Характеристика разных видов изменчивости

Признак	Фенотипическая изменчивость	Генотипическая изменчивость
Частота изменения	высокая	низкая
Реверсия в исходную форму	частая	редкая
Характер сдвигов	адаптивный к среде	случайный
Изменения в генетическом коде	отсутствуют	обязательны
Передача по наследству	отсутствует	обязательна

Генетические рекомбинациии –

процесс образования геномов, содержащих генетический материал от двух родительских форм

¯ ¯ ¯

Трансформация Трансдукция Конъюгация

 

Передача генетического материала:	через внешнюю среду	с помощью бактериофага	при непосредственном контакте, через секс-пили
	число компетентных (способных к захвату ДНК) особей в популяции не превышает 1%, эта способность возникает на определенном этапе развития особей и быстро утрачивается	способностью к трансдукции обладают 10-5 - 10-8 особей популяции бактериофагов. Описана для грам+ бактерий	соотношение F+ и F- клеток в популяции = 1: 1´ 106 Описана для энтеробактерий и псевдомонад

 

 

Тема № 6: Экологическая микробиология. Задачи экологической микробиологии. Основные понятия экологии. Экологические связи. Типы экологических связей и их характеристика. Влияние факторов внешней среды на жизнеспособность микробной популяции.

Роль микробов в круговороте веществ и энергии в природе.

Экология - наука о месте обитания живых существ и их взаимоотношениях с окружающей средой.

Основные понятия экологии.

Популяции микроорганизмов - совокупность особей одного вида, относительно длительно обитающих на определенной территории (в биотопе).

Биотоп - место обитания популяции, характеризующееся относительно однородными условиями.

Биоценоз- совокупность популяций, обитающих в том или ином биотопе.

Экосистема - биогеоценоз - биоценоз, обитающий в том или ином биотопе.

Биосфера - совокупность всех экосистем.

Микробиоценоз (микробное сообщество, ассоциация) -- совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе (например, в водоеме).

Задачи прикладной экологии микроорганизмов:

1) защита микробных популяций и биоценозов, принимающих участие в поддержании экологического баланса (азотфиксирующих, аммонифицирующих, нитрифицирующих и др.), от неблагоприятного воздействия хозяйственной деятельности человека;

2) предупреждение микробной деградации живой и неживой природы и различных антропогенных материалов (например, профилактика болезней людей, животных, растений, сохранение продовольственных товаров, промышленных материалов и др.);

3) микробный синтез необходимых человеческому обществу материалов и веществ (например, синтез микробного белка);

4) защита биосферы Земли от искусственных мутантов и заноса жизни из космоса и выноса жизни с Земли в космос;

5) коллекционирование культур в целях сохранения генетического фонда.

Отрасли экологической микробиологии

Отрасли

Основные задачи

аэромикробиология   агромикробиология   биогеохимия   биоремедикация     биотехнология     качество продуктов питания   синтез   восстановление ресурсов   качество воды

· исследование патогенов и др. микробов в аэрозолях, микробного движения в аэрозолях · биологический контроль, фиксация азота, цикл азота   · углеродные и минеральные циклы, контроль потери и фиксации азота   · деградация органических контаминантов, иммобилизация и удаление неорганических контаминантов почвы и воды   · обнаружение патогенов и др.микробов в окружающей среде, определение микробной активности в окружающей среде, генная инженерия   · обнаружение патогенов и их элиминация   · синтез алкоголя, протеинов   · восстановление масел, металлов, биодеградация отходов, редукция патогенов   · детекция патогенов и др. видов микробов, элиминация патогенов

Экологические связи -- связи, взаимоотношения между биогенными и абиогенными факторами, входящими в состав экосистемы или биосферы.

Типы межвидовых экологических связей

	1-я популяция	2-я популяция
Название	эффект	плотность популяции при совместном обитании в сравнении с раздельным обитанием	эффект	плотность популяции при совместном обитании в сравнении с раздельным обитанием
Симбиоз	польза	­ или »	польза	­ или »
Мутуализм	глубокая зависимость, невозможность раздельного существования
Антагонизм	вред	¯	вред	¯
Комменсализм	польза	­	нет эффекта	»
Нейтрализм	нет эффекта	»	нет эффекта	»

Факторы, влияющие на жизнеспособность микробов

· относительная влажность · температура · кислород · ионы

· ионизирующее излучение (Dienococcus radiodurans - почвенный микроб, обладающий радиорезистентностью, механизм связан с высокой способностью ферментативной репарации повреждений хромосомной ДНК)

Зоны жизни микробов

3.Фаза смерти

2.Фаза подавления

1. Фаза оптимума, или фаза роста

2.Фаза подавления

3.Фаза смерти

Механизмы токсического действия металлов в отношении микроорганизмов

Повреждение клеточной мембраны

Hg, Pb, Zn, Ni, Cu, Cd

 

 

 

Механизмы металлорезистентности микроорганизмов EPS-секвестрация

(экстрацеллюлярной полимерной

субстанцией) - Cd²⁺

 

Связывание наружной

мембраной или клеточной

стенкой Cd²⁺

восстановление Hg²⁺ ® Hg преципитация Эфлюкс-насос

Cu²⁺ ® Cu в виде солей (Cd²⁺ ® CdS, Cd²⁺ ® CdPO₄) Cd²⁺

Углеродный цикл - зависит от аутотрофных микробов, которые фиксируют углекислоту в органическом углероде, и гетеротрофных микробов, трансформирующих органический углерод в углекислоту

 

Аутотрофы

 

Гетеротрофы

 

 

Соотношения аэробов и анаэробов в углеродном цикле