Основы микро биологии и биотехнологии. Факторы влияющие на жизнедеятельность микроорганизмов. Физические факторы

Внутриклеточная вода может быть в четырех состояниях:  при влажности среды выше 20% вода целиком заполняет клетку и функционирует как непрерывная среда. При такой влажности все биохимические реакции протекают нормально; при влажности ниже 20% вода с коллоидами клетки образует гель и ферментативные процессы затруднены; при влажности 5-10% вода располагается по отдельным участкам клетки, но обмен молекулами воды между участками ещё возможен; ферментативные реакции практически отсутствуют; при влажности ниже 5% вода строго локлизована и изолирована по отдельным структурам клетки. При обезвоживании микробной биомассы вода, перемещается внутри клетки от центральной части к периферии. Вместе с водой перемещаются и растворенные в ней вещества. При этому клетки, прилегающие к мембране, насыщаются углеводами, витаминами. Осмотическое давление Осмотическое давление среды определяется концентрацией растворённых в ней веществ. От величины осмотического давления раствора зависит активность воды и поступление её в клетку: для дистиллированной воды чем выше осмотическое давление, тем ниже активность воды и она менее доступна клетке. Из растворов где осмотическое давление выше, чем в клетке, микроорганизмы не могут потреблять воду. Известны микроорганизмы, которые нормально развиваются при высоком осмотическом давлении. Температура. Жизнедеятельность каждого организма имеет определённые температурные границы. В зависимости от значения и продолжительности действия температуры может регулировать рост, вызывать гибель бактериальной клетки. В зависимости от отношения к той или иной температуре все микроорганизмы делятся на 3 группы: психрофилы, мезофиллы, термофилы.

Для психрофилов оптимальной температурой развития является 15-20°С (большинство светящихся бактерий). К мезофиллам, имеющим температурный оптимум 28-37°С сапрофитные и патогенные бактерии). Термофилы 50-60 °С (споровые и не споровые бактерии). Отрицательное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов оказывает низкая, и высокая температура.Низкая температура вызывает бактериостатический эффект, проявляющийся в прекращении роста и размножения бактерий. Высокая температура наиболее губительна для микроорганизмов, так как она вызывает свёртывание белка, а следовательно нарушается проницаемость клеточной стенки, снижается активность ферментов; расстраивается слаженность всех биохимических процессов. Лучистая энергия. Видимый свет оказывает благоприятное действие на развитие только небольшой группы микроорганизмов. Рассеянный свет, хотя и не оказывает губительного действия, значительно задерживает размножение.

Действие ультрафиолетовых лучей может быть летальным или вызывающим наследственные изменения. Эффект зависит от природы микроорганизма, от дозы облучения. Действие ионизирующей радиации менее специфично, чем ультрафиолета, хотя также оказывает влияние на нуклеиновые кислоты и вызывает либо летальный, либо мутагенный эффект.Ультразвук- это высокочастотные колебания звуковых волн более 20 кГц. Ультразвук может вызывать разрывы клеток и клеточных структур, поражение внутриклеточных элементов, морфологические, функциональные и физико-коллоидные изменения. Разностороннее проявление биологического действия ультразвука определяется частотой колебаний, интенсивностью и длительностью его воздействия, и индивидуальными особенностями, физиологическими состояниями организма. Молодые, физиологически активные клетки наиболее чувствительны к действию ультразвука.Механизм бактерицидного действия ультразвуковых волн объясняется кавитационно-механической и электрохимической теориями.

Химические факторы Реакция среды. Различные микроорганизмы имеют свою оптимальную зону рН, в пределах которой они могут развиваться. Реакция среды оказывает влияние на жизнедеятельность клеток, на образование и активность ферментов. От концентрации водородных ионов зависит поступление питательных