Każdego dnia wokół nas koncentruje się duża liczba mikroorganizmów, czego nie zauważamy, ponieważ rozmiar mikrobów jest tak mały, że można je zobaczyć tylko pod mikroskopem. Mimo to w ich komórkach zachodzą procesy odżywiania, oddychania, wydalania i rozmnażania charakterystyczne dla żywych organizmów.
Najpopularniejsze typy mikroorganizmów
Wszystkie mikroorganizmy można podzielić na kilka typów, które są pogrupowane według wspólnych cech struktury, stylu życia i odżywiania:
- Bakterie. Są to mikroorganizmy, które w przeważającej mierze mają jednokomórkowe ciało, którego wielkość nie przekracza kilkudziesięciu mikronów. Wszystkie bakterie są podzielone na trzy typy: kuliste, w kształcie pręcika i zawiłe.
- Wirusy. Mikroby te nie mają struktury komórkowej, ich wymiary ciała mierzone są w nanometrach, więc wirusy można zobaczyć tylko pod silnym mikroskopem. Ciało wirusa składa się z białka i kwasu nukleinowego. Bakteriofagi to wirusy bakteryjne, mikrofagi to wirusy grzybowe.
- Grzyby. TeMikroorganizmy nie wykorzystują procesu fotosyntezy do przekształcania substancji nieorganicznych w substancje organiczne, dlatego potrzebują gotowej żywności, którą otrzymują z różnych substratów. Grzyby mogą kolonizować rośliny, zwierzęta, ludzi, powodując choroby.
- Drożdże. Ciało tych mikroorganizmów najczęściej ma zaokrąglony kształt, struktura w większości przypadków jest jednokomórkowa. Drożdże dzielą się przez pączkowanie, mogą znajdować się w glebie, na żywności, w odpadach produkcyjnych.
Fizjologia mikroorganizmów
Mikroorganizmy, podobnie jak inne żywe organizmy, również potrzebują pożywienia i oddychania. Rosną, rozmnażają się, wydalają produkty rozpadu i ostatecznie umierają. Cechy żywienia drobnoustrojów - to specyfika pozyskiwania niezbędnych substancji do wzrostu i rozmnażania, związana ze strukturą drobnoustroju.
Procesy fizjologiczne drobnoustrojów mają pewne cechy:
- drobnoustroje mogą rozwijać się w środowisku tlenowym i beztlenowym;
- większość drobnoustrojów może przetrwać nawet w najtrudniejszych warunkach środowiskowych;
- mikroby mają zdolność szybkiego dostosowywania się do zmieniających się warunków.
Oddychanie i odżywianie mikroorganizmów to niezbędne procesy, które zapewniają wzrost i rozwój drobnoustrojów.
Jak oni jedzą?
Sposób żywienia określonej grupy mikroorganizmów zależy od ich cech strukturalnych. Mikrobiologia to nauka o życiu drobnoustrojów. Odżywianie mikrobiologiczne możeodbywać się na różne sposoby. Niektóre drobnoustroje wykorzystują materię nieorganiczną, wodę i tlen do tworzenia materii organicznej do odżywiania. Inne drobnoustroje żywią się gotową materią organiczną znajdującą się w środowisku.
Istnieje kilka rodzajów mechanizmów żywienia mikrobiologicznego:
- Pasywna dyfuzja. Substancje odżywcze dostają się do komórki ze względu na różnicę w stężeniu substancji po obu stronach błony cytoplazmatycznej.
- Rozproszenie w obliczu. Proces ten zachodzi, gdy stężenie substancji na zewnątrz komórki jest wyższe niż stężenie substancji w jej wnętrzu. Przenoszenie substancji odbywa się za pomocą specjalnych białek, które wiążą cząsteczkę substancji i przenoszą ją do cytoplazmy.
- Aktywny transfer. Stosowany jest przy bardzo niskich stężeniach podłoża w środowisku zewnętrznym. Dokonują tego wszystkie te same białka, tylko w tym przypadku procesowi transferu towarzyszy zużycie energii.
- Translokacja rodników. Tej metodzie przenoszenia substancji towarzyszy rozszczepienie cząsteczki substancji na składniki. Transfer jest realizowany przez białka permeazy.
Rodzaje mikroorganizmów według żywienia
Dla aktywnego wzrostu i reprodukcji mikroorganizmy potrzebują stałego odżywiania. W zależności od rodzaju odżywiania się drobnoustrojów można wyróżnić następującą klasyfikację grup drobnoustrojów:
- Autotrofy. Bakterie tego gatunku wytwarzają substancje organiczne z nieorganicznych poprzez wykorzystanie zasobów zewnętrznych. Aminoautotrofy wykorzystują cząsteczki azotu z powietrza, fototrofy- energia słoneczna. Chemotrofy pozyskują energię poprzez utlenianie materii organicznej.
- Heterotrofy. Nie wytwarzają samodzielnie substancji organicznych, ale pobierają gotową żywność ze środowiska. Aminoheterotrofy zużywają azot z materii organicznej. Saprofity otrzymują materię organiczną z martwych organizmów, podczas gdy pasożyty przystosowują się do życia na żywych organizmach.
- Miksotrofy. Organizmy te są w stanie wykorzystać różne sposoby pozyskiwania substancji organicznych.
Oddychanie mikroorganizmów
W procesie oddychania zachodzą reakcje redoks, w wyniku których powstaje kwas adenozynotrójfosforowy (ATP), który gromadzi energię chemiczną. Substancjami utlenionymi mogą być alkohole, glukoza, kwasy organiczne, tłuszcze.
Według rodzaju oddychania wszystkie mikroorganizmy są podzielone na dwie grupy:
- Aeroby. Mikroby należące do tej grupy mogą istnieć tylko w obecności tlenu cząsteczkowego, którego używają w reakcjach utleniania.
- Beztlenowce. Mogą rosnąć i rozmnażać się tylko w środowisku beztlenowym, ponieważ proces tworzenia ATP zachodzi poprzez fosforylację substratu.
- Beztlenowce fakultatywne. Te mikroorganizmy mogą wykorzystywać obie metody utleniania złożonych substancji organicznych, dzięki czemu mogą rosnąć i namnażać się zarówno w środowisku tlenowym, jak i beztlenowym.
- Mikroaerofile. Korzystnym środowiskiem dla takich drobnoustrojów jest środowisko o obniżonym ciśnieniu tlenu.
- Kapnofilowemikroorganizmy. Aktywnie rosną i rozmnażają się przy zwiększonej zawartości dwutlenku węgla w powietrzu.
Dogodne warunki dla wzrostu i rozmnażania mikroorganizmów
Aktywny wzrost mikroorganizmów jest możliwy tylko wtedy, gdy istnieje dla nich niezbędna pożywka. Przy stałym dopływie niezbędnych substancji komórki zaczną się aktywnie dzielić, drobnoustroje będą się namnażać i zwiększać liczbę swoich kolonii.
Temperatura otoczenia nie powinna być niższa niż +6 stopni Celsjusza, najlepsze warunki to ciepłe środowisko (+23 … +27 ° С). Bakterie z tlenowym typem oddychania potrzebują stałego zaopatrzenia w tlen cząsteczkowy, beztlenowce, przeciwnie, tlen jest przeciwwskazany.
Wykorzystanie mikroorganizmów
Niektóre kolonie bakterii, grzybów i drożdży są wykorzystywane do organizowania oczyszczalni ścieków. Bakterie są w stanie przetwarzać odpady w trakcie swojego życia, organizując przyjazny dla środowiska sposób na pozbycie się dużej ilości odpadów produkcyjnych.
Proces oczyszczania opiera się na zdolności pewnych rodzajów bakterii do dostosowania się do składu wprowadzanych ścieków. Te grupy mikroorganizmów, dla których pożywka jest odpowiednia, rosną i aktywnie się rozmnażają. Następuje aktywny podział złożonych substancji na prostsze.
Człowiek jest źródłem pożywienia dla mikroorganizmów
Nie wszystkie mikroorganizmy przynoszą korzyści ludzkości. Wiele z nichprzystosować się do życia w ludzkim ciele, wywierając działanie pasożytnicze, powodując poważne choroby.
Pasożyty to organizmy żyjące wewnątrz lub na powierzchni innego żywego organizmu i żywiące się nim. Pasożyty, które dostają się do organizmu człowieka, powodują znaczne szkody w jego zdrowiu. W niektórych przypadkach dochodzi do śmierci.
Niektóre bakterie, dostając się do układu pokarmowego, mogą zaburzyć normalną mikroflorę przewodu pokarmowego i doprowadzić do całkowitego załamania mechanizmu przetwarzania i rozpadu składników odżywczych. Wirusy są czynnikami wywołującymi choroby, które dana osoba bardzo toleruje. Grzyby to pasożyty, które mogą umieszczać swoje kolonie na skórze, płytkach paznokciowych, powodując zniszczenie tkanek.
Mikroorganizmom pasożytniczym łatwiej będzie organizować swoją aktywność życiową w organizmie osoby osłabionej, której odporność nie jest w stanie zwalczyć patogennej mikroflory.
Zamykanie
Aby wiedzieć, jak używać mikroorganizmów lub jak sobie z nimi radzić, musisz zrozumieć zasadę ich procesów fizjologicznych. Jeśli stworzysz dla nich wszystkie warunki do pojawienia się odpowiedniego środowiska, drobnoustroje będą aktywnie żywić się i rozmnażać. Zarazki można zabić, ale proces ten trwa dość długo.
