Mik a baktériumok: a baktériumok típusai, osztályozásuk
A baktériumok apró mikroorganizmusok, amelyek évezredek óta léteznek. A mikrobákat nem lehet szabad szemmel látni, de nem szabad megfeledkezni a létezésükről. Hatalmas számú bacilus létezik. A mikrobiológia tudománya foglalkozik ezek osztályozásával, tanulmányozásával, fajtáival, szerkezeti jellemzőivel és élettanával.
A mikroorganizmusokat tevékenységüktől és funkcióiktól függően eltérően nevezik. Mikroszkóp alatt megfigyelheti, hogy ezek a kis lények hogyan lépnek kapcsolatba egymással. Az első mikroorganizmusok meglehetősen primitív formájúak voltak, de fontosságukat semmiképpen sem szabad alábecsülni. A bacilusok kezdettől fogva fejlődtek, kolóniákat hoztak létre, megpróbáltak túlélni a változó éghajlati viszonyok között. A különböző vibriók képesek aminosavak cseréjére annak érdekében, hogy ennek eredményeként normálisan növekedjenek és fejlődjenek.
Ma nehéz megmondani, hogy ezeknek a mikroorganizmusoknak hány faja van a földön (ez a szám meghaladja az egymilliót), de a leghíresebbek és nevük szinte minden ember számára ismerős. Nem számít, milyen mikrobákról van szó és hogyan hívják őket, mindegyiknek van egy előnye - kolóniákban élnek, így sokkal könnyebben alkalmazkodnak és túlélnek.
Először is nézzük meg, milyen mikroorganizmusok léteznek. A legegyszerűbb osztályozás jó és rossz. Más szóval, azok, amelyek károsak az emberi szervezetre, számos betegséget okoznak, és azok, amelyek jótékonyak. Ezután részletesen beszélünk arról, hogy melyek a fő hasznos baktériumok, és leírjuk őket.
A mikroorganizmusokat alakjuk, jellemzőik szerint is osztályozhatja. Valószínűleg sokan emlékeznek arra, hogy az iskolai tankönyvekben egy speciális táblázat volt a különféle mikroorganizmusok képével, mellette pedig a jelentésük és a természetben betöltött szerepük. Többféle baktérium létezik:
- cocci - kis golyók, amelyek láncra hasonlítanak, mivel egymás mögött helyezkednek el;
- rúd alakú;
- spirilla, spirocheták (tekervény alakúak);
- vibrios.
Különböző formájú baktériumok
Említettük már, hogy az egyik osztályozás a mikrobákat alakjuk szerint fajokra osztja.
A coli baktériumnak is van néhány jellemzője. Vannak például rúd alakú, hegyes pólusú, vastagított, lekerekített vagy egyenes végű. A rúd alakú mikrobák általában nagyon különbözőek, és mindig káoszban vannak, nem sorakoznak láncba (a streptobacillusok kivételével), nem kötődnek egymáshoz (kivéve a diplobacillusokat).
A gömb alakú mikroorganizmusokhoz a mikrobiológusok közé tartoznak a streptococcusok, a staphylococcusok, a diplococcusok és a gonococcusok. Lehetnek párok vagy hosszú golyóláncok.
Az ívelt bacillusok a spirilla, a spirocheták. Mindig aktívak, de nem termelnek spórákat. A Spirilla biztonságos emberek és állatok számára. Megkülönböztetheti a spirillát a spirochetáktól, ha odafigyel a fürtök számára, kevésbé csavarodnak, speciális flagellák vannak a végtagokon.
A patogén baktériumok típusai
Például a coccusnak nevezett mikroorganizmusok egy csoportja, részletesebben a streptococcusok és a staphylococcusok valódi gennyes betegségeket (furunculosis, streptococcus mandulagyulladás) okoznak.
Az anaerobok tökéletesen élnek és fejlődnek oxigén nélkül; bizonyos típusú mikroorganizmusok számára az oxigén általában halálossá válik. Az aerob mikrobáknak oxigénre van szükségük a túléléshez.
Az archaea szinte színtelen egysejtű szervezetek.
A kórokozó baktériumokat kerülni kell, mert fertőzéseket okoznak, a Gram-negatív mikroorganizmusok ellenállónak számítanak az antitestekkel szemben. Sok információ van a talajról, a rothadó mikroorganizmusokról, amelyek károsak, hasznosak.
Általánosságban elmondható, hogy a spirilla nem veszélyes, de egyes fajok sodokut okozhatnak.
A hasznos baktériumok fajtái
Még az iskolások is tudják, hogy a bacilusok hasznosak és károsak. Az emberek fülről ismernek néhány nevet (staphylococcus, streptococcus, pestisbacilus). Ezek olyan káros lények, amelyek nem csak a külső környezetbe, hanem az emberekbe is beleavatkoznak. Vannak mikroszkopikus bacilusok, amelyek ételmérgezést okoznak.
Mindenképpen tudjon hasznos információkat a tejsavról, az élelmiszerekről, a probiotikus mikroorganizmusokról. Például a probiotikumokat, más szóval jó szervezeteket gyakran használják gyógyászati célokra. Azt kérdezed: minek? Nem engedik a káros baktériumok elszaporodását az emberben, erősítik a bél védő funkcióit, jó hatással vannak az emberi immunrendszerre.
A bifidobaktériumok szintén nagyon jótékony hatással vannak a belekre. A tejsavvibriók körülbelül 25 fajt tartalmaznak. Az emberi szervezetben nagy mennyiségben vannak jelen, de nem veszélyesek. Éppen ellenkezőleg, megvédik a gyomor-bélrendszert a rothadó és más mikrobáktól.
Ha már a jókról beszélünk, nem szabad megemlíteni a streptomycetes hatalmas fajait. Ismerik azokat, akik kloramfenikolt, eritromicint és hasonló gyógyszereket szedtek.
Vannak mikroorganizmusok, mint például az Azotobacter. Hosszú évekig élnek a talajban, jótékony hatással vannak a talajra, serkentik a növények növekedését, megtisztítják a földet a nehézfémektől. Pótolhatatlanok az orvostudományban, a mezőgazdaságban, az orvostudományban, az élelmiszeriparban.
A bakteriális variabilitás típusai
A mikrobák természetüknél fogva nagyon ingatagok, gyorsan elpusztulnak, lehetnek spontánok, indukáltak. A baktériumok variabilitását nem részletezzük, hiszen ez az információ jobban érdekli azokat, akik érdeklődnek a mikrobiológia és annak minden ága iránt.
Baktériumok típusai szeptikus tartályokhoz
A magánházak lakói megértik, hogy sürgősen szükség van a szennyvíz és a szennyvíztisztításra. Manapság a lefolyók gyorsan és hatékonyan tisztíthatók a szeptikus tartályok speciális baktériumainak segítségével. Az ember számára ez óriási megkönnyebbülés, hiszen a csatornatisztítás nem kellemes dolog.
Már tisztáztuk, hogy hol alkalmazzák a biológiai szennyvízkezelési típust, most pedig beszéljünk magáról a rendszerről. A szeptikus tartályok baktériumait laboratóriumban termesztik, elpusztítják a lefolyók kellemetlen szagát, fertőtlenítik a vízelvezető kutakat, üregeket, csökkentik a szennyvíz mennyiségét. Háromféle baktériumot használnak szeptikus tartályokhoz:
- aerobic;
- anaerob;
- élő (bioaktivátorok).
Nagyon gyakran az emberek kombinált tisztítási módszereket alkalmaznak. Szigorúan kövesse a készítményre vonatkozó utasításokat, ügyeljen arra, hogy a vízszint hozzájáruljon a baktériumok normál túléléséhez. Ezenkívül ne felejtse el használni a lefolyót legalább kéthetente egyszer, hogy a baktériumoknak legyen mit enniük, különben elpusztulnak. Ne felejtse el, hogy a tisztítóporokból és folyadékokból származó klór elpusztítja a baktériumokat.
A legnépszerűbb baktériumok a Dr. Robik, a Septifos, a Waste Treat.
A vizeletben lévő baktériumok típusai
Elméletileg a vizeletben nem lehet baktérium, de különféle akciók és helyzetek után az apró mikroorganizmusok ott telepednek meg, ahol akarnak: a hüvelyben, az orrban, a vízben stb. Ha a baktériumokat a vizsgálatok során találták meg, ez azt jelenti, hogy a személy vese-, húgyhólyag- vagy húgycsőbetegségben szenved. A mikroorganizmusok több módon is bejutnak a vizeletbe. A kezelés előtt nagyon fontos kivizsgálni és pontosan meghatározni a baktériumok típusát és a bejutás útját. Ezt biológiai vizelettenyésztéssel lehet meghatározni, amikor a baktériumok kedvező élőhelyre kerülnek. Ezt követően ellenőrizzük a baktériumok reakcióját különböző antibiotikumokra.
Kívánjuk, hogy mindig egészséges maradjon. Vigyázz magadra, moss rendszeresen kezet, óvd szervezetedet a káros baktériumoktól!
amelyeknek nincs magjuk. A legtöbb baktérium heterotróf, de vannak autotrófok is. Osztódással szaporodnak. Kedvezőtlen körülmények esetén egyes baktériumok spórákat képeznek.
A baktériumokat csak mikroszkóppal lehet látni, ezért nevezik őket mikroorganizmusoknak. A mikroorganizmusokat a mikrobiológia tudománya tanulmányozza. A mikrobiológia baktériumokat vizsgáló ágát bakteriológiának nevezik.
A baktériumokat először Anthony van Leeuwen-hoek (1632-1723) holland természettudós látta és írta le. Megtanult üvegcsiszolni és lencséket készíteni. Leeuwenhoek több mint 400 mikroszkópot készített, és felfedezte a mikroszkopikus élőlények – baktériumok és protisták – világát.
Amikor a baktériumokról hallunk, gyakran a torok- vagy ínygyulladás jut eszünkbe, pedig a baktériumok csak kis hányada okoz betegséget. A legtöbb ilyen organizmus más fontos funkciókat is ellát.
Életünk első óráitól kezdve kapcsolatba lépünk a baktériumokkal. Sokan közülük folyamatosan az emberi bőr felszínén élnek. Még több van belőlük a fogakon, az ínyen, a nyelven és a szájüreg falán. Több baktérium van a szájban, mint ahány ember a Földön! De legnagyobb számuk a belekben él - akár 5 kg egy felnőttnél.
A baktériumok mindenhol megtalálhatók: vízben, talajban, levegőben, növényi szövetekben, állatok és emberek testében. Ott élnek, ahol elegendő táplálékot, nedvességet és kedvező hőmérsékletet (10-40 °C) találnak. Legtöbbjük oxigénre van szüksége. Vannak baktériumok is, amelyek meleg forrásokban (60-90 ° C hőmérsékletű), rendkívül sós víztározókban, vulkánok szellőzőnyílásaiban, az óceánok mélyén élnek, ahol a napfény nem hatol be. Még a leghidegebb régiókban (Antarktisz) és a magas hegycsúcsokon is élnek baktériumok.
Különböző helyeken különböző számú baktérium található. A legkevesebb közülük a levegőben van, főleg természetes körülmények között. És zsúfolt helyeken, például mozikban, pályaudvarokon, tantermekben sokkal többen vannak. Ezért nem szükséges a helyiségeket gyakran szellőztetni.
A folyók vizében, különösen a nagyvárosok közelében, sok baktérium lehet - akár több százezer 1 mm 3 -ben. Ezért nem ihat nyers vizet nyitott tározókból. A tengerek és óceánok vizében rengeteg baktérium található.
Még több baktérium található a talajban - akár 100 millió 1 g humuszra (termékeny talajrétegre).
A baktériumok nagyon kicsi szervezetek. A legnagyobb baktériumok fénymikroszkóp alatt láthatók.
A legkisebbek megismeréséhez elektronmikroszkóp szükséges (7. ábra).
Az otthonunkban és testünkben élő baktériumok többsége golyók, rudak és spirálok formájában van. A gömb alakú baktériumokat coccusnak, rúd alakú - bacilusnak, spirál alakú - spirillának nevezik (9. ábra). Egyes baktériumok láncokat alkotnak, amelyek egymáshoz közel helyezkednek el.
Tekintsük egy baktériumsejt szerkezetét a 10. ábrán. Tartalmaz egy citoplazmát, amelyet citoplazmatikus membrán vesz körül, és egy sejtmembránt (sejtfalat). A héj bizonyos formát ad a baktériumoknak, és védelmet nyújt a kedvezőtlen körülmények ellen.
Számos baktérium számára további védelmet nyújt a héj külső oldalán található nyálkahártya. A baktériumsejt felületét számos bolyhok borítják, amelyek a citoplazmatikus membrán üreges kinövései. Egyes baktériumoknak egy vagy több fonalas flagellája van.
A baktériumok közötti fő különbség a sejtmag hiánya, vagyis prokarióták.
Ezen az alapon külön királyságba emelik ki őket. A baktériumok maganyaga a bakteriális kromoszóma: örökletes információt hordoz.
A legtöbb baktérium heterotróf. Kész szerves anyagokat fogyasztanak. Élő és holt szervezetekből, emberi táplálékból, szennyvízből stb.
Szaprotrófok
Egyes heterotróf baktériumok holttestek szerves anyagait vagy élő szervezetek ürülékét használják fel. Ezek szaprotrófok (a görög sapros - rothadt és trophos - táplálkozásból).
Vannak autotróf baktériumok is. Képesek szervetlen anyagokból szerves anyagokat képezni (szén-dioxid, víz, kénhidrogén stb.). Az autotróf fotoszintetikus baktériumokban a sejtek bakteriális klorofillt tartalmaznak, melynek segítségével a napenergia hatására szerves anyagokat képeznek.
cianobaktériumok
A cianobaktériumok az autotróf baktériumok példái. Napfény hatására szén-dioxidból és vízből állítják elő saját táplálékukat. Ugyanakkor oxigén szabadul fel, gazdagítva vele a környezetet.
A baktériumok hasadással szaporodnak. Ugyanakkor egy anyasejtből két, az anyasejthez hasonló leánysejt képződik. Kedvező körülmények között (elegendő táplálkozás, páratartalom és 10-30 °C közötti hőmérséklet) a baktériumok 20-30 percenként osztódhatnak, így számuk nagyon gyorsan növekszik. anyag az oldalról
Ha táptalajon, kedvező körülmények között tenyészt (tenyészt) baktériumokat, azok nagyon gyorsan szaporodnak, és akár 4 milliárd sejtből álló telepeket alkotnak. Bizonyos fajok baktériumtelepei jellegzetes körvonalakkal és színnel rendelkeznek (8. ábra). A telepek típusa alapján megállapítható bizonyos baktériumok jelenléte egy adott anyagban.
Egyes baktériumok a flagellák segítségével mozognak. A flagellum alapja forog, és úgy tűnik, hogy belecsavarodott a környezetbe, biztosítva a baktériumok mozgását. A legtöbb baktérium passzívan mozog: egyesek légáramlatok segítségével, mások a víz áramlása mentén. Így terjednek.
Kedvezőtlen körülmények között (táplálékhiány, nedvesség, éles hőmérséklet-ingadozások esetén) a baktériumok spórákká alakulhatnak. A bakteriális kromoszóma közelében lévő citoplazma sűrűbbé válik. Nagyon erős héj képződik körülötte. Az így keletkezett spórák több száz évig létezhetnek (11. ábra).
Az állatok, beleértve az embereket is, menedékként szolgálnak számos mikroorganizmus és baktérium számára. Néhány ilyen apró lény olyan funkciókat lát el, mint az emésztés, míg mások halálos betegségek bűnöseivé válhatnak.
Martin Blaser, a New York-i Egyetem Orvostudományi Karának mikrobiológusa úgy definiálja a mikrobiomot, mint "az emberi testben élő, egymással és önmagukkal kölcsönhatásba lépő mikroorganizmusok összességét". Az emberi test egyes lakói, beleértve a baktériumokat, gombákat és különféle egyszerű egysejtű szervezeteket, csodálatos tulajdonságokat mutatnak. Íme 5 tény a bennünk lévő életről.
1. A szervezetben lévő mikrobák és baktériumok száma meghaladja az emberi szervezet sejtjeinek számát
Az emberi test szó szerint hemzseg a mikrobáktól: egyes jelentések szerint körülbelül tízszer több baktériumsejt van bennünk, mint testsejt. Ahogy Martin Blaser a LiveScience-nek adott interjújában kijelentette: „Természetesen senki nem fogja megszámolni, hány baktérium él egy emberben, a pontos szám nem számít, de egy dolog világos: sokkal több baktérium van, mint amennyi sejt állnak össze."
A "belső világunkban" élő baktériumok fejlődése az emberi evolúció során végig ment és a mai napig tart. Várhatóan 2013-ban befejeződik egy nagyszabású, 5 éves projekt az emberi mikrobiom katalogizálására és osztályozására – világszerte több száz tudós dolgozott rajta.
2. Az emberek baktériumok nélkül születnek
Ismerve azt a fontos szerepet, amelyet a mikroorganizmusok játszanak az élet fenntartásában, azt gondolhatnánk, hogy a baktériumok az emberrel együtt születnek. Azonban, mint kiderült, ez nem így van: Blazer szerint az emberek baktériumok nélkül születnek, és életük első néhány évében sajátítják el őket.
A baba az első "adagot" a mikrobákból az anya szülőcsatornáján keresztül kapja meg, de ha császármetszéssel született, akkor nem kapja meg ezt a mikroorganizmus-arányt, ami növelheti bizonyos típusú allergiák kialakulásának kockázatát, mivel valamint az elhízás.
A gyermek mikrobiomjának nagy része három éves korára kialakul - ez az összes testrendszer intenzív fejlődésének időszaka.
3. Egy baktérium jót és rosszat is tud tenni
Egyes mikrobák betegségeket okoznak, mások védekezhetnek ellenük, és néha ugyanaz a baktérium árthat és pozitív hatást fejthet ki.
Például a Helicobacter Pylori - egykor ezek a baktériumok széles körben elterjedtek, szinte minden ember testében éltek a Földön, de ma már csak az emberiség fele rendelkezik velük. Ezeknek a baktériumoknak a többsége nem okoz gondot „tulajdonosainak”, de bizonyos esetekben hozzájárulhatnak fájdalmas fekélyek kialakulásához az emésztőrendszerben (a Helicobacter Pylori gyomorhurut, gyomor- és nyombélgyulladásra gyakorolt hatásának vizsgálatához) fekélyek, Marshall Barry ausztrál orvos 2005-ben Nobel-díjat kapott).
A baktériumok negatív hatását antibiotikumokkal lehet legyőzni, de Blazer és munkatársai azt találták, hogy ennek a mikroorganizmusnak a hiánya reflux oesophagitist (a nyálkahártya károsodását), sőt a nyelőcsőrákot is okozhatja.
Így egyes baktériumok előnyösek és halálosak is lehetnek.
4. Az antibiotikumos kezelés asztmát és elhízást válthat ki
1928-ban Alexander Flemming feltalálta a penicillint, és ez óriási áttörést jelentett az orvostudományban. Az antibiotikumokat világszerte széles körben alkalmazzák a legkülönfélébb betegségek leküzdésére, de a legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy az antibiotikumok használata növelheti az asztma, a gyulladásos bélbetegség, sőt az elhízás kialakulásának kockázatát. Ráadásul a mikrobák megtanultak alkalmazkodni az antibiotikumokhoz: például a meticillinrezisztens Staphylococcus aureus olyan súlyos betegségeket okozhat, mint a tüdőgyulladás vagy a szepszis.
Természetesen van, amikor antibiotikumos kezelésre van szükség, de ahogy Martin Bleyser a LiveScience-nek elmondta, néha érdemes tartózkodni ezek alkalmazásától: egyes gyermekkori fül- vagy torokfertőzések maguktól is elmúlhatnak.
5. A probiotikumok nem olyan jók, mint gondolják.
A közelmúltban világszerte nagy őrület támadt a probiotikus (mikroorganizmusokból álló) étrend-kiegészítők iránt: sokan egy antibiotikumos kúra után szedik őket, azt hiszik, hogy így lesz egészségük. Mennyire indokolt a használatuk?
„Az antibiotikum-használat utáni mikroflóra helyreállításának teljes koncepciója jó” – mondja Bleyser. "De naivitás azt gondolni, hogy egy vagy több mikroorganizmust tartalmazó probiotikumok szedése lenyűgöző eredményeket érhet el - szervezetünkben több ezer változat található!" A tudós úgy véli, hogy a probiotikumok eladói eltúlozzák gyógyszereik pozitív hatását.
„Talán a jövőben lesznek olyan probiotikumaink, amelyek képesek legyőzni a betegségeket, de ez még messze van – ez az iparág túl fiatal” – összegzi a mikrobiológus.
Állatok által nevelt gyerekek
A világ 10 titka, amelyet a tudomány végre felfedett 2500 éves tudományos titok: miért ásítunk Csodakína: borsó, amely több napig elnyomja az étvágyat Brazíliában több mint egy méter hosszú élő halat húztak ki egy betegből A megfoghatatlan afgán "vámpírszarvas"
Rizs. 12. A képen streptoderma gyermeknél.
Rizs. 13. A fotón streptococcus baktériumok által okozott lábszár erysipela.
Rizs. 14. A fotópanaritiumban.
Rizs. 15. A fotón a hát bőrének karbunkulusa.
Staphylococcusok a bőrön
A Microsporum nemzetséghez tartozó gombák microsporia betegséget okoznak. A fertőzés forrása a trichophytosisban szenvedő macskák, ritkábban a betegség kutyáktól terjed. A gombák nagyon stabilak a külső környezetben. Legfeljebb 10 évig élnek bőrpikkelyen és szőrben. A gyerekek nagyobb valószínűséggel betegszenek meg, mivel nagyobb valószínűséggel kerülnek kapcsolatba beteg hajléktalan állatokkal. 90%-ban gombák fertőzik meg a vellus hajat. A microsporum sokkal ritkábban érinti a bőr nyitott területeit.
Rizs. 22. Fénykép a Microsporum (Microsporum) nemzetséghez tartozó gombákról.
Rizs. 23. A képen a fejbőr gombája (microsporia). A fejbőrön az elváltozást azbeszt pikkelyek és kéreg borítják.
A betegség erősen fertőző (fertőző). Maga az ember és a dolgai a fertőzés forrása. A trichophytosis ezen formájával a test nyitott területei is érintettek, de hosszan tartó lefolyás esetén a fenék és a térd bőre is érintett lehet.
Rizs. 24. A képen a fejbőr gombája (trichophytosis).
A sokszínű zuzmó meglehetősen gyakori betegség. A betegség gyakoribb a fiatalok és a középkorúak körében. Úgy gondolják, hogy a betegség oka a verejték kémiai összetételének megváltozása a túlzott izzadással. A gyomor és a belek, az endokrin rendszer betegségei, a neurovegetatív patológia és az immunhiány váltja ki a pityriasis versicolor kialakulását.
A gombák megfertőzik a test bőrét. Gyakran elváltozásokat észlelnek a mellkas és a has bőrén. Sokkal ritkábban érinti a fej, a végtagok és a lágyéki régiók bőrét.
Rizs. 25. A fotón a hát bőréről.
Rizs. 26. A képen Malassezia furfur gombák (telepek növekedése táptalajon).
Rizs. 27. A fotón seborrheás dermatitis látható. Sérült fejbőr.
A Pityrosporum orbiculare (P. orbiculare) gombák a törzs bőrét érintik. A kórokozók azokon a helyeken koncentrálódnak, ahol a legnagyobb a faggyú felhalmozódása, amelyet a faggyúmirigyek termelnek. A seborrheás dermatitisz faggyúkórokozói életük során használják. A gombák gyors szaporodását neurogén, hormonális és immuntényezők provokálják.
Candidiasis esetén a változások elsősorban a test nagy és kis redőinek bőrén jelennek meg. A betegség kialakulásával az elváltozások átterjednek a törzs bőrére.
Valamivel ritkábban elváltozásokat észlelnek a tenyér és a talp bőrén. A Candida nemzetséghez tartozó gombák megfertőzik a külső és belső szervek nyálkahártyáját. Szisztémás mikózisokat okozhat.
A betegség gyakran csecsemőket érint. A diabetes mellitusban és súlyos szomatikus patológiában szenvedő betegeknél fennáll a candidiasis kockázata.
A betegség hosszú ideig tart. Gyakran megismétlődik.
Rizs. 28. Fénykép a Candida (Candida albicans) nemzetséghez tartozó gombákról. Nézze meg mikroszkóppal.
Rizs. 31. A fotón egy penészgomba telep látható.
baktériumok a belekben
Az emberi test 500-1000 különböző típusú baktériumot vagy több billiónyi baktériumot tartalmaz ezekből a csodálatos lakosokból, ami akár 4 kg összsúlyt jelent. Legfeljebb 3 kilogramm mikrobatestek csak a belekben találhatók. A többi rész az urogenitális traktusban, a bőrön és az emberi test egyéb üregeiben található.
Az emberi szervezetben hasznos és káros, kórokozó baktériumok egyaránt élnek. Az emberi test és a baktériumok közötti egyensúlyt évszázadok óta csiszolták. Az immunitás csökkenésével a "rossz" baktériumok nagy károkat okoznak az emberi szervezetben. Egyes betegségekben nehéz a szervezet „jó” baktériumokkal való feltöltésének folyamata.
A mikrobák élete első perceitől kezdve betöltik az újszülött testét, és végül 10-13 évre alakítják ki a bél mikroflóra összetételét.
A vastagbél mikrobapopulációjának akár 95%-a bifidobaktériumok és bakteroidok. Legfeljebb 5%-a tejsavbacilusok, staphylococcusok, enterococcusok, gombák stb. Ennek a baktériumcsoportnak az összetétele mindig állandó és számos. A fő funkciókat látja el. 1%-a opportunista baktérium (patogén baktérium). A bifidobaktériumok, az Escherichia coli, az acidophilus bacillusok és az enterococcusok gátolják az opportunista flóra növekedését.
A szervezet immunitását csökkentő betegségek, bélbetegségek, antibakteriális szerek hosszú távú alkalmazása és laktóz hiányában az emberi szervezetben, amikor a tejben lévő cukor nem emésztődik meg és erjedni kezd a belekben, megváltoztatva a savegyensúlyt. a belekben mikrobiális egyensúlyhiány lép fel - dysbacteriosis (dysbiosis). , az enterococcusok, a clostridiumok, a staphylococcusok, az élesztőszerű gombák és a proteusok intenzíven szaporodni kezdenek. Közülük patológiás formák kezdenek megjelenni.
A diszbakteriózist a "jó" baktériumok elpusztulása és a kórokozó mikroorganizmusok és gombák növekedése jellemzi. A belekben a rothadási és erjedési folyamatok kezdenek érvényesülni. Ez hasmenéssel és puffadással, fájdalommal, étvágytalansággal, majd súllyal nyilvánul meg, a gyerekek fejlődésben kezdenek lemaradni, vérszegénység, hipovitaminózis alakul ki.
BAKTÉRIUMOK
egysejtű mikroorganizmusok kiterjedt csoportja, amelyet a membránnal körülvett sejtmag hiánya jellemez. Ugyanakkor egy baktérium genetikai anyaga (dezoxiribonukleinsav vagy DNS) egy nagyon specifikus helyet foglal el a sejtben - egy zónát, amelyet nukleoidnak neveznek. Az ilyen sejtszerkezettel rendelkező szervezeteket prokariótáknak ("pre-nukleáris") nevezik, ellentétben az összes többivel - eukariótáknak ("igazi nukleáris"), amelyek DNS-e a héjjal körülvett magban található. Az egykor mikroszkopikus növényeknek tekintett baktériumokat ma külön királyságként, a Monera-ba sorolják, amely a jelenlegi osztályozási rendszer öt közül az egyik, a növények, állatok, gombák és protisták mellett.
fosszilis bizonyítékok. A baktériumok valószínűleg az élőlények legrégebbi ismert csoportja. A réteges kőépítmények - stromatolitok - esetenként az archeozoikum (archaeus) elejére keltezhetők, i.e. 3,5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett - a baktériumok létfontosságú tevékenységének eredménye, általában fotoszintetikus, ún. kék-zöld algák. Hasonló struktúrák (karbonátokkal impregnált baktériumfilmek) ma is kialakulnak, főleg Ausztrália, a Bahamák partjainál, a Kaliforniai- és a Perzsa-öbölben, de ezek viszonylag ritkák és nem érnek el nagy méretet, mert a növényevő szervezetek, például a haslábúak, táplálkozik belőlük. Napjainkban a stromatolitok főleg ott nőnek, ahol a víz magas sótartalma vagy egyéb okok miatt hiányoznak ezek az állatok, de a növényevő formák megjelenése előtt az evolúció során hatalmas méreteket érhettek el, az óceáni sekély víz lényeges elemét képezve. , a modern korallzátonyokhoz hasonlítható. Néhány ősi kőzetben apró elszenesedett gömböket találtak, amelyekről azt is gondolják, hogy baktériumok maradványai. Az első nukleáris, i.e. eukarióta, a sejtek körülbelül 1,4 milliárd évvel ezelőtt baktériumokból fejlődtek ki.
Ökológia. Sok baktérium található a talajban, a tavak és óceánok fenekén – mindenütt, ahol a szerves anyagok felhalmozódnak. Hidegben élnek, amikor a hőmérő valamivel nulla felett van, és forró savas forrásokban, ahol a hőmérséklet meghaladja a 90 ° C-ot. Egyes baktériumok tolerálják a környezet nagyon magas sótartalmát; különösen ők az egyetlen élőlények a Holt-tengerben. A légkörben vízcseppekben vannak jelen, és ottani mennyiségük általában a levegő porosodásával korrelál. Tehát a városokban az esővíz sokkal több baktériumot tartalmaz, mint a vidéki területeken. A hegyvidéki és sarkvidéki hideg levegőben kevés van belőlük, ennek ellenére még a sztratoszféra alsó rétegében is megtalálhatók 8 km-es magasságban. Az állatok emésztőrendszere sűrűn lakott baktériumokkal (általában ártalmatlan). Kísérletek kimutatták, hogy a legtöbb faj életéhez nem szükségesek, bár bizonyos vitaminokat képesek szintetizálni. A kérődzőkben (tehén, antilop, juh) és sok termeszben azonban részt vesznek a növényi táplálékok emésztésében. Ráadásul a steril körülmények között nevelt állatok immunrendszere nem fejlődik normálisan a baktériumok általi stimuláció hiánya miatt. A bél normál bakteriális "flórája" az oda bekerülő káros mikroorganizmusok visszaszorítása szempontjából is fontos.
A BAKTÉRIUMOK FELÉPÍTÉSE ÉS ÉLETE
A baktériumok sokkal kisebbek, mint a többsejtű növények és állatok sejtjei. Vastagságuk általában 0,5-2,0 mikron, hosszuk 1,0-8,0 mikron. Egyes formák a szabványos fénymikroszkópok felbontásával (kb. 0,3 mikron) alig láthatók, de vannak 10 mikronnál hosszabb fajok is, amelyek szélessége is meghaladja ezeket a határokat, és számos nagyon vékony baktérium meghaladhatja az 50 mikront. hossz. Ennek a királyságnak negyedmillió közepes méretű képviselője elfér a ceruzával beállított pontnak megfelelő felületen.
Szerkezet. A morfológiai jellemzők szerint a következő baktériumcsoportokat különböztetjük meg: coccusok (többé-kevésbé gömb alakúak), bacillusok (lekerekített végű rudak vagy hengerek), spirilla (merev spirálok) és spirocheták (vékony és hajlékony szőrszerű formák). Egyes szerzők hajlamosak az utolsó két csoportot egy spirillává egyesíteni. A prokarióták főként abban különböznek az eukariótáktól, hogy nincs jól kialakult sejtmagjuk, és tipikus esetben csak egy kromoszómája van - egy nagyon hosszú, kör alakú DNS-molekula, amely egy ponton kapcsolódik a sejtmembránhoz. A prokariótákból hiányoznak a membránhoz kötött intracelluláris organellák, az úgynevezett mitokondriumok és kloroplasztiszok. Az eukariótákban a mitokondriumok energiát termelnek a légzés során, a fotoszintézis pedig a kloroplasztiszokban megy végbe (lásd még: SEJT). A prokariótákban az egész sejt (és mindenekelőtt a sejtmembrán) mitokondrium funkciót tölt be, fotoszintetikus formákban pedig egyidejűleg a kloroplaszt. Az eukariótákhoz hasonlóan a baktérium belsejében kis nukleoprotein struktúrák vannak - a fehérjeszintézishez szükséges riboszómák, de nem kapcsolódnak semmilyen membránhoz. Nagyon kevés kivételtől eltekintve a baktériumok nem képesek szintetizálni a szterolokat, amelyek az eukarióta sejtmembránok alapvető összetevői. A sejtmembránon kívül a legtöbb baktérium sejtfallal van bélelve, amely némileg a növényi sejtek cellulózfalára emlékeztet, de más polimerekből áll (nem csak szénhidrátokat, hanem aminosavakat és baktériumokra jellemző anyagokat is tartalmaznak). Ez a héj megakadályozza, hogy a baktériumsejt szétrepedjen, amikor az ozmózis következtében víz kerül belé. A sejtfal tetején gyakran egy védő nyálkahártya kapszula található. Sok baktérium flagellával van felszerelve, amellyel aktívan úszik. A bakteriális flagellák egyszerűbbek és némileg különböznek a hasonló eukarióta szerkezetektől.
"TIPIKUS" BAKTERIÁLIS SEJTés főbb szerkezetei.
Érzékszervi funkciók és viselkedés. Sok baktériumnak vannak olyan kémiai receptorai, amelyek érzékelik a környezet savasságának változását és a különféle anyagok, például cukrok, aminosavak, oxigén és szén-dioxid koncentrációjának változásait. Minden anyagnak megvannak a saját típusú ilyen "íz" receptorai, és ezek egyikének elvesztése mutáció következtében részleges "ízlési vaksághoz" vezet. Számos mozgékony baktérium reagál a hőmérséklet-ingadozásokra, a fotoszintetikus fajok pedig a fényváltozásokra. Egyes baktériumok a sejtekben jelenlévő magnetit részecskék (mágneses vasérc - Fe3O4) segítségével érzékelik a mágneses erővonalak irányát, beleértve a Föld mágneses terét is. A vízben a baktériumok ezt a képességüket arra használják, hogy az erővonalak mentén úszva kedvező környezetet keressenek. A baktériumok kondicionált reflexei nem ismertek, de van egy bizonyos fajta primitív memóriájuk. Úszás közben összehasonlítják az inger észlelt intenzitását a korábbi értékével, azaz. megállapítani, hogy nagyobb vagy kisebb lett, és ennek alapján tartsa meg a mozgás irányát, vagy változtassa meg.
Szaporodás és genetika. A baktériumok ivartalanul szaporodnak: a sejtjükben található DNS replikálódik (megkettőződik), a sejt kettéosztódik, és minden leánysejt megkapja a szülő DNS-ének egy példányát. A bakteriális DNS is átvihető nem osztódó sejtek között. Ugyanakkor fúziójuk (mint az eukariótáknál) nem következik be, az egyedszám nem növekszik, és általában a genomnak csak egy kis része (a gének teljes készlete) kerül át egy másik sejtbe, ellentétben a "igazi" szexuális folyamat, amelyben a leszármazottak egy teljes génkészletet kapnak minden szülőtől. Az ilyen DNS-transzfer háromféleképpen hajtható végre. Az átalakulás során a baktérium "csupasz" DNS-t szív fel a környezetből, amely más baktériumok pusztulása során került oda, vagy szándékosan "elcsúszott" a kísérletező által. A folyamatot transzformációnak nevezik, mert a vizsgálat kezdeti szakaszában a fő figyelem az ártalmatlan élőlények virulenssé való átalakulására (transzformációjára) irányult. A DNS-töredékeket speciális vírusok – bakteriofágok – is átvihetik a baktériumokból a baktériumokba. Ezt transzdukciónak hívják. Létezik egy megtermékenyítéshez hasonló folyamat is, amelyet konjugációnak neveznek: a baktériumok átmeneti tubuláris kinövésekkel (kopulációs fimbria) kapcsolódnak egymáshoz, amelyeken keresztül a DNS a „hím” sejtből a „nősténybe” jut. Néha a baktériumok nagyon kicsi extra kromoszómákat – plazmidokat – tartalmaznak, amelyek egyedről egyedre is átvihetők. Ha ugyanakkor a plazmidok olyan géneket tartalmaznak, amelyek antibiotikumokkal szembeni rezisztenciát okoznak, akkor fertőző rezisztenciáról beszélnek. Orvosi szempontból fontos, mert különböző fajok, sőt baktériumnemzetségek között is elterjedhet, aminek következtében a teljes baktériumflóra, mondjuk a belek rezisztenssé válik bizonyos gyógyszerek hatására.
ANYAGCSERE
Részben a baktériumok kis mérete miatt anyagcseréjük intenzitása sokkal nagyobb, mint az eukariótáké. A legkedvezőbb körülmények között egyes baktériumok körülbelül 20 percenként megduplázhatják össztömegüket és mennyiségüket. Ez annak köszönhető, hogy számos legfontosabb enzimrendszerük nagyon nagy sebességgel működik. Tehát a nyúlnak néhány percre van szüksége a fehérjemolekula szintetizálásához, a baktériumoknak pedig másodpercekre. A természetes környezetben, például a talajban azonban a legtöbb baktérium „éhgyomorra tart”, így ha sejtjei osztódnak, akkor nem 20 percenként, hanem néhány naponta.
Táplálás. A baktériumok autotrófok és heterotrófok. Az autotrófoknak ("öntápláló") nincs szükségük más szervezetek által termelt anyagokra. A szén-dioxidot (CO2) használják fő vagy egyetlen szénforrásként. Beleértve a CO2-t és más szervetlen anyagokat, különösen az ammóniát (NH3), a nitrátokat (NO-3) és a különféle kénvegyületeket, összetett kémiai reakciókban szintetizálják az összes szükséges biokémiai terméket. A heterotrófok („másokból táplálkoznak”) a szén fő forrásaként (egyes fajoknak CO2-ra is szükségük van) szerves (széntartalmú) anyagokat használnak, amelyeket más szervezetek, különösen a cukrok szintetizálnak. Oxidálva ezek a vegyületek energiát és molekulákat szolgáltatnak a sejtek növekedéséhez és létfontosságú tevékenységéhez. Ebben az értelemben a heterotróf baktériumok, amelyek a prokarióták túlnyomó többségét tartalmazzák, hasonlóak az emberhez.
fő energiaforrások. Ha a sejtösszetevők képződésére (szintézisére) főként fényenergiát (fotonokat) használnak fel, akkor a folyamatot fotoszintézisnek, az erre képes fajokat pedig fototrófoknak nevezzük. A fototróf baktériumokat fotoheterotrófokra és fotoautotrófokra osztják, attól függően, hogy mely vegyületek – szerves vagy szervetlenek – szolgálják fő szénforrásukat. A fotoautotróf cianobaktériumok (kék-zöld algák), a zöld növényekhez hasonlóan, fényenergia felhasználásával hasítják fel a vízmolekulákat (H2O). Ez felszabadítja a szabad oxigént (1/2O2) és hidrogént (2H+) termel, amelyről elmondható, hogy a szén-dioxidot (CO2) szénhidráttá alakítja. A zöld és lila kénbaktériumokban a fényenergiát nem a víz, hanem más szervetlen molekulák, például a hidrogén-szulfid (H2S) lebontására használják fel. Ennek eredményeként hidrogén is keletkezik, redukálva a szén-dioxidot, de oxigén nem szabadul fel. Az ilyen fotoszintézist anoxigénnek nevezik. A fotoheterotróf baktériumok, például a bíbor nem kénbaktériumok fényenergiával hidrogént állítanak elő szerves anyagokból, különösen izopropanolból, de forrásul gázhalmazállapotú H2 is szolgálhat. Ha a sejtben a fő energiaforrás a vegyi anyagok oxidációja, a baktériumokat kemoheterotrófoknak vagy kemoautotrófoknak nevezik, attól függően, hogy mely molekulák szolgálják a fő szénforrást - szerves vagy szervetlen. Az előbbiben a szerves anyagok energiát és szenet is biztosítanak. A kemoautotrófok szervetlen anyagok, például hidrogén (vízzé: 2H4 + O2 - 2H2O), vas (Fe2+ - Fe3+) vagy kén (2S + 3O2 + 2H2O - 2SO42- + 4H+) és szén - oxidációjából nyernek energiát a CO2-ból. Ezeket az organizmusokat kemolitotrófoknak is nevezik, ezzel is hangsúlyozva, hogy kőzetekből "táplálkoznak".
Lehelet. A sejtlégzés az a folyamat, amely során az "élelmiszer" molekulákban tárolt kémiai energia felszabadul a létfontosságú reakciókban való további felhasználásra. A légzés lehet aerob és anaerob. Az első esetben oxigénre van szüksége. A munkájához szükséges az ún. elektronszállító rendszer: az elektronok egyik molekulából a másikba mozognak (energia szabadul fel), és végül a hidrogénionokkal együtt az oxigénhez kapcsolódnak - víz keletkezik. Az anaerob szervezeteknek nincs szükségük oxigénre, sőt ebbe a csoportba tartozó fajok számára még mérgező is. A légzés során felszabaduló elektronok más szervetlen akceptorokhoz, például nitráthoz, szulfáthoz vagy karbonáthoz kapcsolódnak, vagy (az ilyen légzés egyik formájában - fermentációban) egy bizonyos szerves molekulához, különösen a glükózhoz. Lásd még ANYAGCSERE.
OSZTÁLYOZÁS
A legtöbb organizmusban egy fajt egyedek szaporodási szempontból elszigetelt csoportjának tekintenek. Tágabb értelemben ez azt jelenti, hogy egy adott faj képviselői termékeny utódokat hozhatnak létre, csak saját fajtájukkal párosodhatnak, más fajok egyedeivel nem. Így egy adott faj génjei általában nem lépik túl a határait. A baktériumokban azonban nemcsak a különböző fajokhoz, hanem a különböző nemzetségekhez tartozó egyedek között is kicserélődhetnek a gének, így nem teljesen világos, hogy itt jogos-e az evolúciós eredet és rokonság szokásos fogalmait alkalmazni. Ezzel és más nehézségekkel kapcsolatban a baktériumok általánosan elfogadott osztályozása még nem létezik. Az alábbiakban bemutatjuk egyik széles körben használt változatát.
MONERA KIRÁLYSÁGA
Phylum Gracilicutes (vékony falú Gram-negatív baktériumok)
Scotobacteria osztály (nem fotoszintetikus formák, pl. myxobaktériumok) Anoxyphotobacteria osztály (oxigént kibocsátó fotoszintetikus formák, pl. lila kénbaktériumok) Oxyphotobacteria osztály (oxigént kibocsátó fotoszintetikus formák, pl. cianobaktériumok)
Phylum Firmicutes (vastag falú Gram-pozitív baktériumok)
Firmibaktériumok osztálya (kemény sejtű formák, például clostridiumok)
A tallobaktériumok osztálya (elágazó formák, például aktinomyceták)
Tenericutes törzs (sejtfal nélküli gram-negatív baktériumok)
Mollicutes osztály (lágy sejtformák, például mikoplazmák)
Mendosicutes típus (hibás sejtfalú baktériumok)
Archaebacteria osztály (ősi formák, pl. metánképzők)
Domains. A közelmúltban végzett biokémiai vizsgálatok kimutatták, hogy minden prokarióta egyértelműen két kategóriába sorolható: az archeobaktériumok egy kis csoportjára (Archaebacteria - "ősi baktériumok") és az összes többire, amelyeket eubaktériumoknak neveznek (Eubacteria - "igazi baktériumok"). Úgy tartják, hogy az archaebaktériumok primitívebbek, mint az eubaktériumok, és közelebb állnak a prokarióták és eukarióták közös őséhez. Számos lényeges tulajdonságukban különböznek a többi baktériumtól, többek között a fehérjeszintézisben részt vevő riboszómális RNS (pRNS) molekulák összetételében, a lipidek (zsírszerű anyagok) kémiai szerkezetében, és ehelyett néhány más anyag jelenlétében a sejtfalban. a fehérje-szénhidrát polimer murein. A fenti besorolási rendszerben az archaebaktériumok csak az egyik fajtája annak a birodalomnak, amely magában foglalja az összes eubaktériumot. Egyes biológusok szerint azonban az archaebaktériumok és az eubaktériumok közötti különbségek olyan mélyek, hogy helyesebb a monerai archaebaktériumokat külön albirodalomnak tekinteni. A közelmúltban egy még radikálisabb javaslat merült fel. A molekuláris elemzés olyan jelentős különbségeket tárt fel a gének szerkezetében a prokarióták e két csoportja között, hogy egyesek logikátlannak tartják jelenlétüket az élőlények ugyanazon birodalmában. Ezzel kapcsolatban javasolták egy még magasabb rangú taxonómiai kategória (taxon) létrehozását, amelyet tartománynak neveznek, és minden élőlényt három tartományra osztanak fel - Eukarióták (eukarióták), Archaea (archaea) és Baktériumok (jelenlegi eubaktériumok). ).
ÖKOLÓGIA
A baktériumok két legfontosabb ökológiai funkciója a nitrogénmegkötés és a szerves maradványok mineralizációja.
Nitrogén rögzítés. A molekuláris nitrogén (N2) ammóniává (NH3) történő megkötését nitrogénkötésnek, az utóbbi nitritté (NO-2) és nitráttá (NO-3) történő oxidációját nitrifikációnak nevezzük. Ezek létfontosságú folyamatok a bioszféra számára, hiszen a növényeknek szükségük van nitrogénre, de csak a kötött formáit tudják asszimilálni. Jelenleg az ilyen "fix" nitrogén éves mennyiségének körülbelül 90%-át (körülbelül 90 millió tonnát) baktériumok biztosítják. A többit vegyi üzemek állítják elő, vagy villámkisülések során fordul elő. Nitrogén a levegőben, ami kb. A légkör 80%-a, főként a Rhizobium (Rhizobium) gram-negatív nemzetséghez és a cianobaktériumokhoz köthető. A Rhizobium fajok hozzávetőleg 14 000 hüvelyes növényfajtával (Leguminosae család) szimbióznak, köztük például lóhere, lucerna, szójabab és borsó. Ezek a baktériumok az ún. csomók - jelenlétükben a gyökereken kialakuló duzzanat. A baktériumok szerves anyagot (tápanyagot) kapnak a növénytől, és cserébe kötött nitrogénnel látják el a gazdát. Egy éven keresztül hektáronként legfeljebb 225 kg nitrogént rögzítenek így. A nem hüvelyes növények, mint például az éger, szintén szimbiózisba lépnek más nitrogénmegkötő baktériumokkal. A cianobaktériumok zöld növényekhez hasonlóan fotoszintetizálnak, oxigént szabadítanak fel. Sok közülük a légköri nitrogén megkötésére is képes, amelyet aztán a növények, majd végül az állatok is felvesznek. Ezek a prokarióták fontos fix nitrogénforrásként szolgálnak a talajban általában, és különösen a keleti rizsföldeken, valamint fő beszállítói az óceáni ökoszisztémáknak.
Mineralizáció.Így nevezik a szerves maradványok szén-dioxiddá (CO2), vízzé (H2O) és ásványi sókká bomlását. Kémiai szempontból ez a folyamat egyenértékű az égéssel, tehát nagy mennyiségű oxigént igényel. A felső talajréteg 100 000-1 milliárd baktériumot tartalmaz 1 grammonként, azaz. hektáronként körülbelül 2 tonna. Általában az összes szerves maradékot a talajba kerülve gyorsan oxidálják a baktériumok és gombák. A bomlásnak ellenállóbb a barnás színű szerves anyag, a huminsav, amely főleg a fában lévő ligninből képződik. Felhalmozódik a talajban és javítja annak tulajdonságait.
BAKTÉRIUMOK ÉS IPAR
Figyelembe véve a baktériumok által katalizált kémiai reakciók sokféleségét, nem meglepő, hogy a termelésben széles körben alkalmazzák őket, bizonyos esetekben az ősidők óta. A prokarióták az ilyen mikroszkopikus emberi segítők dicsőségében osztoznak a gombákkal, elsősorban az élesztővel, amelyek biztosítják az alkoholos erjedés legtöbb folyamatát, például a bor- és sörgyártás során. Most, hogy lehetővé vált hasznos gének bejuttatása a baktériumokba, amelyek arra kényszerítik őket, hogy értékes anyagokat, például inzulint szintetizáljanak, ezeknek az élő laboratóriumoknak az ipari felhasználása erőteljes új lendületet kapott. Lásd még GÉNÉSZET.
Élelmiszeripar. Jelenleg ez az iparág a baktériumokat elsősorban sajtok, egyéb erjesztett tejtermékek és ecet előállításához használja fel. A fő kémiai reakciók itt a savak képződése. Így az ecet előállítása során az Acetobacter nemzetséghez tartozó baktériumok az almaborban vagy más folyadékokban lévő etil-alkoholt ecetsavvá oxidálják. Hasonló folyamatok mennek végbe a savanyú káposzta során is: az anaerob baktériumok a növény leveleiben lévő cukrot tejsavvá, valamint ecetsavvá és különféle alkoholokká erjesztik.
Az ércek kilúgozása. A baktériumok a szegény ércek kilúgozására szolgálnak, pl. belőlük értékes fémek, elsősorban réz (Cu) és urán (U) sóinak oldatába való átadása. Ilyen például a kalkopirit vagy rézpirit (CuFeS2) feldolgozása. Ennek az ércnek a halmait időnként öntözzük vízzel, amely a Thiobacillus nemzetségbe tartozó kemolitotróf baktériumokat tartalmazza. Életműködésük során a ként (S) oxidálják, oldható réz- és vas-szulfátokat képezve: CuFeS2 + 4O2 CuSO4 + FeSO4-vé. Az ilyen technológiák nagyban leegyszerűsítik az értékes fémek ércekből történő előállítását; elvileg egyenértékűek a természetben a kőzetek mállása során lezajló folyamatokkal.
Újrafeldolgozás. A baktériumok arra is szolgálnak, hogy a hulladékot, például a szennyvizet kevésbé veszélyes vagy akár hasznos termékekké alakítsák. A szennyvíz a modern emberiség egyik akut problémája. Teljes mineralizációjukhoz óriási mennyiségű oxigén kell, és a közönséges tározókban, ahová ezeket a hulladékokat szokás lerakni, már nem elég "semlegesíteni". A megoldás a szennyvíz további levegőztetésében rejlik speciális medencékben (aerotankban): ennek eredményeként a mineralizálódó baktériumok elegendő oxigénnel rendelkeznek a szerves anyagok teljes lebontásához, és az ivóvíz a legkedvezőbb esetekben a folyamat egyik végtermékévé válik. Az útközben visszamaradt oldhatatlan csapadékot anaerob fermentációnak vethetjük alá. Ahhoz, hogy az ilyen víztisztító telepek a lehető legkevesebb helyet és pénzt foglalják el, jó bakteriológiai ismeretekre van szükség.
Egyéb felhasználások. A baktériumok ipari alkalmazásának további fontos területei közé tartozik például a lenlebeny, azaz a lenlebeny. fonódó rostjainak elválasztása a növény többi részétől, valamint antibiotikumok, különösen sztreptomicin (a Streptomyces nemzetségbe tartozó baktériumok) előállítása.
BAKTÉRIUM ELLENŐRZÉS AZ IPARBAN
A baktériumok nemcsak hasznosak; a tömeges szaporodásuk elleni küzdelem, például az élelmiszerekben vagy a cellulóz- és papírgyárak vízrendszerében, egész tevékenységi területté vált. Az ételt a baktériumok, gombák és saját autolízis ("önemésztő") enzimjeik rontják el, kivéve, ha hő hatására vagy más módon inaktiválják őket. Mivel a baktériumok a romlás fő okozói, a hatékony élelmiszertároló rendszerek kialakításához ismerni kell ezen mikroorganizmusok toleranciahatárait. Az egyik legelterjedtebb technológia a tejpasztőrözés, amely elpusztítja például a tuberkulózist és a brucellózist okozó baktériumokat. A tejet 61-63°C-on 30 percig, vagy 72-73°C-on csak 15 másodpercig tartják. Ez nem rontja a termék ízét, de inaktiválja a kórokozó baktériumokat. A bor, a sör és a gyümölcslevek is pasztőrözhetők. Az élelmiszerek hidegben való tárolásának előnyei régóta ismertek. Az alacsony hőmérséklet nem pusztítja el a baktériumokat, de nem engedi szaporodni és szaporodni. Igaz, például -25 °C-ra történő fagyasztáskor a baktériumok száma néhány hónap múlva csökken, de ezeknek a mikroorganizmusoknak a nagy része továbbra is életben marad. Valamivel nulla alatti hőmérsékleten a baktériumok tovább szaporodnak, de nagyon lassan. Életképes tenyészeteiket liofilizálás (fagyasztás - szárítás) után szinte korlátlan ideig tárolhatjuk fehérjét tartalmazó táptalajban, például vérszérumban. További jól ismert élelmiszer-tartósítási módszerek a szárítás (szárítás és füstölés), nagy mennyiségű só vagy cukor hozzáadása, ami fiziológiailag egyenértékű a dehidratációval, valamint a pácolás, i.e. tömény savas oldatba helyezzük. Ha a tápközeg pH-értéke 4 és az alatt van, akkor a baktériumok létfontosságú tevékenysége általában nagymértékben gátolt vagy leáll.
BAKTÉRIUMOK ÉS BETEGSÉGEK
BAKTÉRIUMOK VIZSGÁLATA
Sok baktérium könnyen szaporodik az ún. táptalaj, amely tartalmazhat húslevest, részben emésztett fehérjét, sókat, dextrózt, teljes vért, annak szérumát és egyéb összetevőit. A baktériumok koncentrációja ilyen körülmények között általában eléri köbcentiméterenként körülbelül egymilliárdot, ami felhős környezetet eredményez. A baktériumok tanulmányozásához meg kell tudni nyerni tiszta tenyészeteiket vagy klónjaikat, amelyek egyetlen sejt utódai. Ez szükséges például annak megállapításához, hogy melyik típusú baktérium fertőzte meg a beteget, és melyik antibiotikumra érzékeny ez a típus. A mikrobiológiai mintákat, például a torokból vagy sebekből vett tamponokat, vér-, víz- vagy egyéb anyagok mintákat erősen hígítjuk, és félszilárd táptalaj felületére visszük fel: az egyes sejtekből kerekded telepek alakulnak ki rajta. A tápközeg keményítőszere általában az agar, bizonyos hínárokból nyert poliszacharid, amelyet szinte bármilyen típusú baktérium nem emészt. Az agar tápközeget "nyárs" formájában használjuk, pl. az olvadt táptalaj megszilárdulásakor nagy szögben álló kémcsövekben vagy vékony rétegek formájában kialakított ferde felületek üveg Petri-csészékben - azonos alakú, de valamivel nagyobb átmérőjű fedővel lezárt lapos kerek edények. Általában egy nap után a baktériumsejtnek van ideje annyira elszaporodni, hogy szabad szemmel is jól látható telepet képezzen. Átvihető egy másik környezetbe további tanulmányozás céljából. Minden táptalajnak sterilnek kell lennie a baktériumok szaporítása előtt, és utána intézkedéseket kell tenni a nemkívánatos mikroorganizmusok megtelepedésének megakadályozására. Az így tenyésztett baktériumok vizsgálatához lángon egy vékony dróthurkot kalcinálnak, először a telepet vagy kenetet érintik, majd egy tárgylemezre rakják le a vizet. A felvett anyagot ebben a vízben egyenletesen elosztva az üveget megszárítják, és gyorsan kétszer-háromszor átengedik az égő lángján (a baktériumos oldalt fel kell fordítani): ennek eredményeként a mikroorganizmusok anélkül, hogy sérülnének, szilárdan megtapadnak az égő lángján. az aljzat. A készítmény felületére festéket csepegtetünk, majd az üveget vízben mossuk és ismét szárítjuk. A minta most megtekinthető a mikroszkóp alatt. A tiszta baktériumkultúrákat főként biokémiai jellemzőik alapján azonosítják, pl. meghatározzák, hogy bizonyos cukrokból gázt vagy savakat képeznek-e, képesek-e megemészteni a fehérjét (folyékony zselatint), szükségük van-e oxigénre a növekedéshez stb. Azt is ellenőrzik, hogy nem festettek-e speciális festékekkel. Bizonyos gyógyszerekkel, például antibiotikumokkal szembeni érzékenység úgy határozható meg, hogy ezekkel az anyagokkal átitatott kis szűrőpapírkorongokat helyezünk a baktériumokkal beoltott felületre. Ha bármely kémiai vegyület elpusztítja a baktériumokat, a megfelelő korong körül tőlük mentes zóna jön létre.
Collier Encyclopedia. - Nyílt társadalom. 2000 .