Co to jest efekt ryzosfery,czym jest spowodowany?

Współżycie roślin z drobnoustrojami zaznacza się w strefie przykorzeniowej zwanej ryzosferą. Efekt ryzosfery wyraża się stosunkiem liczby bakterii w ryzosferze do ich liczby w glebie pozakorzeniowej. Stosunek ten może być różny w zależności od stadium rozwojowego rośliny, typu gleby, nawożenia i innych czynników ekologicznych. Efekt ryzosfery spowodowany jest większym nagromadzeniem drobnoustrojów w ryzosferze niż w glebie poza zasięgiem korzeni, przy czym szczególnie dogodne warunki rozwoju znajdują tu bakterie.

Jakie stosunki nazywamy antagonistycznymi a jakie symbiotycznymi?

Stosunki symbiotyczne oparte na współżyciu dwóch organizmów obustronną korzyścią i nieprzynoszącą strat żadnej ze stron.

Różnice morfologiczne i fizjologiczne między formą bakteryjną Rhizobium (bakterią żyjącą w glebie) a formą bakterioidalną występującą w naroślach korzeniowych.

Formy bakterioidalną są większe niż forma bakteryjna Rhizobium. Forma bakteryjna Rhizobium występuje w postaci pałeczek natomiast bakterioidalną bakterioidalną postaci laseczek. Forma bakteryjna Rhizobium jest zdolna do rozmnażania, a forma bakterioidalną jest niezdolna do rozmnażania.

Na czym polega symbioza Rhizobium Bradyrhizobium roślinami motylkowymi?

Do rodzaju Rhizobium należą bakterie współżyjące między innymi z grochem, koniczyną, wyką lucerną. Bakterie z rodzaju Bradyrhizobium współżyją z soją i łubinem. Bytując w glebie bakterie symbiotyczne nie wiążą azotu atmosferycznego, korzystając z organicznych mineralnych związków azotowych. W formie wegetatywnej, w jakiej występują w glebie i na pożywkach, różne gatunki bakterii symbiotycznych mają zbliżony kształt pałeczek. Po wniknięciu do korzeni roślin w miejscu rozwoju, którymi są narośla korzeniowe (brodawki), część komórek przekształca się bakterioidalną tzw. formy bakterioidalną. Nie tylko kształt bakterioidów, ale również budowa i rozmieszczenie narośli korzeniowych SA charakterystyczne dla różnych rodzajów roślin motylkowych współżyjących odpowiednim mikrosymbiontem. W czasie aktywnej symbiozy narośla korzeniowe charakteryzuje często silne różowe zabarwienie związane z obecnością tzw. leghemoglobiny

Scharakteryzuj wolnożyjące asymilatory N₂

*Asymilatory beztlenowe (Clostridium) jako materiał energetyczny bakterie te wykorzystują węglowodany złożone, które po hydrolizie są fermentowane w fermentacji mlekowej.

*Asymilatory chemoorganotroficzne- istnieje w nich duże zróżnicowanie pod względem uzdolnień do wykorzystywania prostej i złożonej materii organicznej.

*Asymilatorom tlenowym (Azotobacter, Azotomonas, Pseudomonas) często towarzyszą bakterie oligonitrofilne, które zdolne są do wykorzystywania niewielkich ilości związanego N₂

Jakie drobnoustroje wiążą azot atmosferyczny?

Wśród drobnoustrojów wiążących azot są bakterie samożywne i cudzożywne, tlenowe i beztlenowe, wolno żyjące i symbiotyczne.

-tlenowe asymilatory N₂ z rodzajów: Azotobacter, Azotomonas, Pseudomonas, Arthrobacter i inne.

-beztlenowe asymilatory N2 z rodzaju Clostridium przede wszystkim Clostridium pasteurianum.

W jaki sposób można określić w laboratorium zdolność bakterii do przeprowadzenia procesu denitryfikacji?

W laboratorium zdolność bakterii do przeprowadzania procesu denitryfikacji można określić za pomocą reakcji barwnej. W probówce występuje substrat N-NO₃^-, który zostaje zredukowany z N-NO₂^- do N-NH₄⁺. Występowanie odpowiednich barw świadczy o zajściu redukcji a także o tym że występują bakterie zdolne ja przeprowadzić. Bakterie te posiadają enzymy: reduktazę azotanową redukującą N-NO₃^- do N-NO₂^- oraz reduktazę azotynową i reduktazę hydroksylaminy redukującą N-NO₂^- do N-NH₄⁺. Te właśnie bakterie są zdolne do przeprowadzenia denitryfikacji.

W jaki sposób w warunkach laboratoryjnych można przekonać się, że w glebie występują mikroorganizmy uzdolnione do przeprowadzenia procesu nitryfikacji?

W celu oznaczenia produktów nitryfikacji sporządza się pożywkę wybiórczą z dodatkiem węglanu wapnia, którą zaszczepia się drobnoustrojami gleby gdzie proces nitryfikacji przebiega najintensywniej, świadczy o tym intensywne zabarwienie pożywki.

Scharakteryzuj proces nitryfikacji (mikroorganizmy, warunki)

Nitryfikacja jest to proces utleniania jonów NH₄⁺ do jonów azotanowych.Jest to proces zachodzący w dwóch etapach przeprowadzanych przez dwie różne grupy bakterii. Pierwsza grupa zwana bakteriami nitroso utlenia N-NH₄⁺ do N-NO₂^-. Druga grupa bakterii nitro utlenia N-NO₂^- do N-NO₃^-. Nitryfikatory, aby uzyskać energię do syntezy składników komórkowych utleniają znaczne ilości N-NH⁺ lub N-NO₂^-. Nasilenie działalności tych bakterii zależy od odczynu gleby, zawartości CO₂ i O₂ w powietrzu glebowym i temperatury. Nitryfikatory rozwijają się najlepiej glebach o pH 6,8-8. Zjawisko to może występować w glebach o słabym kompleksie sorpcyjnym.

Jakim przemianom mikrobiologicznym może ulegać azot amonowy w glebie?

-nitryfikacja- jest to proces utleniania jonów NH₄⁺ do jonów azotanowych

- denitryfikacja- jest procesem mikrobiologicznym polegającym na redukcji azotanów do azotynów, amoniaku, tlenku azotu i azotu wolnego. Proces ten związany jest z oddychaniem w warunkach beztlenowych lub przy ograniczonym dostępie tlenu

*denitryfikacja właściwa (całkowita)- zachodzi w warunkach beztlenowych prowadzi do powstania N₂O i O₂

*denitryfikacja częściowa- jest często przeprowadzana przez drobnoustroje w warunkach ograniczonego dostępu tlenu, azotany pełnią w tym procesie rolę dodatkowego akceptora wodoru i przy udziale swoistych reduktaz są redukowane do azotynów i amoniaku

-zbiałczanie- pobieranie NO₃ do budowy własnych białek, jest właściwością dość powszechną wśród bakterii, promieniowców i grzybów.

Uzasadnić że od stosunku C/N zależy ilość ilość-NH₄⁺ uwolnionego w procesie amonifikacji.

Od stosunku C/N zależy ilość uwolnionego N-NH₄⁺. Jeżeli będzie występował szeroki stosunek węgla do azotu (C/N>30) to amonifikatory zbiałczą większą część azotu i tylko niewielka ilość zostanie uwolniona do środowiska natomiast jeśli będzie mały stosunek stosunek/stosunek, który będzie jedynym źródłem pożywienia , wówczas nasili się proces mineralizacji i dużo N-NH₄⁺ nagromadzi się w podłożu.

Wyjaśnić rolę mikroorganizmów procesie amonifikacji.

Proces amonifikacji, czyli przemiana aminokwasu z uwolnieniem amoniaku zachodzi przy udziale dezaminaz (odrywających grupy NH₂). Poza amoniakiem mogą powstawać tu alkohole, aldehydy, węglowodany i CO₂. Ulegają mu również aminy i amidy, które występują w moczniku. Gdy zastosujemy odczynnik Nesslera to w pożywce z zaszczepionej gleby występują jony amonowe (barwa pomarańczowa), które świadczą o obecności bakterii amonifikacyjnych.

Na czym polega proces desulfurylacji np. aminokwasów siarkowych?

Proces desulfurylacji aminokwasów siarkowych polega na rozkładzie tychże aminokwasów czasie tego rozkładu zostaje wydzielony NH₃ a oprócz tego pod wpływem desulfurylazy odszczepieniu ulega grupa S-H i zostaje wydzielony siarczek wodoru H₂S.

Co to jest proteoliza jak praktycznie można przekonać się że w glebie lub w nawozach organicznych występują mikroorganizmy przeprowadzające ten proces.

Proteoliza jest to zdolność bakterii i grzybów glebowych do rozkładu białek. Działanie mikroorganizmów proteolitycznych poprzez wyodrębnienie ich ze środowiska. Obserwując ich działanie i stosując pożywkę wybiórczą zawierającą białka (np. Żelatynę, która będzie jedynym źródłem energii, węgla i azotu). Pojawienie się przezroczystych stref wokół wzrostu mikroorganizmów świadczy o różnej aktywności proteolitycznej mikroorganizmów. Zachodzi zjawisko proteoliza. Strefa rozłożonej żelatyny świadczy o obecności mikroorganizmów rozkładających białka w glebie.

Co oznacza termin „rzekoma fermentacja mlekowa”?

Rzekoma fermentacja mlekowa- przeprowadzają ją te bakterie, które produkują niewielką ilość kwasu mlekowego. Są to heterofermentacyjne bakterie mlekowe, które oprócz kwasu mlekowego produkują znaczne ilości kwasu octowego dwutlenku węgla.

Jakie drobnoustroje przeprowadzają właściwą fermentację mlekową?

Właściwą fermentację mlekową przeprowadzają te bakterie, które conajmniej połowę końcowych metabolitów wydzielają w postaci kwasu mlekowego. Właściwe bakterie mlekowe są G^- i reprezentują dwie grupy morfologiczne: ziarniaki (dwoinki, paciorkowce) oraz pałeczki.

Funkcje dehydrogenazy i sposób jej wykrywania w komórkach drobnoustrojów.

Funkcja dehydrogenazy polega na przenoszeniu wodoru z substratu na tlen. Dehydrogenazy jest to enzym katalizujący utlenianie substratu w procesie oddychania. Dehydrogenazy można wykryć w komórkach drobnoustrojów przeprowadzając doświadczenie na mleku pasteryzowanym i niepasteryzowanym. Doświadczenie to polega na tym, że do mleka pasteryzowanego i niepasteryzowanego dodaje się 0,5ml błękitu metylowego, który po ok. 50min. W temp 40^oC odbarwia się. Odbarwienie to następuje właśnie na skutek działania dehydrogenazy.

Od czego zależy intensywność wydzielania dwutlenku węgla przez glebę?

Intensywność wydzielania CO₂ przez glebę zależy od rodzaju gleby i ilości mikroorganizmów niej występujących. Gleba żyzna wydziela większą ilość CO₂ , gdyż posiada dużą ilość substancji organicznej i zarazem więcej mikroorganizmów, które ją przetwarzają i w wyniku tego prowadzą do wydzielania CO₂.

Podział mikroorganizmów zależności od ich stosunku do tlenu.

Mikroorganizmy w zależności od ich stosunku do tlenu dzielimy na:

-tlenowe

-względne beztlenowce

-bezwzględne beztlenowce

Względne beztlenowce mogą zmieniać sposób oddychania w zależności od panujących warunków. Na bezwzględne beztlenowce obecność tlenu działa toksycznie powodując zahamowanie rozwoju. Stosunek mikroorganizmów do tlenu określamy przez obserwację wzrostu na pożywkach półpłynnych: tlenowe rosną na powierzchni, względne beztlenowce w całej objętości, bezwzględne beztlenowce w głębi pożywki.

-Gdzie występują pektyny i jakie są produkty ich mikrobiologicznego rozkładu?

-Jak udowodnić, że w danym środowisku występują mikroorganizmy uzdolnione do rozkładu pektyn?

*Pektyny rozkładane są przez liazy pektynianowe. Pektyny rozkładają się w warunkach tlenowych i beztlenowych. W warunkach tlenowych na pożywce zawierającej pektyny jako jedyne źródło węgla

Występuje wzrost grzyba Aspergillum Niger. Niger beztlenowych na drodze fermentacji masłowej przy udziale bakterii Clostridum wydziela się kwas masłowy o charakterystycznym zapachu.

*Pektyny występują w szczątkach roślin, są rozkładane dzięki liazom pektynianowym. Enzymy pektynolityczne wydzielane przez patogenny, powodujące więdnięcie roślin rozszczepiają substancje pektynowe komórek parenchymatycznych, otaczających wiązki przewodzące. Pod wpływem pektyno-estrazy wytwarza się kwas poligalakturanowy, który przenikając do naczyń tworzy w nich nierozpuszczalne pektyniany wapnia zatykające wiązki przewodzące. Wynikiem całkowitego utlenienia jest CO₂, H₂O i energia chemiczna magazynowana w związkach energetycznych.

Opisać metodę określania zdolności bakterii do rozkładu celulozy w warunkach laboratoryjnych.

Rozkład celulozy jest utrudniony, ponieważ powiązana jest wiązaniami wodorowymi i siłami Van der Walsa i jest w formie krystalicznej. Stosując pożywkę selektywną zawierającą celulozę jako jedyne źródło węgla i energii celuloza zostaje rozłożona przez mikroorganizmy celulolityczne.

Saprofityczne grzyby oraz podstawczaki, również tlenowe bakterie błonnikowe i beztlenowce wywołują heterofermentację masłową.

Uzdolnienie mikroorganizmów do rozkładu skrobi.

Mikroorganizmy są zdolne do rozkładu skrobi dzięki posiadaniu enzymu typu α- i β-amylazy, które rozkładają skrobię do dekstryn a następnie do cukru prostego-glukozy.

W jaki sposób można się przekonać ze drobnoustroje są uzdolnione do rozkładu pestycydów i wykorzystywane jako źródła węgla i azotu.

Pestycydy- grupa związków organicznych nieorganicznych stanowiących substancje aktywne preparatów chemicznej ochrony roślin. Rozkład pestycydów glebie może zachodzić na drodze chemicznej, lecz głównie przyczyniają się do tego mikroorganizmy zasiedlające glebę. Syntetyczne preparaty organiczne mogą być niekiedy wykorzystywane przez drobnoustroje jako źródło węgla i azotu.

Co to są antybiotyki i jak działają na drobnoustroje?

Antybiotyki są to substancje wytworzone przez liczne drobnoustroje glebowe np. przez promieniowce, działają hamująco lub niszcząco na inne mikroorganizmy. Wiele antybiotyków uszkadza strukturę komórek, hamuje syntezę ściany lub błony cytoplazmatycznej, inne interferują z reakcjami włączonymi w procesy energetyczne lub syntezę białek.

Wpływ wilgotności gleby na aktywność mikroorganizmów kierunek procesów środowisku.

Woda stanowi jeden z najważniejszych czynników w życiu drobnoustrojów, jest, bowiem składnikiem budulcowym oraz ośrodkiem, w którym przebiegają wszystkie reakcje chemiczne i enzymatyczne. W związku z tym brak wody w środowisku powoduje zahamowanie procesów mikrobiologicznych. W naturalnych środowiskach, np. w glebie, pełne nasycenie wodą powoduje wyparcie powietrza z przestworów glebowych, co z kolei wywołuje reakcje drobnoustrojów na korzyść mikroaerofili i beztlenowców.

Jakie znaczenie dla mikroorganizmów ma odczyn środowiska, w którym się znajdują?

Odczyn środowiska jest czynnikiem selekcjonującym naturalne zespoły mikroorganizmów, czego przykładem może być dominacja grzybów w glebach kwaśnych lub innych środowiskach niskim pH oraz dominacja bakterii w glebach o odczynie zbliżonym do obojętnego lub alkalicznym. Selekcje mikroorganizmów można obserwować także w kiszonkach, gdzie zakwaszenie środowiska eliminuje rozwój bakterii proteolitycznych laseczek fermentacji masłowej.

Wpływ temperatury na drobnoustroje.

Temperatura ma duży wpływ na rozwój drobnoustrojów. Każdy gatunek mikroorganizmów ma swój zakres optymalny. Jeśli temp. Spadnie poniżej minimum, powoduje to zahamowanie wzrostu nie powodując śmierci komórek. Natomiast temperatury wysokie (powyżej max.) działają bakteriobójczo, wywołując denaturację białek strukturalnych enzymatycznych. Temperatury panujące w środowiskach naturalnych powodują kształtowanie się zespołów mikroorganizmów (średnia temp.- mezofile, zimnolubne- psychrofile, ciepłolubne- termofile). Drobnoustroje w pewnym zakresie mogą zmieniać temperaturę środowiska.

Co to są chlamydospory?

Chlamydospory- grubościenne zarodniki o funkcji przetrwalnej. Jeśli te formy produkują grzyby chorobotwórcze dla roślin utrudnia to ich zwalczanie, ponieważ chlamydospory mogą przetrwać długi okres poza organizmem gospodarza.

Jakie cechy diagnostyczne bierze się pod uwagę przy określaniu rodzajów i gatunków grzybów?

Cechami diagnostycznymi przy określaniu rodzajów i gatunków grzybów jest budowa grzybni i sposób rozmnażania. Najprostszym sposobem rozmnażania wegetatywnego jest podział komórek lub pączkowanie cechujące drożdże. Powszechną formą rozmnażania grzybów jest zarodkowanie. Zarodniki mogą być tworzone w procesie bezpłciowym i płciowym. Grzyby, u których nie stwierdzono rozmnażania płciowego zaliczane są do grzybów niedoskonałych. Dla rozprzestrzeniania się gatunku na ogół większe znaczenie ma rozmnażanie bezpłciowe przez licznie tworzone zarodniki. Mogą to być zarodniki konidialne tworzone na specjalnych strzępkach powietrznych, np. gatunki: Aspergillus, Penicilium lub zarodniki wytworzone w zarodniach (sporangiach), np. rodz. Mucor, Rhizopus.

Jakie są sposoby rozmnażania drożdży?

Drożdże są jednokomórkowe grzyby rozpowszechnione w różnych środowiskach. Rozmnażają się najczęściej przez pączkowanie i podział komórek, tzw. drożdże rozszczepkowe. Generatywnie rozmnażają się mniej liczne gatunki, tworzące w komórce zarodniki workowe (ascospory), te gatunki zaliczają się do workowców.

Czym charakteryzują się grzyby pod względem morfologicznym?

Są to organizmy eukariotyczne, ściany zbudowane z chityny z domieszką glukanu lub celulozy, nie zawierają barwników fotosyntetyzujących, tlenowce, których ciało stanowi plecha składająca się ze strzępek rozgałęziających się wierzchołkowato.

Komórka eukariotyczna:

-chromosomy są otoczone dwustronną bł. jądrową

-struktura chromosomu jest złożona, DNA jest zwykle związany z histonami (białkami)

-podział komórki przez mejozę lub mitozę

-ściana kom. Jeśli występuje zawiera składniki strukturalne tj. celuloza lub chityna

-mitochondria są przeważnie obecne

-chloroplasty występują w kom. fotosyntetyzujących

-komórki zawierają dwa typy rybosomów: mniejsze w mitochondriach i chloroplastach, większe w cytoplazmie

-wici, gdy występują mają złożoną strukturę

Jakie formy przetrwane wytwarzają bakterie?

Formy przetrwane bakterii:

-przetrwalniki(endospory)-występują u bakterii właściwych z grupy laseczek tlenowych z rodz. Bacillus i beztlenowych z rodz. Clostridium. Zadaniem przetrwalników jest przetrwanie w niekorzystnych warunkach środowiska, mogą przetrwać w wysokiej temperaturze.

-cysta- wytwarzana przez niektóre bakterie właściwe. Są one mniej odporne na wysoką temperaturę niż przetrwalniki, jednak bardziej tolerancyjne niż formy wegetatywne bakterii.

Na czym polega zasada barwienia metodą Grama?

Metoda Grama:

1.Utrwalony rozmaz barwi się fioletem krystalicznym 2min.

2.Zlewa się fiolet i zalewa płynem Lugola na 2min.

3.Przemywa alkoholem etylowym, po czym spłukuje wodą

4.Odbarwia rozcieńczonym roztworem fuksyny i ponownie spłukuje wodą

Metoda Grama pozwala na wyróżnienie dwóch grup bakterii- gramdodatnie wykazują trwałe zabarwienie fioletowe, gramujemne- fiolet krystaliczny zostaje wypłukany alkoholem, po dodaniu fuksyny bakterie barwią się na czerwono.

Podstawowe kształty bakterii.

1.Kuliste- ziarniak, dwoinka, paciorkowiec, gronkowiec

2. Cylindryczne- laseczka, pałeczka

3. Spiralne- przecinkowce, śrubowce

W jakim celu stosuje się barwienie metodą prostą, a w jakim złożoną?

Barwienie proste stosuje się przeważnie przy obserwacji kształtów bakterii. Barwienie złożone pozwala na wyróżnienie dwóch grup bakterii. Bakterie G⁺ wykazują trwałe zabarwienie fioletowe, gdyż w ich komórkach powstają trwałe kompleksy niewymywane alkoholem. W komórkach G^- fiolet krystaliczny zostaje wypłukany alkoholem, a po dobarwieniu fuksyną bakterie barwią się na czerwono.

Dlaczego przy licznym występowaniu pałeczek okrężnicy (E. coli) woda jest niezdatna do picia?

Stwierdzenie w wodzie obecności pałeczki okrężnicy Escherichia coli (typowy przedstawiciel mikroflory przewodu pokarmowego człowieka i zwierząt) świadczy o zanieczyszczeniu wody fekaliami oraz nasuwa podejrzenie występowania w wodzie innych bakterii chorobotwórczych rodz. Salmonella (pałeczki duru) lub Shigella (pałeczki czerwonki)

Technika sporządzania preparatów przeżyciowych oraz trwałych barwionych.

*Preparat przeżyciowy: na szkiełko przedmiotowe nanosi się kroplę zawiesiny komórek drobnoustrojów lub drobinę masy komórek do kropli wody. Następnie preparat przykrywa się szkiełkiem nakrywkowym, opuszczając je ukośnie. Aby nie pozostały pod nim pęcherzyki powietrza. Nadmiar wody należy zebrać skrawkiem bibuły.

*Preparat trwały barwiony:

-rozmaz wykonujemy rozprowadzają pobrany materiał cienką warstwą na powierzchni odtłuszczonego szkiełka przedmiotowego. Preparat suszymy na powietrzu.

-utrwalenie preparatu uzyskujemy przez trzykrotne przeprowadzenie szkiełka (w pozycji ukośnej rozmazem do góry) przez płomień palnika. Utrwalenie ma na celu zabicie komórek i przytwierdzenie ich do szkiełka, co chroni je przed zmyciem w trakcie barwienia

-barwienie:

a) proste-polega na użyciu tylko jednego barwnika który nalewamy na powierzchnię utrwalonego rozmazu. Po upływie określonego czasu nadmiar barwnika zlewamy, preparat spłukujemy wodą i osuszamy lekko płatkiem bibuły. Czas barwienia jest różny.

b) złożone- polega na stosowaniu dwóch lub większej liczby barwników oraz roztworów związków chemicznych, które działają utrwalająco lub odbarwiająco. Jedną z tych metod jest metoda Grama:

1.utrwalony rozmaz barwi się fioletem

krystalicznym 2 min.

2.zlewa się fiolet i zalewa płynem Lugola na

2min.

3.przemywa się alkoholem etylowym (aż do

odbarwienia) po czym spłukuje wodą

4.odbarwia roztworem fuksyny przez 2min.

I ponownie spłukuje wodą

Rodzaje preparatów mikroskopowych.

1. Przyżyciowe- korzystamy przy obserwacji większych mikroorganizmów (grzybów)

2. Utrwalone i zabarwione- ogląda się najczęściej bakterie, ponieważ mają małe wymiary i należy je uprzednio utrwalić i zabarwić

---