Влияние биологических факторов на м/о
· симбиоз;
· хищничество и паразитизм;
· антагонизм.
Симбиоз — тесное взаимодействие 2-х или более организмов друг с другом, которое более или менее выгодно партнерам или не приносит вреда. Симбиоз делится на:
1) комменсализм;
2) мутуализм;
3) метабиоз.
Комменсализм — тип отношений, когда выгоду получает только один партнер. Пример — ассоциация м/о, которые развиваются в одном пространстве. Анаэробы и аэробы. Аэробы, поглощая кислород создают условия развития анаэробов.
Мутуализм — взаимовыгодное партнерство. Например, взаимодействие азотфиксаторов р. Rhizobium и бобовых растений.
Метабиоз — тип взаимоотношения при котором продукты метаболизма используются другими м/о. Пример: Nitrosomonas и Nitrobacter (окисляет нитриты до нитратов).
Хищничество и паразитизм. Хищники и паразиты удовлетворяют свои пищевые потребности за счет жертвы. Хищники умерщвляют свою жертву (грибы, которые имеют ловчие петли и питаются за счет нематод). Паразиты — питаются за счет живого организма (патогенные м/о).
Антагонизм — подавление роста и развитие одних м/о другими. Бывает пассивный и активный антагонизм. Пассивный — конкуренция за пищу и жизненное пространство, которое возникает между организмами, которые имеют одинаковые пищевые потребности и место обитания. В этой борьбе преимущество получают те организмы, которые обладают большей скоростью роста, что позволяет вытеснить своих конкурентов. Активный — связан с выделением 1 группы м/о во внешнюю среду определенных веществ, которые обладают антимикробной активностью (спирты, кислоты). Пример: молочно-кислые бактерии не позволяют образовываться гнилостным бактериям за счет выделения молочной кислоты и снижения рН до 3. Ярким примером является выделения во внешнюю среду антибиотиков и литических ферментов актиномицетами.
Питание м/о
Имеют галофитный тип питания, поскольку у них нет специализированных органов пищеварения. Все питательные вещества попадают внутрь через поверхность клетки. Если субстрат не может проникнуть внутрь из-за молекулярной массы, клетки вырабатывают внеклеточные пищеварительные ферменты, которые гидролизируют макромолекулы до малых молекул, которые могут попасть внутрь.
То что для одних м/о является ядом, для других — источник питания (фенол, парафин, нафталин). Вцелом, всем нужна вода, макро- и микроэлементы, а также факторы роста (для некоторых).
Вода. Занимает 80-90% массы всей клетки.
1. В водной среде осуществляются все метаболитические процессы, поскольку вода — универсальный растворитель и способна образовывать водородные связи с полярными группами различных соединений.
2. Вода — в качестве химического компонента вступает в реакцию гидролиза, которая катализируется гидролазами.
3. Вода поддерживает тургор клетки.
Макроэлементы
Это углерод, кислород, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магний, ферум.
Основные источники углерода — органические соединения и углекислый газ воздуха. М/о по отношению к источнику углеродного питания делятся на гетеротрофов и автотрофов. По способу получения энергии делятся на:
- хемотрофные (в качестве источника энергии используют химические соединения);
- фототрофы (используют энергию солнца);
Очень важно для м/о, какое вещество является источником электронов.
- органотрофы (используют органические соединения);
- литотрофы (используют неорганические соединения).
Автотрофы. Получают углерод из углекислого газа воздуха, при этом, не имеющая никакой энергетической ценности СО2 превращается в энергетически богатые органические соединения. Этот процесс не может идти произвольно, он требует дополнительных источников энергии. Поэтому в зависимости от источника энергии и донорства электронов м/о делятся на:
* фотоавтотрофов (м/о, которые фиксируют углекислый газ за счет солнечной энергии);
* хемоорганотрофы (м/о, которые фиксируют углекислый газ, но при этом энергию получают за счет окисления органических соединений);
* хемолитоавтотрофы (м/о, которые фиксируют углекислый газ, но при этом энергию получают за счет окисления неорганических веществ).
Гетеротрофы. Нуждаются в готовых органических соединениях, которые используются как доноры углерода. Лучшими веществами являются различные органические соединения (сахара, органические кислоты, спирты, липиды, а/к, парафины нефти и нефтяные дистилляты). Различают:
- хемоорганогетеротрофы (используют органические соединения, как источники энергии и углерода);
- хемолитогетеротрофы (в качестве источника углерода используют органические соединения, а для обеспечения энергией окисляют минеральные соединения, например, метанобразующие и водородные бактерии);
- фотогетеротрофы (в качестве источника углерода используют органические вещества, а в качестве энергии — энергию света, например, пурпурные и зеленые водоросли).
Азот. Входит в структуру нуклеиновых кислот (н/к), белков. Могут использоваться в качестве источника как органические, так и неорганические соединения. Легко метаболизируются соли аммония, нитраты. Хуже используются нитриты, для некоторых м/о — яд. Молекулярный азот утилизирует лишь ограниченная группа м/о — азотфиксаторы.
Фосфор. Входит в состав н/к, АТФ, тейхоевых кислот, полифосфатов (волютиновые зёрна). М/о потребляют фосфор в большом количестве в период быстрого активного роста и размножения. Источники — фосфаты, фитины.
Сера. Входит в состав а/к, витаминов и кофакторов в виде сульфатов и молекулярной серы.
Ионы металлов. Они регулируют отдельные стороны метаболизма клетки. Ионы магния стабилизируют ЦПМ у некоторых галофильных бактерий. У м/о нет чистой АТФ, она находится в комплексе с магнием. Входит в состав некоторых металлоферментов и многих клеточных метаболитов.
Факторы роста
1. Витамины.
2. А/к.
3. Пуриновые и пиримидиновые основания.
М/о, которые в процессе жизнедеятельности синтезируют факторы роста — называются прототрофами. Группа м/о, которые не могут синтезировать некоторые факторы роста — называются ауксотрофами. Они требуют наличия факторов роста в ПС.