Для характеристики фотосинтетической деятельности растений используется показатель интенсивности фотосинтеза ИФ. Интенсивность фотосинтеза можно выразить 3 способами: - через количество поглощаемого растением СО2;
- через количество синтезируемого растением органического вещества;
- через количество выделяемого растением кислорода
Дыхательная электронтранспортная цепь. Понятие донор, акцептор, окислительно-восстановительный потенциал. Основные компоненты ЭТЦ дыхания, их окислительно-восстановительные превращения и способы их регистрации. Пространственная организация ЭТЦ в мембране. Основные комплексы ЭТЦ, их структура, функции, механизм переноса электронов. НАДН-дегидрогеназный комплекс. Сукцинатдегидрогеназный комплекс. Цитохром b/c комплекс. Цитохромоксидазный комплекс. Механизм образования трансмембранного протонного градиента в процессе электронного транспорта в дыхательной цепи митохондрий. Альтернативные НАДН-дегидрогеназы - характерная особенность растительных митохондрий: локализация в мембранах и функции.. Цианидрезистентное дыхание. Альтернативная оксидаза: структура, функции, принципы регуляции. Альтернативный путь переноса электронов в дыхательной цепи растений и его физиологическое значение. Ингибиторы электронного транспорта и ингибиторный анализ применительно к изучению дыхательной активности растительных митохондрий.\Дыхание как интегральный процесс. Взаимосвязь дыхания с фотосинтезом: особенности дыхательного процесса в фотоавтотрофной клетке. Фотодыхание и функционирование растительных митохондрий. Взаимодействие процесса дыхания с ассимиляцией азота. Влияние на процесс дыхания эндогенных и экзогенных факторов. Дыхание роста и дыхание поддержания.
50Методы изучения корневого питания\ Анализ элементарного состава растений показывает, что они в среднем содержат С — 45%, О — 42%, Н — 6,5%, N — 1,5% сухую массу. В процессе сжигания эти элементы окисляются и улетучиваются. Остается зола. Растения черпают углерод из С02 воздуха, кислород и водород из воды. Кислород также вовлекается в обмен в процессе дыхания. Азот и элементы, входящие в состав золы, поступают в растения через корневую систему из почвы в основном в виде минеральных соединений. Зеленые растения — автотрофы потому, что источником углерода у них является С02 и для построения органических веществ они используют другие элементы в форме минеральных соединений. 'Питание растений азотом и другими необходимыми элементами издавна привлекало внимание. Наши современные представления основаны на результатах, добытых усилиями многих ученых, в том числе таких крупных русских исследователей, как А.Т. Болотов, А.Н. Энгельгардт, Д.И. Менделеев, Д.Н. Прянишников, Д.А. Сабинин и др. Управление питанием растения через корневые системы с помощью внесения удобрений в почву значительно легче по сравнению с регулированием поступления С02 из воздуха. Именно поэтому ни в одном разделе физиология растений так тесно не соприкасается с земледелием, как в разделе корневого питания.
51Ризосфера — узкий участок почвы, прилегающий к корням растения и попадающий под непосредственное действие корневых выделений и почвенных микроорганизмов[1]. Почва, не являющаяся частью ризосферы, называется основной почвой. В ризосфере содержится множество бактерий, питающихся отшелушивающимися растительными клетками, а также белками и сахарами, образуемых корнем. Кроме того, в ризосфере обитают многочисленные протисты и нематоды, питающиеся бактериями. Таким образом, большая часть круговорота питательных веществ и подавление растением различных патологических процессов происходят в непосредственной близости от корней
52Группы почвенных микроорганизмов\ Физиологические группы почвенных микроорганизмов включают виды, участвующие в круговороте азота, углерода, серы и фосфора. отдельных групп микроорганизмов, способствующих быстрому разложению органических веществ: спорообразующих бактерий (прежде всего бацилл), актиномицетов, грибов (в первую очередь пенициллов и кандид). Группы почвенных микроорганизмов, патогенных для человека. Как правило, в почве патогенные микроорганизмы длительно не выживают. Однако некоторые виды включаются в почвенные биоценозы, становясь её постоянными обитателями. Подобные микроорганизмы разделяют на три группы. • Микроорганизмы, для которых почва служит природным биотоном — возбудитель ботулизма, актиномицеты, возбудители глубоких микозов, образующие микотоксины асперогиллы. • Микроорганизмы, попадающие в почву с выделениями человека, животных и сохраняющиеся там длительное время (годами и десятилетиями) — сибиреязвенная палочка, возбудитель столбняка, газовой гангрены. • Микроорганизмы, попадающие в почву с выделениями человека, животных, но сохраняющиеся в ней сравнительно недолго (недели и месяцы) — кишечная палочка (до 8 мес), сальмонеллы (до года при минусовой температуре), шигеллы (до 100 дней), холерный вибрион (2 мес).
53Спосообразование микроорганизмов Бактерии рода Bacillis Clostnidium и Pesuifotoma Culum, так же как и отдельные виды кокки и спириллы, способны образовать споры (эндоспоры) - тельца сферической формы, устойчивые к воздействию неблагоприятных факторов. Обычно спорообразование начинается, когда бактерия испытывает недостаток питательных веществ или когда в среде в большом количестве накапливаются продукты обмена веществ бактерий. Поэтому споры можно рассматривать как приспособление организма для выживания в неблагоприятных условиях среды. Формирование спор зависит от условия роста. Споры могут оставаться живыми в условиях, когда вегетативные клетки, то есть клетки, не образовавшие споры, погибают. Большинство спор хорошо переносят высушивание, многие споры нельзя убить даже кипячением в течение нескольких часов. Для их уничтожения требуется температура пара 120єСпри давлении 1атм (1,01*10Па). При этих условиях споры погибают через 20 минут. В сухом состоянии они погибают лишь при сильном нагревании (до 150-160) в течение нескольких часов. Споры отдельных видов бактерий отличаются особенной термоустойчивостью. Спорообразование сопровождается активным синтезом белка. Содержание ДНК в споре несколько ниже, чем в исходной клетке, поскольку в спору переходит лишь часть генетического материала материнской клетки.Содержание РНК в споре ниже, чем в вегетативной клетке, и РНК в значительной степени при спорообразованию синтезируется заново. Дальнейшее развитие споры заключается в образовании нескольких слоев споровых покрытий и ее созревании. Споровые покровы синтезируются в основном из вновь синтезированных особых белков, а также липидов и гликолипидов. После созревания споры клеточная стенка вегетативной части клетки разрушается и спора выходит в окружающую среду. При попадании в благоприятные условия спора начинает прорастать.Имеются микроорганизмы, относительно устойчивые к неблагоприятным условиям среды (температура, кислотность, аэрация и др.) покоящиеся клетки - циститы, не являются спорами. Например, азотобактерии образуют циститы, устойчивые к высушиванию и теплу.
54 Круговорот азота в природе складывается из трех основных процессов: 1)фиксация азота атмосферы; 2)нитрификация-окисление азота; 3) денитрификация (гниение) - восстановление азота. Азот атмосферы фиксируют только свободноживущие азотофиксаторы (азотобактер) и микробы-симбионты - клубеньковые бактерии.N2=H2N=H3N Они имеют ферменты, обладающие способностью связывать свободный азот с другими химическими элементами. Эти микроорганизмы синтезируют сложные органические соединения. Значение: обогащают почву связанным азотом и способствуют ее плодородию. Аммонификация, или гниение, - процесс разложения белков на менее сложные соединения: пептоны, пептиды, аминокислоты. Процессы нитрификации, или окисления, аммиака в нитриты, а затем в нитраты осуществляют почвенные бактерии, в результате растения получают питательные вещества. Сначала бактерии (нитрозомонас) окисляют аммиак в азотистую кислоту, получая при этом энергию, необходимую для своей жизни. (NH2+1,5O2=NO2+H2O+2H) На втором этапе нитратные бактерии(нитробактер) окисляют азотистую кислоту в азотную. (NO2+О2 = NO3). Процессы дентрофиксации иду при наличии в почве денитрофиксирующих бактерий, которые восстанавливают нитраты до молекудярного азота. NO3 = NO2 = NO = N2.Эти процессы протекают на глубине 10-15см в почве в анаэробных условиях и ведут к понижению плодородия почвы, уменьшая в ней запасы нитритов. Бактерии, осуществляющие круговорот азота в природе могут быть либо симбионтами, либо свободноживущими.
55 Круговорот углерода складывается из двух взаимосвязанных процессов: 1) потребление углекислоты атмосферного воздуха аутотрофными микробами; 2) возвращения, пополнения запасов углекислоты в атмосфере. Потребление СО2 совершается фотосинтезирующими микроорганизмами. При фотосинтезе образуются различные органические соединения. Основная масса углерода отлагается в растениях в форме различных сахаров (глюкоза, фруктоза, крахмал и др.). Образовавшиеся органические соединения используются человек и животными для питания, а после их гибели органические вещества переходят в почву. Возвращение углекислоты происходит микроорганизмами почвы и воды. Большое количество углекислоты поступает обратно в атмосферу при минерализации органических остатков растений и животных почвенными бактериями и грибами. Главными субстратами процессов минерализации в природе являются сахара в форме полимеров. Использование глюкозы в качестве основного энергетического материала при процессах биологического окисления (брожение, дыхание) приводит к высвобождению углекислоты. Дополнительный цикл круговорота углерода обусловлен анаэробными почвенными микроорганизмами. Одни из них (метанобактерии) в условиях влажных почв восстанавливают СО2 в метан (СН4). Другие, наоборот, окисляют метан в углекислоту.В зависимости от источника углерода все прокариоты делятся на две группы: автотрофы (синтезируют все необходимые компоненты из углекислоты) и гетеротрофы (источником углерода служат органические соединения). Последние делятся на паразитов (живут за счет других живых клеток) и сапрофиты (нуждаются в готовых органических веществах, но от других организмов не зависят.
56Гетеротро́фы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путёмфотосинтеза или *хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются экзогенные органические вещества, то есть произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты. Гетеротрофами являются почти все животные и некоторые растения. По способу получения пищи делятся на две противопоставляемых группы: голозойных (животные) и голофитных или осмотрофных (бактерии, многие протисты, грибы, растения). Растения-гетеротрофы полностью (заразиха, раффлезия) или почти полностью (повилика) лишены хлорофилла и питаются, прорастая в тело растения-хозяина. Гетеротрофный синтез обеспечивает незначительное накопление органического вещества (до 10% всего углерода организма). Возможность усвоения CO2 клеткой, не содержащей зелёного (или иного) пигмента, имеет принципиальное значение для понимания эволюции хемосинтеза и фотосинтеза, Выявлена способность и животных тканей использовать CO2. В связи с этим возникла тенденция к дифференциации организмов на автотрофы и гетеротрофы не по типу углеродного питания, а по характеру источника жизненно необходимой энергии. В соответствии с этим к Г. о. относят организмы, для которых источником углерода служит окисление сложных органических соединений — углеводородов жиров, белков:
57 Автотро́фы (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например, одноклеточная водоросльэвглена зелёная на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом (см. также: Миксотрофы).
Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца (Питание – фотосинтез. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту — хлорофиллу,) другие (хемотрофы) — используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называютсяхемотрофами. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариотвстречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами.
58 Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность микробов являются: 1. Температура. Все микробы имеют максимальную, оптимальную и минимальную температуру своего развития. Оптимальная температура для большинства микробов 25-35 °С. Поэтому продукты в этих условиях быстро портятся.Минимальный температурный предел от -6 до – 20 °С. Но при такой температуре микробы не гибнут, а лишь замедляют свое развитие. При разморозке вновь начинают свою деятельность. Максимальная температура (45 – 50 °С) также приостанавливает размножение микробов. Дальнейшее повышение ведет к гибели. 2. Влажность. Повышенная влажность увеличивает количество растворимых питательных веществ, следовательно, способствует питанию и развитию микробов. Поэтому пищевые продукты, содержащие большое количество влаги (молоко, мясо, рыба, овощи, плоды), быстро портятся. Поэтому надежным способом сохранения продуктов от порчи является сушка. 3. Свет. Прямой солнечный луч губит микробы, в том числе и болезнетворные. Губительны ультрафиолетовые лучи солнца и специальных ламп БУВ, используемых для дизенфекции воды, воздуха. 4. Химические вещества. Многие химические соединения губительно действуют на микробы и используются для их уничтожения. Так хлорную известь применяют для дизенфекции рук. 5. Биологические факторы. Микробы в процессе жизнедеятельности могут влиять друг на друга, способствуя развитию или угнетению. Многие бактерии, плесневелые грибы выделяют в окружающую среду вещества – антибиотики, губительно действующие на развитие других микробов. Другими веществами, близкими к антибиотикам по характеру действия на микробы, являются фитонциды. Это вещества, выделяемые многими растениями (луком, чесноком, хреном, цитрусовыми), убивают болезнетворные микробы дизентерии, гнилостную палочку.
59Аммонификация,процесс разложения микроорганизмами содержащих азот органич. в-в почвы с выделением аммиака. Имеет большое значение в круговороте азота в природе и питании р-ний. В А. участвуют гнилостные бактерии, актиномицеты, плесневые грибы. А. подвержены белки и др. азотсодержащие органич. соединения (растит. остатки, погибшие ж-ные, гумус, органич. удобрения и т. п.). Выделяющийся аммиак частично используется микроорганизмами для синтеза белков своих клеток. Большая часть его превращается в почве в аммонийные соли, усваиваемые р-ниями; часть их окисляется до нитратов, также используемых р-ниями (см. Нитрификация). А. успешнее протекает в хорошо аэрируемых, слабокислых и нейтральных, достаточно увлажнённых [увлажненных] почвах.
Типичными представителями аммонифицирующих бактерий являются Bact.vulgare, Bact. putidum, Bact. subtilis, Bact. mesentericus и Bact. mycoides. Процесс аммонификации белков может идти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Гидролитический распад мочевины протекает преимущественно в аэробных условиях под влиянием главным образом следующих бактерий: Micrococcus ureae, Saroina ureae, Urobacterium pasteurii,Urobacillus miquelii и др.
60Денитрификация (восстановление нитрата) — сумма микробиологических процессов восстановления нитратов до нитритов и далее до газообразных оксидов и молекулярного азота. В результате их азот возвращается в атмосферу и становится недоступным большинству организмов. Осуществляется только прокариотами (причём как бактериям, так и археями) в анаэробных условиях и связана с получением ими энергии. Особо выделяют ассимиляционное восстановление нитрата, приводящее к синтезу азотсодержащих клеточных компонентов и свойственную всем растениям, многим грибам и прокариотам, способным расти на средах с нитратами, однако не сопровождающуюся получением энергии этими организмами. Аммонийный и нитратный азот, поглощенный микробными клетками, включается в органические азотсодержащие полимеры клеточных компонентов и временно выводятся из круговорота азота, то есть происходит их иммобилизация.
Денитрификация, протекающая в основном в почве, дает до 70-80 % выбросов N2O (закись азота, парниковый газ) в атмосферу.
61Фиксация молекулярного азота микроорганизмами также требует значительных затрат энергии. По данным В. Л. Кретовича и др., микроорганизмы тратят на фиксацию азота большое количество углеводов, органических кислот и других соединений, при окислении которых высвобождается энергия, идущая на фиксацию молекулярного азота. Интенсивность энергетического обмена у азотфиксаторов всегда выше, чем у других микроорганизмов. Так, если интенсивность дыхания у многих бактерий, не фиксирующих азот, составляет 50-500 мкл О2 на 1 мг сухого веса клетки за 1 ч, то у азотобактера - 4000-5000, т. е. в десять раз выше.
В настоящее время установлено, что непосредственным источником энергии при фиксации молекулярного азота является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Молекула азота, попадая на поверхность ферментной системы нитрогеназы, при участии энергии АТФ восстанавливается до аммиака.
Для определения размеров симбиотической фиксации азота бобовыми культурами в настоящее время существуют различные методы: метод расчета по коэффициентам, метод инокуляции растений, метод меченого азота, метод сравнения с небобовой культурой и др.
62Спиртовое брожение — химическая реакция брожения, осуществляемая дрожжами, в результате которой одна молекула глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и в 2 молекулы углекислого газа. Реакция спиртового брожения подобна гликолизу. Расхождение начинается только после образования пирувата. Конечный этап гликолиза заменяется двумя ферментативными реакциями. Сначала пируват подвергается декарбоксилированию, продуктом которого является ацетальдегид. Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи. Спиртовое брожение могут вызвать некоторые мицелиальные грибы, однако при этом образуется значительно меньше спирта(5-7%). Брожение с образованием спирта и углекислого газа вызывают и некоторые бактерии, но по количественному соотношению между конечными и побочными продуктами, а также характеру побочных продуктов бактериальное спиртовое брожение отличается от брожения, вызываемого дрожжами. Обогащение видов пищи разнообразием вкусов, ароматов и текстуры1Сохранение существенного количества пищи с помощью молочной кислоты, алкоголя, уксусной кислоты и щелочного брожения2Биологическое обогащение пищи протеинами, важными аминокислотами, важными жирными кислотами и витаминами3Детоксификация в процессе брожения пищи4Уменьшение времени и затрат на приготовление пищи
63 Молочнокислоеброжение - процесс анаэробного окисления углеводов, конечным продуктом при котором выступает молочная кислота. Название получило по характерному продукту — молочной кислоте. Для молочнокислых бактерий является основным путем катаболизмауглеводов и основным источником энергии в виде АТФ. Также молочнокислое брожение происходит в тканях животных в отсутствиекислорода при больших нагрузках. Молочнокислое брожение используется для консервации продуктов питания (за счет ингибирования роста микроорганизмов молочной кислотой и понижения рН) с целью длительного сохранения (пример- квашение овощей, сырокопчение), приготовлении кисломолочных продуктов (кефира, ряженки, йогурта, сметаны), силосовании растительной массы, а также биотехнологического способа производства молочной кислоты. примеры гетероферментативных молочнокислых бактерий
64 Маслянокислое брожение — брожение, в ходе которого образуется масляная кислота C3H7COOH. При этом водород и двуокись углерода являются побочными продуктами. Маслянокислое брожение — результат деятельности анаэробных бактерий, в том числе рода Клостридиум. Как следует из названия, такое брожение связано с прогорканием жиров.
Важная сфера возникновения такого брожения — разложение мертвых тел живых организмов
возбудители маслянокислого брожения; относятся к сахаролитич. клостридиям. Анаэробные, спорообразующие, грамполо-жительные палочки. Сбраживают моно- и полисахариды с образованием в качестве осн. конечных продуктов масляной и уксусной к-т, СО2, Н2.
65 Сущность биологического окисления (дыхания) состоит в том, что окисляемое вещества отдает электроны, а восстанавливаемое – получает их и при этом происходит освобождение энергии необходимой для клетки. Иными словами сущность дыхания заключается в совокупности биохимических реакций, служащих источником энергии для жизнедеятельности клеток. Процессы биологического окисления могут обеспечиваться теми же самыми веществами, которые используются и для синтетических процессов. Но если одновременно имеются разнообразные соединения, то микробы потребляют азотистые вещества как питательные, а вещества безазотистые (сахара, спирты, органические кислоты) – для процессов дыхания. Большая часть микроорганизмов, так же как и животные организмы, нуждаются для процессов биологического окисления в присутствии свободного кислорода. Другие же микроорганизмы, как это впервые доказал Пастер, могут существовать только при отсутствии кислорода. По типу биологического окисления все микроорганизмы разделяются на облигатные аэробы, облигатные анаэробы, факультативные анаэробы и микроаэрофилы (нуждающиеся в малых количествах кислорода).
66Разложение клетчатки, гемицеллюлозы и пектиновых в-в \Некоторые бактерии и грибы выделяют ферменты, разрушающие клетчатку. Может протекать как в анаэробных, так и в аэробных условиях. Брожение целлюлозы заключается в разрушении клетчатки в анаэробных условиях с образованием масляной и уксусной кислот, углекислого газа, водорода или метана.\ В результате кислотного гидролиза гемицеллюлоза распадается на сахара и уроновые кислоты. Сахара представлены главным образом производными пентозанов (арабан, ксилан, арабоксилан), метилпентозанов (рамнозан, фруктозан) и гексозанов (глюкан, фрукан).\ Разложение гемицеллюлез и пектиновых веществ, так же как и целлюлезы, очевидно, начинается с гидролиза под влиянием соответствующих энзим, выделяемых бактериями и грибами, с образованием пентоз, гексоз, и уроновых кислот. Пентозы легко окисляются в аэробных условиях под влиянием различных бактерий с образованием СО2 при незначительном количестве органических кислот. Сбраживание центоз при анаэробных условиях, особенно при кислой реакции, сопровождается обильным накоплением кислот — муравьиной, уксусной, масляной, молочной и янтарной
67Превращение микроорганизмами фосфора, железа и серы. Фосфор входит в состав белков и липоидов. Особенно много его в ядрах клеток, головном мозге человека и животных. Микроорганизмы, участвующие в превращении фосфора, живут в почве, воде. Их роль сводится к двум процессам: минерализации фосфора, входящего в состав органических веществ, и превращению фосфорнокислых солей из слаборастворимых в хорошо растворимые. Минерализацию фосфора вызывают гнилостные бактерии, в частности Вас. megatherium. Образующаяся при этом фосфорная кислота связывается со щелочами почвы и превращается в слаборастворимые соли кальция, железа, магния и, следовательно, малодоступные для растений. В дальнейшем под действием почвенных кислотообразующих бактерий, особенно нитрифицирующих, эти соли превращаются в растворимые соединения фосфорной кислоты, доступные для растений.
Железо входит в состав белка гемоглобина, содержащегося в эритроцитах. Этим объясняется его важная роль в процессе дыхания человека и животных.
Основные представители железобактерий — нитчатые бактерии родов Crenotrix, Chlamydothrix, Cladothrix. Эти бактерии представляют длинные нити, покрытые общим слизистым влагалищем, в котором отлагается гидрат окиси железа. После отмирания бактерий образуется болотная и озерная железная руда, залегающая островами в десятки и сотни квадратных метров. Железобактериям принадлежит важная роль в образовании железомарганцевых отложений в природе.
В состав белка растительного и животного происхождения входит и сера, этим объясняется важность этого элемента в круговороте веществ.Бактерии, усваивающие соединения серы, называют серобактериями. Живут они в почве, воде, навозе. При разложении в почве органических серосодержащих веществ, а также при восстановлении солей серной, сернистой и серноватистой кислот образуется сероводород, ядовитый для растений и животных. Этот газ превращается в безвредные, доступные для растений соединения серобактериями.
68 Микроорганизмы распространены повсеместно. В окружающей среде, организме животных и человека они встречаются в виде биоценозов, представляющих собой совокупность микробных популяций, различных по численности и видовому составу
Микрофлора почвы. Количество микроорганизмов в среднем составляет от 200 млн до 5 млрд в I гпочвы. Степень обсемененности почвы зависит от ее характера, химического состава, степенизагрязнения ее фекальными массами, мочой, а также от содержания удобрений. Так, в пахотной почве содержится в 2,5 раза больше микробов, чем в лесной.Почва участвует в распространении таких инфекционных заболеваний, как сибирская язва, клострилиозы, так как в почве долго сохраняются споры. Патогенные, не образующие спор бактерии сохраняются в почве недолго — от нескольких дней до нескольких месяцев.Почва служит местом обитания грызунов, на которых паразитируют возбудители чумы, туляремии, лептоспироза сельскохозяйственных животных. В почве обитают некоторые грибы. Проникая в организм животного, они вызывают аспергиллез, мукоромикоз, гистолазноз и другие заболевания.
Микрофлора воды. Микроорганизмы широко распространены в водах морей, рек, озер и прудов. В водоемах могут содержаться и сохраняться определенное время патогенные бактерии родов Proteus, Pseudomonas, Clostridium, Salmonella, Leptospira, Yersinia, Francisella.Вода не является благоприятной средой для размножения той патогенной микрофлоры, для которой естественной средой обитания являются органы животных и человека. Самоочищение воды происходит вследствие антагонистического действия на патогенные микроорганизмы постоянных обитателей водоемов (сапрофитных микроорганизмов, планктона, водорослей, простейших), а также вследствие лизиса бактерий фагами. Самоочищению способствует отсутствие питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности и размножения многих патогенных микроорганизмов.При санитарно-микробиологическом исследовании воды определяют ОМЧ бактерий группы кишечной палочки (БГКП), кишечную палочку, энтерококки, стафилококки, патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, холерные вибрионы, лептоспиры, энтеровирусы
Микрофлора воздуха. Отсутствие питательных веществ, солнечные лучи делают воздух непригодной средой для размножения микроорганизмов. Видовой состав микрофлоры воздуха разнообразен и определяется микрофлорой почвы и воды данной местности. В воздухе находятся спорообразующие микроорганизмы, сарцины, дрожжи, плесневые грибы, актиномицеты. Распределение микробов в воздухе происходит посредством аэрозоля, состоящего из воздуха, капель жидкости или мельчайших твердых частиц. Распространение патогенных или условно-патогенных бактерий воздушным путем связано с их устойчивостью к высушиванию.
Санитарное состояние атмосферного воздуха оценивается по количеству микроорганизмов в 1 м3воздуха, а в закрытых помещениях и по наличию в нем микрофлоры верхних дыхательных путей (α- и β-гемолитических стрепто- и стафилококков).
69Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом — ростовые и с изменениями в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей — тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов: тропические движения, или тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Гигроскопические движения растений движения отмерших частей растений (преимущественно сухих зрелых плодов), вызываемые неодинаковой Гигроскопичностью их тканей. Г. д. р. служат главным образом для рассеивания семян. Например, у многих растений семейства бобовых и крестоцветных наружные стенки створок плода при высыхании сокращаются сильнее, чем внутренние, в результате плод растрескивается по швам, створки быстро скручиваются и семена разбрасываются. У зрелой зерновки ковыля основание длинной ости гигроскопически закручивается при высыхании и распрямляется при смачивании, что способствует зарыванию плодов во влажную почву.
70 Взаимосвязь фотосинтеза и дых Необходимо подчеркнуть, что, несмотря на противоположную направленность двух центральных процессов растительного организма -.фотосинтеза и дыхания и на их рассредоточенность в разных органеллах клетки, между ними существует тесная взаимосвязь. Прежде всего для протекания процесса дыхания органические вещества (субстраты). Таким субстратами в первую очередь являются углеводы, которые у зеленых растений образуются в процессе фотосинтеза. Вместе с тем превращение веществ в процессе фотосинтеза и дыхания идет через ряд сходных промежуточных продуктов. Особенно много сходного в превращениях между фотосинтетическим циклом Кальвина и реакциями пентозофосфатного пути дыхательного обмена. Как в том, так и в другом случае происходят взаимные превращения Сахаров с разной длиной углеродной цепочки (3, 4, 5, 6 и 7 углеродных атомов). По-видимому, несмотря на различное распределение (компартментацию) этих метаболитов в клетке, между ними существует обмен. Иначе го вор я, промежуточные. продукты дыхания могут быть использованы в процессе фотосинтеза. Одновременно возможен и обратный процесс. Много общего в энергетике фотосинтеза и дыхания в процессах фотосинтетического и окислительного фосфорилирования. Между этими двумя процессами возможен обмен энергетическими эквивалентами. АТФ, образовавшаяся на свету при фотосинтетическом фосфорилировании, может служить основным источником энергии для различных биосинтетических процессов, заменяя АТФ, образовавшуюся в процессе дыхания. С другой стороны, АТФ и НАДФ-Н, образовавшиеся в процессе дыхания, могут быть использованы для реакций цикла Кальвина. Имеются наблюдения, что на свету основными органеллами, поставляющими АТФ, являются хлоропласты.
71 Транспира́ция — это испарение воды растением. Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация). В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудов ксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья. Таким образом, верхний концевой двигатель, участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев.
Устьичная транспирация. Число устьиц в листе в среднем составляет 50-500 на 1 кв. мм. Транспирация с поверхности листа идет почти с такой же скоростью как и с поверхности чистой воды. Это объясняется законом Стефана: через малые отверстия скорость диффузии газов пропорциональна не площади поверхности, а диаметру или длине окружности. То есть испарение из ряда мелких отверстий идет быстрее, чем из крупного отверстия того же диаметра. Это связано с явлением краевой диффузии. При диффузии из отверстий, стоящих на некотором расстоянии друг от друга молекулы воды, располагающиеся по краям, испаряются быстрее
Кутикулярная транспирация. Потеря воды растением через кутикулу имеет большое значение, когда устьица закрыты (засуха). У молодых растений кутикулярная транспирация составляет около 50% всей транспирации, а у зрелых – 1/10. В старых листьях кутикулярная транспирация снова возрастает в результате разрушения и растрескивания кутикулы. Кутикулярна транспирация регулируется толщиной слоя кутикулы. Виды, имеющие толстый слой кутикулы, меньше теряют воду. А виды с тонкой кутикулой больше.