Ответы к экзамену, страница 4

Обычно удается синхронизироватьне более трех делений, а потом культура снова переходит к асинхронномуделению. !!20. Радиация, характер ее действия на микроорганизмы. Устойчивостьмикроорганизмов к ультрафиолетовым лучам и ионизирующему излучению.Фотореактивация.*Электромагнитные излучения подразделяются в зависимости от длины волны наионизирующее излучение (гамма- и рентгеновские лучи с длинной волны < 200 нм),ультрафиолетовое излучение, видимую область, инфракрасное излучение ирадиоволны. По характеру действия излучения делятся на: 1) оказывающеефизиологическое действие; 2) оказывающие летальное и мутагенное действие; 3)оказывающие тепловое и механическое действие. !Физиологическое действие оказывают ближний ультрафиолет, видимый свет иинфракрасные лучи.

Это прежде всего фотосинтез — процесс конверсиисолнечной энергии в химическую. Разные фототрофные микроорганизмыпоглащают свет различной длины волны. Электромагнитные волны важны дляпроявления фототаксиса. Существуют фотозависимые синтезы и унефотосинтезирующих микроорганизмов (образование каротиноидов умикобактерий). У нефототрофных микроорг. акцепторами света считают такжепорфирины и флавины.!НО! Под действием инфракрасных лучей может происходить перегрев клетки, авидимый свет в аэробных условиях приводит к образованию синглетногокислорода, что вызывает фотоокисление клеточных ферментов.

В качествезащиты микроорганизмы синтезируют каротиноиды, служащие тушителямисинглетного кислорода. Ультрафиолет в зависимости от длины волны и дозыможет вызывать как летальный, так и мутагенный эффект. Наблюдаетсяповреждение молеку ДНК (возникают тиминовые димеры, ингибирующиерепликацию). Эти повреждения могут быть устранены двумя путями:фотореактивацией (на поврежденное место «садится» фермент, активируемыйсиним светом, и исправляет структуру ДНК, устраняя связи между тиминовымиоснованиями в димерах) и темновой репарацией (свет не нужен, работаютферменты эндонуклеаза, которая вырезает поврежденный участок, и полимераза,которая синтезирует правильную структуру по комплементарной цепи), а лигазасшивает синтезированные пос-ти. Ультрафиолет также вреден, поскольку нарядус образованием тиминовых димеров происходит разрушение триптофана иобразуются его токсичные фотопродукты, которые действуют как химическиемутагены.

Ионизирующее излучение представлено очень короткими волнами свысокой энергией. Низкие уровни такого излучения могут вызывать у микроорг.мутации, а высокие почти всегда приводят к гибели. Следствие ионизирующегооблучения — разрывы водородных связей, окисление двойных связей. !Микроорг. весьма существенно различаются по устойчивости к радиации. Естьмикроорг., выделенные из облученных продуктов и из воды атомных реакторов.Устойчивость связана с высокой эффективностью репарационных систем. !!21.

Рост микроорганизмов в зависимости от температуры. Психрофилы,мезофилы и термофилы. Использование высоких температур длястерилизации. Действие низких температур на выживание микроорганизмов.Влияние гидростатического давления.*Предел жизнеспособности организма определяется наличием жидкой воды.Клетки некоторых микроорг. остаются жизнеспособными при минусовыхтемпературах, если к воде добавить антифриз. Так как местообитаний, гдесоздаются экстремально низкотемпературные условия не так много, большинствоорганизмов имеет низший температурный предел в 0°C. Существовать жемикроорг. могут и при -196°C. Поэтому таким глубоким замораживанием частопользуются для хранения культур под жидким азотом или в лиофилизированномсостоянии.

Нижние пределы роста по температуре ограничены температурой«застывания» мембраны, когда она теряет свои функции, а верхние — тепловойденатурацией жизненно важных молекул. Анализ состава жизненных форм принизких и высоких температурах показывает, что в экстремальных по температуреобитаниях преобладают более просто устроенные формы, а из них — прокариоты инефототрофы. К психофильным микроорг. относят представителей родовPseudomonas, Vibrio, дрожжей, мицелиальных грибов, некоторых групп водорослей.У таких микроорганизмов обнаружен особый состав мембран с пониженной точкойзамерзания. Они содержат больше ненасыщенных жирных кислот,короткоцепочечных и разветвленных и меньше циклических жирных к-т.

Упсихрофилов белки менее стабильны при температуре выше 20°C. Многие видымикроорг. способны расти при 0°C, хотя их температурный оптимум находится винтервале 20 - 30°C. Эти микроорг. называются психротрофными, и именно онаобычно ответственны за порчу замороженных продуктов. У термофилов найденывысокотемпературные стабильные белки, мембранные липиды содержат большетугоплавких насущенных жирных кислот и больший процент гликолипидов, всеДНК и РНК — ГЦ-типа, а рибосомы более термостабильны. !Большинство микроорг., живущих на поверхности земли или воды, не подвергаетсясущественным изменениям давления и растет при давлении около 1 атм.

Нопоказано, что клетки микроорг. могут выдержать глубокий вакуум, но это неактивно жизнеспособные клетки, а споры. По отношению к высокому давлениюмикроорг. подразделяются на:!• пьезочувствительные (барочувствительные) — организмы (обычно с газовымивакуолями), которые при повышении давления перестают расти;!• пьезотолерантные (баротолерантные) — выдерживают до 400 атм, но способнырасти и при обычном давлении;!• пьезофильные (барофильные) — нуждаются для роста в повышенном давлении.Умеренные барофилы выдерживают давление до 850 атм, а экстремальные —свыше 1000 атм. !При повышении гидростатического давления происходит ряд изменений впротекании биологических процессов.

Замедляются реакции, приводящие кувеличению объема. Усиливаются реакции поглощения газов. Химическоеравновесие сдвигается в сторону субстратов реакции. При повышенном давлениипроисходят денатурация биологических полимеров и диссоциация сложныхагрегатов клетки. Клетки после деления не расходятся. При давлении выше 1 атмспадаются газовые вакуоли, определяющие плавучесть водных микроорганизмов.

!!22. Рост микроорганизмов в зависимости от активности воды. *В осуществлении метаболизма важную роль играет активность воды aw, равнаяотношению давления паров раствора к давлению паров чистой воды. Активностьводы зависит как от самого ее наличия, т.е. от степени высушивания, так и отколичества растворенных в ней в-в. Одни микроорг.

не способны расти на твердыхсредах, другие (ксерофилы) растут при низких значениях aw. Поскольку микроорг.отделены от окружащей среды полупроницаемой мембраной, в гипотоническихрастворах вода будет стремиться по градиенту концентраций растворенных в-ввнутрь клетки, и нужно приложить определенную силу (осмотическое давление),чтобы предотвратить поступление воды в клетку. В гипертонических растворахимеет место обратное явление (отсасывание воды из клеток), вызывающееплазмолиз. Для развития организмов без клеточной стенки применяютизотонические растворы. Микрооргранизмы, способные существовать в растворахс высокой концентрацией в-в, называются осмофилами. Наиболее изучены такиемикроорг.

по отношению к концентрации NaCl, их называют галофилами иподразделяют на группы: галотолерантные, слабогалофильные,среднегалофильные, экстремально галофильные. Удерживание воды у галофиловосуществляется путем синтеза совместимых растворителей (осмолитов),нейтральных по отношению к метаболитам клетки. Совместимые растворителихорошо удерживают воду, поэтому возможно их применению в косметическойпромышленности в составе увлажняющих кремов.!!23. Устойчивость микроорганизмов к высушиванию. Лиофилизация.Осмотическое давление.

Особенности осмофилов. Галофилы. Способыосморегуляции у разных микроорганизмов.*Поскольку микроорг. отделены от окружащей среды полупроницаемой мембраной,в гипотонических растворах вода будет стремиться по градиенту концентрацийрастворенных в-в внутрь клетки, и нужно приложить определенную силу(осмотическое давление), чтобы предотвратить поступление воды в клетку. Вгипертонических растворах имеет место обратное явление (отсасывание воды изклеток), вызывающее плазмолиз.

Для развития организмов без клеточной стенкиприменяют изотонические растворы. Микрооргранизмы, способные существовать врастворах с высокой концентрацией в-в, называются осмофилами. Наиболееизучены такие микроорг. по отношению к концентрации NaCl, их называютгалофилами и подразделяют на группы: галотолерантные, слабогалофильные,среднегалофильные, экстремально галофильные. Удерживание воды у галофиловосуществляется путем синтеза совместимых растворителей (осмолитов),нейтральных по отношению к метаболитам клетки. Совместимые растворителихорошо удерживают воду, поэтому возможно их применению в косметическойпромышленности в составе увлажняющих кремов.!Предел жизнеспособности организма определяется наличием жидкой воды.Клетки некоторых микроорг.

остаются жизнеспособными при минусовыхтемпературах, если к воде добавить антифриз. Так как местообитаний, гдесоздаются экстремально низкотемпературные условия не так много, большинствоорганизмов имеет низший температурный предел в 0°C. Существовать жемикроорг.