Имеются микроорганизмы, которые лучше растут при значениях рН выше 8. Их называют алкалофильными. Примером являются бактерии рода Bacillus, разлагающие мочевину с образованием аммиака, уробактерии и многие цианобактерии. Экстремальные алкалофилы имеют оптимум роста при рН 10 и выше.
Жизнедеятельность микроорганизмов часто может приводить к изменению рН среды. Так, к подкислению среды ведут окисление сульфидов до серной кислоты тионовыми бактериями, процессы нитрификации, многие брожения. К подщелачиванию среды приводят дезаминирование белков и аминокислот аммонификаторами, разложение мочевины уробактериями, а также фотоассимиляция СО2.
Биохимическая адаптация микроорганизмов к экстремальным значениям рН. С одной стороны, концентрация ионов водорода непосредственно влияет на клетку, ее электрический заряд, состояние мембраны, возможность протекания окислительно-восстановительных реакций. С другой стороны, значения рН в среде, косвенно определяя ионное состояние металлов, влияют на их доступность и токсичность для микроорганизмов.
Независимо от рН окружающей среды внутриклеточное значение рН поддерживается близко к нейтральному даже у ацидо- и алкалофилов, что достигается прежде всего работой протонной и натриевой помп. Внеклеточные белки экстремальных ацидофилов отличаются высокой стабильностью по отношению к кислотам и катализируют реакции в кислой среде, тогда как их внутриклеточные белки имеют нейтральный или слабокислый оптимум активности. При низких значениях рН клетки ацидофилов синтезируют шапероны, такие как белки теплового шока, которые, по-видимому, предотвращают кислотную денатурацию белков и способствуют рефолдингу денатурированных белков.
Белки экстремальных алкалофилов обладают большой алкалостабильностью, а также имеют оптимум активности при щелочных значениях рН.
Влияние разных видов излучений.Все живые организмы находятся под воздействием разных видов излучений. Эффекты, вызываемые облучением живых организмов, зависят от длины волны излучения и его дозы (произведение интенсивности на время). По мере того, как длина волны электромагнитного излучения уменьшается, энергия излучения возрастает. Солнечный свет является главным источником излучения на Земле. Он включает в себя видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а также радиоволны. Наиболее длинноволновые излучения (радиоволны) не вызывают биологического эффекта. Инфракрасные лучи проявляют тепловое действие на организм. Видимые лучи (380-750 nm) используются цианобактериями, водорослями и высшими растениями в процессе фотосинтеза. У пурпурных и зеленых бактерий фотосинтез происходит в более широком интервале длин волн (от 350 до 1100 нм). В этом же диапазоне свет действует на подвижность (фототаксис) бактерий и одноклеточных водорослей, на циклы развития, на синтез пигментов у фототрофных бактерий. Солнечный свет, используемый в реакциях фотосинтеза, служит основным источником энергии для подавляющего большинства экосистем на Земле. В целом жизнь на Земле поддерживается благодаря способности фототрофов улавливать световую энергию солнца.
Хотя видимый свет и необходим для жизни на Земле, при его высокой интенсивности он может повреждать клетки микроорганизмов. При абсорбции света фотосинтетические пигменты (такие как хлорофилл) переходят в возбужденное состояние. При передаче части энергии от находящихся в возбужденном состоянии пигментов на кислород может генерироваться так называемый синглетный кислород, который обладает высокой реакционной способностью и также относится к активным формам кислорода. Синглетный кислород является мощным окислительным агентом и может повреждать или даже убивать клетки микроорганизмов. Синглетный кислород играет важную роль при уничтожении фагоцитированных бактерий в процессе фагоцитоза.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.