Микробиол

Свободноживущие азотфиксаторы живут и фиксируют азот в почве независимо от растений. Основные виды этих микробов: Azotobacter chroococcum, Cl. pasteurianum. Азотобактер на площади в 1 га в течение года фиксирует от 20 до 50 кг газообразного азота, повышая плодородие почвы. Наиболее интенсивно этот процесс идет при хорошей аэрации почвы. Клубеньковые бактерии — активные фиксаторы атмосферного азота в симбиозе с бобовыми растениями. Наличие бактерий в клубеньках бобовых растений установлено М. Ворониным. В чистой культуре эти микробы выделены Бейеринком в 1888 г. и названы Bact. radicicola (современное— род Rhizobium).

Аммонификация - это минерализация азотсодержащих органических веществ, протекающая под воздействием аммонифицирующих микробов, выделяющих протеолитические ферменты. Благодаря аммонификации представителей растительного и животного мира и их продуктов жизнедеятельности (мочевины, испражнений) почва обогащается азотом и другими соединениями. Одновременно с этим аммонифицирующие микробы выполняют огромную санитарную роль, очищая почву и гидросферу от разлагающегося органического субстрата. Основными представителями широко распространенных в природе аммонифицирующих микробов являются следующие. Микроорганизмы, разлагающие мочевину: Вас. probatus и Sporosarcina ureae

Подсчитано, что весь животный мир  земного шара за сутки выделяет 150 тыс. т мочевины. За год это составляет более 50 млн. т мочевины, или 20 млн. т  азота.

Спорообразующие аэробы — это Вас. mesentericus (картофельная бактерия), Вас. megatherium (капустная бактерия), Вас. subtilis (сенная палочка), Вас. mycoides (грибовидная бацилла). Не образующие спор аэробные аммонификаторы — это Е. coli, Proteus vulgaris, Ps. fluorescens. К анаэробным спорообразующим аммонификаторам относятся Cl. putrificum (газообразующая клостридия), Cl. sporogenes. Аммонификацию вызывают также актиномицеты, грибы, триходермы, живущие в почве.

Нитрификация — следующий за аммонификацией этап превращения азота микроорганизмами. Это процесс микробиологического превращения аммонийных солей в нитраты — основную форму азотного питания растений. Протекает в почве и воде водоёмов. Н. завершает минерализацию органических соединений азота, начатую аммонификацией, и является показателем плодородия почвы. Вызывается хемосинтезирующими нитрифицирующими бактериями. Протекает в 2 стадии. Сначала ион аммония окисляется бактериями первой стадии нитрификации в нитрит-ион, а затем нитрит-ион окисляется бактериями второй стадии нитрификации в нитрат-ион. Нитрификация идёт при рН почвы 5—9. Нитрификаторы — аэробные организмы, и при недостатке в почве воздуха нитрификация приостанавливается. Хорошая обработка почвы, улучшая её аэрацию, усиливает нитрификацию. В результате возросшего сжигания топлива (заводы, двигатели внутреннего сгорания) в атмосфере образуются окислы азота, которые попадают в почву и воду водоёмов с дождём в большом количестве и превращаются там с помощью нитрифицирующих бактерий в нитраты. Чрезмерное обогащение ими воды делает её непригодной для питья. Чтобы предупредить усиленное образование нитратов в воде, иногда применяют химические препараты, тормозящие нитрификацию в почве.

Денитрификация, протекающая под воздействием микробов, представляет собой восстановление нитратов с образованием в качестве • конечного продукта — молекулярного азота, возвращающегося из почвы в атмосферу. Вызывается этот процесс денитрифицирующими бактериями. Наиболее распространенные из них в природе: Tiolacillus denitrifi-cans — палочка, не образующая спор, факультативный анаэроб; Ps. fluo-rescens — подвижная палочка, выделяет зеленоватый пигмент, быстро разлагает нитраты; Ps. aeruginosa — бактерия сходна с предыдущей; Ps. Stutzeri — небольшая палочка, образующая цепочки, разлагает нитраты в анаэробных условиях.

Денитрификация протекает с образованием нитритов и закиси азота по схеме:

2HNO₃ → 2HNO₂ → N₂O → N₂.

Энергию, необходимую для восстановления нитратов, бактерии получают в результате окисления органических веществ (углеводы, спирты, органические кислоты), а кислород нитратов является акцептором электрона и водорода. Денитрификация, происходящая при окислении глюкозы, может быть выражена уравнением:

5C₆H₁₂O₆ + 24KNO₃ → 24КНСО₃ + 6CO₂ + 12N₂ + 18H₂O.

Существуют также особые виды денитрифицирующих  бактерий, восстанавливающие нитраты  при окислении серы или молекулярного  водорода. Денитрификация сильно угнетается и прекращается полностью в присутствии молекулярного кислорода. С денитрификацией не следует смешивать восстановление нитратов до аммиака, связанное с ассимиляцией микроорганизмами нитратов как источника азота. Такой способностью обладают многие бактерии, а также актиномицеты и грибы, которые вообще не способны вызывать денитрификацию. От денитрификации следует отличать ложную денитрификацию, при которой в культуре бактерий или в природе происходит чисто химическое взаимодействие нитритов с аммонийными солями, аминами или амидами, сопровождаемое выделением молекулярного азота.

Например, NH₄CI + HNO₂ → N₂ + HCl + 2H₂O. В 1 г почвы содержатся десятки и сотни тысяч денитрифицирующих бактерий. Однако денитрификация в почве может протекать энергично только при определённых условиях: достаточном количестве нитратов и легко разлагаемого микроорганизмами безазотистого органического вещества, оптимальной реакции (pH 7,0—8,2) и температуре (25—30°С), а главное при анаэробных условиях. Именно поэтому денитрификация протекает весьма интенсивно во влажных, плохо аэрируемых почвах. При денитрификации содержание азота в почве падает в результате выделения молекулярного азота и следов закиси азота, что влечёт за собой снижение урожайности почвы. После внесения в глинистую почву нитратов и растительных остатков за 10 дней 75% азота нитратов улетучивается из почвы в виде молекулярного азота. Хорошая аэрация почвы (обработка), уменьшение влажности почвы в определённые периоды (дренаж), создание условий для лучшего потребления нитратов почвы культурными растениями — всё это может понизить денитрификацию в почве.

 

58. Грамотрицательные кокки  и коккобациллы (характеристика группы).

 

Грамотрицательные бактерии (обозначаются Грам (-)) — бактерии, которые, в отличие от грамположительных бактерий, обесцвечиваются при промывке при использовании метода окраски микроорганизмов по Граму. После обесцвечивания они обычно окрашиваются дополнительным красителем (фуксином) в розовый цвет.

Общие признаки, свойственные большинству  грамотрицательных бактерий:

• Наличие двух мембран, между которыми находится клеточная стенка (тонкий слой пептидогликана) и периплазматическое пространство
• Наружная мембрана содержит липополисахариды и порины
• S-слой прикреплен к наружной мембране, а не к пептидогликановому слою
• Если есть жгутик, он имеет четыре поддерживающих кольца, а не два
• Отсутствуют тейхоевая и липотейхоевая кислоты
• Обычно не образуют спор

В рассматриваемой группе объединяются грам-отрицательные неподвижные кокки и коккобациллы. Они могут быть аэробными и анаэробными (некоторые-возбудители инфекционных болезней). Среди них встречаются обитатели почвы, слизистых оболочек и кишечного тракта млекопитающих.

Группа представлена одним семейством Neisseriaceae, в состав которого входят четыре рода: Neisseria, Branchamella, Moraxella и Acinetobacter. Это неподвижные кокки или палочки, образующие пары, цепочки или массовые скопления. Аэробы. Бактерии, относящиеся к трем первым родам, — паразитические формы, характеризующиеся потребностью в сложных питательных веществах. Представители рода Acinetobacter — сапрофиты. Бактерии рода Neisseria — пример высокоадаптированных к паразитическому образу жизни форм. Вне организма они быстро теряют жизнеспособность. Некоторые виды патогенны, например, N. meningitidis — возбудитель эпидемического менингита.

Аэробные кокки. Род Neisseria дает положительную оксидазную реакцию и включает бактерии, патогенные для животных и человека. N. gonorrhoeae -возбудитель гонореи, венерической болезни, которая благодаря чрезвычайно высокой чувствительности этой бактерии к пенициллину (бактериостатическая концентрация 1 мкг/мл) ныне почти забыта. N. gonorrhoeae трудно культивировать, ей необходимы 10% С0₂ в воздухе, она очень чувствительна к свету и высыханию, поэтому заражение может произойти только при интимном контакте. N. meningitidis встречается в носоглотке, но может также проникнуть в кровеносное русло и вызвать воспаление мозговых оболочек.

Moraxella также дает положительную реакцию на оксидазу и очень чувствительна к пенициллину. Существуют коккобациллы, не способные использовать углеводы.

Acinetobacter- бактерия, дающая отрицательную реакцию на оксидазу; встречается в почве и в воде. Накопительную культуру можно получить в питательной среде с рН 5,5-6,0, содержащей 0,2% ацетата, и легко выделить бактерию; она, как правило, не использует глюкозу, ди- и полисахариды, но в остальном по разносторонней способности использовать   субстраты   сходна    с    Pseudomonas.    Между    штаммами Acinetobacter calcoaceticus возможна передача генетических признаков путем трансформации.

Важная для дифференциальной диагностики  этой группы оксидазная реакция основана на превращении диметил-и-фенилдиамина  в окрашенное соединение под действием растворимого цитохрома с. Капли реактива наносят на колонии, выращенные на агаре, и наблюдают за появлением красной окраски.

Анаэробные кокки. Наиболее известны грам-отрицательные строго анаэробные кокки Veillonella alcalescens (прежнее название -Micrococcus lactilyticus) и Megasphaera (Peptostreptococcus) elsdenii. И те и другие не способны сбраживать углеводы. V. alcalescens встречается в слюне человека и животных и в рубце жвачных. Они сбраживают органические кислоты, в особенности лактат, превращая их в пропионат, ацетат, С0₂ и Н₂. Megasphaera elsdenii сбраживает глутаминовую кислоту и другие аминокислоты; по-видимому, это обычный обитатель пищеварительного тракта животных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             Список использованной литературы

 

1. Асонов Н.Р. Микробиология: Учебник -4-е изд., перераб. и доп.- М.: КолосC, 2005.
2. Медицинская микробиология./ Под ред. В.И.Покровского, О.К.Поздеева. - М.: Медицина,1999
3. Микробиология./ Под ред.А.А.Воробьева. - М.: Медицина, 1998
4. Микробиология с вирусологией и иммунологией./ Под ред. Л.Б.Борисова, А.М.Смирновой. - М.,1994.
5. Прозоркина Н.В., Рубашкина П.А, Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии
6. Пупонин А.И., Баздырев Г.И., Лошаков В.Г. Земледелие: учебник для вузов (под ред. проф. Пупонина А.И.) .- М: Колос- 2000.
7. Прозоркина Н. В., Рубашкина Л. А. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии: Учебное пособие для средних специальных медицинских учебных заведений. — Ростов нД: Феникс, 2002.
8. Руководство к лабораторным занятиям по микробиологии./ Под ред. Л.Б.Борисова. - М., 1984.