Mikroorganizmy występują w

-litosferze (gleba)

-hydrosferze(woda)

-atmosferze(powietrze)

Mikroorganizmy: oczyszczają środowisko włączają zw. mineralnego obiegu.

Mikroorg. Saprofityczne : żywią się martwą materia organiczna ,czyli są cudzożywne, pełnia pozytywna funkcje w przeciwieństwie do chorobotwórczych mikroorg. patogennych, które żywią się żywa materia.

Mikroorganizmy:

-bakterie z promieniowcami i sinicami,bezjądrowe

-grzyby mikroskopijnej wielkości, jądrowe

-glony, jądrowe

-pierwotniaki, jądrowe

Wirusy* - niepełne organizmy, nie zalicza się ich do żadnej grupy

*** 1mld bakterii w 1 gramie gleby,kilka tys grzybów w 1 g gleby.

Mikroorganizmy wchodzące w skład biocenozy

1)autochtoniczne drobnoustroje-to mikroorg rdzenne, dostosowane do warunków panujących w danym środowisku

2)allochtoniczne drobnoustroje-to, mikroorg które napłynęły z zewnątrz

BIOCENOZA- zespół org zasiedlających określone środowisko

EKOSYSTEM- to biocenoza + środowisko

POPULACJA - zespół osobników tego samego gat

SIEDLISKO- przestrzeń, w której przebywa organizm inaczej jego adres

NISZE-to funkcje, jakie posiada organizm(jego zawód)

Podział mikroorganizmów ze względu na źródło węgla

1)autotrofy - uzyskują węgiel z dwutlenku węgla lub z węglanów

*glony

*bakterie chemolitotroficzne

*beztlenowe bakterie fotosyntetyzujące (bakterie zielone i purpurowe)

*tlenowe bakterie fotosyntetyzujace (sinice)

2)heterotrofy - uzyskują węgiel z połączeń organicznych

*saprofity- z martwej materii (grzyby, bakterie

*pasożyty- z żywej materii(grzyby bakterie)

*fagotrofy- pochłaniają całe organizmy (pierwotniaki)

Podział mikroorg ze względu na źródło energii

1)fototrofy: wykorzystują en słoneczną

2)chemotrofy:wykorzystują en chemiczną

*chemolitotrofy- wąska gr bakterii, czyli nitryfikacyjne, siatkowe itd. Utleniają zredukowane zw azotowe są autotrifami)

*chemoorganotrofy- (wykorzystują en związków organicznych bakterie i grzyby)

Podział drobnoustrojów ze względu na zapotrzebowanie na tlen

-Bezwzględne tlenowce: bakterie, sinice, promieniowce, grzyby, nitkowate

-Względne beztlenowce: rozwijają się w war. Tlenowych jak i beztlenowych (akceptorem H jest zw.organiczny lub utlenione zw.mineralne bakterie, drożdże

-Bezwzględne beztlenowce :akceptor elektr to zw org, oddychają przez fermentację. Clostridium (bakterie) są to pałeczki (pałeczkami są jeszcze, bacillus ale są one tlenowcami). Występują w glebie, w przewodzie pok, zw.osadach dennych zbiorników wodnych.

-Mikroaerofile: należą tu bakterie glebowe i wodne. Akceptor to tlen. Rozwijają się w niskim ciśnieniu perejalnym.

FORMA MIKROORGANIZMÓW

-wegetatywna (żyjąca)

-przetrwalna (f. Spoczynkowa) nie metabolizują jest bardzo odporna na działanie niekorzystnych czynników środowiska

*tylko [pałeczki bakterii tworzą endospory (przetrwalniki)

Występowanie mikroorganizmów bezwzględnych beztlenowych

-w glebie

-w przewodzie pok zwierząt

-osadach dennych zbiorników wodnych

PODZIAŁ MIKROORGANIZMÓW NA GRUPY W ZALEŻNOŚCI OD WYMGAŃ TEMP.

	minimum	optimum	Maksimum
Psychrofile (kriofile)	-10-+5	10-20	13-25
Mezofile	10-15	30-40	30-50
termofile	25-45	50-75	75-100

Psychofile- występują także w glebie głównie zimą

-w dolnych partiach zbiorników wodnych powodują psucie się prod spożywczych w lodówkach (pencilium)

Mezofile

-należą do różnych grup

-charakt. Dla klimatu umiarkowanego

-występują w glebie, górnych warstwach zbiorników wodnych

Termofile

-lubią bardzo wysokie temp

-występują w gorących źródłach

-w glebach zwanych tapirami

-na powierzchni liści

-w przewodzie pok zwierząt

-w kompostach i oborniku w fazie termofilnej

-w zagrzewającym się sianie

Odczyn obojętny jest najlepszy dla rozwoju mikroorg. Choć grzyby nitkowate rozwijają się przy pH 5,5-6,5, czyli lekko kwaśnym. Niektóre mikroorganizmy lubią pH nawet 13. duże zróżnicowanie mikrorganizmów pozwala im na opanowywanie bardzo wielu różnych środowisk, np. Morze martwe - tu żyją bakterie helofilne (lubiące przebywanie w roztworach hipertonicznyc, w tym wypadku silnie zasadowych.

WIRUSY

To niepełne organizmy nie posiadające własnego metabolizmu nie mają swoich ukł. enzymatycznych. Są pasożytami bezwzględnymi. Z pkt widzenia chemicznego są nukleoproteidami. Wiroidy - wirusy bez otoczki białkowej.

Podział wirusów ze względu na żywiciela

1)wirusy mikroorganizmów - fagi

-atakujące bakterie- bakteriofagi

-atakujące sinice- cyjanofagi

-atakujące promieniowce- akinofagi

-atakujące grzyby- mykofagi

2)wirusy roślinne

3)wirusy zwierzęce i człowieka

Podział wirusów ze względu na zachowanie się w kom żywiciela

-łagodne

-zjadliwe

Wirusy łagodne nie niszczą kom , przyczepiają się do materiału genetycznego

Wirusy zjadliwe zmuszają ukl zaatakowanej kom do przeprowadzenia własnego metabolizmu

Wirusy mi-org

Zbudowane są z DNA lub RNA, nie są skomplikowane, mają budowę kulistą, pałeczkowatą. Niszczą mikroorg lub nie zależnie od tego czy są to w. łagodne czy zjadliwe.

Wirusy roślin- rośliny porażone wirusem zjadliwym giną, liście zasychają, widoczne są objawy. Wirusy obniżają plon i jakości roslin.

Wirusy zw i człowieka

Mogą posiadać dodatkową otoczkę. Prowadzą do śmierci lub stanów chorobowych. Mamy o.k 200 wirusów przeziębieniowych.

-w. grypowe- maja powinowadztwo do ukl oddechowego

-w. Heinego-Mediny- powinowadztwo do ukł nerwowego, do org dostają się wraz z pożywieniem

-w. żółtaczki

-w. HIV- ma powinowactwo do ukł odpornościowego

-w. ptasiej grypy

Znaczenie pozytywne wirusów

-bakteriofagi niszczą bakterie chorobotwórcze salmonella (dur brzuszny), schigela (czerwona)

-przenośniki mat genetycznego

-wykorzystane w diagnostyce niektórych zaburzeń bakteryjnych

Znaczenie negatywne wirusów

-wywołują choroby ludzi i zwierząt

-wywołują choroby roślin

-mogą eliminować pożyteczne bakterie np. dla przemysłu spożywczego, fermentacyjnego, bakterie brodawkowe

PRIONY

To małe białka zawierające 232 aminokwasy. To czynnik zakaźny nowej generacji, nie posiadają inf. genetycznej. Badaniami nad prionami zajmował się Stanley prusiner, 1997 r dostał Nobla. Priony mają taki skład aminokwasów jak białka naturalne ukl nerwowego. Chronią one kom nerwowe. Różnią się jedynie strukturą trzeciorzędową.

Drogi zakażenia

-droga jatrogenna- z pokarmem, w czasie transfuzji

-spontaniczne(droga spontaniczna)

pod wpływem nieznanego nam jeszcze czynnika nasze nat białko może ulec zmianie w swojej strukturze przestrzennej w kierunku prionu

-poprzez mutacje

w org mamy gen odpowiedzialny za syntezę mat. białko, jeśli nastąpi mutacja tego genu i tworzą się priony, jest to wtedy genetyczne

encefalopatie gąbczaste- tak nazywają się choroby prionowe

Najważniejsze choroby śmiertelne człowieka (1-4) i zwierząt

nazwa	etiologia	Czas inkubacji	Czas trwania
Zespól Crutzfelda-Jakoba (CJD)	Zakaźna przypadkowa dziedziczna	2-30 lat	1 mies- 3 lata
Zespół Gerstmana- Straslera- Scheinkersa	Przypadkowa dziedziczna	1,5-40lat	1 rok- 11 lat
Kuru	Zakaźna	1,5-40 lat	1-2 lat
Śmiertelna dziedziczna bezsenność	Dziedziczna	-	0,5-2 lat
Skrapie (owce, kozy)	Zakaźna przypadkowa	1-5 lat	3 mies-1 rok
Gąbczasta encefalopatia bydła (BsF)	Zakaźna	2-8 lat	-
Zakaźna encefalopatia nerek (TME)	Zakaźna	1 rok	1-3 tyg
Zakaźna encefalopatia antylop	Zakaźna	2-5 lat	1 mies- 2 lata

Priony są bardzo odporne na działanie temp. bardziej niż endospory bakterii (120*C przez pół godz.) niszczy je 134*C przez 1 godz, ale już 138 *C nie niszcz. Alkohole, fenole nie niszczą ich.

BAKTERIE

Największe znaczenie mają bakterie właściwe. Wyróżniamy 3 zasadnicze formy bakterii:

1)kuliste

*ziarniak

*dwoinka (zapalenie płuc)

*czwórniak

*paciorkowce (ropotwórcze, mlekowe, powodują zakiszanie)

*gronkowce (angina, stany zapalne skóry)

2)cylindryczna prosta

*laseczka (clostridium i bacillus)

*pałeczka

3)cylindryczna spiralnie skręcona

*skrętniak (śrubowce, spiralus)

*krętek (spirchotea- wywołuje kiłę)

*przecinkowiec (vibrio- wywołuje cholerę) to 1 pałeczka skręcona.

LASECZKI

Są tu saprofity i chorobotwórcze gat tlenowe i beztlenowe (clostridium, bacillus). Tężec wywoływany jest przez wydzieliny Clostridium tetani, w ranie zasklepionej gdzie są war beztlenowe. Śmierć następuje przez uduszenie.

Laseczka botulinum- czyli jad kiełbasiany

Prątek gruźlicy- należy maczugowców. Stosuje się w dermatologii np. po to aby usunąć tiki nerwowe twarzy, które powodują zmarszczki.

FUNKCJE POZYTYWNE BAKTERII SAPROFITYCZNYCH. FUNKCJE PRZYRODNICZE I SRODOWISKOWE.

1)detoksykują środowisko (rozkład pestycydów, metali ciężkich, węglowodanów alifatycznych, aromatycznych- w tym WWA, PCB, detergentów itd.

2)oczyszczają środowisko z odpadów stałych i płynnych

3)biorą udział w powstawaniu nawozów organicznych

4)wpływają na strukturę gleby

5)niektóre bakterie wiążą azot atmosferyczny

6)przekształcają związki mineralne z fory nierozpuszczalnej w rozpuszczalna

7)procesem mineralizacji organicznej towarzyszy huminifikacja (w glebie , wodzie, kompostach itd.)

8)mineralizują materię organiczną, uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie energii w przyrodzie.

PROCESY ODDECHOWE- to procesy mineralizacji węgla

AMONIFIKACJA- to procesy mineralizacji azotu

Pierścieniowe węglowodany alifatyczne są rakotwórcze

FUNKCJE POZYTYWNE BAKTERII SAPROFICZNYCH. PRZYKŁADY WYKORZYSTANIA:

1)niektóre gat bakterii wykorzystuje się do syntezy egzogennych aminokwasów, do pozyskania preparatów enzymatycznych (amylaza, proteaza, tesmolizyna) witaminy C

2)zmodyfikowany genetycznie szczep E coli służy do produkcji insuliny.

3)bakterie fermentacji masłowej wykorzystuje się w roszarnictwie do produkcji azotanu i butanolu

4)bakterie octowe służą do produkcji octanu winnego

5)bakterie fermentacji propionowej wykorzystuje się do produkcji serów twardych

6)bakterie fermentacji mlekowej wykorzystywane są do produkcji serów, napojów mlecznych, kw mlekowego, kiszonek paszowych i spożywczych, antybiotyku lizyny, parafarmaceutyków (laccid, laktoraginal), w przetwórstwie mięsa, jako probiotyki.

7)jako preparaty wykorzystywane sa w bioremediacji środowiska i biologicznej ochronie roślin.

BIOREMEDACJA w odniesieniu do mikroorg wykorzystuje się te szczepy, które są wyizolowane ze środowiska np. te które rozkładają dana subst, czy węglowodany alifatyczne czy w przypadku rozlania się ropy z tankowców. Oczyszczanie środowiska.

ROSZARNICTWO- proces technologiczny, który prowadzi do rozklejania włókien lnu czy konopi, które złączone są pektynami. Bakt „zjadają „ te pektyny.

PROBIOTYKI-są to bakt mlekowe np. lactobacillus acidafilus,L.plananim, bifiolobacterium, które poprawiają stan zdrowia czł i zw, tłumaczenie pro-dla, bios-życie. Dodawane są do żywności i pasz.

EFEKTY DZIAŁANIA PROBIOTYKÓW

-obniżają poziom złego cholesterolu (LDC)

-stwarzają nieprzyjazne środowisko dla bakt chorobotwórczych

-zmniejszają ryzyko nowotworów

-zwiększają wchłanianie składników pokarmowych

-stymulują system immunologiczny

-zmniejszają skutki efektu laktozowego

WYMAGANIA STAWIANE PROBIOTYKOM

-zdolność zasiedlania określonego miejsca w org (jama ustna, przewód pok, drogi oddechowe, itd.)

-nie mogą wywoływać alergii

-nie mogą wytwarzać subst toksycznych

-muszą być genetycznie stabilne

-nie powinny zmieniać produktu pod względem smakowo-zapachowym.

PROBIOTYKI WYSTĘPUJĄ W:

-fermentowanych napojach mlecznych nowej generacji

-sokach owocowych

-niefermentowanych napojach mlecznych np. maślanki, mleko acidofilne itd.

FUNKCJE NEGATYWNE BAKTERII SAPROFITYCZNYCH I PATOGENICZNYCH

a)b. saprofityczne przyczyniają się do psucia produktów spożywczych, pasz itp.

b)zarówno b.saprofityczne jak i patogeniczne powodują alergie dróg oddechowych

c)b.patogeniczne wywołują choroby ludzi, zw, rośl.

PROMIENIOWCE

FUNKCJE POZYTYWNE PROMIENIOWCÓW SAPROFITYCZNCH. FUNKCJE PRZYRODNICZE I ŚRODOWISKOWE

1)współuczestniczą z innymi mikroorg w krążeniu pierwiastków i przepływie en w przyrodzie

2)humifikuja materie org

3)oddziaływają na strukturę gleby

4)uczestniczą w powstawaniu nawozów org

5)detoksykują środowisko

przykłady wykorzystania

niektóre gat służą do produkcji antybiotyków np. streptomyces griseus, st venezuelae, st aureofaciens.

FUNKCJE NEGATYWNE PROMIENIOWCÓW SAPROF I PATOGENICZNYCH

a)psucie produktów spożywczych

b)alergie

c)choroby ludzi, zw, rośl

AUTOTROFY

BAKTERIE FOTOSYNTETYZUJĄCE

BAKT CHEMOLITOTROFICZNE

1)bakt beztlenowe

a)zielone bakt siarkowe

b)bakt purynowe

2)bakt tlenowe

a)cyjanobakterie - sinice

ZNACZENIE BAKT BEZTLENOWYCH

-uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie energii

-wzbogacają środowisko w materię org

-wiążą N2

BAKT BEZTLENOWE

Występują w zbiornikach wodnych, na polach ryżowych. Żyją w war beztlenowych. Wykorzystują wodór do redukcji węgla zaś wodór biorą z przemian S. Wzbogacają środowisko w zw org, ale po obumarciu. Wiążą np. azot glebowy.

SINICE

FUNKCJE POZYTYWNE SINIC (PZYRODNICZE I ŚRODOWISKOWE)

1)uczestniczą w krążeniu materii i przepływie energii w przyrodzie

2)uczestniczą w procesie glebotwórczym

3)wzbogacają glebę w materię organiczną

4)wpływają na strukturę gleby

5)niektóre gat wiążą N₂

FUNKCJE NEGATYWNE

Rozwój sinic w zbiornikach wodnych (zakwity) pogarsza właściwości organoleptyczne wód i przyczynia się do ich wtórnego zanieczyszczenia. Sinice występują w gorących źródłach i na Antarktydzie. Azot mogą czerpać z powietrza. Uczestniczą w procesie glebotwórczym. Ich rozwój powoduje nagromadzenie mat org, one giną materia dla innych org jest dostępna

BAKT CHEMOLITOTROFICZNE

Czerpią en z utleniania zredukowanych zw mineralnych

1)bakt nitryfikacyjne utleniają

NH₄NO₂NO₃

2)bakt siarkowe utleniają

zw siarki (S,H₂S,SO₃, S₂O₃) do siarczanów

3)bakterie wodorowe utleniają

2H₂ +O₂2 H₂O

4)bakt żelaziste utleniają

Fe²⁺Fe³⁺

Należą do bezwzględnych tlenowców. Wyst w środ glebowym, ale jest ich niedużo. Wyst w zbiornikach wodnych, kompostach

ZNACZENIE BAKT CHEMOLITOTROFICZNYCH

a)wzbogacają środ w materię org

b)często przekształcają zw toksyczne niedostępne dla rośl w formy nietoksyczne, przyswajalne przez rosl np. H₂S, H₂

c)powstające w przypadku niektórych bakt (nitryfikacyjne, siarkowe) kwasy mineralne (np. kw azotowy czy siarkowy) przekształcają nierozpuszczalne sole (np. fosforan Mg,Ca)w formę rozp, dostępną dla rośl.

ORGANIZMY EUKARIOTYCZNE

GRZYBY

1)GRZYBY(mycotafungi)(mycobionte)

-nitkowate (strzępkowe) zwane pleśniami i wielokom i komórczaki

-drożdże - grzyby jenokomórkowe

Grzyby strzępkowe : nitki tworzą grzybnie podłożowa i powietrzna tworzą owocnię (ciała owocujące)

Trichoderma- maja kolor zielony na płytce

Fusarium-zarodniki przypominają banany

Pencilinium : też zielony kolor

Aspargillus: (kropidlak)

Rizopus

FUNKCJE POZYTYWNE SAPROFITYCZNYCH GRZYBÓW NITKOWYCH . FUNKCJE PRZYRODNICZE I ŚRODOWISKOWE

1)uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie en w przyrodzie

2)humifikuja mat organiczna

3)przekształcają zw mineralne z formy nierozp w rozp

4)wpływają na strukturę gleby

5)uczestniczą w powstawaniu nawozów org

6)detoksykuja środowisko uczestnicząc np. w rozkładzie pestycydów, węglowodorów alifatycznych i aromatycznych itd.

Ogólnie w środowisku wyst mniej grzybów niż bakt. Oddychają przez glikolize cykl krebsa, ale czasem się on zatrzymuje i gromadzą się kw organiczne.

PRZYKŁADY WYKORZYSTANIA

1)jako biopreparaty wykorzystywane są w biologicznej ochronie roślin

2)służą do produkcji kw org np. kw cytrynowego, glukonowego, takonowego.

3)wykorzystywane są do syntezy preparatów enzymatycznych (amylazy, celulozy, pektyny, lipazy, proteazy)

4)produkcja antybiotyków np. pencillium notatum - pencylina

5)niektóre gat np. pencillinum comemberti i rogreforti służą do produkcji serów twardych

FUNKCJE NEGATYWNE ASPROFICZNYCH I PATOGENICZNYCH GRZYBÓW NITKOWYCH

1)zarówno grzyby saprofityczne jak i patogeniczne wytwarzają groźne toksyny zwane mikotoksynami (produkty metabolizmu wtórnego) zwłaszcza grzyby należące do rodzaju aspargillus, pencicilium, fusarium)

2)grzyby saprofityczne powodują psucie się produktów spożywczych, pasz, itp.

3)grzyby saprof i patog wywołują alergie górnych dróg oddechowych

4)grzyby patogeniczne wywołują choroby ludzi zw i rosl

PRZYKŁADY MIKOTOKSYN

Aflatoksyna i jej pochodne - A flavus i A parasiticus.

Ocratoksyny : A ochraceus i inne gat . Aspargillus oraz niektóre gat penicillium

Cytrynina - P cytrenium i inne gat Penicillinum oraz niektóre gat Aspargillus na owocach

Patulina- P patulum na owocach

Trichodeceny: np. womitoksyna, zearealenon i wiele innych głownie grzyby z rodzaju Fusarium.

Działanie na mikrorg-mutagenne i toksyczne

Działanie na makroorg- mutagenne, onkogenne (karienogenne, kancerogenne, rakotwórcze), tetratogenne, embriotoksyczne, toksyczne.

Aflatoksyny wyst na ziarnach: kukurydzy, zboża, słonecznika, ryżu itp.

Ochratoksyny wyst na ziarnach kawy.

PRZYKŁADY CHORÓB LUDZII ZWIERZĄT WYWOŁYWANYCH PRZEZ NITKOWATE GRZYBY

Fusarium - zmiany ropne skóry, paznokci, rogówki, infekcje ukł moczowego, płuca, itd.

Trichophyton- atakują włosy, paznokcie

Aspergillus: aspargillozy ukl oddechowego rzadziej atakuje ukl pok, rozrodczy, skórę, paznokcie, spojówki.

Mukar i rhizopus: płuca, ośrodkowy ukl nerwowy, rzadziej pokarmowy, skórę, oczy, towarzysza innym choroba np. gruźlicy, nowotworom

Geotrichum- w pewnych warunkach może powodować geotrychozę różnych narządów,płuc, skóry, jamy ustnej itd.

DROŻDŻE

To względne beztlenowce. Nie są uzdolnione do rozkładu złożonych frakcji polimerów. Rozkładają cukry i dwucukry

FUNKCJE POZYTYWNE DROŻDŻY, FUNKCJE PRZYRODNICZE I ŚRODOWISKOWE

Uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie energii w przyrodzie, jednak w mniejszym stopniu niż grzyby nitkowate.

PRZYKŁADY WYKORZYSTANIA

1)wykorzystywane są w przemyśle fermentacyjnym (gorzelnictwo, browarnictwo, winiarstwo) i piekarnictwie, do syntezy wit z gr B

2)drożdże z rodzaju Torula i Candida służą do produkcji pasz

FUNKCJE NEGATYWNE

1)drożdże saprofityczne powodują psucie się produktów spożywczych i pasz

2)drożdże patogeniczne wywołują choroby ludzi i zwierząt. Candidia wywołują choroby skóry i narządów wew (candidoza)

GLONY

FUNKCJE POZYTYWNE GLONÓW. FUNKCJE PRZYRODNICZE I ŚRODOWISKOWE

1)uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie en w przyrodzie

2)łącznie z sinicami uczestniczą w procesie glebotwórczym

3)wzbogacają glebę w materie org

4)wpływają na strukturę gleby i biodostępność pierwiastków

PRZYKŁADY WYKORZYSTANIA

Próby wykorzystania do produkcji żywności i pasz oraz oczyszczanie ścieków petrochemicznych, z zakładów azotowych itd.

FUNKCJE NEGATYWNE GLONÓW

Rozwój glonów w zbiornikach wodnych pogarsza właściwości organoleptyczne wód i przyczynia się do ich wtórnego zanieczyszczenia

Występują w skrajnych środowiskach, oddychają tlenowo, są autotrofami w zdecydowanej większości. Korzystają ze zw mineralnych i przy udziale en, oddychają.

Każdy mikroorg wyst w 2 formach wegetatywnej i przetrwalnikowej

PIERWOTNIAKI

FUNKCJIE POZYTYWNE PIERWOTNIAKÓW

1)uczestniczą w krążeniu pierwiastków i przepływie en w przyrodzie

2)regulują stosunki mikrobiologiczne w środ

3)uczestniczą w oczyszczaniu ścieków

FUNKCJE NEGATYWNE PIERWOTNIAKÓW

Pierwotniaki chorobotwórcze wywołują choroby ludzi i zw

-toxoplazma gondi

-giardia camblia- choroby przewodu pok

są heterotrofami : fagotrofy- zjadaja bakt żywią się martwa mat org. pasożyty. Miksotrofy i martwa i żywa

CECHY FORMY PRZETRWALNIKOWEJ

-zatrzymany lub ograniczony metabolizm

-odporne na niekorzystne czynniki środowiska

FORMY PRZETRWALNE MIKROORG

-bakterie: endospory (przetrwalniki), cysty

-promieniowce: zarodniki konidialne

-sinice: akienety, heteocysty

-grzyby: zarodniki konidialne, sporangialne askospory, atrospory, chemidospory, sklerocia

-glony: cysty

-pierwotniaki: cysty

endospory- najbardziej odporne, wytarzają je laseczki: clostridum i bacillus.

Przyczyny zmienności mikroorg, głównie bezjądrowych

1)mutacje- mutacja (genowa)- to zmiana dziedziczenia zachodząca w genie, na poziomie DNA, gdzie następuje zmiana sekwencji zasad nukleinowych ( zasada purynowa zamieniona jest na inną purynoze lub pirymidynowa na inną pirymidynową), w wyniku której powstaje nowy allel. Mutacje zachodzą samorzutnie.

2)rekombinacje-z 2 różnych elem powstaje jeden zawierający inftych 2 elementów.

a)koniugacja- bezpośrednie przekazywanie DNA z jednej kom do drugiej, kiedy wchodzą one ze sobą w bezpośredni kontakt

b)transformacja-proces aktywnego pobierania DNA przez org jednokomórkowe. To namiastka procesu płciowego, umożliwia wymianę genów, często między odległymi organizmami. Transformacja wykorzystywana jest do klonowania genów.

c)transdukcja- przekazywanie informacji przy udziale fagów łagodnych. Fag przyczepiony jest do genomu ale może się oderwać, zabierając część inf genetycznej.

d)transfekcja - w nat warunkach nie zachodzi. Jest to proces wprowadzania obcego DNA lub RNA do kom

e)transpozycja- przemieszczanie się krótkich odcinków DNA w obrębie genomu powoduje to utratę jakiejś właściwości

OGÓLNA METODYKA INDUKACJI BAKTERII

1)cechy morfologiczne- obserwacja makro i mikroskopowa

2)cechy hodowlane, np. wzrost na agarze skośnym, w słupku agarowym, w podłożu płynnym itd.

3)cechy fizjologiczne np. zdolność wykorzystania źródeł C,N, rozkład biopolimerów itd.

4)cechy biochemiczne, właściwości gazotwórcze, kwasotwórcze, redukujące NO₃, synteza enzymów, itd.

5)cechy biologiczne: w celu sprawdzenia czy drobnoustrój jest chorobotwórczy, np. badania na zw, próby serologiczne, alergie itd.

6)cechy ekologiczne-miejsce występowania

Aktualnie dzięki rozwojowi biologii molekularnej bierze się pod uwagę wiele innych cech o charakterze stałym, takich jak wielkość genowmu obecność i budowa ściany kom, % zawartość GC (gnamina i cytozyna), sekwencja nukleotydów w DNA, budowa RNA, budowa rybosomów, właściwości białek i inne.

OCHRONA PRZED CHOROBAMI ZAKAŹNYMI

a)poznać sposób i drogi przenoszenia zarazka

b)zapobiegać rozprzestrzenianiu się zarazka i wnikaniu do org

c)pobudzać nat odporność fizjologiczna org

d)stosować środki niszczące zarazek po jego wniknięciu (antybiotyki, chemoterapełtyki i inne)

Transformacja

proces aktywnego pobierania Dna przez org jednokomórkowe. To namiastka procesu płciowego umożliwia wymianę genów, często miedzy odległymi org. Transformacja wykorzystywana jest do klonowania genów.

Rozprzestrzenianie

Ogniska: długotrwałość rozprzestrzeniania się

skuteczność rozprzestrz.

Rozprzestrzenianie czynne

a)liniowy wzrost; np. strzępek grzybów, pseudostrzępek promieniowców

b)ruchy płytkowe i pełzakowe , pierwotniaki bakt śluzowe.

Rozprzestrzenianie bierne

a)przez powietrze (wszystkie mi-org)grypa, ospa, Odra, bakt; gruźlica płuc, dróg oddechowych, wąglik,

b)/-/wodę

c)/-/ glebę

d) za pomocą martwych przedmiotów (narzędzi ornych , noży, książek, użytku publ.)

e)/-/ /-/ org nosicielskich, z kaszlem rozmową

Ogniska rozprzestrz: to skupiska mi-org. W przypadku drobn. chorobotwórczych, ognisko jest to źródło infekcji.

Długotrwałość rozprzestrzeniania się: mogą być rozprz. nawet całe życie (HIV, trąd) lub parę dni -grypa

Skuteczność rozprz: mniejsza jeżeli rozprzestrzenia się f. generatywne jeżeli jest to f. przetrwana to skuteczność jest większa

Mi-org kosmopolityczne: odporne na niekorzystne war. środowiska.

Pandemia: epidemia obejmującą wszystkie kontynenty

przez wodę:

bakteryjne (cholera, dur brzuszny, czerwonka)

MECHANIZM POBIERANIA POKARMU

1)transport bierny

dyfuzja - w dwie strony zgodnie z gradientem stężeń

osmoza- /-/ /-/

2)t. czynny6

a)bez nakładu energii

-różnice w3 potencjale elektrycznym

-poprzez rozpuszczenie w lipidach błon cytoplazmatycznych

-pinocytoza (martwa materia org)

-fagocytoza (żywa /-/ /-/)

b)z rozkładem energii

-przy udziale enzymów zwanych parmezami

Mechanizm

-katabolizm (rozk…ład)- wew i zew komórkowy u drobnoustr.

-anabolizm (synteza)

50-80% pobranego pok mi-org wykorzystuja na prod energii.

ENZYMY

1)endoenzymy (odpowiedzialne za przemiany wew komórki, np. oddychanie)

2)egzoenzymy (trawienie , wydalane poza kom)

3)enzymy indukcyjne (np. hydralazy, wydzielane gdy pojawi się substrat)

4)enzymy konstytucyjne 9syntetyzowane ciągle, niezależnie od obecności substratu)

W zależności od typu przemian

a)oksydoreduktazy (w procesie foto i chemosyntezy, oddychania)

b)transferazy (przenoszą gr atomów wytwarza wiązanie podwójne)

c)hydralazy (en trawienne, rozkładają biopolimery, w obecności wody, produkty celulozy

d)liazy (rozkład)

e)izomerazy (powstają izomery)

f)ligazy (syntetazy)

TYPY ODDYCHANIA DROBNOUSTR (CHEMOORGANOTROFÓW)

Tlenowe

1)całkowite utlenienie

końcowe produkty:CO₂ i woda

najwydatniejsze energetycznie : 38cz ATP

(pierwotniaki, grzyby strzępkowe, bakt)

2)częściowe utlenienie

końcowe produkty: kw org, CO₂ i woda

mniej wydajne energetycznie niż tlenowe z całkowita mineralizacja substratu

(grzyby strzępkowe, bakt octowe

Beztlenowe (akceptorem wodoru i elektronu są zw org lub utlenione zw mineral)

1)fermentacja

akcesorem elrktr i wodoru są zw org

końcowe produkty: kw org, alkohole, CO₂,H₂, metan, aldehydy

daje 2 cz ATP

(bakterie drożdżowe)

2)tzw oddychanie mineralne

akceptor elektr i wodoru : NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-, CO₂^2-, Fe⁺

końcowe produkty: CO₂ i zredukowane zw.min.

zysk energetyczny nieco mniejszy niż w oddychaniu

tlenowym z pełną mineralizacją substratu.

(względne beztl. oddychanie beztl. i telnowe)

Mikrobiologiczne przemiany bezazotowej materii organicznej

związki wchodzące w skła tej materii

1. Węglowodany-cukry proste(heksany, pentozy i inne)

Wielocukry (skrobie, celuloza, hemiceluloza i pektyny oraz

inne wielocukry z niewielkimi domieszkami: N, S, …, Pnp.

chityna) kw. uronowe i ich pochodne

2. Kw. Organiczne

3. Subst. aromatyczne- fenole, ligniny, tanina inne

4. zw. hydrofobowe- tłuszcze, woski, kutyna, węglowodory i inne

Skrobia ^L-amylazy dekstryny ^B-amylaza maltoza ^{B-glukozydaza} glukoza

Rozkład skrobii:

- śr. glebowe- pozytywnie produkty

-śr wodne ||-||-|| pasza

- scieki ||-||-||

- odpady stałe ||-||-||

Celuloza: glukoza powiązana wiązaniami B-glikozydowymi

To polimer ma budowę krystaliczną

Cząsteczki celulozy są zagregowane w mikrofibrile i tworzą

krystaliczne fibrile. Rozkład jej następuje przez interakcję

kompleksu enzymów:

- endoglukanazy

-egzoglukanazy

- B-glukozydazy

I etap obejmuje rozbicie struktur krystalicznych celulozy. Następnie

endoglikanazy rozbijają wiązanie wewn. ( B 1 ->4) Potem egzoglukanazy uwalniają jednostki dwusachrydów z końca łańcucha

B- glukazydazy hydrolizują dwucukry (celulozę)do glukozy

Celuloza rozkłada mniejsza liczba drobnoustrojów

-zdolność syntezy enzymów celulolitycznych( celuloz)

* śluzy czy barwniki to uboczne produkty rozkładu celulozy np. przez bakterie celulolityczne

* celuloza dostaje się do gleby z resztkami roślinnymi

* do 50% w częściach zdrewniałych roślin

* w bawełnie 90% to celuloza

* w zbiornikach wodnych dostaje się z komórki glonów i roślin lub ze ściekami

* celuloza wyst. w ściekach komunalnych, przemysłowych z przemysłu celulozowo-papierniczego, rolniczych, owocowo warzywnych

Celulozę rozkładają:

- bakterie ( bak. śluzowe, cytophago, sporocytophago) [ mineralizuja celulozę do C0₂ i H₂O] w warunkach tlenowych i przy PH 7

- Promieniowce

- grzyby nitkowate (strzępkowe)

* bak. właściwe z rodz. Cellulomones, celvibbrio, w warunkach tlenowych i odczynie obojętnym, ale produkt. subst. uboczne śluzy i barwniki,

* bak. clostridium ….. celulozę przy ograniczonym dostępie tlenu i kwaśnej glebie

* w glebach kwaśnych dobrze natlenionych proces przebiega przy udziale grzybów strzępkowych. Trychoderma, Fusariumkoncowe prod. to kw. organiczne

* promieniowce: Ph obojętne i zasadowe, gleba natleniona.

rozkład celulozy przebiega w różnych temp. niskich i wysokich

Znaczenie środ. rozkładu celulozy, pozytywne

- oczyszczanie środ. z tej frakcji org. i ( częściowe) włączenie jej pierwiastków w obieg

- mogą tworzyć się subst. wchodzące w skład Humusu.

- oczyszczana jej gleba, woda, ścieki, kompostowane materiały, odpady stałe, obornik, odpady utylizowane na drodze fermentacji metanowej.

rozkład żywności pasz itd. jest zjawiskiem negatywnym

rozkład materiałów w których znajduje się żywność (-)

konserwatory chronią płótna z obrazów przed rozwojem mi- org rozkładających celulozę(-)

rozkład celulozy na roślinach umożliwia patogenom wnikanie do nich

HEMICELULOZY

to wielocukry o różnej długości łańcuchów. Łańcuchy zbudowane są z pentoz (ksylany, alabany)lub z heksoz ( mangany, glukany, galaktany), bądź i z pentoz i heksoz. Są to wielocukry wyst. w resztkach rośl. i wraz z nimi dostają się do różnych siedlisk. Ich % w rośl. ( sucha masa) wynosi nawet 30%

Zdolne do rozkładu hemicelulozy

- bakterie

- promieniowce

- grzyby nitkowate

( musza syntetyzować hemicelulozy[enzymy hydrolityczne] takie jak mannowa sylaba galaktaza itd.)

Łańcuchy drobniejsze rosp. pobierana pokarm ( służą do syntezy skł.

hemicelulozy cząsteczki przez mikr.org. pok. i w procesach odd

stanowią

Rozkład hemicelulozy= mineralizacja węgla

hemicelulozy uwiązane są za enzymy konstytucyjne ich wydzielanie jest indykuwane obecnością substratów w srod.

ściany drożdży zbudowane są z hemicelulozy. Poza tym celuloza wyst. wszędzie. Rozkład celulozy oceniamy pozytywnie i negatywnie.

PEKTYNY

To Polimer kw. galaktouronowego. Wyst. w tk. rośl. gł. w blaszce środ. stanowią lepiszcze kom. Duzo pektyn wyst. w owocach pestkowych i jagodowych.

Pektyny rozkładane są przez:

( drobnoustroje pektynolityczne, ogólnie)

- bakterie bacillus(warunki tlen.),pseudomones, flavobacterium, clostridium (warunki beztlen.

-promieniowce

- grzyby strzępkowe

pektynazy (enzymy pektynolityczne) to enzymy rozkładające bakterie. Należą do liaz i hydroliz.

Wyst. jw. celuloza żywność pochodzenia roślinnego - czyli to samo

Wytłoki roślinno- owocowe utylizuje się na drodze fermentacji metanowej.

CHITYNA

z N-acytyloglukozoaminy jest zbudowana. Do srod. dostaje się z pierścienicami, mieczami owadami grzybami. Rozkładana jest przez mi-org syntetyzujące enzymy chitynolityczne są to enzymy indukcyjne( chitynaza). Promieniowce, bakterie i grzyby ją rozkładają . W warunkach tlenowych i beztlenowych, całej rozpiętości temp.

Chityna rozkładana jest :

ChitynaN-acytyloglukozoaminy glukozoaminy kw. octowy amoniakdalsze przemiany w kom mik.org poprzez włączenie ich w metabolizm

Rozkład chityny prowadzi do oczyszczania środowiska itd.

KWASY ORGANICZNE

to proste zw. węgla mogą być wydzielane przez korzenie rosl. w ryzosferze. Są to kw. cyklu Crebsa. Również grzyby strzępkowe mogą wydzielać te kw.

LOTNE KW. TŁUSZCZOWE

Są produkowane przez bakterie: kw. masłowy, priopionowy, octowy.

KW. URONOWE

produkowane przez bakt. śluzowe (ich otoczki)

KW. FENOLOWE:

jako produkty rozkładu lignin, po rozkładzie wykorzystywane jako pokarm dla mik0org. ( jest to trudne) lub wchodzą w skład humusu.

LIGNINY(subst. aromatyczne)

Do srod. dostają się wraz ze szczątkami roślinnymi. Zbudowane sąz polimerów jednostek aromat. zawierających gr. metyloksylowe( OCH3) i inne gr. np. aldehyd, propanoid, i inne gr. boczne. Ligniny rozkładane są przez drobnoust. Są odporne na atak enzymatyczny. Ich rozpad przebiega etapami, przy zespołowym działaniu gr. drobnoustrojów. Lignina wyst. w zdrobniałych częściach roślin i stanowi od kilku do 30% SM rosl.

Rozkładane prze:

* podstawczaki

* pierwotniaki

* grzyby pleśniowe

* grzyby aspergillus i trichodermy

* grzyby które rozkładają lignine w obecności innego łatwo dostępnego źródła energii

* bakterie azotobakcyter, pseudomonas, depolaryzuja lignine i obniżają wielk. cząsteczki.

* promieniowce z rodz. nokardia, streptomyces, również depolaryzują.

Tew mik-org. posiadają oksydazy fenolowe……., laktazy. mogą to być poza i wewnątrz kom enzymy.

Lignina ^{rozkładana powstaje} kw. wanilinowy ( wanilina)

kw. syryngowy (aldehyd syryngonowy)

wykorzystywane jako źródło węgla

rzadko -||- jako źródło energii

Najpierw rozrywane są gr. boczne potem burzony jest pierścień aromatyczny.

Znaczenie rozkładu ligniny:

* oczyszczanie środ. z ligniny i włączenie pierwiastków do obiegu (śr. glebowe, wodne, ścieki)(+)

* rozkład pali drewnianych np. w molo lub innych ….budowlanych (-)

Zw. hydrofobowe

TŁUSZCZE

wyst. w glebie (zwierząt) w wodzie, ze ściekami(komunalnymi, przemysłowymi [mleczarski, tłuszczowy, masarnie]) odpady stałe.

Organizmy lipolityczne rozkładają tłuszcze, syntezują lipazy, tłuszcz rozkładany jest do gliceroli i kw. tłuszczowych. To zw. energetycznodajne. Rozkłada war. H i beztlenowych.

- grzyby strzępkowe

- bakterie

- promieniowce

Gleby, woda, ścieki- ocena pozytywna żywność

odpady stałe, rozkładu pasza negatywnie

WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE:

maja krótkie łańcuchy (metan,etan, propan) wykorzystywane przez bakterie. Pseudomones, propanica, nocarolie- wykorzystują te w.a. Jako jodynę! Źródło węgla i energii, Im łańcuchy dłuższe tym liczba mi-org. wykorzystuje dany w.a. jako pokarm.

Parafina to przykład w.a. rozkładanego przez wiele org. : grzyby pleśniowe, drożdże. Parafinaalkoholkw. tłuszczowe, a te włączone są w procesy metaboliczne mi-org.

WĘGLOWODORY AROMATYCZNE:

te do 3 pierścieni są łatwiej rozkładane, są na ogół rozpuszczane. Te z więcej niż 3 pierścieniami są trudno rozp. i rzadziej atakowane przez mi-org. W. ar. SA rakotwórcze. Dostaja się z odpadami, pyłami atmosf., spływami z dróg, ze ściekami, z osadami ściekowymi, podczas eksploatacji ropy naftowej. Najwięcej jest ich w glebach.

W ar. są rozkł. przez procarionty (bakterie promieniowe). Więc detoksykują srod.. Niektóre mi-org. wykorzystują jako jedyne źródło en. i węgla. (mineralizuje w or. do CO₂ i H₂0)

Procesy kometaboliczne: nie są tak korzystne dla procariota jak te zwykłe procesy, gdzie są rozkładane w. ar. z 3 pierścieniami aromatycznymi. te maja więcej pierścieni. prod. rozkładu z procesów kometabolicznych mogą być nadal toksyczne. KIWA(węglowodory aromat.)

Eucariota rozkł. w ar. w procesach komatabolicznych już niezależnie od liczny pierścieni.

NO₃ denityfikacje N₂ wiązanie N₂ N organiczny

NO, N₂O, N₂ ^{( atmosfera)}

asymilizacja przez rośl., zw, mi-org

mistyfikacje asymi. proseoliza

asymilacje NH₃ nuteoliza

redukcja NO₃ amonifikacja

N wiązanie w procesach technologicznych

wyładowanie atmosferyczne, opady NH₃

Azot org. to najważniejsza forma azotu dla rosl. i zw. 95% znajduje się w glebie.

Przemiany azotu org.:

Azot wyst. w bipolimereach (białko)

białko trafia do środ. ( z rosl., zw, mi org. jedzeniem, ściekami)

Białka są proste i złożone(glikoproteiny, nukleoproteidy, mi-org. , które rzekł. białko nazywamy proteolitycznymi.

* Proteoliza: to rozkład białek, wstępne stadium mineralizacji azotu org. proces en przeprowadzają drobnoustr. proteolityczne, syntetyzujące enzymy proteolityczne(proteazay tj. endopeptydazy i egzopeptydazy) które rozrywają wiązanie peptydowe (CO-NH)

Białko polipeptydazy egzo-peptydazy krótkie peptydy aminokw. :

do procesów syntezy

ma energię

Drobnoustroje proteolityczne stanowią liczna gr. o bardzo zróżnicowanym składzie jakościowym - należą tu różne gat. bakterii(promieniowe) i grzybów.

W kwaśnym srod. w war. tlen. białko rozkuł. niektóre grzyby nitkowate a w war. beztlen. - niektóre bakterie z rodz. clostriolium.

W obojętnych środ. i w war. tlen. rozkład przeprowadzają gł. bakterie, np. baccilus, pseudomonas.

* Nukleoliza

DNA, RNA ^{dezoksyrybonukeazy} digonukleotydy mononukleotydy cukier(pentoza), zasada

^rybonukleozy org., jon tosteranowy

Rozkład przeprowadzają bakterie np. z rodz. Baccillusm clostriolium, grzyby np. z rodz. Aspergillus, Penicillinium i promieniowce.

Ocena proteolizy i nukleolizy:

- dostarczają monomerów

- ocena jest pozytywna

- przy kompostowaniu odpadów

- przy oczyszczaniu

* rozkład pasz jest negatywny.

* Przemiany aminokw. = amonifikacja= mineralizacja zw. org.

pobieranie N-amonowego przez org żywe.

+ H₂O deaminacja hydrolityczna NH₃

próchnicy, utlenianie

w procesie mistyfikacji

Ocena amonifikacji:

- w glebie pozytywne

- w odzie ściekach -||-

0,5 N mg/dm3 to dopuszczalna il.

Deaminacja bez dekorboksyzacji

1. Deominacja hydrolityczna prowadzi do rozłożenia AA z wytworzeniem hydrokrykw. i amoniakiem.

R.CH.NH₂- COOH+H₂O R.CH.OH.COOH+ NH₃

2. Deaminacja oksydynacyjna: powst. ketokw. i amoniak.

R.CH.NH₂- COOH+1/2 O2 R.CO- COOH+ NH₃

3. Deaminacja redukcyjna rozkłada AA na kw. tłuszczowe i amoniak.

R.CH.Nk₂- COOH+₂HR.CH₂-COOH+NH₃

Deaminacja wraz z dekabroksylacja:

1. Przy hydrolizie tworzy się alkohol, CO₂, NH₃

R.CHNH2- COOH+ H2OR.CH2OH+CO2+ NH3

2. Przy utlenieniu w war. tlen. powst. kw.tłuszcz. Co2 i NH3

R.CHNH2- COOH+O2 R.COOH+CO2+ NH3

3. Podczas deaminacji redukcyjnej tworzy się węglowodór CO2 i NH3

R.CHNH2- COOH+2h r.Ch3+ CO2+ NH3

AA deoksboksylacje=amidy +CO2 + CO2

* Przemiany zasad nukleinowcyh

zasada purynowe i pirymidynowe rozkład kw. org., mocznik, amoniak, aminokw.

W rozkł. uczestniczą gł. bakterie z rodz. clostidium, pseudomonos, Conyebaclenium. Microccus

* Przemiany mocznika

Wiele bakterii wykorzystuje mocznik jako źródło azotu, hydrolizuje go za pomocą enzymu urazy, SA to bakterie mocznika. należą do nich liczne gat. gł. tlenowe.

Szczególnie intensywnie rozkła. mocznik bakterie u których kom. jest enzym kómstytutywnym. Jej utworzenie nie podlega represji przez amoniak są to gat, Sporosarcina urna, Proteusz vulgaris, Bacillusm pastusi pastusi inne.

CO(NH2)2+ H2O uteaza H2NCOONH4 2NH3+ CO2

Nitryfikacja:

jest to etapowe utlenianie jonu amonowego do azotanów gł. przez chemolitotroficzne bakterie mistyfikacyjne. Z procesów tych czerpię en. do asymilacji i redukcji CO2.

I etap. NH4⁺ NO2^- + więcej energii, bakterie z gr. „Nitroso” (czyli Nitrosomnus,

jony amonowe do azotanowych Nitrosopina, Nitrosococcus.)

II etap. NO2^- NO3^- + mniej en. bakt. z gr. „Nitro” (Nitrosoater, Nitrospina, Nitroscoccus)

jony amonowe do azotanowych.

azotanowych procesach tych uczestniczą oksydoreduktory(monooksypenoza amonowa, oksydoreduktoza hydrokylaminowa, dekzydrogenoza azotynowa)

Ocena:

Pozytywna: w trakcie wzrostu w glebie

oczyszczenie ścieków,

kompostowanie (zbyt silny proces prowadzi do start N

Negatywne: jesienią (w glebie)

10 mg N- NO3

Zbyt dużo N-NO3 w rosl. odbija się na ludziach którzy je jedzą. Uważać na.......Choroba Mothemoglobinie.

Wyst. również he...stroficzne mistyfikatory (niektóre bakterie np. z rodz, Artrobacter, Pseudomones, Streptomyces) i grzyby z rodz. Aspergillus, Penicillium, Cephalosporium. Produkują No3 zarówno za równo org. jak i nieorg. źródeł azotu.

Źródła azotanów:

a) procesy mikrobiol.

b) nawożenie mineralne i org.

c) czynnik antropogeniczny- zuchy i mokry opad.

Losy jonu azotowego w glebie:

a) mi-biol. redukcje do produkt. pośrednich i gazowych, H, NO, H20 - demistyfikacja.

b) wykorzystywanie przez mi-org. i rosl. do syntezy AA- redukcje asymilacyjne

c) chemodenifikacje

d)wymywanie do głębszych warstw gleby czy wód gruntowych oraz zbiorników wodnych.

W żołądku

azotanoweazotynowe jony utleniają żelazo, hemoglobina nie wiąże tlenu choroba methemioglobinemia

Jony azotanowe ujemne są wymuszone w glebie nie są wiązane przez K.S gleby.

Denitryfikacja właściwa i częściowa

Do przeprowadzanie właściwej demnity. zdolne są jedynie niektóre bakterie z rodz. Pseudomonos, Achromobacter, Bacillus, hierococus. Natomiast denityf. częściowa wyst. powszechnie wśród mi-org

Asymilacyjna redukcja azotanów:

Prawie wszystkie rosl. zielone grzyby i bakterie mogą redukować NO3^- do Nh4⁺ przy udziale asymilacyjnych reduktaz) w trakcie biosyntezy aminokw.(AA) i białek.

Trzy pierwsze etapy redukcji są powtórzeniem tych reakcji, które przeprowadzają niektóre bakterie podczas asymi. redukcji NO3^- do Nh4⁺

NO3^- NO2 NHOH Nh4⁺RNH2

Czynniki wpływające na procesy denitryfikacji:

a) warunki beztlen.

b)obecność NO3^- lub i9nnego tlenku azotu

c) obecność org. dla organotrofów lub S, HS-, NH4+ dla chemilittrofów.

d) obecność mi-org. oleintryfikacyjnych oraz cały szereg czynników biotycznych i abiotycznych mających wpływ na wymienione i gł. czynniki.

Bakterie wiązań N2

AUTOTROFY

Niektóre...

beztlenowe bakterie totosyntetyzujące

Heterotrofy:

wolno żyjące asymikatory N2 (kilkanaście tp. N/ha_

a) beztlen. - niektóre gat. Clostridium

b) tlenowe z rodz, Azotobacker i Azototonas, Beijer mikroaerofile z rodz. Pseudomonos, Tlenobactenicum.

symbiotyczne asymilatory N2 (od kilkunastu do kilkuset kgN/ha/rok)

bakt prądkowe: grypa., rodz:rhisobiumy, Mesorhizobium, sinorhizobium, Azorhizobium, Allorhizobium

Wiązania N2 w asocjacjach przez bakt np. z rodz Azospirillum, niektóre cyjanobakt, promieniowce z rodz Frankia. W środ glebowym (pozytywne zjawisko)a w środ wodnym niekorzystne.

npz kukurydza, olchą

SYMBIOTYCZNE BAKT BRODAWKOWE WIAŻĄCE N2

*wegetatywna forma: żyje w glebie, nie wiąże N2, korzysta najcześciej z mineralnego azotu glebowego, ma kształt pałeczki, rozmnaża się

*bakteriodalna forma- wyst w brodawkach korzeniowych rośl motylkowych, wiąże N2 jest często większe i o innym kształcie niż forma wegetatywna, nie rozmnaża się

ROZWÓJ SYMBIOZY BAKTERII Z ROŚL. MOTYLKOWYCH ZALEZY OD:

- wirulencji i aktywności szczepu

- właściwości współżyjącej rośliny

- warunków ekologicznych środowiska(odczyn zawartości azotu mineralnego, warunków świetlnych.

WIRULENCJA: zdolność uniknięcia, zakażenia

Rhizobium: Lucerna, groch, wyka, konieczyna, fasola(lotus), soja(galega),fasola

MECHANIZM WIĄZANIA N2:

Uczestniczy zespół enzymów w którym najważniejsza jest nitrogenaza źródłem elektronów i protonów(N+)do redukcji N2 i źródłem ATP jest proces oddechowy bakterii.

NITROGENEZA(składa się z podjednostek

Mo-Fe-białko Fe-białko

centrum X centrum Y

aktywne e- uczestniczy w rozeznaniu N≡N

i redukcja azotu 2NH3

NITROZOAMINY:

są to org. zw. azotu działające toksycznie, mutagenie, teratogennie i karionogennie na mi-org. oraz toksycznie i mutogennie na mi-org.

Powstaję na drodze mikrobiologicznej oraz chemicznej w środ. o PH <5,0

Nagromadzenie ich sprzyja mineralne nawożenie azotowe, stosowanie gnojownicy oraz pestycydy.

Wyst. w : glebach, wprawnych glebach ekosystemów trawiastych wodach powierzchniowych, drożdżowych, podziemnych płodach rolnych produktach spożywczych paszach ściekach w papierosach i w ciemnym niemieckim piwie!- sprawdzono tę firmę bo tak nie powinno być.

Prekursory nitozoamin

-hydroksylaminy i jej pochodne

-aminy I i III rzędowe

-amidy

-zw nitrowe i nitrozowe

-azotany i azotyny

Przykład powstawania dimetylonitrzo aminy

R1 - NH+ HNO2 R1-N-N=O + H2O

R2- R2

Obieg fosforu w glebie i w wodzie

Fosfor(P) wyst w różnych biopolimerach np. fityna, kw nukleinowe, połączenia P z cukrami z lipidami wyst w próchnicy, tak jak azot.

Bakterie, promieniowce i grzyby - P ulega hydrolizie fosforany alkaliczne- hydrolizują biopolimery z oderwaniem gr fosforanowej i włączają go w obieg. Fosfor służy tez do syntezy organicznych połączeń fosfotu organicznego.

Unieruchamianie to przekształcanie z formy rop w formie nierozpuszczalną. Mi-org mogą uczestniczyć w przekształcaniu P np. grzyby nitkowe, rośliny wydzielają do środowiska kw org, bakt hemolitotroficzne (siarkowo azotowe) tworzą H2SO4 i NO3. W glebach kwaśnych tworzą się nierozpuszczalne fosforany żelaza (2+) i aluminium (Al3+). Przekształcenie P w fosfor przyswajalny. Rozkład P org w glebach oceniany jest pozytywnie, w zbiornikach też następuje oczyszczenie środ z organicznej frakcji materii. W ściekach pozytywnie, przy powstawaniu nawozów -pozyt. Negatywnie w paszach i pożywieniu. Unieruchomienie w środ glebowym - pozytywne. Zbiorniki wodne - niekorzystnie. Odwrotnie przy przemianach P mineralnego formy rop w nierozp. Zbiorniki wodne - pozytywne, gleba- negatywne

Obieg siarki w (przyrodzie) glebie i wodzie

Siarka wyst w humusie humusie innych organicznych połączeniach : białkach (AA siarkowe, cystyna, cysterna, met), witaminach np. tiamina, biotyna, estry chem, połączenia S z mocznikiem, glikozydami, alkaloidami. S dostaje się do środowiska z kwaśnymi deszczami.

Mi-org rozkładające siarke : bak, grzyby, nitkowate, promieniowce. Mają zdolność do syntezy desulfuraz. Mogą korzystać z H2S lub org połączeń.

Losy H2

-źródło S

-zw lotny - może się ulatniać do atmosfery

-mogą zachodzić procesy utleniania H2S przez 3 gr drobnoustrojów

bakt siarkowe uzyskują energię przy udziale CO2 i H2O uzyskują mat org

beztlenowe bakt fotosyntetyzujace (zielone, purpurowe, siarkowe) redukują CO2 w procesie fotosyntezy

heterotrofy (heteroorganotrofy) efektem ich działania są siarczany, dostępne dla roślin.

W war beztlenowych mogą zachodzić procesy redukcji S przeprowadzane przez względne beztlenowce (denitryfikacja) W war tlenowych elektrony i protony są przenoszone na O2 gdy nie ma O2 to może być na S. związane jest z oddychaniem mineralny. Następuje redukcja S i zamkniecie obiegu.

Rola drobnoustrojów w przepływie energii i krążeniu materii w glebie i wodzie

Znaczenie procesów:

-mineralizacja: korzystna w glebie , wodzie ,oczyszczalniach ścieków, odpadach organicznych jeżeli nie przynosi strat S ; zaś w paszach i żywności - negatywne .

-utlenianie: korzystna w glebie ; w zbiornikach wodnych jest mało korzystne

-redukcja S do H2S: gleby , nawozy (straty S) - zjawisko negatywne ; woda , oczyszczalnie ścieków - pozytywne.

Rola drobnoustrojów w przepływie energii i krążeniu materii w glebie i wodzie

C,N,P,K,S - zw. organiczne

C mineralny występuje w formie CO2

N mineralny powstaje w procesach amonifikacji i nitryfikacji

P mineralny powstaje w procesach mineralizacji

K występuje w zw. mineralnych glebie

Org. autotroficzne rośliny i mi-org homolitotroficzne (en świetlna lub chemiczna). Powstaje materia org po obumarciu tych organizmów dostaje się do środowiska, stanowi pokarm dla homotrofów, hetrotrofów. Związki musza ulec poza kom degradacji na monomery, dotacja się do wnętrza i wykorzystywane są do syntezy, a część ulega mineralizacji w procesach oddechowych. Rozkładając biopolimery rozkładają je w nadmiarze w porównaniu do własnych potrzeb. Stanowi substrat do tworzenia humusu.

Schemat rozkładu materii org w glebie i syntezy próchnicy

W wodzie negatywne

Przy powstawaniu nawozów - pozytywne

Czynniki

biotyczne (naturybiologicznej)

abiotyczne

1.temp

2.wilgotnosc

3.ciśnienie atmosferyczne

4.odczyn środowiska

5.zawartosc tlenu

6.promieniowanie

antropologiczne

1.chemiczne środki ochrony roślin

2.metale ciężkie

Oddziaływanie bezpośrednie

-symbioza (+)

-pasożytnictwo (-)

Oddziaływanie pośrednie

-neutralizm z antagonizmem (-)

-komensalizm (+)

protokoperacja

metabioza

-synergizm (+)

1)temp

-psychofile: niskolubne (niska temp)

-mezofile: średnio lubne

-termofile: wysoko lubne +100*C

2)wilgotność

-bezpośrednio H2O do budowy kom, syntezy

-pośrednie: uczestniczą w reakcjach enzymatycznych, hydrolitycznych

*rozpuszczalność pok

*reguluje ciśnienie osmotyczne środowiska

Mi-org rozwijają się; grzyby do 15 (cale czegoś) wilgotności, bakterie do 30 odporne na przesuszenie są kserofile. Forma wedet jest bardzo wrażliwą na niedobór H2O niż formy przetrwane. Obniżenie wilgotności poniżej granicy krytycznej susza fizjologiczna polega na tym że pomimo obecności skł pok mi-org nie mogą ich pobrać ze względu na niedobór H2O.

3)ciśnienie osmotyczne (roztwór izotoniczny). Ciśnienie podwyższa się pod wpływem nawozu (r-r staje się hipertoniczny, następuje zahamowanie rozwoju mi-org i przeprowadzanych przez nie procesów. Następuje susza fizjologiczna może jej towarzyszyć plazmoliza, obkurczanie protoplastu. Gdy taki stan utrzymuje się przez długi czas mi-org obumierają. Bardziej odporne na podwyższenie ciśnienia są grzyby.

Asmofile- odporne na duże cieśn osmotyczne

Halofile-zdolne do tolerancji

*plazmoplyza- pekanie kom

4)odczyn środowiska

bakterie i promieniowce zyja w środowisku obojętnym lub lekko alkalicznym, niektóre bakt pH=11. grzyby lubią odczyn kwaśny środowiska a rodz Aspergillus, Pencillum bardzo kwasny pH=1.

5)zawartość tlenu

-bezwzględnie tlenowe

-względnie beztlenowe

-bezwzględnie beztlenowe - fermentacja (brak katralazy)

-mkroaerofile; obniżone ciśnienie parcjalne tlenu

6)promieniowanie

-słoneczne składają się z fal o różnej dł np. wiązka UV 254-280nm, jest adsorbowane przez DNA kom, może to powodować zmiany, zaburzenia replikacji a nawet śmierć mi-org (kom)

-jonizujuące L i B - mały wpływ

-X i gama wpływ na wiązanie DNA, może je rozrywać, dotyczy to tez wiązań peptydowych peptydowych białkach. W środ wodnym wpływa na tworzenie H2O2 (nadtlenek wodoru) który ma niszczący wpływ na komórki.

Czynniki antropogeniczne wpływające na rozwój mi-org

1)chemiczne środki ochrony roślin

stosujemy świadomie, celem zwiększenia produkcji i jakości plonów, oraz po prostu w celu ochrony rosl przed szkodliwymi grzybami

2)metale ciężkie

Cechy dobrego środka

-rozkładany szybko

-jest selektywny (działa na agrofagi: szkodniki, grzyby, chwasty)

Podział środków chemicznych

-IV-to rzędowe sole amonowe

-mocznikowe

-it

Podział ze względu na funkcje

-herbicydy (chwasty)

-fungicydy (grzyby)

-nematocydy (niecie)

-moluskocydy (mięczaki)

-defolianty (opad z liści)

-deksykanty

-retardanty (hamowanie wz)

-stymulatory wzrostu

Powietrze - do niego chem srod ochrony rośl dostają się już podczas produkcji, oraz podczas oprysków, podczas parowania z rośl lub z gleby, podczas unoszenia się cząstek wody ze zbiorników wodnych jeżeli są nimi te wody zanieczyszczone.

Będąc już w powietrzu środki te mogą się przemieszczać na duże odległości.

Mogą sedymentować (opadać na ziemię) lub opadać wraz z deszczem lub śniegiem te środki z powietrza. Nie ulegaja rozkładowi chem i biologicznemu, jedynie fotochemicznemu pod wpływem promieniowania UV.

Woda: do niej śro chr rośl dostają się ze ściekami, z powietrza podczas opadu i sedymentacji, z wodami gruntowymi z mogielników, ze spływam powierzchniowym. W wodzie te środki krążą docierając do osadów dennych. Są pobierane przez faunę i florę zbiorników oraz wraz z fauną (zw) wydostają się ze zbiorników np. do świata ludzkiego.

Rozkład chem środ ochr rośl

-chemiczny- utlenianie (DDT-DDD), hydroliza kwaśna i zasadowa, redukcja, izomeryzacja, nitrozowanie- te wszystkie reakcje mogą rozłożyć chem środ ochr rosl.

-fotochemiczny- zależy od słońca (UV) zależy od wielu innych czynników rozpuszczalności itp.

-mikrobiologiczny (ma największe znaczenie, jest podstawą zanikania czasem srod ochr rośl ze środowiska)

chemiczne środki ochr roślin najsilniej oddziaływuja na glebę. Dostają się do niej podczas zmieszani kropelek środka z rośliny podczas opadu. Po dostaniu się do rosl środki te mogą ulec rozkładowi (w czasie danego i określonego okresu karencji)np. podczas utleniania, hydrolizy. Jeżeli pozostaje w rosl może uwolnić się poprzez system korzeniowy do gleby.

Wpływ chem śr ochr rośl na mi-org

Środki nie powinny zakłócać

-procesy związane z rozkładem i mineralizacja mat org

- procesy związane z detoksykacja środowiska

-nie niszcząc antagonistów fitopatogenów

Uboczne oddziaływanie pestycydów na drobnoustroje zależy od

-typu gleby

-poziomu sorpcji pestycydu

-toksyczności pestycydu

-szybkości rozkładu chem, fotochemicznego fotochemicznego mi-biologicznego pestycydu

-wielkości jego dawki i częstotliwości stosowania

-składu ilościowegoi jakościowego mi-org itd.

Gleby żyzne (dużo mi-org, bo korzystne warunki)- mniej uboczne oddziaływanie.

Im większy poziom sorpcji pestycydy, tym słabsze oddziaływanie na mi-org.

Im szybszy rozkład tym szybciej spada jego stężenie w glebie, tym m mniejsze skutki uboczne. Im większa dawka i częstotliwość tym toksyczność wrasta.

Stymulacja lub hamowanie o 50% i czas utrzymywania się tego działania powyżej 2 m-cy stanowi zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania środowiska glebowego.

Tempo i kierunek mi-biol transformacji pestycydów zależy od:

-typu gleby

-temp

-odczynu

-natlenienia

-wilgotności

-kompleksu sorpcyjnego gleby i poziomu sorpcji pestycydu

-struktury chem pestycydu

-ilość i jakości mi-org itd.

Gleby żyzne (dużo mi-org)- tempo szybsze

W danych war klimatycznych szybsze tempo jest w okresie letnim.

Odczyn obojętny zwiększa rozkład

Więcej tlenu sprzyja mineralizacji a wiec i rozkładowi chem śr chr roś.

Najlepsza w3ilgotnosci wilgotności największe tempo rozkładu jest w takiej wilgotności w jakiej najlepiej rozkładają się mi-org.

Wysoka sorpcja komp glebowego obniża rozkład.

Im więcej mi-org tym szybsze tempo rozkładu.

Mechanizmy mi-biol rozkładu chem śr ochr roślin wg Torstenssona

I-rozkład do małych cząstek

1)reakcje enzymatyczne

a)degradacja w centralnym metabolizmie-pestycydy wykorzystywane SA jako źródło węgla i energii (szybki rozkład)-najlepsza droga rozkładu

b)przypadkowe transformacje w peryferycznych procesach metabolicznych, nie koordynowanych centralnie - zwanych kometabolizmem (powoln rozkład)

c)przypadkowe transformacje przy udziale różnych poza komórkowych enzymów (powolny rozkład)

2)nie enzymatyczne reakcje

a)w wyniku zmiany pH środowiska przez metabolity drobnoustrojów (hydroliza kwasowa lub zasadowa)

b)produkcja przez mi-org substancji które wchodzą w interakcje z chem śr ochr rosl i działają jako fotouczulacze

II-tworzenie z metabolitami drobnoustrojów nowych substancji

W skład których wchodzą pestycydy lub ich produkty rozkładu, np. kwasy, peptydy.

Kwasy fuluowe adsorbują UV i jeśli jednocześnie adsorbowany jest echem środ ochr rośl to rozkład jest szybszy. Więc kw gfuluowe pełnią role fotoutleniaczy.

*w sadownictwie stosuje się ok. 20 lub ponad 30 oprysków rocznie. Różnych oprysków.

Integrowane metody ochrony rośl : łączą zabiegi z różnych grupnp zabiegi agrochemiczne, fizyczne, biologiczne (w tym mi-biol), chemiczne (jako jeden z zabiegów ale nie główny zabieg)

Zabiegi fiz

-mechaniczne

-termiczne (parowanie gleby)

Zabiegi chem

-środki

Zabiegi agrochem

-uprawa

-nawożenie

-dobór odmian

Zabiegi biol

-procesy samozagłady

-introdukcja org pożytecznych

-zwalczanie mikrobiol

-biol zwalczanie chwastów

Bodźce fizyczne

-dźwięk (odstraszanie)

-światło (przywabianie

Bodźce chem

-hormony

-feromony

*odstraszające

-repelenty

-antaktanty (lubia)

-antyfikanty

-fagostymulatory

W biologicznym zwalczaniu agrofagów (chwasty, szkodniki, mi-org chorobotwórcze dla rośl fitopatogennych głównie grzyby) wykorzystuje się mi-org:

a)patogeniczne

-bakt

-grzyby

-wirusy

b)saprofityczne, antagonistyczne w stosunku do fitopatogenów

-gł bakt rzadziej grzyby i promieniowce

Mechanizmy biokontroli fitopatogenów przez antagonistyczne mikroorganizmy saprofityczne

1)produkcja siderofów (konkurencja o żelazo)

2)produkcja antybiotyków

3) produkcja siderofów i antybiotyków

4) produkcja siderofów i antybiotyków i cyjanowodoru

5)synteza enzymów hydrolizujących ścianę kom patogenna (chilynza, celuloza, laminarynaza, ptroteaza)-mikoliza

6)konkurencja o pokarm, tlen i nisze ekologiczną

antropogonizm - negatywne jeden mi-org hamuje rozwój drugiego mi-org

Aktualnie metodami biologicznymi skutecznie zwalczanych jest ok. 120 szkodników patogenów.

W Polsce ok. 20% upraw pod osłonami (1800ha)objętych jest ochrona biologiczna.

Uwzględniając fakt że 85-90% chorób rosl wywołanych jest przez grzyby patogeniczne, ochrona rosl przez chorobami obejmuje przede wszystkim zwalczanie tych patogenów.

Jednak biopreparaty będące w sprzedaży stanowią mniej niż 1% sprzedaży preparatów chem.

Biol.środki ochr rośl stosowane obecnie wchodzące na rynek lub znajdujące się e trakcie rejestracji

Nazwa handlowa	Org ochraniający	Org zwalczny lub choroba	Biorca lub org ochraniany
- M TRAK MYP FOIL CODOR CUTLAS BT DAGGAR G	Bacillus popilliae Bacillus thuringienis Bacillus thuringienis Bacillus thuringienis Bacillus thuringienis Bacillus thuringienis Bacillus thuringienis Pseudomonas fluorescens	Chrząszcz japoński Stonka Formy larwalne Grzyby wywołujące zgorzel	ziemniaki wiele rośl: warzywa liścienne drzewa, krzewy, ziemniaki ,liście rośl bawełna

Biofungicydy do zwalczania grzybów

F-STOP (trichoderma harzianum) ogranicza zgorzel ogórków i grochu. W USA.

Preparat BIO przez firmę Boyer, w Niemczech zwalcza pędraki i przędzarko.

Biopreparat (grzyby) do zwalczania chwastów, używany w USA, DE VINE (phytoptora palmivora) służy do ochrony gajów cytrusowych na Florydzie przed Morena odorata.

Zalety i wady biopreparatów wg Lisanskiego

a)zalety

-wysoka selektywność i nietoksyczność dla innych org

-nie tworzą pozostałości

-mniejsze uodpornienie się agrofagów na te środki

-niższe koszty badań toksykologicznych niż w przypadku pestycydów

b)wady

-Wrażliwość na czynniki środowiskowe (abiotyczne i biotyczne) i trudności w kolonizowaniu rośl

-nie mogą być stosowane z pestycydami

-wąskie spektrum działania i wysokie koszty wytwarzania

-czasami niska skuteczność

-długi okres oczekiwania na efekty

-możliwość mutacji i rekombinacji

METALE CIEŻKIE

Źródła metali ciężkich

-pyły przemysłowe

-osady ściekowe i ścieki

-komposty

-motoryzacja

Metale do srod dostają się w zw słabo rozpuszczalnych w wodzie takich jak tlenki, siarczki, siarczany, węglany.

W środowisku zachodzą różne transformacje tych związków

*utlenieni, redukcja, hydroliza fotochemiczna, konwersja, biologiczne przekształcenia.

W wyniku tych przemian metale ciężkie mogą wyst w formie

a)soli o różnej rozpuszczalności

b)wolnych, uwodornionych jonów

c)skompleksowanej i schelatowanej z nieorganicznymi i org ligandami.

d)zaadsorbowanej na układach nieorg i org jonowymieniaczy

e)zmetylowanej, zetylowanej

f)zredukowanej, względnie utlenionej

W środ kwaśnym i zredukowany metale ciężkie wyst w postaci nierozpuszczalnej soli gł siarczków

W środ umiarkowanym kwaśnym i lekko zredukowanym wyst w formie jonowej (najgorsz)

W środ obojętnym i lekko utlenionym - w zw kompleksowych

W środ wybitnie alkalicznym i silnie utlenionym - jako nieaktywne wodorotlenki

Siła oddziaływania metali ciężkich na mi-org zależy od

-antagonistycznego oddziaływania metali ciężkich na siebie (obecność sąsiadującego metalu może obniżać toksyczność tego pierwiastka)

-odczyn środowiska

-toksyczność samego metalu

-stężenie metalu

-od metali współtowarzyszących

-obecność jakiegoś może podnosić toksyczność

Bakterie G+, G-, promieniowce, grzyby

Odporność na toksyczność metali.

Zachwiane zostają procesy (przez m.ciężkie)

-procesy fosforyzacji (oddychanie )

- procesy fotosyntezy

- procesy syntezy białek

-mają działanie mutagenne na mi-org

- procesy detoksykacyjne

- procesy humifikacji

krążenie mat przepływu en

Mikrobiocenozy są wrażliwe na działanie innych czyn zew wpływających na biocenozy

Metale ciężkie są trwałymi toksynami. Wiec ich mineralizacja jest nie możliwa, jedyne, co potrafią zdziałać mi-org to zamienić formę metalu np. na mniej toksyczną. Ponadto potrafią utlenić hydrolizować częściowo, redukować.

Mi-org mogą bronić się przed metalami poprzez

a)produkcje metalotionien - siarkowe ligandy wiążące Zn,Cu,Cd,Hg,Ag

b)syntezę polipeptydów czy peptydów , które pełnią podobna funkcję jak w.w związki

c) zmianę potencjału oksydoredukcyjnego środowiska

d) zmianę w szlakach metabolicznych związanych z wyeliminowaniem enzymów wrażliwych na metale, czy wytworzeniu szlaków ubocznych

e)redukcje przepuszczalności błony kom itd.

Metale ciężkie mogą ulegać pod wpływem mi-org

1)biosorpcji: gromadzenie tlenków metali na powierzchni mi-org

2)biokumulacji : gromadzenie w kom np. w ścianie kom i cytoplazmie

3)immobilizacji: unieruchomienie poprzez wbudowywanie w skł kom.

CZYNNIKI BIOTYCZNE

Oddziaływanie bezpośrednie

1)symbioza (dodatnie)

2)pasożytnictwo i drapieżnictwo (ujemne)

Oddziaływanie pośrednie

1)neutralizm

2)komensalizm

a)metabolizm (+)

b)protokoperacja(+)

3)synergizm

4)antagonizm z antybiozą (-)

Symbioza-glonów i sinic, ziarno kefirowe i drożdże

Pasożytnictwo: wirusy pasożytują na każdej gr mi-org

Drapieżnictwo: pierwotniaki żywią się całymi kom innych mi-org

Neutralizm: brak oddziaływania, mi-org są w dużych odległościach od siebie

Komensalizm: 1 mi-org syntetyzuje enzymy hydrolizujące a 2 mi-org nie ma takich zdolności. I ten drugi korzysta z usług 1-go bez szkody dla 1.

Metabioza: polega na następstwie określonych gr mi-org po sobie. Jedna gr rozwijając się po pewnym czasie wytworzone przez nią warunki stają się dla niej zabójcze. Np. mleko. To sukcesja

Protokoperacja: dwie gr mi-org świadczą sobie wzajemne usługi. Azotobacter z bakt celulitycznymi. Azotobacter nie potrafią rozkładać celulozy korzystają tylko z cukrów prostych. Azotobacter wiąże N część wydziela się i korzystają z tego bakt celulolityczne. Zaś te bakt rozkładają celulozę z tego, co nie wykorzystują udostępniają Azotobacter.

Synergizm: jego efekt jest większy niż oddzielne działanie pojedynczych mi-org.

Antagonizm: np. 1 mi-org zakwasza środowisko a 2 nie lubi kwaśnego środ i ginie

Antybioza: 1 mi-org wytwarza antybiotyki.

Odpady

stałe (komunalne)

płynne

Zależności miedzy mi-org a org wyższymi

-choroby wywoływane przez mi-org

-probiotyki

-psucie się produktów spożywczych (negat, pośrednie)

-wykorzystywanie przez człowieka do produkcji napojów, win, piwa.

Przykłady odpadów stałych

1)odpady komunalne (bytowe)

2) odpady przemysłowe (produkcyjne

a)odpady z przemysłu owocowo - warzywne

b) odpady z przemysłu tytoniowego

c) odpady z przemysłu drzewnego

d) odpady z przemysłu farmaceutycznego

e) odpady z przemysłu zielarskiego

f) odpady z przemysłu celulozowo papierniczego

3)osady ściekowe

4) odpady z gospodarstw rolnych (odpady bytowe, liście, słoma)

Odpady stanowią zagrożenie dla środowiska pod względem:

-chemicznym (cieplarniany efekt)

-wyst metale ciężkie, organiczne toksyny

-sanitarnym (drobnoustroje chorobotwórcze np. wirusy z chusteczek, gronkowce, paciorkowce, prątki.

Rodzaje ścieków

1)ścieki bytowo - gospodarcze: wody pochodzące z gospodarstw domowych (mycie naczyń, pranie, higiena osobista i czystości pomieszczeń, z urządzeń sanitarnych)

2)ścieki komunalne (miejskie): bytowo gospodarcze, wody opadowe, ścieki przemysłowe (20%) oraz tzw wody przypadkowe i infiltracyjne, przedostające się na skutek nieszczelności kanalizacji

3)Ścieki komunalno - przemysłowe: udział śl przemysł w komunalnych wynosi 20-50%

4)Ścieki przemysłowe - powstające w różnych gałęziach przemysłu

5)wody opadowe (ścieki opadowe) opady deszczu i śniegu, wody z mycia i polewania ulic. Odprowadzane do kanalizacji miejskiej

6)wody

a)infiltracyjne- pochodzenia gruntowego

b)przypadkowe - odpływ z dachów

nie wnoszą do kanalizacji zanieczyszczeń większych a przyczyniają się do rozcieńczania ścieków.

Mikrobiologiczne sposoby utylizacji odpadów stałych i płynnych

Odpady pyłowe

War naturalne

a)pola filtracyjne

b)filtry gruntowe

c)stawy biologiczne

War sztuczne

a)fermentacja metanowa

b0przy udziale złóż biol

c)przy udziale osadu czynnego

Odpady stałe

-fermentacja mlekowa

-kompostowanie

Fazy oczyszczania ścieków

1)oczyszczanie I stopnia (wstępne fizyczne)

2) oczyszczanie II stopnia (biologiczne lub równorzędne chem)

3) oczyszczanie III stopnia (oczyszczanie ścieków z usuwaniem subst biogennych)

4) oczyszczanie IV stopnia (odnowa wody)

Osad czynny składa się z:

zooglealnej zawiesiny bakt heterotroficznych należących do rodzajów:

1)pseudomonas

2)Achromobacter

3)zooglea

4)Bacillus

Usuwanie fosforu metodą biol można osiągnąć utrzymując w ukł oczyszczania przemienne warunki

Usuwanie fosforu zachodzi w 2 strefach

beztlenowej - bakt kumulujące fosfor uwalniają pewna ilość fosforanów

tlenowej: bakt kumulujące fosforany pobierają fosfor w ilości dużo większej i magazynują go w kom w formie polifosforanów.

Do gromadzenia polifosforanów zdolne są głównie bakt z rodz Acinetobacter i Arthrobacter globiformis, ale również z rodz Pseudomonas, Bacillus, Aeromones. Tą metodą można usunąćod 70-90% fosforu, a nawet >90%.

Złoza biol duże zbiorniki wypełnione wypełniaczem (……….tłuszczowy, ……) na nie wprowadza się ścieki.

Większość bakt heterotroficznych zasiedlających błonę złoża …. Należy do rodzaju

1)względne tlenowe

Pseudomonas

Alcaligens

Flarobacterium

Micrococus

2)tlenowe

Bacillus

W górnych warstwach złoża obecne są wiciowce oraz orzeski wyst one również w pozostałych warstwach złoża

W skład biocenozy złóż wchodzą również wrotki, nicienie, skąposzczety, larwy muchówek.

Fazy fermentacji metanowej

I hydroliza

-węglowodany

-tłuszcze

-białka

-pozostałe zw

Clostridium

II kwasogeneza

Głównie niższe kw org ale także aldehydy, H₂ i CO₂

Ruminobocus

III Acetogenna

Kw octowy i CO₂, H₂S i NH₃

Desultovibrio

IV metanogeneza

Metan, CO₂ i niepożądany H₂S

Metanobacterium

Metanococus

Końcowe produkty fermentacji to biogaz: 60-80% CH₂

20-30% CO₂

Poniżej 1% N₂, H_2, H₂S

Oraz szlam pofermentacyjny.

Dla prawidłowego przebiegu fermentacji należy stworzyć warunki beztlenowe, możliwość uzyskania 3 zakresów temp

a)4-5*C fermentacja psychrofilna

b)25-40*C fermentacja mezofilna

c)40-60*C fermentacja termofilna

Do biopreparatów wprowadzane są różne frakcje związków(H, C, bakterie).Najpierw następuje hydroliza dzięki bakteriom i ich enzymom, zaś zhydrolizowane produkty bakterie wykorzystują jako własny pokarm. Produkty końcowe to kwasy, alkohole (efekt procesów oddechowych),te związki służą bakteriom w ich procesach wzrostowych. Dla metanogenezy istnieją 2 szlaki: dekarboksylacja CH3COOH oraz utlenianie CO2, powstaje H2. Uczestniczą u nim bakterie metanogenne, tworzy się metan, który stanowi alternatywne źródło energii dla gazu ziemnego. Jeżeli w tej masie są substancje toksyczne i jeśli nie zostaną rozłożone, mogą być wprowadzone różne szczepionki bakteryjne rozkładające związki trudnorozpuszczalne.

Utylizacja odpadów (osadów)ze ścieków

1)instalacja wabio(separator magnetyczny), wykorzystuje się ją w fermentacji metanowej, końcowe produkty to biogaz oraz szlam, który jest wykorzystywany jako nawóz. Jest to technologia finlandzka.

2)kompostowanie

Mikrobiologiczne sposoby utylizacji odpadów

1)płynych

a)war naturalne

-pola filtracyjne

-filtry gruntowe

-stawy biologiczne

b)war sztuczne

-fermentacja metanowa

-przy udziale złóż biologicznych

-przy udziale osadu czynnego

2)stałych

a)kompostowanie

b)fermentacja metanowa

Udział mi-org w procesie kompostowania

-rozdrobniony materiał kompostowany

-ustalamy stosunek C:N ok. 25

-trzeba nawilgocić ok. 50-60% (45-55);poniżej 40-powolne procesy,powyżej 60-beztlenowce,niska jakość kompostowania

-w ukł zamkniętych regulujemy temp

-napowietrzamy pryzmy

-stosujemy szczepionki

-I faza: mezofilna trwa ok. tygodnia. Mineralizacja łatwo dostępną frakcje org. Wydziela się en cieplna wzrost tem w stosie ok. 50-70%

-II faza termofilna temp 50-70…. Hemicelulozy, celulozy trwa 4-6 tygodni

-III faza mezofilna, temp spada. Tu są procesy humifikacji, kompost dojrzewa. Rozkładane są ligniny. Są tu bakterie przetrwalnikujące. Przebiega 4-9miesiące.1,5-2 lat trwa kompostowanie gałęzi rozdrobnionych.

Znaczenie mi-org

Litosfera: (gleba) od 5-20 cm tu znajduje się najwięcej mi-org. Tu są autochtoniczne org głównie. Fototropiczne są tu bakt saprofity. Fagotroficzne. Detoksykacja.

Hydrosfera: podział wód:

1)podziemne:

gruntowe, źródlane (czyste G-)

2)Powierzchniowe:

płynące: rzeki, potoki.

Stojące: stawy, jez, morza

Sinice, glony, pierwotniaki, wirusy nieaktywne, bakt.

Mi-org w wodach powierzchniowych

a)autochtoniczne (rdzenne)

b)allochtoniczne (napływowe)

c)planktonowe (wyst w toni wodnej)

d)bentosowe (wyst w osadzie dennym)

Funkcje heterotrofów

Uczestniczą w procesach samooczyszczania się zbiorników wodnych powodując

-rozkład i mineralizacje mat org czemu towarzyszy krążenie pierwiastków i przepływ energii

-detoksykacje zbiorników wodnych

Powietrze: mi-org się ty znajdują, to miejsce ich bytowania

Zagrożenia ze strony

I aerozoli saprofitycznych

a)alergie

b)dychawica oskrzelowa i inna

c)psucie się produktów spożywczych

d)psucie się środków leczniczych

e) psucie się surowców dla wielu gałęzi przemysłu

f) psucie się mat budowlanych itd.

II aerozoli patogennych

a)alergie

b)dychawica

c)aerogenne choroby zakaźne.

4

---