Контрольная работа по "Микробиологии"

Для накопления нужны  такие условия, при которых данный организм преодолевает конкуренцию остальных. Подбирая ряд факторов (источники энергии, углерода, азота, акцепторы электронов, газовую атмосферу, освещенность, температуру, рН и т.д.), создают определенные условия и инокулируют среду смешанной популяцией, какая имеется, например, в почве или в иле. Наиболее приспособленный к такой среде микроорганизм растет и вытесняет все остальные, сопутствующие организмы. Путем многократных пересевов в такую же жидкую среду и посева на твердую среду того же состава можно без труда выделить преобладающий (накопленный) штамм. Частый пересев с жидкой среды на жидкую предотвращает рост сопутствующих организмов, которые могли бы использовать продукты выделения или даже автолиза клеток первичной культуры. Лучшим материалом для инокуляции служат пробы из тех мест, где уже имеется «естественное обогащение». Можно, например, выделять микроорганизмы, использующие окись углерода, из сточных вод газовых заводов; использующие гемоглобин из сточных вод боен, а те, которые окисляют углеводороды, из почвы на нефтепромыслах или из нефтяных отстойников.

При создании элективных условий учитывается физиология выделяемых микроорганизмов: источник питания; отношение к аэрации, температуре, кислотности среды; способность  к образованию эндоспор. О получении  накопительной культуры судят по появлению характерных признаков развития выделяемых микроорганизмов: помутнение среды, иногда сопровождаемое пигментацией; появление пленки, осадка; выделение газа.

В природных условиях и в макроорганизме микробы находятся  в ассоциациях. Для выделения необходимого микроорганизма в чистую культуру используют несколько методов:

1. Метод механического разобщения микроорганизмов представляет собой разобщение при посеве для получения изолированных колоний (посев штрихом петлей; метод "петли-дорожки"; метод Дригальского (рис. 1); метод серийных разведений).
2. Биологический метод выделения чистой культуры заключается в том, что патологическим материалом заражается чувствительное к определенному виду микроорганизма экспериментальное животное. После его гибели микроб обнаруживается в мазках-отпечатках из органов при микроскопии, а также при посевах из органов на среды.
3. Метод физического воздействия предполагает физическое отделение микробов друг от друга при посеве. Например: метод термического воздействия при отделении споровых культур от неспоровых или использование ультрафиолетового облучения.
4. При химическом методе используют свойство устойчивости микроорганизмов к кислотам, спиртам и щелочам. Культивирование проводят на элективных средах: для стафилококка добавляют 15%-ный NaCl, для холерного вибриона – OH-. Химическими веществами можно подействовать на исследуемый материал, например: на мокроту больного с поозрением на туберкулез действуют 10%-ной H2SO4, микобактерии туберкулеза кислотоустойчивы, а все остальные микробные формы погибают.

5. Как влияет концентрация растворенных в среде веществ на развитие разных групп микроорганизмов.

Для жизнедеятельности  микроорганизмов большое значение имеет осмотическое давление среды, которое определяется концентрацией растворенных в ней веществ. Находясь в субстратах с высоким осмотическим давлением, микроорганизмы не могут осуществлять нормальный обмен веществ. Значительная часть воды из цитоплазмы уходит в окружающую среду. Клетка обезвоживается, и наступает состояние плазмолиза. На этом основаны некоторые способы сохранения различных продуктов с помощью концентрированных растворов сахара и соли.

Большое влияние на рост микроорганизмов оказывает концентрация растворенных в воде соединений. Если их содержится мало, раствор называется гипотоническим. При оптимальной концентрации вещества создаются условия для лучшего роста микроорганизма. Увеличение концентрации вещества приводит к задержке роста организма в связи с повышением осмотического давления в окружающей среде. Раствор с высоким осмотическим давлением называется гипертоническим.

В растворах, имеющих  более высокое осмотическое давление, чем внутри микробной клетки, последние  не могут жить. Это объясняется  тем, что вода выходит из клетки наружу, клетка обезвоживается, и протопласт сжимается. Данное явление носит название плазмолиза. В среде с очень низким осмотическим давлением вода будет поступать внутрь клетки, оболочка которой может лопнуть. При этом наблюдается плазмоптиз.

При добавлении в продукт 12%-ной поваренной соли существенно замедляется развитие многих микроорганизмов, а при 20%-ном содержании соли жизнедеятельность почти всех микробов прекращается полностью. При использовании в целях консервирования сахара (варенье, джем, повидло и др.) для достижения необходимого эффекта его добавляют в значительно больших количествах — около 70%. Применение концентрированных растворов сахара или соли для сохранения ягод, плодов, овощей, мяса, рыбы и др. фактически является процессом сушки продукта посредством осмоса, поскольку при этом одновременно возникают два противотока: из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество (соль, сахар), а из продукта в раствор — вода. В продукте происходит снижение активности воды, что делает среду неблагоприятной для развития микроорганизмов и предотвращает порчу продукта.

Среди микроорганизмов  имеются осмофильные, которые способны развиваться в сильноконцентрированных  средах. Например, хорошо переносят  большие концентрации сахара некоторые  дрожжи, стафилококки, плесневые грибы. Микробы, устойчивые к высоким концентрациям поваренной соли, носят название галофильных (солелюбивые). Соленые товары следует хранить при низких температурах, чтобы задержать развитие на них микроорганизмов.

Осмотическое давление клетки у  грамположительных бактерий достигает 3-10⁶Па, у грамотрицательных — 4·10⁵ - 8·10⁵Па. Следовательно, в растворах с высоким осмотическим давлением — около 9·10⁶-10⁷ Па (15-20%-ный NaCl)—создаются условия, невозможные для роста бактерий и ряда других организмов. Высокое осмотическое давление среды не препятствует росту лишь некоторых микроорганизмов, называемых осмофильными, то есть «любящими» высокое осмотическое давление. Так, многие плесени из родов Aspergillus и Penicillium могут расти на едва увлажненных субстратах. Осмотическое давление в их клетке достигает 2-10⁵ — 2,5-10⁵ Па. Мед иногда разлагается дрожжами, которые растут при содержании сахара 70—80%. Некоторые из этих осмофильных дрожжей развиваются только при высокой концентрации сахара, но не выносят высокой концентрации солей.

Имеются организмы, которые могут  жить лишь при очень высоких концентрациях  солей (NaCl). Это галофильные, то есть «любящие» высокую концентрацию солей, организмы (лат. halo — соль).

Они представлены двумя основными  типами: умеренными галофилами, которые развиваются при содержании соли 1—2%, хорошо растут в среде с 10% соли, но могут выносить даже 20%-ное ее содержание (большинство бактерий не переносят концентрации NaCl выше 5%) и экстремально галофильными бактериями родов Halobacterium и Halococcus, которые требуют около 12—15% солей и способны хорошо расти в насыщенном растворе NaCl — при 32%-ной концентрации соли.

Действие высоких концентраций солей на микроорганизмы может быть обусловлено как самим растворенным веществом, так и его влиянием на активность воды (a_w).