Контрольная работа по "Микробиологии"

Контрольная работа по микробиологии.

Вариант 10.

                  № 11.

         Антагонизм. Его сущность. Конкретные примеры. Использование антагонистов в сельском хозяйстве.

         Ответ.

       Антагонизмом микроорганизмов называют угнетение роста, развития, размножения или иных проявлений жизнедеятельности одних микроорганизмов другими. Впервые был замечен Л. Пастером в 1877. Наиболее резко антагонизм проявляется среди актиномицетов, плесневых грибов, бактерий; наблюдается также среди дрожжей, водорослей и простейших. Чаще всего антагонисты действуют на конкурентов продуктами обмена веществ, в том числе антибиотиками, либо вытесняют их вследствие более интенсивного размножения или преимущественного потребления питательных веществ. Под влиянием антагонистов у микроорганизмов могут нарушаться отдельные звенья обмена веществ, например, дыхание, синтез аминокислот, процессы клеточного деления, нередко происходит лизис клеток и гибель микроорганизмов.

        Антагонизм бывает активным и пассивным.

        Активный антагонизм приводит к образованию антимикробных веществ.

        При пассивном антагонизме происходит подавление одних микроорганизмов другими путём изменения условий окружающей среды в сторону создания неблагоприятных условий для одной из групп микроорганизмов.

        Антагонизм бывает односторонним и двусторонним.

        При одностороннем антагонизме наблюдается подавление одного микроорганизма другим (при этом подавляющий микроб не реагирует на воздействие микроба-соперника).

        При двустороннем антагонизме имеет место взаимное угнетение микроорганизмов.

        Антагонисты оказывает большое влияние на плодородие почв. Обильно развиваясь в почве, полезные микробы-антагонисты задерживают развитие многих фитопатогенных бактерий и грибов и этим делают почву здоровой. Этого можно добиться введением в севооборот соответствующих растений, стимулирующих развитие и размножение в почве микробов-антагонистов.

        Для лечения растений также можно использовать микробов-антагонистов.

        На  каждый возбудитель болезни той  или иной болезни у растений  имеется свой микроб-антагонист. На грибах-паразитах нередко паразитируют другие грибы. Так, на мучнисторосяных грибах паразитирует пикнидиальный гриб Cicinnobolus cesati; на возбудителе бурой ржавчины пшеницы (Puccinia triricina) - также пикнидиальный гриб Darluca filum.

        Хороший эффект дают культуры микробов-антагонистов при обработке семян, заражённых фитапотогенном, или при внесении на поверхность вегетирующих растений, а также в заражённую почву. Микроб-антагонист, уничтожая вредителя, не причиняя вреда растению-хозяину. Вырабатываемые ими антибиотики проникают в ткани растений, повышая их устойчивость к возбудителям болезней.

           Исследования в этом направлении были начаты в СССР Я. П. Худяковым (1935), который выделил бактерии рода Pseudomonas, лизирующие мицелий фитопатогенных грибов Sclerotinia и Botrytis. Этих микробов-антагонистов успешно использовали в полевых опытах для борьбы с фузариозом пшеницы, льна и т. д. Культурой Pseudomonas бактеризовали семена растений.

           По исследованиям профессора Т. Д. Страхова, споры головни зерновых культур, попадая в почву, подвергаются воздействию почвенных антагонистов и быстро теряют жизнеспособность; таким образом, почва «самоочищается» от головни.

            Исследованиями многих ученых установлено также, что при корневых гнилях различных культур, вызываемых Fusarium, Helminthosporium, Rhizoctonia и другими грибами, ограничивающим фактором являются почвенные грибы -- антагонисты. К наиболее активным антагонистам относится гриб Trichoderma (из несовершенных грибов). В настоящее время в хозяйствах овощного направления в борьбе с корневыми гнилями используют биологический препарат «триходермин», предложенный ВИЗР (Н. С. Федоринчик).

             Успешно бороться с мучнистой росой крыжовника, вызываемой грибом Sphaerotheca mors-uvae, позволяет опрыскивание растений настоем навоза. Это стимулирует размножение микроорганизмов на поверхности растения. В составе эпифитной микрофлоры находятся бактерии-антагонисты мучнисто-росяных грибов (грибницу и плодовые тела которых они разрушают), которые после опрыскивания начинают размножаться.

             Внесение в почву культуры Trichoderma lignorum существенно уменьшает увядание хлопчатника, поражённого Verticillium albo atrum, грибные заболевания картофеля и других сельскохозяйственных культур. Рекомендуется вносить данную культуру, на основе которой создан препарат триходермин, при посеве растений.

           Культура Azotbacter chroococcum предупреждает заболевания сельскохозяйственных растений, вызываемые рядом грибов, например Alternaria.

           Микробы-антагонисты не только угнетают фитопаразитов в зоне корня, но и вырабатываемые ими антибиотики проникают в ткани растений, что повышает устойчивость последних к возбудителям болезней.

           Каждый антибиотик имеет характерный для него «спектр» действия, то есть подавляет развитие определённой группы микроорганизмов.

           Антибиотики различаются между собой характером их воздействия на микроорганизмы. Одни из них приостанавливают рост микробов или оказывают бактериостатическое действие, другие убивают микробные клетки, то есть действуют бактерицидно, третьи вызывают не только гибель, но и лизис (растворение) микробный клеток.

           Антибиотики убивают вредителя, а на растительный организм не влияют или, в некоторых случаях, дают стимулирующий эффект.

           Известны такие препараты, которые изготовлены на основе вырабатываемых микробами-антагонистами антибиотиков: триходермин, фитобактериомицин, гризин и другие.

           Накопление микробов-антагонистов в почве зависит от различных условий.

           Повышенная температура и влажность почвы, удобрения, особенно органические, хорошая обработка почвы и другие благоприятствуют развитию и накоплению антагонистов, а, следовательно, и ускоряют процесс самоочищения почвы.

           Накоплению антагонистов способствуют и пропашные культуры (кукуруза, картофель, кормовые бобы и др.), так как возделывание их требует обильных удобрений и междурядной обработки почвы, т. е. условий, необходимых для развития грибов-антагонистов.

                  

 

    № 30.

        Аммонификация белковых веществ. Микроорганизмы. Характеристика возбудителей. Химизм.

Ответ.

        Основным  органическим веществом клетки  является белок. Значительная  часть белков попадает в почву  с остатками отмерших растений, животных и микроорганизмов. При  разложении белков микроорганизмами  азот освобождается в виде  аммиака. Этот процесс называется аммонификацией, или минерализацией азота.

         Белки могут разлагаться аэробными  и анаэробными бактериями, актиномицетами, грибами. Особенно активны в  этом отношении представители  семейства Pseudomonadaceae рода Pseudomonas ( Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa ), семейства Bacillaceae рода Bacillus ( Bacillus mycoides, Bacillus cereus, Bacillus subtilis ) и рода Clostridium ( Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus ), семейства Enterobacteriaceae рода Proteus ( Proteus vulgaris ) и другие.

          В состав белков обычно входит 20 α-аминокислот. Аминокислоты в полимерной цепи белка располагаются таким образом, что конец одной аминокислоты связан с началом другой пептидной связью. Такие полимерные молекулы, называемые полипептидными цепями, могут содержать сотни аминокислотных звеньев, а белковая молекула состоит либо из одной, либо из нескольких полипептидных цепей. По составу белки подразделяют на простые и сложные. Простые белки при гидролизе дают только аминокислоты, а сложные белки – также и другие органические и неорганические продукты. Небелковую часть ( не имеющую аминокислоты ) молекулы сложного белка называют его простетической группой. К сложным белкам относят нуклеопротеиды, липопротеиды, металлопротеиды и гликопротеиды.

         Молекулы белков и большенства пептидов расщепляются не ферментами микроорганизмов, так как они не проходят через цитоплазматическую мембрану. Клетки микроорганизмов выделяют в окружающую среду, протеолитические ферменты ( протеазы ), которые осуществляют гидролиз ряда пептидных связей в молекулах белков. В результате этого гидролиза образуются полипептиды и олигопептиды, которые в клетках микробов и разрушаются протеолитическими  ферментами ( пептидазами ) до свободных аминокислот. Образовавшиеся аминокислоты идут на синтез белков клетки или подвергаются дальнейшему расщеплению.

           Пути внутриклеточного или внеклеточного  расщепления аминокислот различны. Возможны следующие процессы :

а) дезаминирование , происходящее путём отщепления аммиака:

R·CH₂ CHNH₂·COOH → R·CH=CH COOH + NH₃

             б) окислительное дезаминирование :

 

                            R·CHNH₂ COOH + ½ O₂ → R·CO· COOH + NH₃

              в) восстановительное дезаминирование :

 

                    R·CHNH₂·COOH + 2H₂ → R· CH₂ COOH + NH₃

               г) декарбоксилирование:

                            R·CHNH₂·COOH →  R·CH₂NH₂ + CO₂

           Образовавшиеся из белков аминокислоты минерализуются с различной скоростью.

           После дезаминирования углеродный остаток подвергается воздействию микробов в аэробных и анаэробных условиях с образованием CO₂ и различных органических соединений.

           При аэробном распаде белка  основные конечные продукты этого  процесса: CO₂, аммиак, сульфаты и вода.

           В анаэробных условиях при распаде белка образуется аммиак, амины, CO₂, органические кислоты ( жирные и араматические – бензойная, ферулиновая и другие ), меркаптаны, а также индол, скатол и сероводород.

           При анаэробном разрушении белков  могут образовываться токсические  соединения ( например, кадаверин ).

Накапливающиеся в анаэробных условиях в почве продукты разложения белков обладают фитотоксическими свойствами и нередко вызывают угнетение роста растений и снижение их урожайности.

 

 

№ 57.

Основные направления  исследований почвенной микробиологии.

Ответ.