Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Kordamisküsimuste vastused (3)

5 VÄGA HEA
Punktid

Mikrobioloogia üldkursuse kordamisküsimused ja vastused


  • Mikrobioloogia aine ja ajalooline areng
    Mikro – väike

    Bio – elu

    Logos – õpetus
    Teadus väga väikestest palja silmaga mitte nähtavatest organismidest, mikroobidest. Mikroobid on ühed algelisemad elusloomad maa peal. Mikrobioloogiat saab jagada bakterioloogia , mükoloogia, viroloogia , algoloogia.
    Bakterioloogia - uurib baktereid.
    Mükoloogia - uurib hallitusseeni.
    Viroloogia – uurib viiruseid
    Algoloogia – uurib lihtsamaid vetikaid jm.
    Mikrobioloogia ajalugu
    Mikrobioloogia isaks peetakse Anthony von Leuwenbock’i, avastas bakterid , vere- ja spermarakud, mikroskoopilised ümarussid ja keraloomad. Raamat “ Looduse seadused”. Tegi algelisi mikroskoope.
    Louis Pasteur ( 1822- 1895 ) – tõi esimesena välja mikroorganismide osi ainete keemilisel muutumisel hja haigestumisel. Leidis, et suhkur muudetakse piimhappeks spetsiaalsete ainete toimel. Alkoholi käärimist kutsuvad esile pärmseened. Pärmseened ja piimhappebakterid suudavad elada ja paljuneda anaeroobses õhkkonnas. Kutsutakse bakutatiivseteks anaeroobideks. Võihappe bakterite puhul avastas seda, et hapnik on peaaegu eluks kahjulik. Vajalikku hapnikku saavad orgaanilistest ühenditest, kutsudes esile lagunemist.
    Robert Koch ( 1843-1954 ) – näitas, et siberikatku tekitajaks on Baccillus avdarcsis, avastas tuberkuloosi tekitaja , koolera tekitaja, želatiini võidakse kasutada erinevates söötmetes. Agaragarit kasutatakse nüüd peamisena söötmetes
    Joosep Listern ( 1827-1912 ) – tuntud inglise arst, kirurg . Tegi kindlaks, et veremürgistuse tekitavad teatud bakterid, mis satuvad haava ja hakkavad seal mädanema.
    S.N. Vinogratski ( 1856 .1953 ) – uuris nitrifitseerivaid baktereid. Taandamisprotsessist võtavad osa mikroorganismid .
    M. W. Beijverinck ( 1852 - 1931 )– isoleeris ja avastas mügarbakterid. Moodustuvad peamiselt liblikõieliste taimede peal. Aitavad siduda õhu lämmastikku. Avastas, et tubaka mosaiikhaiguse puhul on tegu “elava organismiga” ( viirus ).
    Aleksander Fleming ( 1881-1955 )– avastas lüsosüümi, valguline element, mida leidub inimese pisaras, süljes. Avastas penitsiliini ( antibiootikumi)

    Montagniari ja Gallo – identifitseerisid inimesel immuunpuudulikkuse põhjustava viiruse ( HIV ).


    Mikrobioloogia areng Eestis
    Sai alguse Tartu Veterinaaria Instituudis ja Tartu Ülikoolis, kus siis kujunes välja haigusttekitavate ehk patogeensete bakteritega tegelev haru.
    19. sajandil levisid väga paljud mikroobilise päritoluga haigused. Siberikatku suri igal aastal mitmeid tuhandeid loomi ja umbes 15000 inimest. Koolera, epideemia.
    Esimese silmapaistva avastuse tegi Friedrich Branell – avastas siberikatku tekitaja ja selle vahelise seose.
    Robert Koch – avastas samuti siberikatku tekitaja.
    19. sajandil Bravel süstis surnud loomade verd elusatele loomadele ja kõik need loomad surid. Järeldas, et haigus levib vere kaudu. On võimelised tekitama spoore ja levib ka õhu kaudu.
    Voldemar Gutman – Tartu Ülikooli professor , võttis kasutusele tuberkuliini . Valmistatud tuberkuloosi bakterite abil. Aitas kindlaks määrata looma tuberkuloosi.
    Mallenis – levinud haigus hobustel, hobuste tatitõbi – väga levinud tsaari Venemaal.
    Otto Kalning ja C. Hellmann – töötasid esimestena maailmas välja malleuse deagnostikumi malleiini.
    Johan G. N. Dragendorff – asutas Tartu Ülikooli juurde sanitaarjaama, mis tegeles peamiselt toiduainete, pinnase ja vee bakterioloogiliste uurimustega. Nõukogude ajal kandusid Tartu uurimused ka Tallinnasse.
    Martin Gross – juhtimisel moodustati Tartu Ülikooli agronoomiateaduskonna juurde põllumajandusliku ja piimanduse mikrobioloogia kateeder, kus tegeleti piimandussaadusi kahjustavate mikroorganismide uurimisega.
    EPA asutamisel 1951 a loodi selle koosseisu ka piimanduse ja mikrobioloogia kateeder, eesotsas Jaan Klaariga.
    Paul Rahno – oli üks mullamikrobioloogia rajajaid , uuris bakterväetisi kui mullabakterite arengut mõjutavaid tegureid.
    Osvald Halliku – pani aluse 1938a Tartu Ülikooli taimehaiguste katsejaamas taime viiruste, eriti kartuli viirushaiguste ökoloogia ja tõrje alal.
  • Mikroorganismide taksonoomia
    Taksonoomia on teadus mikroobide klassifikatsioonist. Mitmeid sajandeid on püütud mikroobe klassifitseerida. Esimest korda tehti saksa bioloogide soovitusel jagamine eukarüootideks ja prokarüootideks.
    Prokarüootide hulka kuuluvqd bakterid ja sinivetikad . Eeltuumsed rakud , kus rakus olevad organismid ei ole eraldatud rakumembraaniga, vaid on vabad. DNA esineb tsütoplasmas vabalt.
    Eukarüoodid algloomad , vetikad ( ka sini- rohevetikad ), mikroskoopilised seened, taimed, loomad. Päristuumsed, kus rakud on ümbritsetud rakumembraaniga.
    Viirusedtänapäevani klassifikatsioon võtab arvesse morfoloogilisi, füsioloogilisi ja bioloogilisi omadusi.
    Mikroorganisme peetakse vanimateks meie planeedil. Algselt püüti mikroobide klassifitseerimisel aluseks võtta morfoloogiat ( kuju, suurus jne ). Praegu võetakse aluseks nii morfoloogilisi, füsioloogilisi kui ka bioloogilisi tunnuseid.
    Morfoloogilised tunnused – kuju ( pulgakujulised, ümarad, keerdunud, komakujulised mikroobid ). Suurus, pikkus, läbimõõt, ümaratel bakteritel diameeter ; mobiilsus ( liikuvad ja liikumatud ), kolooniad , kolooniate suurus ja värvus, värvumine grammi järgi, spooride moodustumine ( spoore moodustavad ja mittemoodustavad bakterid ).
    Füsioloogilised ja bioloogilised tunnused – hapniku vajadus, kasvu temperatuur, toitainete vajadused, ainevahetuse saadused , pH ja ensüümide moodustumine.
    Loetuid mikroobe jaotatakse taksonoomiliselt: 1) liik; 2) perekond; 3) sugukond ; 4) selts; 5) klass; 6) riik.
    Selle süsteemi aluseks on liik ühendatud perekondadeks jne.
    Identifikatsioon ( samastamine ) – klassifikatsiooni praktiline kasutamine, kus tundmatud mikroobid samastatakse tundmatute mikroobide järgi. Näiteks, kui toiduainetest kasvavad välja teatud mikroobid, siis tehakse kindlaks kasulikud ja kahjulikud mikroobid.
    Nomenklatuuresimene sõna tähistab perekonna nimetust , perekonnanimele järgneb liiki iseloomustav sõna. Sugukonna nimi tuleneb perekonnanimest.
    Põhiline taksonoomiline ühik on liik, mille all peetalse silmas ühe genotüübiga mikroobi, mille tunnused avalduvad standartsetes tingimustes ühesuguselt.
    Liike iseloomustab ühine päritolu, kohastumine toitumiseks kindlas keskkonnas, ühesugune ja iseloomulik liigisisene ainevahetus , üksteisele sarnane geneetiline aparaat , morfoloogilised ja füsioloogilised tunnused.
    Mikroobide omaduste aluseks olev geneetiline omadus tagab neile suhteliselt kindla aluse. Osad organismi liigid jaotatakse veel alamliikidesse ning sealt edasi informatsioonoallikasse.

    Olulisemad mõisted mikrobioloogias


    Mikroobitüvi – kultuur, mis on isoleeritud kindlast ainest ( toiduaine, inimorganism ).
    Mikroobi populatsioonelementaarne populatsiooni ühik, erilisi barjääre ei ole, ristamine saab toimuda vabalt. Koosneb sama liigi isenditest.
    Mikroobi kloon – koosneb iseseisvast rakust, mis on ( puhaskultuur saadud ühest rakust ) ühest ja samast mikroobiliigist koosnev kunstlikul söötmisel väljakasvatatud mikroobide kogum.
    Segakultuur – sisaldab mitut liiki mikroobe.
    Puhas kultuur – ühest ja samast mikroobiliigist kunstlikul söötmel kasvatatud mikroobide kogum.
    Taksonoomia meetodid:
  • Numbriline taksonoomia – põhineb mikroobide füsioloogilistel ja morfoloogilistel antigeensetel struktuuridel.
    Võrreldakse tundmatute mikroobide tunnuseid tuntud mikroobide tunnustega arvutiprogrammi abil. Arvutatakse välja koefitsient. Kui on sarnasus 95%, siis suurema tõenäosusega on tegu ühe ja sama liigiga . Saadakse uuritava ja etalontüve vahel sarnane protsent.
    2) Kemotaksonoomia – meetod, kus mikroobirakkude ehituslike ja metaboolsete komponentide kindlaks tegemisel kasutatakse keemilisi omadusi. Näiteks gaas , vedelik, kromotograafia . Määratakse nukleiinhapete proteiinid ( DNA, RNA ), rasvhapete koostis.
    3) Molekulaarkineetiline taksonoomia – põhineb mikroorganismide nukleiinhapete struktuuri uurimisel . Kasutatakse näiteks polümeraasiahela reaktsiooni.
    Mikroorganismide fübogenees ehk ajalooline areng – RNA abil on tänapäeval võimalik kindlaks teha, kui kaua aega tagasi mikroobid maapinnale tekkisid.
  • Pärmseente ehitus, paljunemine, kasutusalad ja tuntumad liigid
    Pärmseente sugulinepaljunemine. Spoore moodustades – suguliselt; pungudes – mittesugulised paljunevad.
    Plasmogaania – tsütoplasma ühinemine.
    Karüogaania – tuumade ühinemine.
    Spoorid moodustuvad askuses ehk spoorikotis. Moodustuvad askusspoorid.
    Tuntumad pärmseente liigid
  • Debaromytses hansenii – levinumaid pärmseeni piimas ja piimatoodetes. Tal on ümarad ovaalsed rakud, mis asetsevad üksikuna, paaris või lühikeste ketikestena. Askuses moodustab ta harilikult ühe, harvem kaks ümarat spoori . Laktoosi ei fermentseeri ega kasuta nitraate .
  • Klyveromyces marxianus var. marxianus – teda võib leida jogurtist, kuid kuulub rohkem keefiri ja kumõssi mikrofloorasse. Tal on ümarad, ellipsikujulised või lühisilinderjad rakud, mis asetsevad üksikult, paaris või lühikeste ketikestena. Võib moodustada 1-4 sirbi - või neerukujulist askospoori. Laktoosi ei fermenteeri ega kasuta nitraate.
  • Klyveromyces marxianus var. lactisvõib leida piimast, jogurtist, hapendatud petist, koorest jt toodetest. Tal on ümarad, ellipsikujulised ja harva silinderjad rakud, mis asetsevad üksikult, paaris või harvem kobaratena. Võib moodustada 1-4 ümarat või ellipsoidset askospoori. Ta fermenteerib, kuid ei kasuta nitraate.
  • Saccharomyces cerevisiae – kasutatakse peamiselt käärimis- ja kondiitritööstustes, kuid teda võib leida ka keefirist ja juustudelt. Tal on ümara, ellipsoidse või lühisilinderja kujuga rakud, mis asetsevad üksikult, paaris, lühikeste ahelatena või kobaratena. Ta moodustab 1-4 askospoori. Ta ei fermenteeri laktoosi ega assimileeri nitraate.
  • Candida kefyr – teda võib leida keefirist, hapendatud petist ja juustudelt. Tal on munakujulised rakud. Mõned tüved võivad fermenteerida laktoosi, nitraate nad ei assimileeri.
  • Candida lacticondensis – tema munakujulisi rakke võib leida suhkruga kondenseeritud piimast. Ta ei fermenteeri laktoosi, kuid assimileerib nitraate.
    Mikroskoopilised seened
    Paljunevad nii suguliselt kui ka mittesuguliselt, pungudes. Seeni uurivat teadust kutsutakse mükoloogiaks, teadlasi mütoloogideks. Seentest tulenevaid haigusi nimetatakse mükoosideks.
    Põhilise osa seeni võib leida maismaalt, vähem on neid merevees . Paljud neist on patogeensed ning seetõttu kutsuvad esile taimedel ja loomadel mitmesuguseid haigusi. On ka kasulikke. Näiteks 2/3 maskulaartaimedest moodustavad koosluse juurte ja taimede vahel. Osad neist mõjutavad ka atimede paljunemist. Ka osad samblikud on seotud seentega . Seened võivad olla nii kasulikud kui kahjulikud.
    Koos bakterite ja teiste orgaanilisteühenditena lagundavad nad teisi ühendeid, lõhustades neid lihtsamateks ühenditeks. Sel teel vabanevad surnud organismidest C, P, N ja teised ühendid, mis on omakorda kättesaadavad teistele organismidele. Üle 5000 liigi leidub neid seeni, mis toovad majaduslikku kahju põllusaadustele, aiataimedele ja ka metsikutele taimedele.
    Kõige paremini kasvavad seened pimedas niiskes keskkonnas, kus leidub orgaanilist materjali. Enamik seentest on saprofüüdid, mis saavad toitaineid surnud orgaanilisestainest. Nagu enamik baktereid, eritavad ka seened elektrolüütilisi ensüüme, mis aitavad … väliskeskkonna substraate. Seejärel omastavad nad lõhustunud ühendid.
    Tähtsamaks varuaineks glükogeen. Enamus seeni kasutaavd süsivesikuid, eelistatavalt glükoosi, miltoosi ja lämmastikühendeid aminohapete ja valkude sünteesiks.
    Tavaliselt on seened aeroobsed. Osad pärmseened on falkulatiivsed anaeroobid, mis suudavad kasvada nii hapnikuga kui hapnikuta keskkonnas. Falkulatiivsed anaeroobid saavad energiat kääritamisel, kuhu alla käib näiteks glükoosist etüülalkoholi produtseerimine.
  • Hallitusseente ehitus, paljunemine, kasutusalad ja tuntumad liigid
    Hallitusseentel on tuum eraldunud rakust. Enamus hallitusseeni koosneb silinderjatest rakkudest, mis moodustavad hargnevaid seeneniidikesi ehk hüüfe. Nendest hüüfidest moodustub mütseen. Enamik seeni areneb orgaanilistel ainetel , kuhu kuuluvad näiteks toiduained. Toituvad valkudest, süsivesikutest, rasvadest . Osa neist ainetest läheb hallitusseente kasvuks, teine osa lagundatakse seente ainevahetusprotsessidel. Tekivad CO2, vesi, alkohol jt ained.
    Osad liigid produtseerivad ka mürgiseid aineid – mükotoksiin ( alfatoksiinid ). Mükotoksiinid võivad omakorda sattuda loomorganismi , põhjustab ohtu.
    Hallitusseened paljunevad nii suguliselt kui ka mittesuguliselt. Mittesugulisel paljunemisel paljunevad nad spooride või eostega. Areneb seeneniidistik.
    Eosed jagunevad:
  • endogeenseteks ( sisemisteks ),
  • eksogeenseteks ( välimisteks ).
    Endogeensed tekivad erilistes eoslates. Eoste valmimisel sporangiumi kest lõhkeb ja eosed pääsevad väliskeskkonda. Mõnedel seentel moodustuvad eosed hüüfide otsas. Selliseid väliseid ehk eksogeenseid spoore, nimetatakse koniidideks. Tekivad koniidikandjatel. Koniidid asetsevad koniidikandjatel, kas üksikult, mitmekesi või ahelana.
    Koniidid on mitmesuguse värvuse ja kujuga ning võivad õhuga üsna kaugele kanduda.
    Sugulise paljunemise puhul ühinevad kaks rakku, mis kattub paksu kestaga ja muutub eoseks ( sügoodiks ). Kui eoseid pole veel tekkinud, pole mütseeli järgi hallitusseeni võimalik määrata.
  • Lihtvärvimine ja Grami järgi värvimine ning nende erinevus
  • Mikrobioloogias levinumad steriliseerimis- ehk steriilimisviisid
    Levinumad viisid. Steriilimine on söötmete, töövahendite vabastamine kõikidest mikroobidest. Puuduvad elavad mikroobid, spoorid.
    Bakteriotsiidne toime – surmav mõju mikroobidele: kõrge temperatuur jne.
    Bakteriostaatiline toime – bakterite kasv ja paljunemine on pidurdatud. Ka mitmesugused värvid.
    Steriilimise edukus sõltub: 1) steriilitava keskkonna omadustest ( happelisus , niiskus );
    2) mikroobi eluvorm – a) vegetatiivsed bakterid; b) eoseid moodustavad bakterid.
    3) bakteri füsioloogia;
    4) mikroobi liik.
    Jaotatakse: 1) kuumsteriliseerimine – mikroobide häving toimub kõrgetel temperatuuridel , denaturatsioon .
    2) Toiduainete steriliseerimine – a) surmapunkt – madalaim temperatuur, millega mikroobid surmatakse 10 minuti jooksul.
    b) Minimaalne surmaaeg – aeg, mis kulub surmamiseks vedelsöötmes vastaval temperatuuril.
    3) Märgkuumutamine – mõjub kõrgetemperatuur koos niiskusega.
    4) Vees keetminevegetatiivsed mikroobid hävivad 15-30 minuti jooksul ( 100 c või üle selle ).
    5) Pastoriseerimine – kuumtöötlemisviis, eesmärgiks hävitada ainult haigusttekitavad mikroobid.
    UHT – piim, mille põhjustab kõrge temperatuur – kõrgpastöriseerimine.
    Töödeldavast temperatuurist tõstetakse 1-2 korda 140-150 C-le.
    Ratsioneerimis… -
    Autoglaavimine –
    steriliseerimine auruga rõhu all, vee temperatuur üle 100C
    Kuivkuumutamine – toimub vastavates ahjudes. Steriliseeritakse peptritasse (2h).
    Leegis kuumutamine – külviaasade, kolvisuudmete jt steriliseerimine. Kõige levinum viis.
    Külmsteriliseerimine – kasutatakse erinevaid aineid. Keemiline steriliseerimine, alkoholiga puhastamine, põhjustavad valkude denatureerumist, mis põhjustavad valkude surma.
    Mehhaaniline steriliseerimine – läbi filtrite ( keraamiline filter ). Bakterite, gaaside, mikroobide vabastamine läbi peenepoorilise filtri.
    Iooniseeriv kiirgus ( gamma kiired ), põhjustavad vees vabade radikaalide teket, mis ühinevad DNA-ga ja saavad bakterile saatuslikuks.
    Mitteiooniseerivad kiired – lõhub mikroobide DNA ( UV-kiired ).
  • Erinevad külviviisid ja söötmete tüübid
    Sööde on selline keskkond, kus mikroobid saavad kasvada, elada ja paljuneda. Kuus tähtsamat makroelementi: C, H, O, N, P, S. Mikroelemendid : Zn, Mn, Ni, Na, Si, Se.
    Kasvufunktsioonid – orgaanilisedühendid, mida mikroobid ise toota ei suuda ( aminohapped ).
    Söötmeid on võimalik liigitada koostise järgi:
    1)Looduslikud söötmed: ( piim, puljong, marja- ja puuviljamahlad ) kasutatakse mitmete mikroobi kultuuride säilitamiseks.
    2) Sünteetilised söötmed: kindla koostisega, valmistamisel kasutatakse destilleeritudvett ja puhtaid kemikaale. Kasutatakse mikroobide toitumisnõudluste ja rakust välja erituvate õhendite uurimiseks.
  • Komplekssöötmed: sisaldavad pärmi, liha ja taimeekstrakte, kasutatakse peptooni.
    Töö ülessannete järgi:
  • Selektiivsööde – osade mikroobide areng on füüsikaliste ja keemiliste protsesside poolt reguleeritud. Nt temperatuur.
  • Diferentsiaalsööde – võimalik eristada erinevate mikroobide tüvesid.
  • Rikastussööde – tingimused teatud bakterite kasuks. Lisatud on vastavaid toitained , mida kasutavad mikroobid.
    Konsistentsi järgi:
  • Vedelsööde – kasutatakse defidreeritud toitepuljongit, mis sisaldab lihaekstrakte ja peptooni. Puudub tarretumisaine.
  • Tardsööde – agar , saadakse punastest merevetikatest ja sööde tardub 42C juures. Ta on mikrobioloogiliselt identne želatiiniga. Sisaldavad geelistajaid. Miinuseks on temperatuur.
  • Poolvedelad söötmed – seal on geelistaja kontsentratsioon madal ( 0,2-0,3 % ).
    Väga vähesed mikroobid suudavad agarat lõhustada. Meie kasutame põhimõtteliselt komplekssöötmeid.
    Okuleeriminekülvatava kultuuri külvamine.
    Tuntumad külviviisid:
  • Joonkülv – külviaasaga võetalse inokulum ühest katseklaasist ja pannakse teise, mis toimub sik-sakiliste või sirgjooneliste liigutustega mööda söötme pinda. Kasutatakse tihti mikroobide puhaskultuuri eristamiseks.
  • Pindkülv – agarplaadile kantakse külviaasagaagarakultuur. Aetakse kogu söötme pinna ulatuses laiali.
  • Pistekülv – külvinõelaga agartulpa. Kasutatakse mikroobide olemasolu määramiseks.
  • Külv vedelsöötmesse – vedelsöötmesse külvatakse külv külviaasa või pipeti abil.
  • - inokulum jaguneb kogu söötmesse; Mikroobidest moodustuvad kolooniad kasvavad nii söötme sisse kui ka pinnale.
    8. Võihappeline käärimine
    Võihappelist käärimist põhjustavad mikroobid on grampositiivsed obligaatsed anaeroobid. Neid leidub rohkesti mullas, taimedes, vees, sõnnikus, aga ka piimas ja juustus. Moodustavad eoseid ja tavapastöriseerimisel ( 72 C 15-20sek, selle aja jooksul peavad enamuse baktereid hävinema) nad ei hävine. Toovad esile ebameeldivat lõhna ja maitset . Võihappelisel käärimisel tekib süsivesikutest, alkoholidest, piimhappest ja selle sooladest võihape. Seal juures eralduvad CO2, H2, vulkaanilised happed . Võihappe batsillide optimaalne kasvutemperatuur 30-40C. Tüüpilisem Clostridium butycum.
    CH3CH2CH2COOH – võihape
    Süsivesikute allikana kasutavad nad suhkrut, tärklist ja manniiti. Võihappeline käärimine toob majandusele kahju, sest põhjustab juurviljade, juustu, konservide ja piima riknemist. Väga ebameeldiva lõhnaga. Seevastu võihappe estrid on meeldiva lõhnaga ja neid kasutatakse kondiitritööstustes, parfümeerias, osades jookides .
  • Bakteriraku ehitus ( sealhulgas grampositiivse ja gramnegatiivse bakteriraku ehituslik erinevus )
    Bakter kuulub prokarüootide hulka. Lihtsama ehitusega kui eukarüoodi ehitus. Rakusein keerulisema ehitusega.
    Bakterid on mikroorganismid, mida leidub kõikjal looduses: õhus, pinnases, vees, taimedes, loomades jne. Võtavad osa orgaaniliseaine ringlusest.
    Bakterid koosnevad rakuseinast, tsütoplasmast, tsütoplasma membraanist. Tsütoplasma sisaldab ribosome, reservmaterjali terakesi ja nukleoide. Lisaks esinevad osadel bakteritel veel viburid , narmad ja kapsel .
    Bakter on organism, kes on võimeline ise teostama järgmisi eluks vajalikke funktsioone:
  • toitumine ja hingamine ;
  • paljunemine;
  • olema eksistente – võimeline ellu jääma ka rasketes tingimustes.
    Bakterid koosnevad veel ka eostest.
    Genoom – rakus sisalduv pärilikkuainet kandev materjal, aluseks prokarüootse ja eukarüootse raku liigitamisel. Bakteri genoom koosneb tavaliselt ühest üksikust rõngjast kromosoomist, mille moodustab DNA kaksikspiraal. Genoom pole piiritletud tuumamembraaniga.
    Plasmiididosades bakterites genoomist eraldi olevad DNA rõngasmolekulid, mis annavad bakteri rakule lisa informatsiooni. Suurendavad bakteri ellujäämisvõimalusi erinevates tingimustes. On olemas spetsiaalsed resistentsed bakterid.
    Tsütoplasma – bakteri osa ilma kapsli, rakuseina ja ilma plasmamembraanita. Tsütoplasmal puuduvad kloroplastid ja golgi kompleks . Tähtsamad organellid on ribosoomid , kus toimub valkude süntees. Tsütoplasmas leidub veel ensüüme, aniinhappeid, suhkruid ja vitamiine. Lisaks reservmaterjali terad ehk inklusioonkehad ( tärklis ja glükogeen ).
    Tsütoplasma membraani ülesanded on:
  • laseb läbi vajalikke toitaineid;
  • eritab ensüüme;
  • vajalik raku hingamiseks;
  • ja energia tootmiseks.
    Tsütoplasma membraan – ümbritseb kõikide rakkude tsütoplasmasid. Koosneb 50% ulatuses lipiididest ja 50% proteiinidest.
    Mesosoomid – võtavad osa DNA replikatsioonist ja bakterite pooldumisest kaheks tütarrakuks. Struktuurid eemaldatakse bakteritest. Nad tekitatakse ainult replikatsiooni ajaks.
    Rakusein ( kest ) – asetseb tsütoplasma membraani ja kapsli vahel, annab iseloomuliku kuju ja kaitseb väliskeskkonna eest. Bakteriaalselt poolläbi laskev. Võtab osa eksotoksiini eritamisest.
    Sõltuvalt rakuseina ehituselt, jaotatakse grampositiivseteks ja gramnegatiivseteks. Kasutusele võttis Hollandi teadlane Gramm . Erinevad teineteisest nii keemiliselt kui ka füüsikaliselt.
    Grampositiivsed bakterid – lillad, rakusein peptiidoglükaanist ja tühhaiinhapetest. Viimased tugevdavad ja stabiliseerivad mikroobrakuseina. Paljudel gram+ bakteritel lõhustub rakusein lüsosoomi toimel.
    Gramnegatiivsed bakterid – punased, peptidolükaani kiht on õhem. Lisaks sellele on nendes rakkudes lipoproteiinid , lipopolüsahhariidid ja välismembraanis esinevad fosfolipiidid ning lipopolüsahhariidid. Bakterite rakusein lõhustub penitsiliini toimel.
    Sõltuvalt väliskeskkonna tingimustest võib rakusein hävineda. Ilmnevad morfoloogiliselt ebatavalised bakterite kujud.
    Protopastid – bakteri vormid, mis moodustuvad grampositiivsete mikroorganismide rakuseina lõhustumisel lüsosoomiga. Rakuseina puudumise tõttu bakteriviirused ei fikseeru nendele.
    Steroplastid – protoplastide sarnased, bakteriviirused võivad fikseeruda, sarnased protoplastidele, neil on osa rakuseina säilinud. Tekivad peamiselt gramnegatiivsete bakterite mõjutamisel penitsiliinile. Bakterid võivad verehaavades moodustada mürgistusi.
    L-vormid – moodustavad mikroorganismide kultuurides spontaanselt või söötmetes, mis sisaldavad penitsiliini. Rakusein neil puudub ja välisseinas on plasmamembraan. Rakuseina biosünteesi häirimine on ebaselge.
    Kapsel ehk kihn – on ekstraktsellulaarne limane polümeer ehk polüsahhariid, mis, ümbritseb tihedalt rakku, koosneb 95% veest ja polüsahhariididest. Ülesanne kaitsta mikroobe kuivamise , bakteriviiruste jne eest. Linaskiht aitab ka mikroobidel kinnituda organismi rakkudele.
    Pili ehk karvakesedlühikesed karvalaadsed struktuurid, otstes on … proteiinid, mis aitavad kinnituda teiste bakterite rakukesta rakuretseptorile.
    On olemas ka spetsiaalsed F- pilid , mille järgi toimub konjugatsioon . Ka bakteriofaagid kinnituvad rakukestale tänu pilidele.
    Viburid – pikad spiraalsed proteiinid, mis kinnituvad rakuseinale. Bakterite fenotüübilisel klassifitseerimisel on nad üheks oluliseks tunnuseks. Viburites esineb proteiin flagelliin, mis moodustab silindrilisi struktuure. Viburite kuju on silinderjas või lindikujulime, harvem spiraalikujulised ja erandina ümaratel bakteritel. Paiknevad otstes või umber rakukeha.

    Prokarüootse ja eukarüootse raku võrdlus
    Omadused
    Eukarüoot
    Prokarüoot
    Suurus
    üle 10 mikrom.
    0,3-20 mikrom.
    Tuumamembraan
    Olemas
    Puudub
    Genoom
    DNA ahelad
    DNA rõngasmolekul
    Endoplasmaatiline võrgustik
    Olemas
    Olemas
    Golgi aparaat
    Olemas
    Puudub
    Mitokondrid
    Olemas
    Puudub
    Ribosoomid
    Olemas
    Olemas
    Plasmiidid
    Puudub
    Olemas
    10. Bakterite viburid, spoorid ja spooride moodustumine
    Viburite kuju võib olla silinderjas või lindikujuline. Viburite asetuse järgi:
  • monotricha – üks vibur raku ühe otsas;
  • amphitricha - 1 vibur raku mõlemas otsas;
  • lopotricha – viburikimp raku ühes või mõlemas otsas;
  • peritricha – viburid ühtlaselt ümber keha;
  • atricha – viburid punduvad.

    Bakterite eosed


    Bakter moodustab eoseid ebasoodsates tingimustes. Kui tingimused on soodsad, moodustub jälle bakterirakk . Bakteri eos ehk endospoor , seetõttu bakterid moodustavad baktereid üksteise sees. Võib taluda külmutamist alla –200C. Lühiajalisel keetmisel eosed ei hävine, kuivas õhus on suutelised püsima 105C juures. Efektiivne on hävitada steriliseerimisel . Rõhu all 120C juures. Eoses ainevahetust ei toimu. Ta on lihtsalt elu alalhoidmise üks vormidest. Tavaliselt moodustuvad kepikujulistel bakteritel. Levinumad on bacillus spp ja clostridium spp. Spoore moodustavad kokikujulised bakterid.
    Spoore moodustavad ka kokikujulised ( ümarad ) bakterid. Struktuurid on erakordselt vastupidavad: huumuse, UV kiirgusele, puhastusainetele. Võivad elada kuni 500 aastat. Endospoore on võimalik uurida valgusmikroskoobiga, elektronmikroskoobiga. Kuna endospoorid ei lase läbi värve, on nad bakterites esindatud värvitute piirkondadena. Võimalik värvida, vahel läbipaistvad. Kuumtöödeldes on neid võimalik nähtavaks värvida. Spooride asetus bakteri rakus on liikide piirides erines. Osad spoorid asetsevad bakteri ühelpool otsas vaheseina lähedal. Teistel võib areneda spoori keskel.
    Elektronmikroskoobiga on võimalik näha endospoori struktuuri. Spoori ümbritseb nõrk/ habras eksospoorikiht. Eksospoori all on üsna paks proteiini jääkidest kaasnev spoorikest. Kest on läbitungimatu mitmetele puhastusvahenditele. Spoori kesta all asetseb koorik. Ligikaudu pool spoori mahust. Tekkinud on peptiidoglükaanist spoorirakusein. See ümbritseb omakorda eose raku sisemust. Koor koosneb Ca – st ja dipikoliinhappest. Moodustub Ca – dipikolinaat. Kuivkaalust moodustab 15%. Eoses puudub praktiliselt vesi. Spooride moodustumine algab tavaliselt siis, kui keskkonnas pole piisavalt toitaineid.
  • Tuum pikeneb ühte tuuma ossa;
  • Sellele järgneb raku sisemise membraani kokkuvoltimine, mis ümbritseb osa DNA-d.
  • Tekib spoori alge, mida ümbritseb sein;
  • Edasi toimub membraani kasvamine;
  • Cartexi moodustumine. Kuhjuvad Ca ja dipikuliinhape:
  • Spoori valmimine. Ümber broteksi tekib membraani kiht;
  • Liitelised ensüümid lõhustavad rakuseina;
  • Bakteri eos satub keskkonda.
    Kui spoor satub soodsatesse tingimustesse, kus on toitu, soojust ja niiskust, hakkab arenema vegetatiivne rakk .
  • Alustamine – soojendamine , aminohape ja alamiin aitavad kaasa eose germinatsioonile. Eos võtab vett juurde, paisub , Ca-dipikalinaat vabaneb.
  • Väljapaiskav – aktiivne biosünteesi periood, ühe raku lehe ja selle paljunemine.
    11. Viirused, bakteriofaagid ning nende paljunemine
    Viirused on üliväikesed elusorganismid . Viiruste tunnusteks väikesed mõõtmed. Nähtamatud tavalise mikroskoobi all, kasvupuudumine väljaspool elusat rakku. Viirustel puudub rakuline ehitus, see tähendab, et nad pole võimelised kasvama ja poorduma ning neil puudub isiklik ainevahetus. Oma valkude sünteesil kasutab viirus peremeesraku ribosoome. Viiruste suurus kõigub sõltuvalt liigist, suurtes piirides. Zoopatogeenide puhul jääb suurus vahemikku 12-400 mikrom.
    Viirused jaotatakse järgmistesse rühmadesse:
    1) kepikujulised viirused – tubakamosaiikviirus, tomatimosaiikviirus, pikkus keskmiselt 250nm;
    2) kerakujulised ehk kokiviirused – gripiviirus;
    3) kuubikujulised ehk kuboidaalsed viirused – osa neist põhjustab kanaarilindudel rõugeid. Harilikult 210-230 nm pikad;
    4) spermatosoidikujulised viirused, bakteriofaagid;
  • niitjad vormid.
    Viirused jagatakse kolme suurde rühma:
  • Zoopatogeensed ehk inimesel ja loomadel parasünteesuvad viirused;
  • Fütopatogeensed ehk taimede viirused;
  • Bakteriofaagid ehk bakterite viirused.
    Viiruste iseloomulikuks tunnuseks on kahesugune eksisteerimisviis:
  • viirus viibib väljaspool rakku;
  • viirus viibib seespool rakku.

    Viiruste paljunemine


    Tsükliline protsess, mis koosneb 3-st tsüklist:
  • viiruste rakule kinnitumine;
  • viiruste paljunemine raku sees;
  • viiruste väljumine rakust, millega enamjaolt kaasneb raku hävimine.
    Kohe rakku tungimiste järel algab paljunemine, mis on ühine kõikidele liikidele. Pärast rakku tungimist on kõik viirused teatava perioodi vältel avastamatud.
    Paljunemisprotsessi lõppstaadiumi alusel jagunevad viirused:
    1) vabanevad rakust sel teel, et rakk lõhkeb ehk lüüsub, see on tüüpiline bakteriofaagidele;
    2) väljuvad rakust nii, et rakus ei ole märgata olulisi muutusi. Alles mõne aja pärast, pärast väljumist, rakk hävib. Omane zoopatogeenidele.
    3) raku säilimine pärast viiruse väljumist. Rakk küll suureneb viirustega kokkupuutel, kuid protsess ei lõpe raku hävimisega, vaid tagajärjeks on ebanormaalselt jagunev paljunemine. Kasvajaid tekitavad viirused.

    Bakteriofaagid ehk bakteriviirused


    Mõõtmed kõiguvad 90-100 nm vahel. Elektronmikroskoobis on leitud, et bakteriofaagil on ovaalse kujuga pea, mille lülge kinnitub saba. Kaua aega ei suudetud kindlaks teha, kas bakteriofaag on elusorganism või fermenditaoline aine. Praegu leitakse, et tegu on elusa organismiga. Keemiline analüüs on näidanud, et bakteriofaag sisaldab valgulisiühendeid, nukleoproteiide, mis erinevad mikroobi valkudest. Faag on võimeline omandama toitekeskkonnast lämmastikku ja mõningaid fosforiühendeid. Need omadused on omased elusale organismile.

    Spetsiifilisus


    Üldjuhul on bakteriofaagid väga spetsiifilised , mis väljendub nende mikroobitüvede valikus . On ka selliseid faage, mis on võimelised ründama tervet mikroobide perekonda või ka erinevatest perekondadest pärinevaid mikroobe.
    Bakteriofaagid jagunevad kahte suurde rühma:
  • Virulentsed faagid – põhjustavad bakteriraku purunemist:
  • Mõõdukad ehk tempereeritud faagid – need on algses genoomi soikeseisundis, ning hiljem aktiviseeruvad.
    Kui mõõdukas faag nakatab bakteriraku, siis esiteks võib bakter lüüsuda, teiseks lüsogeenne bakter. Lüsogeenses bakteris on faagi DNA bakteri genoomis , kuid ta pole aktiivne. Sellises vaikivas olekus genoomi kutsutakse profaagiks. Profaag on integreerunud genoomi ja asetub seal kindlas lookuses. Lüsogeenne bakterirakk ei nakatu teise bakteriofaagiga. Kuid UV-kiirgus, keemilised ained, võib toimuda profaagi genoomist väljalõikamine ja bakter võib selle tagajärjel lüüsuda.
    Bakteriofaagide levik
    Võib leida kõikjal, kus on mikroobe: vees, mullas, väljaheidetes, toiduainetes jne. On leitud ka bakteriofaage. Patogeensetele liikidele praktilist kasutamist on leitud meditsiinis ja veterinaarias. Võivad tuua suurt kahju toiduainete tööstuses, mis baseerub bakterite kasutamisele ( näiteks piimatööstuses ).
    Ekstratsellubaarselt ehk väljaspool rakku asuvad viirused on soikeseisundis. Kõik algab sellest, kui ta puutub kokku elusa vastuvõtliku rakuga, millega vallandub senini inaktiivsena püsinud viiruse bioloogiline aktiivsus ja algab rakusisene staadium.
    Trans. osalevad peamiselt mõõdukad faagid. Faagi sattumisel bakterirakku põhjustab ta selle lüüsumise. Samal ajal toimub uute faagide süntees, enamus faage komplekteeritakse bakteriofaagi DNA-ga. Kui teatud faagidesse satub peremeesorganismi osakesi, tekivad nn efektsed faagid. Selline efektne faag võib retsipient rakus kombineeruda vastavas regioonis. Enamikul juhtudel see faag siiski lõhustatakse.
    12. Mikroorganismide toitumine mullas ja toitumise mehhanismid
    Siin mõeldakse teineteisega seotud ainevahetusprotsessi. Koos kasvavaid nimetatakse intermediaanne ainevahetus. Lisaks sekundaarne – pole tarvilik ( antibiootikumide toimega ).
    Mikroobide ainevahetuse iseärasused:
    1) rikkalik ensüümide kompleks – mikroob saab kasutada selliseid substraate, mida ei saa lõhustada taimne ega loomne organism.
    2) mikroobide ainevahetuse käigus tekivad unikaalsed vahe- ja lõppsaadused.
  • mikroobiraku ainevahetusprotsesside summaarne kiirus, mis ületab eukarüootide oma ligi 100 korda.
    Mikroobide kiire ainevahetus on tagatud:
  • paljude erinevate energiaallikatega;
  • paljude ensüümide olemasoluga erinevates ainevahetusprotsessides.
    Liigitus:
  • energiaallikate alusel – organohoofideks, litotroofideks, fototroofideks, paratroofideks.
    Organotroofid – organismid, mis saavad energiat väliskeskkonna orgaanilisteühendite fermentatsioonil või oksüdatsioonil.
    Litotroofid – on võimelised moodustama rakukomponente orgaaniliseaine, redutseerimise tulemusel tänu anorgaanilisel oksüdatsioonil vabanevale energiale.
    Fototroofid – saavad energiat fotogeeniliste reaktsioonidega. Energiaallikaks on näiteks päikesevalgus.
    Paratroofid – energiaallikaks on mõne teise organismi rakk ( taime- või loomarakk ).
    Mikroobidel on toitumiseks vaja 30 elementi: & kõige olulisemat on C, N, H, O, S ja P. Kõige tähtsam on C. Lisaks neile vajavad mikroobid oma elutegevuseks veel rohkesti mineraale: K, Ca, Mg, Fe.
    Vajaduse järgi liigitatakse nelja gruppi:
    1) Heterotroofid – vajavad väliskeskkonnast ühte või enamat substraati. Näiteks suhkruid, aminohappeid , vitamiine jne. Siia kuuluvad mädapõletikku põhjustavad stafülo- ja steptokokid.
  • Autotroofid – sünteesivad kõik endale vajalikud ühendid, redutseerides oksüdeerunud orgaanilisiühendeid.
  • Mesotroofid – vajavad vähemalt ühte redutseeritud anorgaanilistühendit. Siia kuuluvad nii organimid kui ka vees leiduvad mikroobid ( nt salmonella ).
  • Hüpopotroofid – intratsellulaarsed parasiidid , mis vajavad oma elutegevuseks oma peremeesraku ainevahetuslikke komponente.
    Kasvufaktorite vajaduste järgi jaotatakse mikroobe:
  • Prototroofid – sünteesivad mitmesuguseid kasvufaktoreid
  • Anksotroofid – ei kasva ilma kasvufaktoriteta.
    Toitumise mehhanismid
    Toitained satuvad mikroobirakku läbi vaheseina ja tsütoplasmaatilise membraani. Toitained hüdrolüüsitakse ensüümide abil väliskeskkonnas või periplasmaatilises ruumis ja seejärel viiakse laguproduktid rakku. Erilisteks mehhanismideks, mille abil tungivad rakku toitained, on lihtne difusioon , soodustatud transport, aktiivne transport.
    Lihtne difusioon – selle mehhanismi põhimõte on vastava aine ärakasutamine, mille asemele tuleb väliskeskkonnast uut ainet. Seega lahustunud ained sisenevad mikroobirakku vastavalt nende kontsentratsioonigradiendile. Enamasti eelneb sellele ekstratsellulaarne ainete hüdrolüüs.
    Soodustatud transport – tegemist spetsiaalsete kandjate proteiinidega, mistõttu toimub transport kontsentratsioonigradiendi vastu. Selle tulemusel muudetakse imporditav või eksporditav molekul proteiinidega transporditavaks molekuliks.
    Aktiivne transportmehhanism , mille juures vajatakse lisa energiat, vajalik energia saadakse prootonite s.o vesinikioonide väljutamisel rakust, mis tekivad raku ainevahetuses metaboolide oksüdatsioonil.
    13. Mikroorganismide hingamine – oksüdatsioon ja fermentatsioon
    Bioloogilise oksüdatsiooni liigid
    Biokeemia seisukohalt lähtudes võib substraat oksüdeeruda vahetult aine oksüdeerumisel O2-ga. Või dehüdreerimisel substraat on keskkond, kust mikroobid saavad toitaineid.
    Dehüdreerimine – substraadilt vesiniku äravõtmine. See võib toimuda, kas aeroobsetes või ka anaeroobsetes tingimustes. Elektronide üleandmisel vabaneb substraadi arvel alati energia. Energia kasutatakse rakus kiiresti ADP, ATP-s. Nendest ta koguneb organilistesse fosforhappe vahelistesse sidemetesse ja kasutatakse teataval määral raku vajadustele. Arvatakse, et samasugusel kujul kulgeb bioloogiline oksüdatsioon, energeetiline ainevahetus ehk hingamine bakteritel. Kõigil juhtudel kulgeb bioloogiline oksüdatsioon dehüdrerimise teel selviisil, et dehüdrogenaasid ( vastavad ensüümid ) võtavad substraatidelt ära vesiniku. Sõltuvalt mikroorganismi ensüümi sünteesist, eraldatakse tinglikult aeroobset ja anaeroobset ning …
    Aeroobse hingamise puhul on vesiniku ekektroni lõplikuks atseptoriks hapnik.
    Anaeroobse hingamise puhul – võib lõplikuks atseptoriks olla N, S, C. Mis redutseeruvad NH3, divesiniksulfaadid …
    14. Mikroorganismide hingamistüübid
    Hingamistüübi alusel jaotatakse mikroobid:
    1) Obligaatsed aeroobsed – paljunevad õhuhapniku olemasolul . Nende ensüümide abil toimub vesiniku ülekanneoksüdeeritavalt substraadilt õhuhapnikule. Nad lõhustavad substraati oksüdatsiooni protsessis, mille tulemuseks on vee ja süsihappegaasi teke. Vabaneb substraadis olev energia.
    C6H12O6h20=6CO2+6H2 + energia
    Obligaatseteks aeroobideks on näiteks äädikhappe bakterid, tuberkuloosibakterid.
    Mikroaerofiilid – on bakterid, kus arenevad bakterid kui ühe kordsed

    Vakultatiivsed anaeroobid – suudavad paljuneda nii õhuhapiniku olemasolul kui ka selle puudumisel, näiteks salmonella.

    Obligaatsed anaeroobid on mikroobid, kes vajavad elamiseks hapnikuvaba keskkonda. Substraati nad lõplikult ei lõhusta, kuid see eest vabanevad lühikese ahelaga rasvhapped . Siia hulka kuuluvad Clostridiumi perekonda kuuluvad bakterid.
    Käärimine – kui bioloogilisel hapendamisel vesiniku lõppatseptoriks on substraat, nimetatakse sellist metabolismivormi käärimiseks. Klassikaliseks näiteks on glükoosi moondumine anaeroobsetes tingimustes püriviinamarjahappeks, edasi piimhappeks.
    15. Bakterite kasv ja paljunemine ning kasvufaasid
    Bakterid paljunevad pooldumise teel, harvem aga ka sugulisel teel. Kui pärast pooldumist on moodustunud kaks võrdse suurusega tütarrakku, nimetatakse seda isomorfseks pooldumiseks. Erineva suurusega rakkude korral on tegu heteromorfse pooldumisega. Kuigi suurem osa baktereid paljuneb suguliselt, isastüüp F+ ja emastüüp F- vahel.
    Bakteri paljunemiskiirus sõltub bakteri liigist, kultuuri vanusest , toitekeskkonnast, temperatuurist, süsihappe kontsentratsioonist söötmel ja teistest teguritest. Paljunemine leiab aset geomeetrilisest progressioonist. Loodus on ette seadnud piirid, mis piiravad sella kasvu. Piiravateks faktoriteks on:
  • Ainevahetuseks vajalike ainete lõppemine;
  • Hapniku hulga vähenemine;
  • pH langus;
  • Toksiliste lõpp-produktide kogunemine.
    Kiiresti kasvavatel bakteritel kestab paljunemisperiood ehk generatsiooni aeg, ligikaudu 30 minutit. Täielik paljunemise lõpp saabub 18-24 h järel. Generatsiooniaeg on aeg, kus ühest bakterist saab 2 bakterit .

    Bakterite paljunemine vedelsöötmes


    Bakterite paljunemine toimub 8 faasis:
    1) lähtefaas ehk lag faas –
    on aeg bakterite külvimomendist nende kasvu alguseni . Alguses, kui bakterid satuvad kekkonda, siis nende arvukus isegi väheneb, sest kohanemine võtab aega ja mittekohanenud bakterid hukkuvad. Kestvus on tavaliselt 1-2 h ja see sõltub järgnevatest asjaoludest:
  • kultuuri vanusest, mida vanem on kultuur, seda pikem laag faas;
  • bakteri arvust, mida vähem, seda pikem;
  • keskkonna koostisest;
  • temperatuurist;
  • pH-st.
    2) aktseleratsiooni faas ehk kasvu kiirenemis faas – toimub bakterite mõõtmete suurenemine, ainevahetuse intensiivistumine.
    3) eksponentsiaal ehk log faas – bakterite arv kasvab geomeetrilises progressioonis, Antud faasis on nii biokeemiline kui bioloogiline aktiivsus bakteritel kõige suurem. See eest on nad aga ka kõige tundlikumad välistegurite suhtes. Kestvus 4-5 h. Paljunemisiirus sõltub bakterite liigist, keskkonna temperatuurist ja substraadi või söötme koostisest. Log faas ei kesta lõpmatuseni ja pikka mööda hakkavad oma võimet avaldama tegurid, mis piiravad bakterite edasist kasvu. Toksiliste ainevahetusproduktide teke ja kogunemine keskkonda, keskkonna pH muutus ja toitainete vähesus.
  • negatiivne aktseleratsiooni faas ehk aeglustunud log faas – algab eelpool nimetatud imiteerivate tegurite toimel, kuid poolduvaid isendeid on selles faasis kõige rohkem, hakates faasi lõpus vähenema. Faasi kestvus tavaliselt 2 h.
  • statsionaalne faas – bakterite paljunemine ja suremine tasakaalus nii, et elusrakkude arv ei muutu.
  • kiirenev suremise faas – suremine ületab bakterite pooldumist. Vastav faas kestab 3 h.
  • logaritmiline suremise faas – faasis toimub suremine üha suurenevas tempos .
  • suremise kiirenemineosad bakterid lähevad soike seisundisse.
    16. Bakterkolooniate morfoloogia ( ehk kuju )
    Mõõtmed 0,15-500 mikromeetrit, 10 astmes –6 m. Kujult jaotuvad bakterid: 1) kerakujulised ehk kokikujulised bakterid.
    Stretokokid ( tuntumad ) – grampositiivsed, violetsed, vakulatiivsed anaeroobid, suudavad elada nii õhuga kui õhuta keskkonnas. Elavad iseloomulikes ahelates, moodustades kette.
    Stafülokokid – grampositiivsed, viinamarjakobara sarnased bakterid. Põhjustab udarapõletikku.
    Pulgakujulised bakterid – erineva suurusega, silinderjad bakterid. Tuntumad neist on korrapärase kujuga pulkbakterid, laktopatsiidide hulka kuuluvad.
    Spoore moodustavad batsillid, aeroobsed. Eoseid moodustab bakter, suudab elada rasketes tingimustes, anaeroobid.
    Rostriidiumid – kasvavad keskkonnas, kus hapnikku pole. Eritab mürki, mis põhjustab inimestele mürgistusi, hävineb kõrgel kuumutamisel.
    Mükobakterid
    Salmonella – hävivad enamasti kuumtöötlemisel.
    Komakujulised bakterid – põhjustab koolerat.
    Mitmete loogetega kuivbakterid.
    17. Mikroorganismide helendumine, pigmendi ja aroomi moodustumine
    Helenduvate mikroobide hulka kuulub suur rühm füsioloogiliselt sarnaseid, kuid morfoloogiliselt erinevaid baktereid (kokid, kepikesed , vibrioonid). Enamasti on nad gramnegatiivsed, eosteta aeroobsed organismid, mis on isoleeritud merevees. Kuigi nad kasvavad hästi nii liha kui kala substraatidel, roiskumist nad nendes esile ei kutsu. Enamike liikide kasvu- ja helendumistemperatuur on 15-18C. Osad liigid paljunevad ka 30-35 C juures.
    Peamine on, et helenduvad ainult vigastamata mikroobid. Teatud tegurid nagu soolsuse vähenemine, antibiootikumide esinemine keskonnas, helivõnked - kõik need kahjustavad rakku ja tema helendumist. Tüüpiliseks helenduvaks bakteriks on photobacterium phosphorum, mis kasvab 28 C juures. Patogeenseid baktereid patogeensete mikroobide juurest leitud ei ole.

    Pigmentide moodustumine


    Pigmentide moodustumine on omane vees, õhus, pinnases leiduvatele mikroobidele. Patogeensete mikroobide juures esineb antud liike vähem. Pigmenti moodustavate mikroobide kolooniad värvuvad vastavalt pigmendile. Pigmendi värvus võib olla punane, roosa , kuldkollane, valge, sinine, violetne, must või tumepruun. Kõige intensiivsemalt moodustuvad pigmendid küllaldase õhuhapniku juuresolekul, hajutatud päikesevalguses, 20-25C juures. Mikroobidele on pigmentide moodustumine tähtis seetõttu, et nad funktsioneerivad hingamisprotsessis vesiniku akseptorina ja kaitsevad mikroobe UV-kiirguse eest.

    Aromaatsed mikroobid


    Osasid mikroobe iseloomustab võime moodustada aroomi. Ainevahetusprotsessist moodustuvad lenduvad aromaatsed ühendid. Nt veini, piimaproduktide ja teiste ainete omadused on tingitud osaliselt aromaatsete mikroobide elutegevusest. Nt aromaatsete bakterite hulka kuulub leuconostoc cremoris, mida kasutatakse piimatoodetele eeskätt võile iseloomuliku aroomi andmiseks . Osade mikroobide kaasabil saadakse sõnniku, taimede ja tööstusjäätmete kääritamisel metaani.
    18/19. Keskonna mõjud mikroorganismidele.
    Mikroorganismide elutegevus on tihedalt seotud nende asustuskeskkonnaga ja seal toimuvad muutused mõjutavad suuremal või vähemal määral nende arengut. Mikroobide areng samas mõjutab keskkonna omadusi, kuna sinna eralduvad nende ainevahetuse saadused ja sealt võetakse eluks vajalikke aineid.
    Biotsiidid – mikroobide normaalset elutegevust häirivad tegurid keskkonnas.
    Mikroobide elutegevust mõjutavad tegurid võib jagada 4 gruppi: 1) füüsikalis-keemilised; 2) füüsikalised; 3) keemilised; 4) ja bioloogilised tegurid.
  • Füüsikaliste välistegurite mõju mikroorganismide elutegevusele
    Keskonna temperatuur on oluline, mis oluliselt määrab mikroobide omadused. Iga mikroob võib areneda ainult teatud temperatuuride vahemikus.Ühtedele on see temperatuuri vahemik väike, teistele aga ulatuslik. Iga mikroobi juures eristatakse kolme temperatuuri punkti ja nendeks on:
    • min temperatuur – alla selle areng peatub
    • max temperatuur - selest kõrgemal temperatuuril areng peatub
    • optimaalne temperatuur - kõige sobivam temperatuur.

    Optimaalse temperatuuri järgi jaotatakse mikroobid kolme gruppi:
    • Psühofiilsed – kasvavad suhteliselt hästi madalal temperatuuril. Neile on iseloomulik kasvuks minimaalne temperatuur -10-0 C . Optimaalne temperatuur 10-15C ja maksimaalne temperatuur 45-50 C.
    • Mesofiilsed – neile sobib kasvuks hästi temperatuur vahemikus 18-45 C. Osa neist võibad olla termoresistentsed ja aeneda suht kõrgetel temperatuuridel 50-60 C. Need on võimelised areneda ka 0 C juures.
    • Termofiilsed – nende aktiivsus on suurim 45-60 C. Kusjuures mõned liigid võivad taluda pikemat aega ka temperatuuri 80-90 C.

    Enamik looduses levinud bakteritest, mikroobilistest seentest, sealhulgas on paljud haigusi ja mürgistusi tekitavatest liikidest on mesofiilsed 18-43 C. Termofiilide ja psühotroofide seas domineerivad bakterid, keskonna temperatuuri tõus üle optimumi on tunduvalt ebasoodsam, kui selle alanemine. Mikroobide käitumist temperatuuridel, mis ületavad nende kasvu maksimaalselt, iseloomustatakse termoresistentsusega. Temperatuurid, mis mõnevõrra ületavad kasvumaksimaalselt, kutsuvad esile termo šoki ja peale selle lühiajalist mõju võivad bakterid uuesti hakata paljunema, aktiveeruma. Pikema ajalisel mõjutamisel nad siiski hukkuvad.
    Paljud spoore mitte moodustavad bakterid ja sporogeensete bakterite vegetatiivsed vormid hukkuvad niiskes kuumuses temperatuuril 60-70 C ja 15-30 min juures. Temperatuuril 80-100 C bakterid hukkuvad mõne sekundi või minuti jooksul, sõltuvalt liigist. Tunduvalt termoresistentsemad on bakterite spoorid. Paljud neist võivad elada üle koguni mõne tunnise keetmise. Niiskes kuumuses hukkuvad bakterite spoorid temperatuuril 120-130 C, 20-30 min jooksul.
    Kuivas kuumuses võtab see aga aega 1-2 tundi ja temperatuur on kõrgem, 160-170 C. Eriti vastupidavad on termofiilsete bakterite spoorid. Pärm- ja hallitusseened hukkuvad juba temperatuuril 50-60 C ja nende spoorid 65-80 C juures. Mikroobide termosesistentsus võib muutuda sõltuvalt keskkonna omadustest. Nt! pH, keskonna tihedus. Mikroobide hukkumise kuumutamisel niiskes keskkonnas, põhjustavad muutused nukleiinhapete ja valkudega.
    Võimalikud tsütoplasma membraani kahjustused. Bakterite spooride kõrge termosresistentsus on põhjustatud vaba vee vähesest sisaldusest. Termoresistentsus on seotud tipikuliinhappe ja Ca sisaldusega.
    Keskonna optimaalse kasvutemperatuuri alanemisel väheneb mikroobide paljunemis kiirus ja aluseliste protsesside aktiivsus. Paljud roiskbakterid ja toidu mürgistusi tekitavad bakterid on mesofiilsed. Harilikult ei paljune temperatuuril alla 4 C. Ehki mikroobide elutegevus on peatunud jäävad paljud neist pikaks ajaks anabioosi seisundisse ehk soike seisundisse. Bakterid ei kasva ega paljune. Temperatuuri tõusul pöörduvad jälle tagasi aktiivsesse ellu.
    Teatud bakteri liigid võivad taluda mitmeid päevi temperatuuri -172-190 C kraadi ja spoorid koguni -252 C. Seega külm mõjub mikroobile hävitavalt aeglasemalt, kui soojadel temperatuuridel. Madalatel temperatuuridel on rakkude hukkumise peamiseks põhjuseks häired ainevahetuses. Inaktiveeruvad ensüümid, alaneb rakusiseste keemiliste reaktsioonide kiirus. Temperatuurid, mil algab keskkonna jäätumine, on kõige ebasobivamad, kuna tekivad raku sisesed kristallid ning alaneb vee aktiivsus ja soolade konsentraadi tõusul tõuseb osmootne rõhk. Kõik see tõstab tsütoplasma viskoosust. Muutub valgu ja lipiidide osakeste mõju. Madalamaid temperatuure kasutatakse kiiresti riknevate ainete säilitamiseks.
    Toodete külmutamisel sureb suur osa nende mikrofloorast. Külmutatult säilitamisel on hävimine tunduvalt aeglasem . Külmutamisel ei ole steriliseeriv toime. Peale külmutamist on mikroobe tunduvalt rohkem kui enne külmutamist. Külmutatud toodete sulamine peaks toimuma vahetult enne tarbimist,sest sulamisel, eriti siis, kui sealt eraldub vedelikku, aktiviseeruvad mikroobid kiiresti ja hakkavad intensiivselt paljunema.
    Kiirgusenergia - kiirgusenergia toimib mikroobidele nii raku siseste kui ka keskonnas toimuvate, kas keemiliste või füüsikaliste muutuste kaudu. Kiirituse effektiivsus sõltub suurel määral kiirte läbivusvõimest, sest muutusi kutsuvad esile ikkagi ainult neelduvad kiired.
    Valgus – vajalik ainult fotosünteesivatele mikroobidele, sest nad kasutavad valgusenergiat CO2 assimilatsiooni protsessiks, nagu ka taimed. Kõik bakterid kasvavad hästi valguse puudumisel ja hajusal valgusel puudub antimikroobne toime. Otsene päikese kiirgus mõjub bakteritele hävitavalt. Paljud hallitusseened kasvavad küll pimedas, kuid valguse puudumisel pidurdub neil spooride moodustumine. Valguseenergia antakse edasi kvantidena ja kvandi mõju sõltub temas leiduvast enegiast. Energia hulk sõltub aga laine pikkusest. Mida pikem see on, seda väiksem on kvandi energia.
    Infrapunakiired - suht suure lainepikkusega. Nende kiirte energia ei ole küllaldane, et kutsuda esile fotogeenilisi muutusi neid neelavates ainetes. Energia muutub soojuseks, millel võib olla hävitav mõju mikroobidele.
    UV kiirgus- see on päikesespektri kõige aktiivsem osa. Neis on piisavalt energiat, et kutsuda esile fotogeenilisi muutusi nii substraadis kui nitraadis. Kõige kõrgema bakterisiitse toimega on kiired lainepikkusel 250-260nanom. Kiirguse effektiivsus sõltub kiirguse doosist, neeldunud energia hulgast ja kiiritatava substraadi omadustest.
    Väikesed kiirguse doosid võivad mikroobide elutegevust isegi stimuleerida. Kõrgemad doosid, mis ei põhjusta veel mikroobide hävimist, kutsuvad esile häireid mikroobide elutegevuses kuni pärilikkuse muutuseni (mutantide teke). Edasiste dooside suurenemisel mikroobid hävinevad. Mikroobide kiirgustundlikkus on erinev. Mitte sporogeensetest bakteritest on kõige tundlikumad pigmenti produtseerivad liigid. Karotinoidseid pigmente moodustavad bakterid on aga väga vastupidavad, kuna nende pigmentidel on UV-kiirte eest kaitsvad omadused. Bakterite spooride hävitamiseks on vaja kasutada 4-5 korda suuremat kiirguse energiat, võrreldes vegetatiivsete vormidega.
    Mikroobide hukku võib põhjustada UV-kiirte otsene toime rakule või ebasoodsad muutused substraadis. UV-kiired inaktiveerivad ensüüme ja põhjustavad DNA kahjustusi. Kiiritatud keskkonnas võivad moodustuda mikroobidele hävitava toimega ained – H2O2 ( vesinikperoksiid ) ja O3 ( osoon ).
    Praktikas kasutatakse UV-kiirgust külmkambrite, ravi ja tööstusruumide õhu, ning joogivee desinfitseerimisel. Toiduainete steriliseerimine UV-kiirtega on raskendatud, sest nende läbitungivusvõime on väike ja avaldub ainult õhukeses pinnakihis.
    Radioaktiivsus – radioaktiivsete tuumade lõhustumisega kaasneb alfa, beeta ja gamma kiirguse eraldumine, mille kvantide suurus on kõrge ja on keemiliselt ja bioloogiliselt äärmiselt aktiivne. Radioaktiivne esinemine kutsub esile ionisatsiooni, millega kaasneb molekulaarstruktuuride lõhustumine. Mikroobid on tunduvamalt vastupidavamad radioaktiivsusele kui kõrgemad oraganismid. Nende surmav annus on 100 ja 1000 kordi suurem kui loomadel. Tundlikud ioniseerivale kiirgusele on paljud raku ensüümsüsteemid, membraani struktuurid, tuumaaparaat ja eriti siis DNA. Kiirgus võib esile kutsuda keskkonnas veeradiolüüsi. Moodustuvad vabad radikaalid, atomaarne vesinik ja H2O2. Tekivad siis pöördumatud ainevahetuse häired, inaktiveeruvad ensüümid. Kiirgusele eriti vastupidavad on Coli laadsed , siis proteuse perekonda kuuluvad ja salmonella. Eriti vastupidavad on bakterite spoorid. Neid kasutatakse meditsiinis, põllumajanduses ja tööstuses. Kuna bakterite spoorid on suht vastupidavad, tuleb kasutada toiduainete steriliseerimisel suuri kiirguse doose. Mis siis ulatub 4-5 kraadini.
    Raadiolained – elektromagneetilised lained. Ja suht suure laine pikkusega. Alates siis mõnest meetrist kuni mõne kilomeetrini. Ja 30 000-300 miljardit Hz. Lühilainete ja Ultra ll läbimisel keskonnast tekib sellest ülikõrgsagedusega vahelduv vool. Elektromagnetilises väljas muutub see elekter aga soojuseks. Soojenemine kõrg- ja ülikõrgväljas on kiire ja ühtlane kogu väljas. Kõrge intensiivsusega elektromagnetväljas levivad siis mikroobid kiiresti, mille põhjuseks on soojus effekt . Kuna kuumutamise aeg on lühike, siis säiluvad paremini ka toiduainete esialgsed omadused.
    Ultrahelid – nimetatakse sagedusega üle 20 000 võnke sekundis. Ehk 20 kHz. Sellise sagedusega heli asub väljaspool inimese kuuldavuspiirkonda. Ultraheli võib levida vedelates, gaasilistes ja tahketes keskkondades . See võib kutsuda esile kõrgmolekulaarsete ühendite lagunemist, vedelike guakulatsiooni, ensüümide inakulatsiooni, purustada või osaliselt paljurakulisi organisme. Kaasaarvatud mikroorganisme. Peamiseks mikroobe hävitavaks teguriks on on KAVITATSIOONI effekt ehk vedeliku pidevuse katkemine ja vedelikus tühikute tekkimine järsu rõhulanguse tagajärjel. Bakterid on palju tundlikumad sellele, kui pärmseened. Seejuures cokikujulised on püsivamad kui pulgakujulised.
  • Füüsikalis-keemiliste välistegurite mõju mikroorganismide elutegevusele
    Keskonna vee sisaldus. Vee sisaldusel on suur mõju mikroobide elutegevusele. Mikroobid ise sisaldavad oma rakkudes ligikaudu 75-85% vett. Veega võetakse toitaineid rakku ning väljutatakse sealt jääkaineid. Mikroobid võivad areneda ainult sellises keskkonnas, kus on vaba vett. Vee vajadus erinevatel mikroobidel kõigub suurtes piirides. Kasvuks vajalikku minimaalse vee vajaduse järgi võib mikroobe jaotada järgnevalt:
    a) Hüdrofüüdid – vajavad palju vett
    b) Mesofüüdid – keskpärase vee vajadusega
    c) Kserofüüdid – taluvad ka hästi kuivust
    Enamik baktereid kuuluvad hüdrofüütide hulka, kuid paljud pärm- ja hallitusseened on mesofüüdid, kuid nende seas leidub ka hüdro- ja kserofüüte.
    Mikroobidele on tähtis vee kättesaadav osa, mitte vee absoluutväärtus.
    aw=n1/n1-n2, kus n1 ja n2 on vastavalt lahusti ja lahustunud aine moolide arvud. Vee aktiivsus on vahemikus 0-1 ja iseloomustab substraadi suhtelist veesisaldust.. Mida väiksem seda kuivem ja destvesi on 1.
    Mikroobides toimub enamasti aw ühe lähedaste väärtuste juures. Nende võimalik kasv jääb vahemikku 0,61-1,0. Optimaalseks aw väärtuseks loetakse mikroobidele 0,98-0,99ja enamasti jääb sellesse vahemikku ka kiiresti riknevate toiduainete piim, liha, kala jt vee aktiivsus. Paljud bakterid ei kasva substraadi aw väärtustel 0,90-0,94. Ainult mõned pärmi- ja hallitusseente liigid võivad kasvada aeglaselt veel ka aw aktiivsusel 0,72-0,75. Vee aktiivsuse alandamine vettsiduvate ainetega on kasutatav toiduainete ja söötade säilivuse pikendamisel . Kuid ainete konsentratsioon ei tohiks mõjutada nende kvaliteeti.
    Üheks vee alandamise meetodiks on toiduainete kuivatamine. Kuivtooted sisaldavad siiski suuremal või vähemal määral mikroobe ja on võimalik koguni patogeensete vormide olemasolu. Kuivtoodetes mikroobid ei paljune, kuid võivad säilida eluvõimelistena pikka aega. Nt stafülokokid, mikrokokid, piimhappebakterid ja teised võivad säilida eluvõimelistena nädalaid ja kuid. Paljud pärmseened, eriti aga hallitusseente ja bakterite spoorid, taluvad kuivust hästi ja võivad säiluda eluvõimelistena kümneid aastaid.
    Lahustunud ainete konsentratsioonid:
    Elu keskkonnas puutuvad mikroobid kokku lahustunud ainete erinevate konsentratsioonidega. See on erineva osmootse rõhuga. Rakusisene osmootne rõhk erinevatel mikroobidel kõigub suurtes piirides. Paljude toiduainete riknemist põhjustavatel bakteritel on see 5-15 atmosfääri. Paljudel mulla bakteritel 50-80 atmosfääri ja aspergilliuse perekonna liikidel võib see ulatuda koguni 200 atmosfäärini.
    Harilikult on rakusisene osmootne rõhk kõrgem kui toite keskkonnas. Mikroobide sattumisel tühiselt väikese lahustunud ainete sisaldusega keskkonda, nt destvette, täitub tsütoplasma kiiresti veega, millele võib järgneda rakuseina purunemine ja rakk hukkub. Seda nimetatakse plasmotüüsiks. Lahustunud ainete konsentratsiooni tõusul keskkonnas üle teatud piiri tekib raku dehüdratiseerumine ehk vee eraldumine ja toitainete vastuvõtt lakkab ning toimub plasmolüüs.
    Kõrged keedusoola , NaCl, konsentratsioonid mitte ei kutsu esile rakkude plasmolüüsi, vaid mõjuvad negatiivselt ka rakusisestele biokeemilistele protsessidele ja raku membraani funktsioonidele. Häirub hingamine ja alaneb proteolüütiline aktiivsus. St pole võimeline lõhustama proteiine väiksemateks osadeks .
    Enamik baktereid talub 0,5-2% NaCl substraadis. 3% mõjub juba paljudele negatiivselt. Roiskbakteritel paljunemine väheneb 3-4% juures ja peatub täielikult 7-10% konsentratsiooni juures.
    Paljud nn osmatolerantsed hallitusseened, pärmseened ja isegi bakterid, mis harilikult elavad madala osmootse rõhu tingimustes ning kasvavad toiduainetel kõrge soola või suhkru sisalduse juures. Mikroobe, mis arenevad kõrge rõhu osmootsetes tingimustes (NaCl 10-30%), nimetatakse halofiilseteks mikroorganismideks. Nt pärmseened.
  • Keemiliste välistegurite mõju mikroorganismide elutegevusele
    Esiteks pH – keskkonna leeliselisusel või happelisusel on suur mõju b-le. Selle mõjul võib muutuda keskkonna aktiivsus mis mõjutab mikroobide biokeemilist aktiivsust ja biokeemiliste reaktsioonide iseloomu. Nt pärmseened mood happelises keskkonnas suhkru kääritamisel suurtes koguses alkoholi, kuid leelises keskkonnas suureneb järsult glütseriini produktsioon . Seega keskkonna reaktsiooni muutus võib mõjutada raku ainevahetust. Iga mikroobi elutegevus on võimalik teatud kindlates pH tingimustes ja väljaspool neid ta hukkub. Hallitusseentele sobib nõrgalt happeline keskkond(5-6). Suurem osa b-le sobib, aga neutraalne keskkond või nõrgalt leeliseline . Nad ei kasva keskkonnas pH-ga alla 4 ja üle 9. Kuid võivad säilida sellistes tingimustes eluvõimelistena siiski pikemat aega. Eriti ebameeldiv on happeline roiskuvatele bakteritele ja muid toidumürgitusi põhjustavatele bakteritele. Leidub mikroobe mis võivad reguleerida keskkonna reaktsiooni produtserides kas hapestavaid või neutraliseerivaid aineid, takistades pH nihkumist kasvu ebasobivasse piirkonda. pH väärtused mis iseloomustavad keskkonna hapelisuse mõju bakteritele sõltuvad ka substraadi omadustest ja mikroobide endi füsioloogilistest iseärasustest. pH reguleerimisega võib kas mikroobide arengut reguleerida või pidurdada. Happelise reaktsiooni negatiivset toimet toidubakteritele kasutatakse nt tõiduainete hapendamisel ja marineerimisel. Marineeritud või hapendatud tooted ei ole sageli põsivad sest orgaanilisi happeid saavad kasutada paljud pärm ja hallitusseened. Keskkonna happelisuse vähenedes tekivad, aga uuesti võimalused roisubakteritele paljunemiseks.
    Keemilised ained – Keemilisi aineid mis mõjuvad mikroobidele hävitavalt nimet antiseptikuteks. Nende mõju sõltub konsentratsioonist, toime kestusest, keskkonna pH-st, temperatuurist jne. Väikestes kogustes võivad need ained isegi stimuleerida mikroobide tegevust. Kuid konsentratsiooni areng aeglustub ja hävinevad kiiresti. Raskemeteallide soolad mõjubad mikroobiele kõige tugevamini. Kusjuures b spoorid on vegetatiivsetest rakkudest põsivamad. Raske meteallide ioonidel , nt Au, Ag, Cu on juba tühistes kogustes mikroobe hävitav toime. Põhjendatakse seda nt Ag ioonide absorbeerumisega raku pinnale. Bakteritsiide, ehk b hävitav toime nt Cl, I vesinikülihape ja ka mineraal hapetel. Nt H2SO4 jne. Mikroobidele mõjuvad hävitavalt mitmed ühendid, nagu formaliin , fenoolid jt. Paljusid antiseptikuid kasutatakse meditsiinis ja põllumajanduses kui desinitseerivaid vahendeid. Toiduainete konserveerimisel on antiseptikute kasutamine piiratud kuna see doos peab olema küllaldane toitainete konserveerimiseks, kahjutu inimesele. Puuvilja ja marja toorme ja teiste toiduainete konserveerimisel kasutatakse bensoehapet ja ma Na sooli . Pohladest ja mustikates valmistatud toote hea säilivus ongi põhjendatud selle happe sisalgusega. Paljude toiduainete ja jookide valmistamisel kasutatakse konserveeriva ainena sorbiinhapet ja tema sooli. Ta on bensoe ja H2SO4-st väiksema toksilisusega, mõjub aga palju aktiivsemalt mikroobidele. Väikestes kogustes leidub teda ka pihlaka marjades.
  • Bioloogiliste teguritemõju mikroorganismide elutegevusele ja mikroobide vahelised suhted
    Looduslikes tingimustes, nii nagu toiduaineteski, elavad ja paljunevad erinevad mikroobid. Nende vahel kujuneb välja mitmesuguseid suhteid. Juhul, kui 2 eri liigi vahel on vastastik kasu ja isegi kasvavad paremini, kui üksi, siis nimetatakse seda sümbioosiks. Nt piimahappe bakterid tekitavad piimhapet ja valmistavad keskkonda ette pärmseente kasvuks. Need võivad kasutada piimhapet ning produtseerida ise vitamiine ja teisi ühendeid, mis on jällegi vajalikud piimhappebakteritele. See suhe on keefiris. Kui suhtes ei väljendu vastastikku kasu ja kooselu ei too organismile kahju, siis seda nimetatakse kommensialismiks.
    Nt inimese organism ja selle normalne mikrofloora , piimhappe bakterid ja taimed. Vastastikuseid suhteid, mil kooselu toob kasu ainult ühele poolele, aga teisele kahju, nimetatakse parasitismiks. Nt bakteriofaagi arenemine bakteri rakus, ja haigusi tekitajad inimesel, loomadel ja taimedel. Mikroobide vahelist suhet, mil ühe organismi elutegevus soodustab teise arengut või, mil üks elab teise ainevahetuse arvel põhjustamata talle kahju, nim metabioosiks.
    Nt proteolüütilised mikroobid, mis lõhustavad valke lihtsamateks ühenditeks, loovad tingimused teistele organismidele, milledel see võime puudub. Kui kahe või mitme mikroobi kooskasvu võivad nende põhilised omadused väljenduda tugevamini kui üksinda kasvades, siis sellist kooskasvu suhet nim sünergismiks.
    Nt valke lagundavad organismid arenedes koos lagundavad valke intensiivsemalt kui eraldi. Kui mikroobide kooskasvul üks liik, kas pidurdab või peatab teise arengu või koguni hävitab teise, siis nende vahel on antagonism suhe. Antagonismi üks põhilisemaid mehanisme toimib metoboolsel alusel. Sageli toimub kiirema paljuneja poolt tekitatud väljakurnamis fenomen, mil tarvitatakse ära substraat ja eritatakse teise ainevahetust pärsivaid toksilisi ühendeid.
    Bakterite antimikroobseid metaboliite, mis võivad olla nii madal kui kõrgmolekulaarsed ühendid nimetatakse bakteriotsiinid. Neil on väga erinev antimikroobne toime mõjudes oma liigi piires või hävitades teisi oma liigist geneetiliselt kaugemaid mikroobe. Seente poolt produtseeritud biotsiine nimetatakse antibiootikumideks. Antibiootikumid mõjuvad ainult teatud kindlale organismi liigile. St neil on spetsiifiline antimikroobne tegevus spektriga. Antibiootikumid võivad, kas alandada või peatada tundlike mikroobide paljunemise. St, et kas bakteriostaatilised või pungistaatilised ning bakteriotsiitsed või pungitsiitse mõjuga ja nad pärsivad mikroobide seente elutegevust. Antibiootikumide aktiivsus sõltub konsentratsioonist, temperatuurist, keskkonna koostisest ja teistest tingimustest. Toiduainete konserveerimisel antibiootikume ei kasutata, sest isegi väikeste koguste pideval tarvitamisel võivad tekkida inimorganismis batogeensete mikroobide püsivad (resistentsed) vormid ja antib kaotab oma ravi omadused. Taimse päritoluga antibiootikume nimetatakse fütontsiidid. Nad on taimede üheks võimaluseks võitluses mikroobidega.
    Antibiootikumide omadusi on ka paljudel toiduainetel ja maitseainetel. Küüslaugul on eraldatud ollitsiin, rõikast aga rapiin ja tomatist tomatiin. Neil ainetel on aktiivne mikroobide arengut pidurdav või hävitav toime. Loomsete antib hulka kuuluvad lüsosüüm, eritriin, ekmoliin jne. Lüsosüümi leidub munavalges, kalamarjas, aga ka nt pisarates ja süljes. Eritriini saadatkse punastest verelibledest. Tal on bakteriostaatiline toime nt stafolokokkidele. Ekmoliin saadakse kalade kudedest ja tal on antibiootiline toime soole haigusi tekitavatele bakteritele.
    22. Mikrorganismide muutlikkus ( modifikatsiooniline, mutatsiooniline ja kombinatiivne muutlikkus)
    Mikroorganismide muutlikkust seostatakse nende fenotüübi ja genotüübi muutumisega. Tulenevalt geneetilise info päritolust jaotatakse muutlikkusest 3.:
    Modifikatsiooniline – avaldub keskkonna tegurite toimel fenotüübis. Mikroobides tekkinud muutused, mis jäävad avaldumata, nimetatakse modifikatsiooniks. Sellised muutused leiavad aset mikroorganismide fenotüübis, genotüüp jääb aga muutumata. Siia alla kuuluvad pesade ravimitundlikkus, nõudlus kasvubakteritele jne. Toimuvatest biokeemilis-füüsilis muutustest võiks märkida ensüümide sünteesi... . Fenotüübis toimuvad muutused on seotud geenide regulatsiooniga. Nt Eschericia coli. On suuteline sünteesima laktaasi vaid siis, kui keskkonnas esineb laktoos . Ja nt staphylococus aureus produtseerib penitsiliini lõhustuvat ensüümi penitslliaasi ainult penitsiliini olemasolu korral. Penitsiliin võib põhjustada ka L-vormide tekke.
  • Mutatsiooniline muutlikkus – seotud DNA primaar struktuur muutlikkusega. Kuid erinevalt eelmisest ei tooda geneetilist infot mujalt juurde. On omakorda evolutsiooni edasiarendavaks jõuks. Evolutsioon toimub vaid seetõttu, et loodus armastab varjatsioone. Mutatsioonide puhul on tegemist juhusliku sündmusega, kuid see aitab paremini kohaneda keskkonnaga. Olemuselt on mutatsioon bakteri raku DNA koodi muutumine. Ja toimuvat protsessi nimetatakse mutageneesiks. Ning muutunud genotüübiga bakterit, viirust või faagi mutandiks. Mutatsioone põhjustavad muutused, DNA-d või RNA-d moodustuvates nukleotiidides. Enamus mutatsioone on kahjulikud, osa neutraalsed ja mõned ka kasulikud vahest harva. Enamus mutatsioone on kahjulikud. kuna nad põhjustavad valgu aminohappelise järjestuse muutumise. Seetõttu kaotab sünteesitav valk võime teha seda, milleks ta ette on nähtud. Nende sagedus kasvab mutageenide toimel (radatsioon, kemikaalid ). Mutatsioonid võivad olla ulatuslikult erinevad, hõlmates ehituslikult erinevaid paare , kuid ka suuri DNA lõike. Mutatsioonid võivad olla spontaansed või indutseeritud. Spontaansed mutatsioonid võivad esineda kõikides rakkudes. Induts aga rakkudes, mis on eksponeeritud mutageensele bakterile. Spontaanseid mutatsioone kutsuvad esile DNA replikatsiooni häired, spontaansed kahjustused, aga ka üle kanduvad keemilised elemendid. Looduses on siiski raske vahet teha, mis on mis mutatsioon. Mutatsioonid avalduvad üldjuhul ka fenotüübis. Kui fenotüübiline väljendus puudub on tegemist nn vaikiva mutatsiooniga. Tihti on raske ainult feotüübilise muutuse alusel kindlaks teha, kas on tegemist bakteri genoomis toimuvate muutustega või mutatsiooniga.
  • Kombinatiivne muutlikkus – muutused toimuvad genotüübis. Uus geneetiline info on pärit teistest mikroobidest, st rakust väljastpoolt. Kombinatiivne muutlikkus hõlmab endas muutusi genotüübis, kus geneetiline info pärineb rakust väljastpoolt ehk teisest mikroorganismist. Antud protsess toimub geneetiliste elementide ehk peamiselt DNA lõikudega. Üldiseks omaduseks on nende elementide võime liikuda genoomi/plasmiidi ühest gloobusest teise, nii samas genoomis kui ka erinevate genoomide vahel. Plasmiidid küll ülekantavate geneetiliste elementide hulka ei kuulu, kuid nende funktsioon on nendega seotud, sest nad on nende kandjateks. Elusorganismis esineb kaks ülekande strateegiat – horisontaalne ja vertikaalne.
  • Vertikaalne ülekanne - e info ülekanne toimub põlvkonnalt põlvkonnale. Evolutsioonis omab ta tähtsust info säilitajana ja paljundajana. Prokarüootidel esineb puhas vertikaalne ülekanne, sest nad paljunevad mittesuguliselt geomeetrilises progresioonis.
  • Horisontaalne ülekanne – ehk geneetiline ülekanne toimub geneetiliselt sõltumatute isendite vahel. Evolutsioonilt on selle ülekande eeliseks populatsioonis oleva info muutmine, uuendamine ja kohandamine . Ja horisontaalne ülekanne on seotud mõistega kombinatiivne muutlikus . Horisontaalse ülekande puhul peab eksisteerima 2 osapoolt:
    Doonor – see on bakter, kes väljastab geneetilist materjali DNA või RNA näol
  • Retsipient – bakter, kes võtab selle materjali vastu.
    Bakteris toimvud horisontaalsed üleknaded 3 mehhan abil:
    1. Konjugatsioon
    2. Transkriptsioon
  • Transformatsioon
    23. Plasmiidid
    Plasmiid on kahe ahelaline DNA rõngas molekul, mis reptitseerub bakteri genoomist sõltumatult. Plasmiidid esinevad pea kõigis bakterites. Kusjuures mõnes võib neid olla mitu. On leitud, et plasmiidid kannavad mikroobide teatavaid omadusi nt vastutavad resistentsuse eest mitmete preparaatide suhtes. Plasmiidid määravad ära omadused, mis avalduvad bakteri raku fenotüübis. Nende omaduste alla kuuluvad.
    • Fertiilsus – mille all mõistetakse bakteri võimet kojugeeruda.
    • Toksiinide produktsioon
    • Pilide produktsioon
    • Ravimi resistentsus
    • Resistentsus keemiliste ainete suhtes
    • Bakteriotsiinide produktsioon
    On olemas eraldi R-plasmiidid ehk resistentsus plasmiidid. Kuna põhjustavad bakteri rakus mitmeid resistentsust mitmete medikamentide suhtes. Ning ta ülekanne liikide vahel toimub kiiresti. Plasmiid võib registreeruda resistentsust mitme antibakteri suhtes. Mitte patogeensed organismid võivad olla R-plasmiidide reservuaariks, kust need kanduvad üle patogeenidele.
    24. Konjugatsioon kui üks geneetilise ülekande viis bakteritel
    Kojugatsioon on geneetilise materjali üle andmine ühelt bakterilt teisele rakkude vahetuskontaktides olles. Rakud, millised annavad geneetilist materjali üle, nimetatakse doonoriteks ja vastuvõtjad on retsipiendid, ühesuunaline. Toimumiseks on vajalik F-plasmiidi olemasolu bakteri rakus ehk F-faktor. Osad bakterid sisaldavad F-plasmiidi ja neid nimetatakse F+ rakkudeks. Teised on aga ilma plasmiidideta, neid nimetatakse F- rakud. Ja selle järgi jaotatakse kaheks. Doonor on F+ ja retsipient on F-. F+ ja F- raku koosolemises tekib nende vahel tsütoplasmaatiline sild . Ja seda silla teket kodeerib F- faktor. F- faktor vastutab ka F-pilide moodustumise eest. Neid nimetatakse ka sekspilideks.
    Konjugatsioon võib toimuda sama liiki bakterite piires kui ka erinevate bakterite vahel. F-plasmiid määrab bakterite järgnevad omadused: F-pilide sünteesi, mis asuvad F+ rakkude pinnal. Tegemist on seest õõnsate rakkudega, mida saab läbida DNA. F-pili kinnitub terminaalse otsaga F- rakul olevatele retseptoritele ja tekib F+/F- ühendus ehk konjugaat. F-faktoris on spetsiaalsed geenid, mis võimaldavad DNA seostumise genoomi kindlastesse kohtadesse .
    25. Mõõdukas ehk tempereeritud faag ja transduktsioon
    Transduktsioon on geneetilise info ülekanne doonor bakterilt retsipient bakterile bakteriofaagi osalusel. Ja transduktsioonis osaleb tavaliselt mõõdukalt ehk tempereeritud faagid. Faagi sattumisel bakteri rakku, põhjustab ta selle lüüsumise üldjuhul. Samal ajal aga toimub uute faagide süntees. Ja enamus faage kombineeritakse bakteri DNA-ga. Kui teatud faaidesse satub peremees DNA osakesi, tekivad defektsed faagid. Selline defektne faag võib retsipient rakus kombineeruda vastavas regioonis. Enamik juhtudel see faag siiski lõhustatakse.
    26. Transformatsioon
    Transformatsioon on bakteritest vabanenud DNA lõigukese ülekanne retsipient rakku. Selleks, et DNA väliskeskkonnast retsipient rakku jõuaks, peab viimane olema kompetentne. Ja rakud, millised on võimelised vastu võtma teise raku DNA-d transformatsioonil, nimetatakse kompetentseteks, mis langeb sageli kokku kasvu logaritmilise faasiga.
    Kompetentsus on määratud kromosomaalsete geenide poolt ning nende väljendumine toimub teatud tingimustes. Transformatsioon on omane järgnevatele bakterite perekondadele:
    • Streptococcus
    • Stafolococcus
    • Batcillus
    Osade streptococcuste perekonda kuuluvate liikide puhul eritavad bakterid kompetentsusfaktorit, mis põhjustab nende pinnale DNA retseptorite tekke. Retseptorile seostub mõne lüüsunud streptococcuse ja batcilluse DNA lõik, mis fragmenteeritakse ja muudetakse ühe ahelaliseks. Fragment siseneb tsütoplasmasse. Transformatsioon on iseloomulik ainult teatud bakterite perekondadele.
    27. Mikroobid lämmastikühendite muundajatena, muundumisprotsessid ja lämmastiku ringlus looduses
    Gaasiliste ainete varud atmosfääris on ammendamatud . Taimedele on aga vajalik mineraalne lämmastik, millest tunnevad kõige rohkem puudust. Loomadele on lämmastik vajalik orgaanilisteühenditena.
    Orgaanilisteühendite ( taimsete , loomsete ja hukkunud mikroobide rakkude) jäänuste sattumisel mulda, satub sinna mikroobide meelevalda märkimisväärne hulk valgulisi ühendeid. Valgulisi ühendeid hakkavad mõjutama keskkonda produtseeritavad ensüümid. Valgumolekuli järk-järguline hüdrolüüs, roiskumine. Kuna protsessiga kaasneb suur ammoniaagi (NH3) eraldumine, siis protsessi nimetatakse ammonifikatsiooniks. Valkude lagundamisel võtavad eelkõige osa roisk- ehk ammonifikatseerivad bakterid. Oluline osa protsessil on ka hallitusseentel. Kõige aktiivsemalt toimub see aeroobsetes tingimustes. Anaeroobsetes tingimustes võib toimuda ainult valguliste ainete lõhustumine ja keskkonda jääb orgaanilist lämmastikku sisaldavaid vahesaadusi.
    Enamus aeroobsetest valgu lagundajatest bakteritest on sporogeenid. Nt bacillus cereus, B. Subtilis jpt. Aeroobsed spoore mitte moodustuvatest bakteritest on olulisemad Pseudomonase perekonda kuuluvad liigid. Valkude lagundamisest võtavad osa ka fakultatiivsed anaeroobid, milledest levinumad on Proteuse spp perekonda kuuluvad liigid. Valkude lagundamisel osalevad ka kolilaadsed bakterid, kuigi nad ei ole protolüütiliselt aktiivsed, võtavad nad osa lõhustumise protsesside hilisematel etappidel. Nt kasutatakse peptoone, lõhustavad neid edasi ja produtseerivad keskkonda indooli, H2SO3 ja teisi halvasti lõhnavaid aineid. Anaeroobidest tuleks esile tõsta clostroodiumi spp kuuluvaid baktereid.
    Hallitusseentest osalevad valkude lõhustumisel Aspergillus spp, Mucar spp, Penicillium spp kuuluvad liigid. Valkude lõhustumine toimub proteolüütiliste ensüümide toimel. Hüdrolüüs toimub järk-järgult, moodustuvad peptoonid, sealt edasi polüpeptiidid, aminohapped. Aminohapped võidakse desamineerida, mille tulemusel moodustuvad ammoniaak ja vastavad orgaanilised ained. Saadusteks võivad olla sipelghape, äädikhape, võihape ja alkoholid .
    Aeroobsetes tingimustes ainete moodustumisel lõhustunud happed ja alkoholid oksüdeeritakse CO2 ja veeks . Anaeroobsetes tingimustes oksüdatsiooni ei toimu ja tekkinud ained, kas kogunevad keskkonda või kääritatakse edasi. Aromaatserea aminohapete lõhustumisel vahesaadusena moodustuvad fenool, indool ja teised, mis on mürgised ja ebameeldiva lõhnaga. Väävlit sisaldavate aminohapete lõhustumisel moodustub H2SO3 või merkaptaanid, mis samuti lõhnavad ebameeldivalt. Valgu lagundajad mikroobid on looduses aineringluse seisukohalt kasulikud, kuna nad mineraliseerivad valgulisi ühendeid. Moodustub ammoniaak, mis rikastab mulda taimedele vajaliku lämmastikuga. Samad mikroobid kutsuvad esile valgurikaste toitainete nagu piim ja piimatooted, liha, kala ja teiste toodete riknemist.

    Nitrifikatsioon


    Nitreerimise toimumise eeldused:
    • Keskkonnas peab olema NO3 – see toimub intensiivselt nt reovees, kompostis, sõnnikus jne
    • Keskkonnas peab olema piisavalt O2
    • Ja pH ei tohiks olla alla 5
    Soodustavateks teguriteks mullas on veel happeliste muldade lupjamine.
    On teada, et rida mikroobe saavad energiat ammoniaagi oksüdatsioonil nitrititeks ja teised jällegi oksüdatsioonil nitraatideks. I etapis osalevad nitrosomonase spp, ja teises osas osalevad nitrobakteid nitrobacter spp. Nitrifikatsiooni etapilisust iseloomustab metabioosi nähtus. See iseloomustab mikroobide sellist vastast suhet, mil üks mikroorganism areneb pärast teist, kasutades esimese elutegevuse produkte. Ammoniaak oli valgulagundajate ainevahetuse saadus , mida kasutasid nitroosu bakterid, produtseerides nitriteid, mida omakorda kasutavad nitrobakterid oma elutegevusel.
    Denitrifikatsioon
    Keskonnas toimub rida protsesse, kus lämmastiku oksüdeerunud vormid võidakse järk-järgult taandada kuni molekulaarse õhu lämmastikuni. Selle tulemusel tekib taimedele vajaliku lämmastiku kadu. Tavaliselt happelistes muldades, kus pH on alla 5,5 toimub ainult keemiline reaktsion, kus siis oksüdeerunud lämmastikühendid taandatakse. Molekulaarne lämmastik moodustab keemilisel teen lämmastikhappe ja amiino hapete või amooniumi soolade vahel pH väärtusel alla 5,5. Ja seda siis nimetatakse kaudseks denitrifikatsiooniks. Põhiliseks oksüdeerunud lämmastikühendite taandamisprotsessiks, mille tulemusel tekib lämmastiku kadu mullas, on mikrobioloogilised protsessid ehk denitrifikatsioon. Siis kasutavad bakterid molekulaarse lämmastiku asemel nitraatide hapniku ja lämmastik redutseeritakse kuni molekulaarse vormini välja. Peamisteks denitrifikaatideks on pseudomona spp liigid. Aga ka nt batcillius spp liigid. Denitrifikaatorid on fakultatiivsed anaeroobid ja nitraate kasutavad nad põhiliselt O2 puudumisel. Seega denitr-d kasvavad aeroobselt ilma nitraatideta või anaeroobselt nende olemasolul.
    Õhu lämmastiku sidumine
    Looduses on mikroorganisme, mis võivad omastada molekulaarset lämmastikku ja sünteesida sellest oma rakus vajalikud lämmastikku sisaldavad orgaanilised ühendid. Nad esinevad keskkonnas, kas vabalt või sümbioosis kõrgemate organismidega nt taimedega. Mullas vabalt esinevate õhu lämmastikku siduvate bakterite hulka kuuluvad nt clostridium´i spp liigid. Nad on teatavasti anaeroobsed , peritrihhaalse viburite asetusega pulgakujulised bakterid, mis moodustavad spoore. Õhu hapniku olemasolul võivad nad paljuneda ainult siis, kui keskkonnas on aeroobseid hapniku siduvaid baktereid. Lämmastiku allikana võivad clostridiumi spp liigid kasutada ammooniumi soolasid, kuid ka mitmeid lämmastiku sisaldavaid orgaanilisi ühendeid, ning nende puudusel omastada ka molekulaarset lämmastikku. Clostridiumi spp liike peetakse siiski vähese aktiivsusega õhu lämmastiku sidujateks. Aktiivsemateks õhu lämmastiku sidujateks on aeroobsed azotebacter´i spp liigid. Seotud lämmastiku ehk NO2, NO3, aminohapete jt puudumisel omastavad nad õhu lämmastiku. Osa seotud lämmastikust eraldatakse eksosmoosil ümbritsevasse keskkonda, kas aminohapetena või ammoniaagina. Energeetilise materjalina võivad nad kasutada nii mono -, di- kui polüsahariide ja mitmeid alkohole , aga ka orgaanilise happeid nt bensoe- hape . Azotobakterite perekonda kuuluvate liikide võime siduda õhu lämmastikku kõigub suurtes piirides, ehk 2-20 mg ühe g energeetilise materjali kohta.
    28. Mügarbakterid
    Kõige tähtsamad õhu lämmastiku sidujad. Mügarbakterid moodustavad mügaraid ainult papilonaceae sugukonna taimede juurde. Maaviljeluses ja põllumajanduses ning aianduse kultuuridena on nendest taimedest liblikõielised taimed, nagu ristik , mesikas, lupiin , hernes, uba, jpt. Ja mügarbakter kuulub rhizobium´i perekonda. Nad on aeroobsed kepikujulised, gramm negatiivsed, liiguvad kas mono trihaalselt või peritrihaalselt paiknevate viburitega bakterid. Spoore nad ei moodusta. Vananedes bakterid paksenevad, kaotavad liikumisvõime ja neid nim bakteroidideks. Kunstlikul söötmel võib mullas vabalt elavana, kasutada mügarbaktereid lämmastikühenditena lämmastikhappe soolasid, paljusid amiinohappeid jne. Sel juhul nad õhu lämmastiku ei kasuta. Keskkonna optimaalne pH on 6,5-7,5. Paljunemine lakkab 4,5-5 juures või üle 8 juures. Optimalne kasuvutemperatuur on 20-24 C ja nende kasv lakkab alla 5 C ja üle 37 C. Mügarbakterid on võimelised tekitama mügaraid ainult teatavatel liblikõieliste taimede rühma juurtel. Kuna nad valivad peremeestaime tungimaks nende juurtele , siis nimetatakse neid spetsiifilisteks. See spetsiilfilisus on võetud aluseks ka nende klassifitseerimisel. Nt rhizobium leguminosum on põldoa ja läätse ning herne mügarbakter. Mügarbakterid peavad olema virulentsed, st nad peavad olema võimelised tungima taimede juurte nakatumisel juurte kudedesse, paljunema seal ja põhjustanma mügarate moodustumist. Õhu lämmastku aktiivne omastamine toimub ainult virulentsete kultuuridega. Õhu lämmastiku sidumine toimub taime juurtes olevates mügarates. See on kõige aktiivsem bakteroidide elutegevusel ja mügaras seostunud lämmastik antakse edasi taimedele aminohapete näol. Teatav osa seotud lämmastikust eraldatakse ka mulda ja nendest põhilise osa moodustuvad jällegi amiinihapped. Seega mügarbakterite ja peremeestaimede vahel on sümbiootilised suhted. Bakterid toituvad taimedes orgaanilistest ühendites, suhkrud happed jne, mida sünteesivad taimed. Taimed aga omakorda saavad seotud lämmastikühendeid, peamisi amiinoühendeid, mida moodustavad bakterid kasutades õhu lämmastikku. Taimede ja mügarbakterite vahelised suhted, mis tagavad aktiivse lämmastiku sidumise , sõltub:
    Mulla optimaalsest niiskusest
  • mulla õhustatusest
  • temperatuurist
  • pH-st
  • P, K ja mikroelementide sisaldusest
    Mügarbakterid võivad esineda ka ilma peremees taimeta, paljuneda seal ja elada pikka aega vabalt sakrofüüdina ehk organismina, mis toituvad surnud orgaanilistest organismidest. Sel juhul nad lämmastiku ei seo. Happeliste muldade väetamine orgaaniliste väetistega ja õhustamine soodustavad mügarbakterite arengut.
    29. Mikroobid fosfori muundajatena ja fosfori ringlus looduses
    Taimede toitainete seas on fosforil teine koht peale lämmastiku. Fosforit leidub mullas taimede koostises, mikroobides . Seega orgaanilistes ja anorgaanilistes ühendites. Mullas võib fosfor olla mitmel kujul: mineraalide struktuuris Ca2PO4, nt apatiit, fosforiidid jne. Ja 25-85 üldisest fosfor on mullas orgaaniliste ühenditena. Fosfor on nt fütiini, nukleotiinhapete, nukleotiidide ja huumusühendite koostises.
    Mulda satuvad fosforiühendid taimsete ja loomsete jäänustega ning keemiliste ühenditena väetiste näol. Põllukultuurid sisaldavad oma kudedes 0,05-0,5% fosforit, põhiline osa fosforist kudedes on orgaaniliste ühenditena. Mõned fosfori orgaanilised ühendid:
    • Fütiin – Ca ja Mg P-happe sool.
    • Fosfatiidid – Glütseriini ja kõrgmolekulaarsete rasvahapete estrid
    • Nukleoproteiidid – koosnevad valkudest ja nukleotiinhapetest
    Suurt osa orgaanilise fosfori reservi ei saa taimed omastada. Mikroobid peavad orgaaniliseaine lõhustama, viima anorgaanilisse vormi. Kõigepealt deposforüülitakse nukleotiinhapped->letsitiin. Orgaanilise fosfori ühenditest võtavad osa nt pseudomonas spp, ja bacilluse spp, aga ka hallitusseente penicillumi spp ja aspergillus spp. Osa võivad võtta ka mõned pärmseened.
    Anorgaaniliste fosforühendite muundused
    Neutraalsetes ja leeliselistes muldades on vees mitte lahustuvad aineid nagu apetiit, fosforiit . Need ühendid, kas pole üldse või on vähe kättesaadavad taimedele. Paljud mikroobid võivad aga muuta need ühendid lahustuvateks. Ja protsessidest võtavad osa samad eelnevalt nimetatud liigid. Fosfaatide lahustamine mullas toimub CO2 või hapete moodustumisel. CO2 lahustumisel vees tekib süsihape, mis suuremal või vähemal määral lahustab lahustamatut fosfaati. Fosfaatide lahustumisel aitavad kaasa ka nitrifitseerivate bakterite poolt mulda moodustunud nitritid ja nitraadi või siis väävli bakterite poolt moodustunud sulfaat . Ja mulda moodustunud lahustuvad anorgaanilised ühendid on siis taimedele omastatavad.
    30. Mikroobid väävliühendite muundajatena mullas ja õhus
    Väävel on organismidele üheks vajalikuks toiteelemendiks. Mullas on väävel sulfaatidena, nt Na2SO4 ja sulfititena, nt FeS2, Na2S jne, ning orgaaniliste ühenditena. Väävlit leidub taimede, loomade ja mikroobide valkude koostises olevates aminohapetes. Taimed omastavad väävlit harilikult sulfaatidest, kuid loomad seevastu enamasti orgaanilistest ühenditest. St taimsetest või loomsetest kudedest. Nii orgaanilise kui ka anorgaanilise väävliühendeid võidakse transformeerida mikroobide poolt erinavatesse vormidesse . Ja protsesside suund oleneb keskkonna tingimustest. Orgaanilise väävliühendeid võidakse lagundada ja mineraliseerida. Teatud tingimustes võivad mikroobid oksudeeruda taandatud anorgaanilisi väävliühendeid ja jällegi oksüdeerida ühendeid taandada väävlivesinikuni või elementaarse väävlini välja.

    Anorgaaniliste väävliühendite oksüdatsoon


    Taandatud väävliühendite aktiivseteks oksüdeeriajeteks on järgmised mikroobide grupid:
    • Mitte niitjad tiobakter mis kuulub thiobacillus spp. – elutsevad põhiliselt mullas
    • Niitjad üherakulised bakterid achromatim spp ja tiobacteium spp. – võib leida rohkesti reostunud veekogudest ja liigniiskuse all kannatavatest muldadest, mis sisaldavad taandatud väävliühendeid.
    • Fotosünteesivad purpursed ja rohelised väävlibakterid – on omased tiikidele, järvedele, seega veekeskkonnale.
    • Hallitusseente perekonda kuuluvad liigid.
    Kõige levinumad on tiobakterid. Nad on võimelised oksüdeerima väävelvesinikku ja diotsüanaate. Nad on spoore mitte moodustuvad kepikujulised bakterid ja enamuses obligaatsed hemolitoautotroofid. Seega elavad energia arvel, mis ealdub anorgaaniliste väävliühendite oksüdatsioonil. Väävliühendeid oküd ka fotolitotroofsed, purpursed ja rohelised väävlibakterid, mis elutsevad põhiliselt keskkonnas, kus on rohkesti H2SO4.

    Anorgaaniliste väävliühendite taandamine


    Mikroobide poolt põhjustatud sulfaatide taandamist ei kohta eriti sageli. Muldade viljakuse muutuse seisukohalt on aga sel samasugune tähtsus kui nitraatide taandamiselgi. Nitraadid ja sulfaadid on enamasti lämmastik- ja väävliühendid. Mis on taimedele omastatav. kuid taandatult muutuvad nad kättesaamatuks taimedele. Bakterite liike, mis taandaksid sulfaate, pole arvukalt, kuid neid võib kohata reovetes, merevees, isegi nafta puuraukudes, liigniiskuse all kanatavates muldades. Ja anorgaaniliste väävliühendite taandamist nimetatakse desulfofikatsiooniks. Sulfaatide taandamist kutsuvad esile järgmised bakterid:
    • Spoore mitte moodustavad desulfovibio spp – on gramm negatiivne kõverdunud ja S-kujulised või spiraalsed kepikujulised bakterid. Nad on liikuvad oblikaatsed anaeroobid. Optimaalne kasvu temperatuur 30 C ja elutsevad mullas ning merevees.
    • Spoore moodustavad desulfotomaculum spp – samuti gramm negatiivsed, kas sirged või kõverdunud kepikujulised bakterid. Nad on liikuvad obligaarsed anaeroobid. mida leidub liigniisketes muldades ja kinnikasvavates veekogudes.

    31. Mikroobide levik mullas ja õhus
    Mulla mikrofloora koostis kõigub suurtes piirides. Seda mõjutavateks teguriteks on mulla keemiline koostis, füüsikalised omadused, pH, vee siduvusvõime, aerotsiooniaste jt. Oluliselt mõjutavad ka klimaatilised tingimused, aastaaeg, maaviljelusviisid, taimkate jt tegurid.
    Mikroobid on jaotunud ebaühtlaselt mulla erinevates kihtides. Kõige väiksem on nende levik harilikult ülemistes kihtides, mõni mm. Seal puutuvad nad kokku päikesekiirguse ja kuumusega.
    Kõige rikkamalt on mikroobidest asustatud järgmine mullakiht , 5-10 cm. Minnes sügavamale, nende hulk väheneb. 125-130 cm sügavusel on see juba 10-20 korda väiksem, kui kihis 1-2 cm. Sügavuti muutub ka mikrofloora liigiline koostis. Ülemistes kihtides, mis sisaldavad rohkesti orgaanilisiaineid ja kus on tagatud hea aerotsioon, domineerivad aeroobsed saprofüüdid. Toimub aktiivne orgaanilisteainete lagundamine. Mida sügavamad on mullahorisondid , seda vaesemad on nad orgaanilistest ainetest ja seda raskem on õhu juurdepääs sinna.
    Mulla mikroflooras saavutavad ülekaalu anaeroobsed liigid. Mulla mikroflooras on esindatud nii bakterite, viiruste, hallitus - ja pärmseente, vetikate, ainuraksete jt organismide liigid. Mulla alaliste asukate hulka kuuluvad mitmesugused anaeroobsed ja aeroobsed valgulagundajad. Enamik neist on spoore moodustavad Bacilluse ja Clostridiumi perekonda kuuluvad liigid. Mullad sisaldavad ka tselluloosi lagundavaid baktereid, nitrifikaatoreid, denitrifikaatoreid, õhulämmastikku siduvaid, aga ka väävli, raua ja teiste ainete ringluses osalevaid organisme.
    Mullas leidub alati ka haigusttekitavaid baktereid. Eeskätt spoore moodustavaid liike Clostridiumi perekonnast. Seega tuleks vältida toiduainete saastumist mullaga.

    Mikrobioloogiliste protsesside dünaamika


    Avaldab suurt mõju mulla orgaanilisteainete sisaldus. Mida orgaanilisteainete rikkam on muld , seda liigirikkam on ka mikrofloora. Kultuuristatud muldades, millised saavad orgaanilist ja mineraalset väetist, on mikrobioloogilised protsessid intensiivsemad.
    Mikroobide elutegevust aktiviseerivad kündmine, kultiveerimine , äestamine jt, kuna see parandab mulla režiimi. Seega enamiku mulla mikroobide kasvu.
    Mõjutavad pH ja niiskuse sisaldus. Kuna enamikule sobib neutraalne või nõrgalt leeliseline keskkond, siis happelises keskkonnas on nende areng pidurdunud ja aktiivsus orgaanilisteainete lõhustumisel vähenenud. Mulla happesust saab reguleerida lupjamisega.
    Mikroobide elutegevust ja arengut mullas mõjutab oluliselt ka temperatuur. Enamik mikroobe on mesofiilsed meie mullas, ka psühotroofid. Sobivaimaks temperatuuriks on 20-30 C. Temperatuuril alla 10 C elutegevus pidurdub, kuid ei lakka.
    Mikroobide elutegevusel on suur tähtsus mullaviljakuse kujundamisel ja ainete looduslikus ringes. Orgaanilisedained, kas taimejäänuste või surnud loomade kujul sattudes mulda, mineraliseeritakse. C, N, P jt elementide orgaaniliseaine ühendid, mis on taimedele vastuvõetamatudes vormides , muudetakse vastuvõetavateks.

    Õhu mikrobioloogia


    Mikroobid satuvad õhku peamiselt mullast, aga ka taimedelt, loomadelt. Õhk on mikroobidele paljunemise ja arenemise keskkonnaks. Satudes õhku, võivad seal säilida eluvõimelistena. Teatud ajal, varem või hiljem, nad hukkuvad päikesekiirguse tõttu.
    Õhu mikrofloora on väga kõikuv nii arvuliselt kui liigiliselt . Õhu mikrofloora sõltub aastaajast , keha sanitaarsest seisundist. Õhk sisaldab merede , mägede ja jääväljade kohal vähe mikroobe. Asustatud punktide ja tööstuspiirkondade õhus on neid 100000-id korda rohkem. Õhumikroobide hulga suurusel on tähtsus paljastusel. Puud ja põõsad vähendavad oluliselt tolmu ja eritavad mikroobe hävitavaid fütotsiide. Õhumikrofloora on liikide rohke, sealt võib leida mikrorakke, hallitusseente spoore, sporogeenseid ja asporogeenseid baktereid, viiruseid. Välistatud pole ka haigustekitajaid. Põletusi tekitavad statokokid.
    Nad paisatakse õhku piisakestega köhimisel, aevastamisel. Töö- ja eluruumide õhumikroobide sisaldus sõltub näiteks ruumide sanitaarseisundist ja ventilatsioonist. Ruumide õhu sanitaarseisundit hinnatakse tavaliselt mikroobide üldarvu ja sanitaarnäitajate mikroobide arvu järgi 1 cm3/õhus.
    Nad on sagedased hingamisteede, nina- ja suulimaskesta asukad . Tööstusruumide, külmhoonete ja meditsiiniasutuste mikroobide vähendamiseks kasutatakse sissejuhitava õhu filtreerimist, kiiritamist UV kiirtega ja osoneerimist osooniga.
    32. Mikroobide levik taimedel ja loomadel
  • Vasakule Paremale
    Kordamisküsimuste vastused #1 Kordamisküsimuste vastused #2 Kordamisküsimuste vastused #3 Kordamisküsimuste vastused #4 Kordamisküsimuste vastused #5 Kordamisküsimuste vastused #6 Kordamisküsimuste vastused #7 Kordamisküsimuste vastused #8 Kordamisküsimuste vastused #9 Kordamisküsimuste vastused #10 Kordamisküsimuste vastused #11 Kordamisküsimuste vastused #12 Kordamisküsimuste vastused #13 Kordamisküsimuste vastused #14 Kordamisküsimuste vastused #15 Kordamisküsimuste vastused #16 Kordamisküsimuste vastused #17 Kordamisküsimuste vastused #18 Kordamisküsimuste vastused #19 Kordamisküsimuste vastused #20 Kordamisküsimuste vastused #21 Kordamisküsimuste vastused #22 Kordamisküsimuste vastused #23 Kordamisküsimuste vastused #24 Kordamisküsimuste vastused #25 Kordamisküsimuste vastused #26 Kordamisküsimuste vastused #27 Kordamisküsimuste vastused #28 Kordamisküsimuste vastused #29 Kordamisküsimuste vastused #30 Kordamisküsimuste vastused #31 Kordamisküsimuste vastused #32 Kordamisküsimuste vastused #33 Kordamisküsimuste vastused #34
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 34 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2008-11-18 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 224 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 3 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor climbatize Õppematerjali autor

    Sarnased õppematerjalid

    Mikrobioloogia üldkursuse kordamisküsimused ja vastused
    34
    doc

    Mikrobioloogia üldkursuse kordamisküsimused ja vastused

    Mikrobioloogia üldkursuse kordamisküsimused ja vastused 1. Mikrobioloogia aine ja ajalooline areng Mikro ­ väike Bio ­ elu Logos ­ õpetus Teadus väga väikestest palja silmaga mitte nähtavatest organismidest, mikroobidest. Mikroobid on ühed algelisemad elusloomad maa peal. Mikrobioloogiat saab jagada bakterioloogia, mükoloogia, viroloogia, algoloogia. Bakterioloogia - uurib baktereid. Mükoloogia - uurib hallitusseeni. Viroloogia ­ uurib viiruseid Algoloogia ­ uurib lihtsamaid vetikaid jm. Mikrobioloogia ajalugu Mikrobioloogia isaks peetakse Anthony von Leuwenbock'i, avastas bakterid, vere- ja spermarakud, mikroskoopilised ümarussid ja keraloomad. Raamat " Looduse seadused". Tegi algelisi mikroskoope. Louis Pasteur ( 1822-1895 ) ­ tõi esimesena välja mikroorganismide osi ainete keemilisel muutumisel hja haigestumisel. Leidis, et suhkur muudetakse piimhappeks spetsiaalsete ainete toimel. Alkoholi k

    Mikrobioloogia
    Mikrobioloogia üldkursuse eksamiküsimused
    20
    doc

    Mikrobioloogia üldkursuse eksamiküsimused

    MIKROBIOLOOGIA ÜLDKURSUSE KORDAMISKÜSIMUSED 1. Mikrobioloogia aine ja ajalooline areng. Mikrobioloogia (micros — väike; bios — elu; logos — teadus) — teadus väga väikestest palja silmaga nähtamatutest organismidest, milliseid kutsutakse mikroorganismideks ehk mikroobideks. Jaguneb bakterioloogiaks – uurib baktereid, mükoloogiaks – pärm ja hallitusseened ,viroloogiaks – virused ja bakteriofaagid ja algoloogiaks – lihtsamad vetikad ja loomad. Robert Hooke (1635—1703) – tegi mikrsoskoobi, uuris seeni mikroskoobi all. Antony van Leeuwenhoeck (1632—1723) – avastas bakterid, vere ja spermarakud, ümarussid ja keraloomad, avaldas raamatu Looduse saladused. Louis Pasteur (1822—1895) – avastas aeroobsed ja anaeroobsed bakterid. R. Koch (1843—1910) tõi välja patogeensete (haigustpõhjustavate) organismide osa nakkushaiguste kujunemisel. M. W. Beijerinck (1851—1931) isoleeris ja avastas mügarbakterid. A. Fleming (1881—1955) – ava

    Mikrobioloogia
    Mikrobioloogia kordamisküsimuste vastused 2012
    11
    doc

    Mikrobioloogia kordamisküsimuste vastused 2012

    MIKROBIOLOOGIA ÜLDKURSUSE KORDAMISKÜSIMUSED 1. Mikrobioloogia aine ja ajalooline areng Mikrobioloogia (micros -- väike; bios -- elu; logos -- teadus) -- teadus väga väikestest palja silmaga nähtamatutest organismidest, milliseid kutsutakse mikroorganismideks ehk mikroobideks. 2. Mikroorganismide taksonoomia (eukarüoodid, prokarüoodid; binaarne nimestik, mikroobi pesa, segakultuur, puhaskultuur) E. Chaton (1937. a) jaotas elusolendid rakulisel alusel prokarüootideks ja eukarüootideks. Prokarüoodid (eeltuumsed) - raku tsütoplasmas olevad organellid, kaasaarvatud DNA, ei ole eraldatud tsütoplasmast membraaniga. Puudub organiseeritud struktuuriga rakutuum. Siia riiki kuuluvad bakterid ja sini-rohe vetikad (ehk tsüanobakterid). Eukarüoodid (päristuumsed) - raku tuum on ümbritsetud membraaniga, mis paikneb ühes sekundaarsetest õõnsustest, kuhu on kontsentreeritud DNA. Siia riiki kuuluvad ainuraksed ehk algloomad, vetikad (välja arva

    Mikrobioloogia
    Mikrobioloogia kordamiskusimused
    19
    doc

    Mikrobioloogia kordamiskusimused

    MIKROBIOLOOGIA ÜLDKURSUSE KORDAMISKÜSIMUSED 1. Mikrobioloogia aine ja ajalooline areng · Mikrobioloogia (micros -- väike; bios -- elu; logos -- teadus) -- teadus väga väikestest palja silmaga nähtamatutest organismidest, milliseid kutsutakse mikroorganismideks ehk mikroobideks. Mikrobioloogia jaguneb bakterioloogiaks, mükoloogiaks, viroloogiaks ja algoloogiaks. o Bakterioloogia -- uurib baktereid o Mükoloogia -- uurib pärm- ja hallitusseeni o Viroloogia -- uurib viirusi ja bakteriofaage o Algoloogia -- uurib lihtsamaid loomi ja vetikaid Robert Hooke (1635--1703) oli teadlane, kes esimesena vaatles ja kirjeldas seeni. Ta oli üks esimesi mikroskoobi konstrueerijaid. Antony van Leeuwenhoeck (1632--1723) avastas bakterid, vere- ja spermarakud, mikroskoopilised ümarussid ja keraloomad. 1676. a avaldas ta raamatu ,,Looduse saladused", kus kirjeldas elusaid loomakesi vees, lihas

    Mikrobioloogia
    Mikrobiologia kt 2
    3
    docx

    Mikrobiologia kt 2

    Mikroorganismide muutlikkus Teadust, mis uurib elavate organismide pärilikkust ja muutlikkust nim. geneetikaks. Geneetika püüab selgitada nelja põhiprobleemi: *kuidas geenid funktsioneerivad, *kuidas toimub geenide regulatsioon, *kuidas toimub geneetilise informatsiooni muutus, *kuidas toimub geneetilise informatsiooni ülekanne. *Esimeseks objektiks geneetilistel uuringutel olid soolekepikesed, sest nad on hästi kultiveeritavad laboratoorsetes tingimustes. Hiljem hakati uuringutel kasutama ka teisi baktereid ja viirusi. Genofoor koosneb ligikaudu 4x105--5x106 nukleotiidipaarist, milles sisaldub geneetiline informatsioon 3000 --4000 erineva valgu sünteesiks. *Pärilikkuse funksionaalseks ühikuks on geen, mis kujutab endast DNA molekuli või niidi osa ehk väikest lõiku. Geen koosneb ca 1000 nukleotiidi paarist. Geenidesse on koondunud kõik raku omadusi puudutav informatsioon. Geenid jaotatakse: *struktuurgeenid ­ kannavad informatsiooni raku poolt produtseeritavate valkude ko

    Mikrobioloogia
    Bakterite levik-kasutamine ja tähtsus
    22
    doc

    Bakterite levik, kasutamine ja tähtsus

    Bakterite levik, kasutamine ja tähtsus BAKTERID Viimastel aastatel on meedias üha sagedamini kajastamist leidnud bakterite hirmuteod. Inimesed kardavad puudutada tualettruumide uksi ja kasutavad nende puhastamiseks üha uuemaid ja kangemaid puhastusvahendeid. Ajalehtedest võib lugeda ka superbakteritest, kes paari päevaga inimese “ära söövad”. Sellest hirmust võidavad ainult ärimehed, kes müüvad maha järjest rohkem antibakteriaalseid vahendeid, kuid tavainimesed saavad ainult kahju, sest niimoodi totaalselt kõiki baktereid hävitades hävitatakse ka meie sõbrad, kes saaks osade bakteritega ise hakkama. Hävitustöö tulemusena tekivad veel hullemad . Juba on kuulda olnud ravimatust tuberkuloosist, mis on tekkinud just inimeste oskamatusest bakteritega võidelda. Ärimehed ei viitsi valmistada kitsa toimealaga vahendeid, sest see on kulukas

    Bioloogia
    Mikrobioloogia I eksam
    20
    docx

    Mikrobioloogia I eksam

    Kordamisküsimused (teemad) Mikrobioloogia I kursuse kohta 2016 1. Mida prooviti tõestada Milleri-Urey katsetega? Selgita neid katseid. Tingimused ürgsel Maal. Milleri- Urey katsetes sünteesitud produktid. Proteinoidid. Prebiootilised aminohapped. RNA ahelate abiootiline süntees. Tahke pinna (näiteks savi) tähtsus abiootilises sünteesis. Ürgrakk. RNA-elu. Lühikesed pindaktiivsed peptiidid kui potentsiaalsed ürgrakkude membraani koostisosad. Stromatoliidid. Hapniku kogunemine atmosfääris ja tsüanobakterid. Miller-Urey katsetega prooviti tõestada, et ürgse Maa atmosfäär, kus esinesid vesinik, ammoniaak ja metaan, võisid moodustada orgaanilised molekulid, eluaine ehituskivid. Miller ja Urey lõid laboris tingimused, mis oleks pidanud vastama tingimustele varasel Maal. Katses loodud redutseeriv atmosfäär koosnes veeaurust, vesinikust, ammoniaagist ja metaanist (HAPNIK PUUDUS). Need oli ained, mis võisid olla valdavad varases Maa atmosfääris. Vee

    Bioloogia
    Mikrobioloogia KT 1
    9
    pdf

    Mikrobioloogia KT 1

    1. Mikroobide kasvu mõjutavad faktorid Mikroorganismide elutegevus nii nagu teistelgi elavatel olevustel on tihedalt seotud nende asustuskeskkonnaga ja seal toimuvad muutused mõjutavad kas suuremal või vähemal määral nende arengut. Mikroobide areng samas jällegi muudab keskkonna omadusi, kuna sinna eralduvad nende ainevahetussaadused ja sealt võetakse eluks vajalikke aineid: Füsikokeemilised - Keskkonna veesisaldus: Veesisaldusel keskkonnas on suur mõju mikroobide elutegevusele. Mikroobid ise sisaldavad oma rakkudes juba ligikaudu 75­85% vett ja veega võetakse toitained rakku ning veega väljutatakse sealt jääkained. Mikroobid võivad areneda ainult sellistes keskkondades, kus on vaba vett. Kasvuks vajaliku minimaalse vee vajaduse järgi võib mikroorganisme jaotada järgnevalt: hüdrofiilid ­ armastavad vet; mesofiilid ­ keskpärase veevajadusega; kserofiilid ­ taluvad märkimisväärselt ka kuivust. Mikroorganismidele on tähtis mitte veesisalduse absoluutvää

    Mikrobioloogia




    Kommentaarid (3)

    manalatee profiilipilt
    kairi saar: hea abimees ikka
    19:28 10-01-2012
    siid profiilipilt
    siid: päris hea
    18:21 04-01-2011
    helluuuu profiilipilt
    helluuuu: väga hea
    20:18 25-11-2010



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun