АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Физико-химические факторы

Читайте также:
  1. Абиотические факторы
  2. Абиотические факторы
  3. Абиотические факторы и приспособления к ним
  4. Антропогенез: биологические и социальные предпосылки эволюции человека, факторы и этапы его эволюции; расы, пути их формирования.
  5. Банкротство: понятие, факторы, процедуры
  6. Безопасность труда. Вредные и опасные производственные факторы. Понятие риска. Понятие безопасности. Нормативно-правовая база охраны труда.
  7. Безработица: сущность, показатели, факторы. Формы безработицы. Закон Оукена
  8. Биологические канцерогенные факторы
  9. Биологические повреждающие факторы
  10. Биологические факторы
  11. Биологические факторы
  12. Биологические факторы.

Влияние кислотности среды. Концентрация водородных ионов, или рН среды, оказывает значительное влияние на микро­организмы. Уже малейшие её колебания создают возможность или невозможность существования микробов. Впрочем, многие бактерии малочувствительны к изменениям рН в пределах от 6,0 до 9,0 хотя при быстрых его изменениях бывает кратковремен­ный (до 30 мин) сдвиг внутриклеточного рН, который впоследст­вии восстанавливается.

Действие кислотности среды может быть прямым, когда ионы Н непосредственно воздействуют на организм, или кос­венным, когда снижается лишь степень диссоциации веществ, имеющих существенное значение для клетки. Так, например, снижая степень диссоциации слабых кислот и оснований, pН уве­личивает способность их проникать в клетку, т.к. физиологиче­ски активны именно недиссоциированные кислоты. В зависимо­сти от рН может изменяться стабильность макромолекул, заряд на поверхности клетки и т. д. В связи с этим значение рН очень важно для роста и развития микроорганизмов, а также накопле­ния ими продуктов метаболизма.

Каждый микроорганизм имеет свой максимум и минимум рН, в пределах которых он может развиваться, хотя вообще жизнь микробов возможна в чрезвычайно широком диапазоне: от pН = 0,6 для серобактерий до рН ~ 11 для гнилостных бактерий. Для большинства микроорганизмов оптимальное значение рН близко к нейтральному. Очень кислая и особенно щелочная среды токсичны. Так, основная масса бактерий хорошо развива­ется при pН от 6,5 до 7,5 Микроскопические грибы, хотя и менее чувствительны к реакции среды, предпочитают кислотность от 4 до 6,0. В природе встречаются микроорганизмы, которые хо­рошо развиваются при щелочной (рН > 9) и кислой (рН < 3) реак­ции среды. Это алкалофилы и ацидофилы, соответственно.

К сожалению, до настоящего времени неизвестно, каков механизм, обеспечивающий стабильность клеток в столь экстре­мальных условиях. Можно только предполагать, что значитель­ную роль в поддержании градиента между рН внутри клетки и рН среды играют клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана и различные метаболические процессы (протонные и анионные на­сосы) клетки микроорганизма.

Отрицательное влияние кислотности среды используется в практике консервирования пищевых продуктов, приготовления маринадов, сырокопчёных колбас. Основано это на том, что при низких значениях рН без доступа воздуха растут лишь немногие микроорганизмы. Для их уничтожения достаточно простой пас­теризации. А термоустойчивые споры при рН менее 5,0 не про­растают. В биотехнологии, при получении продуктов метаболиз­ма, установление и поддержание заданного оптимума рН имеет существенное значение. Так, при спиртовом брожении, проте­кающем при рН 4,0, образуется этиловый спирт и диоксид угле­рода. При сдвиге рН в щелочную сторону (рН ~ 7,5) брожение происходит с образованием спирта, диоксида углерода и уксус­ной кислоты. Другими словами, с изменением рН изменяется на­правление метаболизма клетки. Вместе с тем, зависимость разви­тия от рН нельзя рассматривать изолированно от других факто­ров, например, состава питательной среды. На синтетические среды рН влияет более резко, значительно сужая пределы воз­можного существования микробов.



Окислительно-восстановительный потенциал (гН2). Ес­ли pН выражает степень кислотности и щелочности, то гН2 - степень аэробности. Окислительно-восстановительный потенциал характеризует способность веществ быть донорами или акцепто­рами электронов. Он может быть измерен экспериментально для любой окислительно-восстановительной системы. Установлено, что в водном растворе, насыщенном кислородом, гН2 - 41, а в ус­ловиях насыщения водородом гН2 ~ 0. Шкала от 0 до 41 характе­ризует любую степень аэробности. Это отрицательный логарифм давления молекулярного водорода в среде, выражаемый в паскалях. Чем больше концентрация окислителя, тем выше потенциал. И наоборот, чем меньше рН2, тем больше восстановительная спо­собность раствора.

В живой клетке гН2 возникает между клеточной стенкой и ионами питательной среды. Многие бактерии окисляют вещества, возникающие в процессе метаболизма, имеющие относительно низкий гН2. Именно по этому фактору, который зависит от дыха­тельного коэффициента (К), все микроорганизмы подразделяются на аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы.

1. Облигатные аэробы. Они нуждаются в кислороде, т.е.
получают энергию только путём дыхания. В эту группу входит большая часть бактерий и грибов. Многие аэробы относятся к микроаэрофилам, довольствующимся небольшими количествами кислорода.

2. Облигатные анаэробы. Это микроорганизмы, для кото­рых кислород токсичен. Они могут расти только в бескислородной среде, получая энергию при брожении. Пример бактерии рода Clostridium.

3. Факультативные анаэробы. Эти микроорганизмы, например, дрожжи, в зависимости от условий среды проявляют бродильный тип обмена, получая энергию с помощью брожения, или окислительный, получая энергию посредством дыхания.

Среди факультативных анаэробов выделяются аэротолерантные молочнокислые бактерии, которые могут расти в при­сутствии молекулярного кислорода, но, имея бродильный (ана­эробный) тип обмена, не могут его использовать. В настоящее время, изменяя гН2 в среде, можно управлять синтезом микробной клетки. Для аэробов гН2 ~ 10 - 30; анаэробов гН2<20 для жизнедеятельности и гН2 < 3 - 5 для размножения.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)