Məlumat

7.1.3: Temperatur və Mikrobların Böyüməsi - Biologiya

7.1.3: Temperatur və Mikrobların Böyüməsi - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Öyrənmə Məqsədləri

  • Böyümək üçün minimum, optimal və maksimum temperatur tələblərini təsvir edin və qısaca təsvir edin
  • Böyümə üçün temperatur tələbləri olan müxtəlif mikrob kateqoriyalarını müəyyənləşdirin və təsvir edin: psixrofil, psixrotolerant, mezofil, termofil, hipertermofil
  • Hər bir temperatura dözümlülük kateqoriyasındakı mikroorqanizmlərə nümunələr verin

Antarktidada Whillans gölünün tədqiqi başlayanda tədqiqatçılar çox canlı tapılacağını gözləmirdilər. Daimi sıfırdan aşağı temperatur və açıq-aşkar qida mənbələrinin olmaması inkişaf edən ekosistemi dəstəkləyəcək şərtlər kimi görünmürdü. Onların təəccübünə görə, göldən götürülən nümunələr çoxlu mikrob həyatı göstərdi. Fərqli, lakin eyni dərəcədə sərt bir mühitdə, bakteriyalar okeanın dibində dəniz havalandırma kanallarında böyüyür (Şəkil ( PageIndex {1} )), burada temperatur 340 ° C (700 ° F) -ə çata bilər.

Mikroblar, böyüyə biləcəkləri temperatur aralığına görə təxminən təsnif edilə bilər. Böyümə sürətləri orqanizm üçün optimal böyümə temperaturunda ən yüksəkdir. Orqanizmin sağ qala biləcəyi və təkrarlana biləcəyi ən aşağı temperatur, minimum böyümə istiliyidir. Böyümənin baş verə biləcəyi ən yüksək temperatur, maksimum böyümə istiliyidir. Aşağıdakı icazə verilən artım temperatur aralığı yalnız təxminəndir və digər ətraf mühit amillərinə görə dəyişə bilər.

Mezofillər ("orta sevənlər") kimi təsnif edilən orqanizmlər orta temperaturlara uyğundur, optimal böyümə temperaturu otaq temperaturundan (təxminən 20 ° C) təxminən 45 ° C -ə qədərdir. İnsan bədəninin əsas temperaturundan gözlənildiyi kimi, 37 °C (98.6 °F), normal insan mikrobiotası və patogenlər (məsələn, E. coli, Salmonella spp., və Lactobacillus spp.) mezofillərdir.

Optimal artım temperaturları mezofillərin temperaturuna bənzəsə də, psixotolerant olan orqanizmlər daha soyuq mühitlərdə, çox vaxt soyuducu temperaturu təxminən 4 ° C -ə qədər yaşaya bilirlər. Onlar mülayim iqlimlərdə bir çox təbii mühitlərdə rast gəlinir. Soyuducu qidaların korlanmasından da məsuldurlar.

Whillans gölü kimi arktik göllərdən çıxarılan orqanizmlər həddindən artıq psixofil hesab olunur.s (soyuq sevən). Psixrofillər, optimal böyümə temperaturu 15 ° C və ya daha aşağı olan və tez -tez 0 ° C və ya daha aşağıda böyüyə bilən mikroorqanizmlərdir. Adətən 20 ° C -dən yuxarı olan temperaturda yaşamırlar. Okeanların dərin suları kimi daimi soyuq mühitlərdə tapılırlar. Aşağı temperaturda aktiv olduqları üçün psixrofillər və psixrotolerant orqanizmlər soyuq iqlimlərdə əhəmiyyətli parçalayıcılardır.

50 ° C -dən maksimum 80 ° C -ə qədər olan optimal temperaturda böyüyən orqanizmlərə termofillər ("istilik sevən") deyilir. Otaq temperaturunda çoxalmırlar. Termofillər, qaynaqlarda, geotermal torpaqlarda və mikrobların mətbəx qalıqlarını və bitki materiallarını parçaladığı bağ kompost yığınları kimi süni mühitlərdə geniş yayılmışdır. Termofillərə nümunələr daxildir Thermus aquaticusGeobacillus spp. Həddindən artıq temperatur şkalasında yuxarıda biz 80 °C-dən maksimum 110 °C-ə qədər artım diapazonu ilə xarakterizə olunan hipertermofilləri tapırıq, bəzi ekstremal nümunələr 121 °C-dən yuxarı olan temperaturda, otoklavın orta temperaturunda sağ qalır. Okeanın dibindəki hidrotermal deliklər, temperaturu təxminən 340 ° C -ə çatan ekstremal mühitin ən yaxşı nümunəsidir (Şəkil ( PageIndex {1} )). Havalandırma deliklərindən təcrid olunmuş mikroblar 100 °C-dən yüksək temperaturda optimal böyüməyə nail olurlar. Diqqət çəkən nümunələrdir PirobolPyrodictium, 105 °C-də böyüyən və avtoklavda sağ qalan arxelər. Şəkil (PageIndex{2}) müzakirə etdiyimiz mikroorqanizmlərin kateqoriyaları üçün temperaturdan asılı böyümənin tipik əyri əyrilərini göstərir.

Ekstremal mühitdəki həyat, makromolekulların və metabolik proseslərin uyğunlaşması ilə bağlı maraqlı suallar doğurur. Çox aşağı temperatur hüceyrələrə bir çox cəhətdən təsir edir. Membranlar axıcılığını itirir və buz kristalının əmələ gəlməsi nəticəsində zədələnir. Kimyəvi reaksiyalar və diffuziya xeyli yavaşlayır. Proteinlər reaksiyaları katalizasiya etmək üçün çox sərt olur və denaturasiyaya uğrayır. Temperatur spektrinin əks ucunda istilik zülalları və nuklein turşularını denatürasiya edir. Artan maye membranlarda metabolik prosesləri pozur. İstiliyin mikroblara dağıdıcı təsirinin praktik tətbiqlərindən bəziləri buxarla sterilizasiya, pasterizasiya və aşılama döngələrinin yandırılmasıdır. Psixrofillərdəki zülallar, ümumiyyətlə, hidrofob qalıqlarla zəngindir, elastiklikdə artım göstərir və mezofillərin homoloji zülalları ilə müqayisədə daha az ikincil sabitləşdirici bağlara malikdir. Sitoplazmanın donma temperaturunu azaldan antifriz zülalları və məhlullar geniş yayılmışdır. Akışkanlığı artırmaq üçün membranlardakı lipidlər doymamış olur. Böyümə nisbətləri orta temperaturda rast gəlinənlərə nisbətən çox yavaşdır. Müvafiq şəraitdə mezofillər və hətta termofillər donmaya dözə bilirlər. Bakteriyaların maye kulturaları steril qliserin məhlulları ilə qarışdırılır və ehtiyat kimi uzunmüddətli saxlama üçün -80 °C-ə qədər dondurulur. Kültürlər donma qurudulmasına (liyofilizasiya) tab gətirə bilər və lazım olduqda bulyonla yenidən qurulmaq üçün möhürlənmiş ampulalarda toz şəklində saxlanıla bilər.

Termofillərdə və hipertermofillərdəki makromolekullar mezofillərdə müşahidə olunanlardan bəzi nəzərəçarpan struktur fərqləri göstərir. Hüceyrə membranlarının axıcılığını məhdudlaşdırmaq üçün doymuş və doymamış lipidlərin nisbəti artır. Onların DNT ardıcıllığı, iki sarmalda iki hidrogen bağı ilə bağlanmış adenin və timindən fərqli olaraq üç hidrogen bağı ilə birlikdə tutulan guanin -sitozin azotlu əsasların daha yüksək nisbətini göstərir. Əlavə ikincil ion və kovalent bağlar, həmçinin qatlanmanı sabitləşdirmək üçün əsas amin turşularının dəyişdirilməsi zülalların denaturasiyaya qarşı müqavimətinə kömək edir. Termofildən təmizlənmiş termo-fermentlər əhəmiyyətli praktik tətbiqlərə malikdir. Məsələn, polimeraza zəncirvari reaksiyasında (PCR) nuklein turşularının amplifikasiyası istilik sabitliyinə bağlıdır Taq polimerazadan təcrid olunmuş ferment T. aquaticus. Termofillərdən olan degradasiya fermentləri, isti su yuyucu vasitələrin tərkibinə əlavə olaraq təsirini artırır.

Məşq (PageIndex{1})

  1. Bakterial insan patogenlərinin əksəriyyəti hansı temperatur tələblərinə malikdir?
  2. Termofillər hansı DNT adaptasiyasını nümayiş etdirirlər?

Əsas anlayışlar və xülasə

  • Mikroorqanizmlər geniş bir temperatur aralığında inkişaf edir; müxtəlif təbii mühitləri kolonizə etdilər və həddindən artıq temperaturlara uyğunlaşdılar. Həm həddindən artıq soyuq, həm də isti temperaturlar makromolekullara və bioloji proseslərə təkamüllü düzəlişlər tələb edir.
  • Psixrofillər 0-15 ° C aralığında ən yaxşı böyüyür psixrotroflar 4 ° C ilə 25 ° C arasında inkişaf edir.
  • Mezofillər 20 °C ilə təxminən 45 °C arasında olan orta temperaturda yaxşı inkişaf edir. Patogenlər adətən mezofillərdir.
  • Termofillərhipertemofillər 50 ° C -dən yuxarı olan temperaturda həyata uyğunlaşdırılmışdır.
  • Soyuq və isti temperaturlara uyğunlaşma membran lipidlərinin və zülalların tərkibində dəyişikliklər tələb edir.


Videoya baxın: Hayvanların Boy Karşılaştırması En Büyük Canlı Balina Değil! (Dekabr 2022).