La relazione tra microrganismi del suolo, microrganismi e piante superiori

I microrganismi del suolo sono in stretta relazione tra loro e con altri rappresentanti degli esseri viventi, con il suolo stesso e la roccia madre. biogeocenosi sono complessi complessi di diversi regni della natura - piante, animali, funghi, procarioti e ambiente abiotico:

La biocenosi è costituita da popolazioni, quelli. da individui di alcune specie di piante, animali, funghi, batteri. Il principale tipi di interconnessioni tra gli organismi nella biocenosi si riducono a legami trofici (cibo) e metabolici (escrezione di prodotti metabolici, sostanze fisiologicamente attive, ecc.). In entrambi i casi, si distinguono molte connessioni diverse.

Dalla capacità di utilizzare vari substrati come cibo i microrganismi del suolo sono stati separati da S.N. Vinogradskiy nei seguenti quattro tipi:

· zimogeno, che sono in grado di nutrirsi di materia organica fresca;

· autoctono, che, possedendo un apparato enzimatico più potente, sono in grado di decomporre complesse sostanze umorali nel terreno;

· oligotrofico, contenuto con un substrato scadente; contribuiscono al completamento dei processi di mineralizzazione delle sostanze organiche;

· autotrofi, utilizzando i minerali del suolo.

Abitando lo stesso substrato, microrganismi di specie diverse entrano in relazioni complesse tra loro. Pertanto, si distinguono le associazioni di microrganismi con un bilancio positivo e negativo nella lotta per il cibo o i metaboliti:

Relazione insieme a saldo positivo si manifesta sotto forma di simbiosi e metabiosi.

Un ottimo esempio simbiotico i rapporti reciproci sono i licheni: il fungo estrae dall'ambiente acqua e sostanze ceneri, nonché azoto minerale, e le alghe forniscono al fungo prodotti fotosintetici (assimilati). Lievito e batteri dell'acido lattico sono in una relazione simbiotica molto stretta. L'acido lattico, come prodotto finale della fermentazione dell'acido lattico, serve come fonte di nutrimento di carbonio per il lievito e un ambiente acido favorevole per loro. Eliminando l'eccesso di acido lattico e arricchendo il substrato con vitamine, il lievito, a sua volta, ha un effetto benefico sullo sviluppo dei batteri. La nutrizione azotata dei batteri è ulteriormente ottimizzata attraverso l'uso di amminoacidi che compaiono dopo la morte del fungo.

metabiosi può apparire in varie forme. Questa non è più una stretta convivenza di due tipi di microrganismi. In un caso, uno dei partner ha un effetto positivo sull'altro. Ad esempio, questa forma di metabolismo esiste tra gli ammonificatori e due gruppi di batteri nitrificanti: l'ammoniaca formata durante il processo di ammonificazione viene ossidata dai batteri del genere Nitrosomona a nitrito, che, a sua volta, viene ulteriormente ossidato dai batteri nitrati a nitrato. La metabiosi può anche essere vantaggiosa bilateralmente (procooperazione). Tali relazioni si sviluppano tra azotobacter e batteri che distruggono la cellulosa: l'azotobacter non può utilizzare direttamente la cellulosa, ma assimila bene i prodotti della sua idrolisi da parte dei batteri che distruggono la cellulosa - glucosio e acidi organici; a sua volta, Azotobacter fornisce azoto a questi batteri. Pertanto, il processo di decomposizione della cellulosa stesso è migliore in combinazione con azotobacter.

In concorrenza per il cibo, vince il tipo di microrganismi che cresce più velocemente. Questo è spesso osservato nelle prime fasi della decomposizione dei rifiuti organici, ad esempio nel gruppo dei funghi saccarolitici.

Un ottimo esempio predazioneè il divorare da parte degli animali più semplici di batteri, alghe e lieviti, o "mangiare" da funghi chitridi di alghe del suolo.

Il fenomeno della soppressione da parte di un tipo di microrganismo di un altro è chiamato antagonismo. Questa soppressione può manifestarsi attraverso la formazione sostanze tossiche di azione non specifica- come idrogeno solforato, metano, perossidi, acidi organici e specifici antibiotici. Una caratteristica distintiva degli antibiotici è che agiscono sugli organismi in modo selettivo ea concentrazioni molto basse. Pertanto, l'antibiotico penicillina, un prodotto di funghi del genere Penicillium, ha un effetto negativo sui batteri gram-positivi e non influisce su quelli gram-negativi. L'azione degli antibiotici è dovuta al fatto che alcuni di essi interrompono la sintesi della parete cellulare (penicillina), altri - proteine ​​(cloramfenicolo), altri - acidi nucleici (actinomicina), ecc. Gli actinomiceti sono produttori attivi di antibiotici, il che ovviamente contribuisce alla loro sopravvivenza in feroce competizione per un substrato con microrganismi a crescita rapida, perché essi stessi crescono molto lentamente. Un gruppo speciale di microbi antagonisti è costituito da batteri micolitici, che sono in grado di dissolvere il micelio di funghi microscopici grazie ai loro esoenzimi. Il rappresentante più importante dei batteri micolitici è Pseudomonas fluorescens. Questo microrganismo protegge le piante dall'infezione da funghi patogeni.

È molto importante stabilire specifiche connessioni di microrganismi insieme a piante superiori nelle biogeocenosi. L'influenza reciproca di piante e microrganismi può essere osservata durante l'insediamento diretto di quest'ultimo sulle radici delle piante. Questo gruppo comprende, in particolare, batteri gram-negativi incapace di formare spore. questi microrganismi epifiti si nutrono di zuccheri, amminoacidi e alcune altre sostanze secrete dalle piante in piccole quantità. Queste epifite si attaccano alle radici delle piante con l'aiuto del muco che producono.

Il numero di microrganismi nella rizosfera non rimane costante durante la stagione di crescita. Entro l'autunno, ad esempio, il numero di microbi che distruggono la cellulosa qui aumenta notevolmente, mentre la maggior parte degli altri gruppi diminuisce. In generale, l'effetto rizosfera, ad es. un aumento del numero di microrganismi nella rizosfera rispetto al suolo senza radici è più pronunciato nei terreni sabbiosi poveri. La specificità della composizione microbiologica della rizosfera è solitamente meno pronunciata.

Il prossimo esempio lampante delle reciproche relazioni di microrganismi e piante è una vera simbiosi - mutualismo(batteri noduli radicali, micorrize).

Con l'aiuto di una serie di attività agrotecniche e forestali, puoi regolare il numero e la composizione qualitativa dei microrganismi del suolo, e con essi il rapporto tra piante e microbi. Le misure pratiche comprendono l'opportuna rotazione delle colture, le tecniche agricole per la loro coltivazione, l'introduzione di fertilizzanti organici, minerali e batterici, la calcinazione dei terreni acidi e gessosi. Un potente mezzo per influenzare la cenosi microbica del suolo, e attraverso di essa sulle piante, è la bonifica idrotecnica dei terreni agricoli e forestali (irrigazione, drenaggio).

13.2 Microflora del suolo. Il suo ruolo nella contaminazione degli alimenti. Valutazione sanitaria del suolo

Il suolo è un ambiente favorevole per l'abitazione e la riproduzione di vari microrganismi. Le biocenosi microbiche del suolo comprendono batteri, funghi, protozoi e batteriofagi. I microrganismi del suolo partecipano al ciclo delle sostanze in natura, mineralizzazione dei rifiuti organici, autopulizia del suolo. Piante, insetti e animali superiori svolgono un ruolo significativo nella formazione della biocenosi microbica del suolo.
Il contenuto di microrganismi nel suolo dipende dalla sua composizione chimica, umidità, temperatura, pH e altri indicatori.
Il suolo è abitato da vari microrganismi. Tra questi ci sono batteri azotofissatori del genere Azotobacter, batteri noduli del genere Rhisobium, batteri nitrificanti e denitrificanti, funghi, batteri dello zolfo e del ferro, actinomiceti, batteri putrefattivi, ecc. Enterobatteriaceae, pseudomonadi, bacilli e clostridi sono stati trovati in terreno fertile . Questi microrganismi modificano il pH del terreno verso il lato acido e in esso iniziano a svilupparsi batteri lattici, lieviti, funghi e altri microrganismi.
I microrganismi patogeni e opportunisti non fanno parte delle biocenosi microbiche del suolo e muoiono dopo un certo tempo, il che è facilitato da condizioni di vita sfavorevoli, mancanza di nutrienti necessari e antagonismo dei batteri del suolo.
Tuttavia, gli agenti causali di molte malattie infettive e intossicazioni alimentari possono mantenere la loro vitalità nel suolo per lungo tempo, pertanto il suolo è una fonte di contaminazione alimentare con microflora patogena. È stata quindi stabilita una relazione diretta tra l'incidenza delle infezioni intestinali nell'uomo e negli animali e le condizioni insoddisfacenti del suolo.
Valutazione sanitaria del suolo mediante indicatori microbiologici. Nell'effettuare l'attuale vigilanza sanitaria sullo stato del suolo, viene effettuata una breve analisi sanitaria e microbiologica, che consiste nella determinazione della contaminazione batterica totale e del titolo di Escherichia coli. La contaminazione batterica totale caratterizza la contaminazione del suolo con materia organica e la presenza di batteri E. coli in esso indica il livello di contaminazione fecale del suolo. Il titolo di Escherichia coli in aree di suolo contaminate varia da 0,001 a 0,00001 g e di quelle pulite - 1 g o più.
Con un'analisi sanitaria e microbiologica completa, oltre agli indicatori di cui sopra, viene determinato il numero di anaerobi, bacilli proteici e microrganismi termofili nel suolo. Quindi, dal rapporto tra forme vegetative e spore del bacillus perfringens anaerobico, si può giudicare il tempo della contaminazione fecale, la presenza di bastoncini di Proteus indica la contaminazione del suolo con materia organica di origine animale e la presenza di termofili indica la contaminazione del suolo con letame o compost.

I batteri sono la categoria più antica di organismi ancora esistenti sul nostro globo. I primissimi batteri sono sorti oltre 3,5 miliardi di anni fa. Per quasi un miliardo di anni sono state le uniche creature attive sul nostro pianeta. Quindi il loro busto aveva una struttura primitiva. Quali batteri del suolo esistono, specie e habitat: tutto questo è considerato nell'ambito di questo articolo.

Informazioni generali sui batteri

La composizione della terra comprende molti vari microrganismi, tra cui batteri del suolo, muffe e funghi. Sono divisi in dannosi e necessari per lo sviluppo delle piante.

I microrganismi differiscono anche in termini di condizioni di vita. Alcuni possono svilupparsi senza accesso all'ossigeno, mentre per altri la sua presenza è estremamente necessaria. Esiste anche una categoria speciale di batteri che possono crescere con o senza ossigeno.

Il ruolo dei batteri del suolo nella vita delle piante

I batteri del suolo fanno bene alle piante? L'importanza dei microrganismi nella vita delle piante è piuttosto grande. I batteri del suolo necessari trasformano quotidianamente la materia organica degli animali nelle sostanze minerali necessarie. Con tale lavorazione il terreno si arricchisce di calcio, ferro, fosforo, azoto e tanti altri elementi essenziali.

I batteri del suolo non solo arricchiscono il suolo di elementi utili, ma migliorano anche le qualità fisiologiche del suolo. Più batteri sono necessari nel terreno, maggiore è la sua fertilità.

Gli organismi richiesti si trovano nell'area di distribuzione dell'apparato radicale della pianta, vale a dire nella rizosfera. In esso, i batteri del suolo usano le parti morenti del sistema radicale come cibo.

Gruppi di microrganismi pericolosi del suolo

I gruppi di batteri del suolo contengono specie coinvolte nella fotosintesi di azoto, carbonio e fosforo. Il terreno contiene non solo microrganismi benefici, ma anche patogeni. Molto spesso, i batteri patogeni vivono nel terreno per un tempo abbastanza breve. Tuttavia, alcune specie sono residenti permanenti. I batteri che causano malattie si dividono in tre categorie:

Batteri per i quali la terra è un biotono naturale. Sono gli agenti causali del botulismo e degli attinomiceti.

Batteri che entrano nel terreno con le secrezioni organiche degli esseri viventi. Tali microrganismi possono persistere nel terreno per lungo tempo. Sono gli agenti causali dell'antrace e della cancrena.

I batteri che entrano nel terreno anche con escrezioni organiche, tuttavia, vi rimangono fino a un mese. Possono causare E. coli, salmonella, shigella e colera. Tutti i batteri nocivi distruggono non solo le proprietà benefiche del suolo, ma anche il sistema radicale delle piante.

Habitat dei batteri

I batteri del suolo abitano la copertura del terreno in modo piuttosto irregolare. Qualsiasi categoria di microrganismi vive dove può trovare un habitat confortevole, cibo e acqua. Organismi semplici sono presenti ovunque ci siano elementi di base, principalmente nella copertura del suolo superiore. Sorprendentemente, i batteri del suolo sono stati trovati anche nei pozzi petroliferi, la cui profondità raggiunge più di 16 chilometri.

Vivere vicino al sistema di root

Come abbiamo detto prima, il luogo preferito dai batteri del suolo è il terriccio. La rizosfera è lo strato di terra attorno al sistema radicale. È densamente popolato di microrganismi che si nutrono di rifiuti vegetali, nonché delle loro proteine ​​e zuccheri. come i vermi si nutrono di microrganismi e vivono anche nella sfera dalle grandi radici. A causa di ciò, la circolazione di elementi utili e la soppressione delle malattie avviene proprio nella rizosfera.

lettiera

Poche persone sanno dove vivono i batteri del suolo. In questo articolo, cercheremo di raccontarti in modo più dettagliato il loro ambiente di vita.

I funghi sono i riduttori più popolari di frammenti di piante. I batteri del suolo non possono trasportare alcuni elementi essenziali su lunghe distanze. Questo è ciò che consente ai funghi di svilupparsi. È anche nella lettiera delle piante di funghi che è presente un numero enorme di batteri.

L'humus è un altro habitat per i batteri del suolo. Solo i funghi producono alcuni enzimi necessari per la scomposizione degli elementi difficili che si trovano nell'humus. Una parte significativa degli elementi importanti contenuti nella terra è stata precedentemente decomposta un gran numero di volte da funghi e microrganismi. I composti dell'humus, che si ottengono attraverso la scissione, includono una piccola quantità di azoto prontamente disponibile.

Su aggregati agro-suolo

Un altro habitat per i batteri del suolo sono gli aggregati di agrosuolo. Sulla loro superficie, il contenuto di microrganismi è molto più alto che all'interno. Nel mezzo, possono aver luogo solo quei processi che non richiedono un contenuto di ossigeno. Un gran numero di aggregati sono feci di lombrichi e altri organismi semplici. Artropodi e nematodi si muovono tra gli aggregati agrosoil, che non possono creare canali direttamente nel suolo.

Gli organismi suscettibili alla perdita di umidità, come i batteri del suolo, vivono in canali pieni d'acqua. Per la nutrizione degli organismi amanti dell'umidità, è necessaria la parte fondamentale del suolo, che nelle aree agricole diminuisce attivamente ogni anno. È per questo motivo che è necessario l'uso di fertilizzanti.

Danni ai batteri del suolo

Credo che ogni giardiniere una volta abbia pensato se i batteri del suolo fossero pericolosi. In questo articolo cercheremo di sfatare tutti i miti e le supposizioni che riguardano questo problema. Un numero enorme vive nel terreno Ad esempio, nello strato di terreno superiore di 30 centimetri, di un ettaro, ci sono circa 30 tonnellate di organismi semplici. Avendo un forte insieme di enzimi, scompongono le proteine ​​​​in amminoacidi. Questo è il criterio principale nel processo di decomposizione. Questi microrganismi portano un numero enorme di problemi agli esseri viventi. A proposito, è a causa del lavoro di questi semplici organismi che i prodotti alimentari progettati per una lunga durata, vale a dire sottaceti e frutta e verdura congelate, si deteriorano abbastanza rapidamente. Fortunatamente, le hostess hanno imparato da tempo come uscire dalla situazione. Per una conservazione più lunga, utilizzano un processo di sterilizzazione e lavorazione degli alimenti. Tuttavia, alcuni tipi di microrganismi possono comunque rovinare le preparazioni alimentari, anche se lavorati con cura.

Entrano nel terreno grazie a esseri viventi infetti. Come abbiamo detto prima, alcune sottospecie di microrganismi e funghi possono rimanere nel terreno per decenni. Ciò è dovuto alla loro caratteristica distintiva di formare spore. Proteggono i batteri dalle influenze ambientali negative. Tali microrganismi stimolano lo sviluppo di alcune delle malattie più pericolose: antrace, avvelenamento, cancrena e catalessi.

Come i batteri entrano nel terreno

In poche parole, i batteri agrosoil fanno parte della composizione del suolo, ma non il suolo stesso, ma il suo strato fertile. Un cucchiaio da tavola di torba contiene più di un miliardo di organismi semplici, che sono regolarmente impegnati in uno specifico stadio di decadimento della materia organica morta, o fissano gli elementi eclettici che arrivano alla base e costruiscono da essi difficili molecole di base.

Gruppi di microrganismi agrosoil hanno origine dai tempi in cui altri esseri viventi erano appena incipienti e lasciavano le prime tracce della loro attività vitale. Furono questi resti che divennero la prima casa di microrganismi del suolo. Avendo imparato a trasformare la materia organica in suolo, i batteri vi vivono ancora oggi, adattandosi alle mutevoli condizioni ambientali.

Divisione per funzione

Tra i biologi esiste una divisione multifunzionale dei microrganismi agrosoil in base alle loro funzioni:

1. Distruttori: batteri che vivono nel terreno e mineralizzano i composti di base nello strato superiore della terra. Il loro ruolo è quello di trasformare i resti di esseri viventi e piante in elementi eclettici.

2. Microrganismi che fissano l'azoto o tuberosi - simbionti vegetali. Il loro significato sta nel fatto che solo questo tipo di batteri è in grado di combinare elementi di ossigeno inorganico e fornirli alle piante. È grazie a questo che il suolo e le piante ricevono importanti minerali.

3. I chemioautotrofi sono microrganismi che concentrano le sostanze inorganiche esistenti in molecole di base. Il loro significato sta nel fatto che possono elaborare gli elementi eclettici che si accumulano nella base e quindi trasferirli alle piante.

Fatto incredibile

Per molto tempo si è creduto che solo gli organismi complessi potessero percepire gli odori. Tuttavia, due anni fa si è scoperto che un tale recettore è presente anche nei batteri dei lieviti e nelle muffe melmose.

Gli scienziati hanno deciso di condurre un esperimento e scoprire se i batteri agrosoil percepiscono la presenza di ammoniaca nell'aria che li circonda. Sorprendentemente, i batteri hanno superato tutte le speranze degli sperimentatori. Attraverso questo studio, gli scienziati hanno scoperto che i microrganismi sono anche in grado di distinguere gli odori.

Riassumendo

I batteri del suolo svolgono un ruolo importante nella vita e nell'attività di tutti gli esseri viventi. In questo articolo abbiamo scoperto dove vivono i batteri del suolo e come sono legati allo sviluppo delle piante e degli organismi viventi.

Quando si lavora con il suolo, vale la pena ricordare che non sono presenti solo microrganismi benefici, ma anche patogeni che possono diventare agenti causali di malattie potenzialmente letali. Si consiglia vivamente di indossare guanti e lavarsi accuratamente le mani dopo aver terminato il lavoro. Essere sano!

Ricordare!

La presenza di un kernel formalizzato

Qual è il ruolo dei batteri in natura?

Batteri benefici dell'apparato digerente (Escherichia coli)

Batteri noduli vegetali

Processi di fabbricazione (batteri dell'acido lattico)

Batteri patogeni (che causano malattie) (bacillo di Koch)

Trattamento biologico dell'acqua potabile, invece della clorazione

Il ciclo delle sostanze e dell'energia nella biosfera nel suo insieme

Rivedere le domande e i compiti

1. Qual è il significato e il ruolo ecologico dei procarioti nelle biocenosi?

2. In che modo i patogeni influenzano lo stato di un macroorganismo (ospite)?

Tra i batteri, ci sono molte specie che causano malattie (patogene) che causano malattie negli esseri umani. Per la prima volta, il medico e ricercatore tedesco Robert Koch è stato in grado di dimostrare il ruolo patogeno dei batteri. Ha scoperto i batteri che causano molte malattie. Nel 1882, Koch isolò e descrisse l'agente eziologico della tubercolosi, che in seguito divenne noto come bacillo di Koch. La peste è una delle malattie batteriche in più rapida crescita. Possono trascorrere solo poche ore dai primi segni di malattia alla morte. La cancrena gassosa e il tetano sono molto pericolosi. I loro agenti patogeni sono batteri che vivono nel terreno. L'infezione si verifica quando la terra entra in ferite profonde. Le ferite e le ustioni superficiali sono spesso infette da stafilococchi e streptococchi, che causano un'infiammazione purulenta. Attraverso l'aria, puoi avere mal di gola, pertosse, difterite, tubercolosi. Altri microbi che causano malattie possono entrare nel corpo attraverso acqua grezza, frutta e verdura non lavate, piatti e mani sporchi. Malattie come il colera, la febbre tifoide, la dissenteria sono accompagnate da disturbi dei movimenti intestinali, dolori addominali e febbre.

3. Descrivere la struttura della cellula batterica. Perché pensi che il DNA dei batteri non formi un complesso con le proteine?

La cellula è circondata da una membrana della struttura normale, al di fuori della quale si trova la parete cellulare. Nella parte centrale del citoplasma è presente una molecola di DNA circolare, non delimitata da una membrana dal resto del citoplasma. L'area della cellula che contiene il materiale genetico è chiamata nucleoide (dal latino nucleo - il nucleo e dal greco eidos - la specie). Oltre al principale "cromosoma" circolare, i batteri di solito contengono diverse piccole molecole di DNA sotto forma di piccoli anelli poco distanziati, i cosiddetti plasmidi, che sono coinvolti nello scambio di materiale genetico tra i batteri. Nelle cellule batteriche, non ci sono organelli di membrana caratteristici degli eucarioti (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, plastidi, lisosomi). Le funzioni di questi organelli sono svolte da invaginazioni della membrana cellulare. Gli organelli essenziali che forniscono la sintesi proteica nelle cellule batteriche sono i ribosomi. Sulla parte superiore della parete cellulare, molti batteri secernono muco, formando una sorta di capsula che protegge ulteriormente il batterio dalle influenze esterne.

Gli istoni proteici, che formano complessi nelle cellule eucariotiche, svolgono principalmente la funzione di impacchettamento per una disposizione compatta nel nucleo e in una cellula procariotica non c'è involucro nucleare, quindi le proteine ​​non sono necessarie.

4. Come crescono i batteri?

I batteri si moltiplicano semplicemente dividendo in due. Dopo la duplicazione del DNA circolare, la cellula si allunga e in essa si forma un setto trasversale. Successivamente, le cellule figlie divergono o rimangono legate in gruppi.

5. Qual è l'essenza del processo di sporulazione nei batteri? Confronta le spore di piante e funghi. Quali sono le loro somiglianze e differenze fondamentali?

Molti procarioti sono in grado di sporulazione (Fig. 40). Le controversie sorgono, di regola, in condizioni sfavorevoli e sono cellule con un tasso metabolico nettamente ridotto. Le spore sono ricoperte da un guscio protettivo, rimangono vitali per centinaia e persino migliaia di anni e resistono a sbalzi di temperatura da –243 a 140 ° . Quando arrivano le condizioni favorevoli, le spore "germinano" e danno origine a una nuova cellula batterica. Quindi, la sporulazione nei procarioti è uno stadio

ciclo di vita, garantendo l'esperienza di condizioni ambientali avverse. Inoltre, in uno stato di spore, i microrganismi possono facilmente diffondersi con il vento e altri metodi.

Pensare! Ricordare!

1. Immagina cosa accadrebbe se tutti i batteri sulla Terra scomparissero.

I batteri svolgono un ruolo enorme nell'esistenza della moderna biosfera. Molti di loro causano processi di decadimento e fermentazione. Esistono procarioti che vivono in simbiosi con altri organismi, come i batteri noduli sulle radici dei legumi. Pertanto, la stabilità degli ecosistemi e la circolazione globale di elementi e composti chimici in natura saranno interrotti, i processi di decadimento e altri importanti processi degli ecosistemi si fermeranno.

2. Da quanto tempo le persone usano i microrganismi?

Per la prima volta vidi i batteri al microscopio e li descrissi nel 1683 dal naturalista olandese A. Leeuwenhoek. La dimensione dei batteri varia da 1 a 15 micron. Una singola cellula batterica può essere vista solo con un microscopio abbastanza sofisticato, motivo per cui vengono chiamati microrganismi. I microrganismi sotto forma di fermenti per la preparazione della birra e del vino furono volutamente usati a Babilonia (4mila anni fa) e tra i Sumeri (più di 5mila anni fa). Ora le persone usano già centinaia di tipi di microrganismi e questo numero è in crescita. Ma un salto di qualità nel loro uso avvenne, probabilmente 20-30 anni fa, quando furono compresi molti meccanismi genetici di regolazione dei processi biochimici che avvengono nei microrganismi, e la loro stessa genetica divenne la stessa scienza rigorosa di prima della genetica degli eucarioti superiori. In tutti questi anni, non c'è stato solo un aumento della nostra conoscenza dei microrganismi, ma anche un miglioramento della tecnologia del loro uso per scopi pratici. Tutto ciò è servito come base per la creazione dell'industria microbiologica, un ramo importante e indipendente della produzione moderna.

3. Qual è l'essenza dei processi di pastorizzazione e sterilizzazione come misura per combattere i batteri?

Pastorizzazione - trattamento termico del latte a temperature inferiori al suo punto di ebollizione, effettuato per neutralizzare il latte in senso microbiologico, inattivare gli enzimi, conferire un certo sapore e odore al latte. La pastorizzazione del latte indebolisce o elimina alcuni difetti di gusto e odore del latte e, in combinazione con il raffreddamento e il riempimento asettico, esclude la contaminazione secondaria da microrganismi, previene il deterioramento del prodotto durante lo stoccaggio. La possibile contaminazione batterica durante la lavorazione tecnologica del latte è chiaramente visibile. Le temperature critiche di morte dei microrganismi patogeni sono inferiori a quelle dell'acido lattico, in particolare dei batteri termofili; i più resistenti sono i batteri della tubercolosi. Anche le temperature di degradazione degli enzimi sono diverse. Quindi, la fosfatasi viene inattivata a 72-74 ° C, lipasi nativa - a 74-80 ° C, lipasi batterica - a 85-90 ° C.

Sterilizzazione - trattamento termico del latte a temperature superiori a 100 ° C. Allo stesso tempo, tutti i tipi di microrganismi vegetativi, le loro spore vengono completamente distrutte, gli enzimi vengono inattivati. Nell'industria casearia vengono utilizzati i seguenti tipi di sterilizzazione: sterilizzazione in contenitori a una temperatura di 115-120 ° C con un tempo di esposizione di 30 e 20 minuti; trattamento con temperature ultra elevate (trattamento UHT o ultrapastorizzazione) ad una temperatura entro 140°C con tempo di mantenimento di 2 s.

Gli antibiotici sono farmaci usati per trattare infezioni e malattie batteriche.

6. Organizzare e condurre ricerche sui microrganismi nei prodotti naturali (crauti, prodotti a base di latte fermentato, kombucha, pasta lievitata).

Il latte è un liquido nutriente prodotto dalle ghiandole mammarie delle femmine di mammifero, è un sistema polidisperso multicomponente in cui tutte le sostanze costituenti sono in uno stato finemente disperso, che fornisce al latte una consistenza liquida, comprende: acqua, grasso del latte, proteine , caseina, zucchero del latte, lattosio, minerali, vitamine, pigmenti, ormoni, gas (anidride carbonica, azoto, ossigeno, ammoniaca) e altri componenti. Per l'esperimento, devi prendere latte fresco pastorizzato e latte stantio (24 ore a temperatura ambiente).

Progresso:

1. Immergere l'ansa microbiologica nel campione di latte fresco, agitare leggermente.

2. Distribuire il contenuto dell'ansa in una capsula di Petri (con mezzo di agar-agar preparato) e distribuire il campione su tutta la superficie con strisce.

3. Chiudere il coperchio della tazza.

4. Fai lo stesso con il latte stantio e un'altra capsula di Petri.

5. Tutti i campioni (puoi fare diverse tazze), mettili in un termostato a una temperatura di 350 ° C per tre giorni.

6. Le coppe devono essere capovolte per evitare l'ingresso di condensa sui campioni.

7. Dopo l'incubazione dei batteri, le tazze possono essere riposte in frigorifero, precedentemente legate con del nastro adesivo.

8. Preparare un campione di tampone.

9. Metti 1-2 gocce su un vetrino

10. Accendere l'anello, toccare leggermente la colonia di batteri nella capsula di Petri

11. Trasferire le cellule su un vetrino e mescolare leggermente la goccia con un'ansa.

12. Spalmare le cellule sotto forma di un film sottile.

13. Asciugare il vetro con il campione, è possibile sopra la fiamma di una lampada ad alcool, con molta attenzione - non surriscaldare!

14. Esaminare la micropreparazione preparata al microscopio

15. Fai un disegno.

16. Trai conclusioni.

A causa dell'attività vitale dei microbi del suolo, la maggior parte dei quali sono decompositori, la decomposizione e la mineralizzazione dei rifiuti animali e vegetali avviene con la formazione di sostanze umiche, il processo di autopulizia del suolo dagli xenobiotici che vi entrano a causa dell'attività umana attività (pesticidi, prodotti petroliferi, sostanze nitroaromatiche, materie plastiche, polietilene, ecc.) ecc.). Con l'aiuto dei microrganismi del suolo, viene eseguito il ciclo biologico di molti elementi minerali (carbonio, ossigeno, zolfo, azoto, fosforo, ferro e manganese).

I microbi mantengono la composizione dell'azoto nel terreno ad un certo livello. A causa delle perdite irregolari (dilavamento da parte dell'acqua, volatilizzazione nell'atmosfera), il contenuto di azoto nel suolo sarebbe notevolmente ridotto se i microbi non restituissero costantemente al suolo l'azoto molecolare atmosferico come risultato del processo di fissazione dell'azoto.

La decomposizione dei residui organici e la sintesi di nuovi composti che compongono il suolo avvengono sotto l'influenza di enzimi secreti da varie associazioni di microrganismi. Né i minerali né i prodotti organici da soli vengono trasformati in una forma assorbibile per le piante. Questa funzione è svolta dagli abitanti del suolo e principalmente dai microrganismi. Le associazioni microbiche non solo decompongono i residui organici in composti organici e minerali più semplici, ma partecipano anche attivamente alla sintesi di composti ad alto peso molecolare - gli acidi dell'humus, che formano un apporto di nutrienti nel terreno.

Il segno principale del processo di formazione del suolo è la formazione di humus. L'humus è un gruppo di composti ad alto peso molecolare, la cui natura chimica non è stata ancora determinata con precisione. Esistono quattro gruppi di composti: acidi umici, humins, acidi fulvici e acidi himatomelanici. I microrganismi del suolo svolgono un ruolo importante nella formazione dell'humus. Da un lato, i microrganismi decompongono vari residui, principalmente di origine vegetale, formando i componenti strutturali delle sostanze umiche. Inoltre, loro stessi, nel processo della loro attività vitale, secernono sostanze che sono i componenti strutturali dell'humus. Muorendosi, i microrganismi forniscono una grande quantità di materia organica al suolo, il che contribuisce in modo significativo alla formazione dell'humus.

Tutti gli abitanti viventi del suolo possono essere attribuiti a tre regni (non nucleare - Acaryotae; prenucleare - Procariota; nucleare - Eucariota) e cinque regni: virus, batteri, funghi, piante e animali.

I batteri del suolo formano tre classi principali (A. N. Krasilnikov): Actinomycetae, Eubacteriae e Myxobacteriae, che includono microrganismi di varie forme e funzioni.

Gli organismi microscopici del suolo hanno molte funzioni diverse. Ad esempio, in condizioni anaerobiche, fermentano attivamente composti organici complessi, convertendoli in semplici composti molecolari facilmente assimilabili dalle piante. I microbi antagonisti sono di grande importanza per aumentare la produttività delle piante e migliorare la fertilità del suolo. Questo è un gruppo speciale di batteri, funghi, lieviti e altri microrganismi che produce varie sostanze biologicamente attive (BAS), principalmente sostanze antibiotiche che sopprimono la crescita e lo sviluppo della microflora patogena.

I microrganismi nel suolo formano una biocenosi complessa, in cui i loro vari gruppi sono in relazioni complesse tra loro. Alcuni di loro coesistono con successo, mentre altri sono antagonisti. Lo scopo della tecnologia EM è creare condizioni ottimali per lo sviluppo della microflora benefica che porti al miglioramento del suolo, aumentando la sua fertilità e la resa delle colture coltivate.

I microrganismi sono anche coinvolti nei cambiamenti nella struttura e nella composizione chimica della frazione organica del suolo. Quindi, tutti i processi di formazione di nuove sostanze e mineralizzazione biologica sono dovuti a una lunga catena di reazioni sequenziali e strettamente intrecciate effettuate da microrganismi. In questo caso gli elementi minerali possono passare da uno stato ossidato ad uno ridotto e viceversa. Alcune delle sostanze sono coinvolte nella composizione delle sostanze di riserva del suolo: gli acidi umici.

Le reazioni biologiche sono generalmente reversibili. Di regola, formano catene di processi biologici ripetitivi. Le relazioni tra i diversi gruppi fisiologici di microrganismi in diversi tipi di suolo ea seconda del carico antropico non sono le stesse e possono cambiare rapidamente sotto l'influenza di vari fattori, che possono servire come diagnosi dello stato del suolo. Come risultato del carico antropico sui suoli in relazione al loro uso economico, le condizioni dell'habitat dei microrganismi cambiano e, di conseguenza, cambia il rapporto tra i principali gruppi fisiologici di microrganismi.

Insieme a forme benefiche di microrganismi, ce ne sono anche di dannosi, che riducono l'apporto di sostanze nutritive, distruggono l'azoto nel terreno o influiscono sull'apparato radicale.

L'attività di sviluppo dei microrganismi dipende principalmente dalla presenza di residui organici nel suolo, dalla temperatura e dall'umidità del suolo, dalla disponibilità di ossigeno nell'aria e da altri fattori.

Non tutti i terreni contengono grandi quantità di microrganismi. In alcuni terreni il numero di microbi è talmente trascurabile che per aumentare la resa si deve ricorrere ai cosiddetti fertilizzanti batterici, che comprendono azotobatteri, fosforobatteri e batteri silicati. L'azotobatterio, sviluppandosi nella zona dell'apparato radicale, estrae l'azoto dall'aria e ne arricchisce il suolo. I batteri contenuti nel fosforobatterino favoriscono l'assimilazione del fosforo dal terreno, che si presenta in forme difficilmente solubili per la nutrizione delle piante. Infine, i batteri silicati favoriscono un migliore assorbimento del potassio dal terreno.

Tenendo conto dell'enorme ruolo dei microrganismi nella nutrizione delle piante, è necessario creare artificialmente condizioni nel suolo che ne favoriscano la riproduzione e, di conseguenza, aumentino la fertilità del suolo.

I fattori sopra descritti, che determinano le condizioni climatiche e pedologiche in cui si sviluppa la pianta della vite, agiscono non in modo indipendente, ma nel complesso generale. L'esclusione di almeno un fattore dall'insieme generale di fattori viola le condizioni per la normale crescita, sviluppo di ^ e fruttificazione dell'uva. Pertanto, quando si sviluppa un sistema di attività agricole, è necessario tenere conto dell'intera somma dei fattori nella loro interconnessione e interdipendenza.

Per la normale nutrizione delle piante sono necessari non solo acqua, nutrienti minerali e anidride carbonica, ma anche determinate condizioni di temperatura, luce e aria. Il processo di nutrizione minerale delle piante, come è noto, è indissolubilmente legato all'attività dei microrganismi del suolo. L'attività dei microrganismi del suolo, a sua volta, è associata alla presenza di sostanza organica nel suolo, al regime aria-acqua e di temperatura del suolo e allo sviluppo delle piante da frutto.