает

белки и мембраны,
гибель клеток.

развиваются в диапазоне умеренных t. T-ный диапазон +10 - 45°С,

opt t +30 - +40 °С. (гр. «mesos» - средний, промежуточный). Большинство м-о.

Психрофилы – способны к росту при 0 °С. (гр. «psychria» - холод).

Термофилы – растут при t выше + 45 - +50 °С. (гр. «therme» -жара, тепло).

Экстремофильные м-о

~ 15°С или ниже.
Факультативные - t-ный диапазон: -10 - +35

С; оpt t +20 - +30 °С.

Места обитания: арктические моря, в глубинах морей, океанов (t ~ +1 - +2 °С),
полярные, альпийские озера, арктические, антарктические льды, ледники высокогорья, снег, вода колодцев, родников, в переохлажденных растворах (при вымораживании воды в соленых водоемах) с t -5 °С - Bacillus cryophilus.
Очень чувствительны к повышению t.
Отличаются низкой метаболической активностью, низкой скоростью роста.

Места обитания: почва, болота, водоемы в холодной климатической зоне, родниковая, колодезная вода.
Могут развиваться при t от 0 до -12 °С, например, Pseudomonas и др.
Вызывают порчу пищевых продуктов в холодильниках и холодильных камерах.

работают лучше при низких t.
Ферменты термолабильны и имеют низкие t-ные

oптимумы.
Белки психрофилов имеют больше полярных групп, чем гидрофобных (по сравнению с мезофиллами).
Синтез белка активизируется при понижении t.

opt t +35 - +40 С. Имеют температурное плато (~

10 С ).

Факультативные термофилы - диапазон +20 - + 65С, opt t +50 - +65 С.

Облигатные термофилы - диапазон +40 - +70 С, opt t +60 - +70 С.

Экстремальные термофилы – диапазон +40 - +90 С, opt t +70 - + 80 С.

Гипертермофилы – диапазон +80 - +113 С, opt t ~ +100 - +105 С

Места обитания: саморазогревающиеся субстраты (компостные, навозные кучи, угольные отвалы и т.д.), высокотемпературные нефтяные пласты.
Горячие источники, глубоководные морские гидротермы.

Наиболее термоустойчивые: археи -глубоководные гипретермофилы р. Pyrococcus (opt t +100 С) и Pyrodictium (opt t +105 С).

(17-19 атомов С), с разветвленными цепями жирных кислот.
У архей

мембранные липиды - эфиры глицерина и высокоатомных спиртов, содержащих от 1 до 4 циклических 5-ти членных группировок, что повышает термоустойчивость мембраны.
Белки термоустойчивы, стабилизируются при повышении температуры.
В клетках экстремальных термофилов белки-шепероны, способствующие формированию специфической термостабильной третичной структуры.
Термостабильность ДНК. Связана с повышенным содержанием G-C-пар. У архей ДНК суперспирализована за счет действия фермента обратной гиразы и связана с большим количеством белков.

ионное состояние веществ.
Прямое -экстремальные значения рН влияют на клеточную

стенку и ЦПМ.

- развиваются в диапазоне рН от 4 до 9;
opt

рН 6 - 8.
Большинство м-о.

Ацидофилы - кислотолюбивые м-о.

Алкалофилы – щелочелюбивые м-о.

Экстремофильные м-о

рН 2-4.
Факультативные - диапазон рН от 1 до 9,

opt 2-4.

Места обитания. Самая кислотоустойчивая бактерия Thiobacillus thiooxidans, образует большие количества H2SО4 (окисляет H2S до H2SО4) и способна выживать в 1 N р-ре H2SО4, обитает в рудничных отходах (окисляет сульфидные руды).
В болотах, торфяниках (рН 2,5-6) развиваются умеренные ацидофилы.

Термофильные ацидофилы

р. Thermoplasma – в саморазогревающихся угольных отвалах (рН 2, t +32 - +80 С).
Термофильная Sulfolobus (рН 2-3, opt t +70 - +80 С) – в горячих кислых источниках.

рН 9-11.
Факультативные – диапазон рН от 5 до 12, opt

рН 9-10,5.

Места обитания:
щелочные (рН 8,5) и пустынные почвы (рН 10),
щелочные озера и источники в Кении (рН 8-11),
содовые озера (рН ~ 10) – в них обитают натронобактерии.

Алкалофилы: уробактерии, некоторые цианобактерии и др.

несмотря на изменения рН среды.
ЦПМ низко проницаема для протонов

и др. ионов.
Поступающие в клетку протоны нейтрализуются благодаря буферной емкости цитоплазмы (наличие в цитоплазме нуклеиновых кислот, белков, глутаминовой кислоты, полиаминов).

Обеспечивается транспортом ионов:
У нейтрофилов и ацидофилов - протонные помпы и К+/Н+ - антипорт (у ацидофилов в цитоплазме рН 6-7).
У алкалофилов - Nа+/Н+ - антипорт (у алкалофилов рН цитоплазмы 8-8,8).

Пассивный рН-гомеостаз

Активный рН-гомеостаз