Antoni Van Levenguk tomonidan mikroorganizmlarni kashf qilinishi

Mikroorganizmlarning oziqlanish tiplariOziqlanish tipiga ko’ra, bakteriyalar juda xilma-xil guruhlarga bo’linadi va quyidagi atamalar bilan nomlanadi: avtotrof (o’z-o’zini ovqatlantiruvchi); geterotrof (boshqalar hisobiga ovqatlanuvchi) usulda oziqlanish termini hayvonlar va o’simliklar uchun qo’llaniladi. Lekin mikroorganizmlar uchun yetarli emas, chunki mikroorganizmlarda bu bo’linish energiya manbaiga ko’ra va uglerod manbaiga ko’ra turli guruhlarga bo’linadi:fototroflar- energiya manbai yorug’lik bo’lsa;xemotroflar - energiya manbai bo’lib har xil organik va anorganik moddalar xizmat qiladi, agarda anorganik moddalar (N₂, NN₃, N₂S, Fe^h2, S0₂) va boshqalar bo’lsa — litotroflar (grekcha litos so’zi tosh degan ma’noni bildiradi), tayyor organik moddalarni o’zlashtiruvchilar —organotroflar deb ataladi.Mikroorganizmlarning o’zlashtiradigan energiya manbai va elektoron donoriga qarab fotoorganotroflar, fotolitotroflar, xemoorganotroflar va xemolitotroflarga bo’linadi. Quyida Mishustin bo’yicha eng ko’p tarqalgan oziqlanish tiplarini keltiramiz.1.Fototrofiya ( energiya manbai quyosh energiyasi).1.1. Fotolitoavtotrofiya tipidagi oziqlanish hujayra moddalarini yorug’lik nuri, CO₂, neorganik moddalar (H₂O, H₂S, S) yordamida quradi. Ya’ni fotosintezni amalga oshiradi. Bu gruhga tsianobakteriyalar, qirmizi bakteriyalar va yashil bakteriyalar kiradi. TSianobakteriyalar o’simliklar kabi CO₂ ni fotoximiya yo’li bilan suv molekulasidagi vodorod bilan quyidagi reaktsiyani amalga oshiradi:CO₂ + H₂O _____yorug’lik nuri (CH₂O)^ + O₂ ^Bu simvol (CH₂O)^ni qaytarilish darajasi va undagi uglerodlar sonini ko’rsatadi.Qirmizi oltingugurt bakteriyalar fotosintezni amalga oshiradigan a va b xlorofillarni va har xil karotinoid pigmentlarga ega. Bu bakteriyalar H₂S tarkibidagi N ni ishlatib organik modda hosil qiladi. TSitoplazmada oltingugurt donalari to’planadi va ular keyinchalik sulьfat kislotasigacha oksidlanadi:CO_{2 +} 2H₂S= yorug’lik nuri (CH₂O) + H_{2 +} 2SQirmizi oltingugurt bakteriyalar ko’pincha obligat anaeroblardir. 1.2. Fot organogeterotrof yo’lida ovqatlanish fotosintezdan tashqari oddiy organik moddalarni ishlatadigan mikroorganizmlarga xos ovqatlanishdir. Bu guruhga qirmizi oltingugurt bo’lmagan bakteriyalar (qirmizi nooltingugurt bakteriyalar) kiradi. Ularni a va b bakterioxlorofillari va har xil karatinoid pigmentlari bor, ular H₂Sni oksidlay olmaydi, oltingugurt to’plab, tashqi muhitga chiqarmaydi.2. Xemotroflar (energiya manbai bo’lib anorganik va organik birikmalar ishlatiladi).2.1. Xemolitoavtotrofiya tipida ovqatlanish H₂, NN₃⁺ _, NO₂^- _, Fe²⁺, H₂S, S, SO₃^2-, S₂O₃^2-, CO va boshqa anorganik birikmalarni oksidlanishidan energiyani oladi. Bu jarayon xemosintez deb ataladi. Uglerodni xemolitoavtotroflar CO₂ dan oladi.Xemosintez (temir va nitrifikatsiyalovchi bakteriyalarda) S.N.Vinogradskiy tomonidan kashf qilingan.Xemolitoavtotrofiya ammiak va nitritlarni oksidlaydigan nitrifikatsiyalovchi bakteriyalar, serovodorodni, elementar oltingugurtning va oltingugurtni ba’zi oddiy birikmalarini oksidlaydigan oltingugurt bakteriyalari tomonidan, vodorodni suvgacha oksidlaydigan, ikki valentli temirni uch valentli temirgacha oksidlaydigan va hokazo bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi.
31savol.Bakteriya xujayrasining generatsiya muddatlari. Statsionar sharoitda toza kulturalar populyatsiyasining o’sish qonuniyatlari. o’sish egri chizig’i, ayrim fazalarining tavsifi.
Agar bakteriyalar yangi tayyorlangan oziq muhtiga ekilsa, birinchi davrda ular ko’paymaydi, bu davr lag-faza davri deyiladi, lag-faza davrida bakteriyalar oziq muhitga moslashadi. Oziq muhitning rN i yoki uning tarkibi organizm uchun qulay bo’lmasa, unda lag-faza uzoq davom etadi. Bulardan tashqari, bakteriyalar hujayrasi bo’linishga tayyor bo’lmasligi yoki zaxira oziq moddalar yetarli bo’lmasligi, energiya yetishmasligi natijasida ham lag-faza davri cho’zilib ketadi. Qulay sharoitda lag-faza juda tez o’tadi:1. Lag-faza davrida hujayralarda nuklein kislotalar miqdori ko’payadi, bu esa ko’plab oqsil sintezlanishiga olib keladi. Hujayralar suvga to’yinadi, fermentlarnipg aktivligi ortadi, buni I. L. Rabotnova va boshqalar (1959) aniklaganlar.2. Lag-fazadan so’ng eksponentsial faza boshlanadi, bu fazada hali moddalar almashinuvida zaharli moddalar hosil bo’lmagan bo’lib, bakteriyalar tezlik bilan ko’payadi.3. O’sishni sekinlashtiruvchi faza. Bu fazada endi oziq moddalar kamayadi va moddadar almashinuvi natijasida zaharli moddalar to’planadi, bu esa hujayralarning ko’payishiga to’sqinlik qila boshlaydi va hatto hujayralar nobud bo’ladi.4. Statsionar faza. Bu fazada yangi hosil bo’layotgan va nobud bo’layotgan hujayralar soni teng bo’ladi.5. Hujayralarning nobud bo’lish fazasi. Bu fazada fermentlar nobud bo’lga
32.savol.Mikroorganizmlarining uzluksiz ko’paytirilgandagi o’sishi.
Mikrobiologiyaning rivojlanishi keyingi vaqtda bu fazalarning yanada aniqlashtirdi (Mishustin, 1987) va quyidagi rivojlanish fazalariga bo’lib o’rganila boshlandi (25-rasm).1. Boshlang’ich (statsionar) faza – mikroorganizmning oziq muhitga tushgandan boshlab, 1-2 soat davom etadi. Bu fazada hujayra soni ortmaydi.2. Lag faza – ko’payishning tutilishi (tormozlanishi). Bu fazada bakteriyalar intensiv o’sadi, ammo ularning bo’linishi juda kam bo’ladi. Bu ikki fazani bakteriya populyatsiyasi rivojlanishining muhitga moslashuv fazasi desa bo’ladi. 3. Logarifmik faza – eksponentsial ko’payish fazasi. Ko’payish katta tezlikda ketadi, hujayralar soni geometrik progressiya bo’yicha ortadi.4. Manfiy tezlanish fazasi – hujayralar kamroq faol bo’ladi, generatsiya vaqti cho’ziladi, chunki oziqa kamayadi, zaharli moddalar hosil bo’ladi, natijada ko’payish susayadi, ba’zi hujayralar o’ladi ham.5. Statsionar faza – hosil bo’ladigan hujayralar soni o’ladiganlari soni bilan tenglashadi. SHuning uchun tirik hujayralar soni ma’lum vaqt davomida bir xil darajada turadi. Tirik va o’lgan hujayralar soni sekin - asta ko’payadi. Bu faza yana boshqacha "maksimal statsionar" faza deb ham ataladi, chunki hujayralar soni maksimumga yetadi.6 - fazada o’lgan hujayralar soni ko’payadi,7 - faza - hujayralarning logarifmik o’lim fazasi deb nomlanib, o’lish doimiy tezlikda davom etadi.6 – 8- o’lim fazasi. Bu fazalarda o’luvchi hujayralar soni ko’payuvchi hujayralar sonidan ko’p bo’ladi. 6-fazada o’lgan hujayralar soni oshadi. 7 - faza hujayralarning logarifmik o’lishi bo’lib, bunda hujayralar doimiy tezlikda o’lib turadi.8 - fazada hujayralarning o’lishi asta-sekin kamayadi. Bakteriya populyatsiyasining oxirgi uch fazasida (6-8 fazalar) o’lishi oziqa muhitining fizik-kimyoviy xususiyatlarini va boshqa sabablarni bakteriya hujayrasi uchun noqulay tomonga o’zgarishi bilan bog’liq. Bakteriya uchun noqulay sharoit yuzaga keladi. Hujayralar shunday tezlikda o’ladiki oxiri hammasi qirilib ketadi.
33savol.Uzluksiz ko’paytirishning mikroorganizmlar xususiyatlarini tadqiq qilishdagi axamiyati va amaliyotda ishlatilishi.
2 – gruppa Propionibacteriaccac – propionbakterlar oilasi bo’lib, uning 2 ta avlodi bor. 1 – avlod Propionobacterium, 2 – avlod Eubacterium. 1 – avlod Propionobacterium avlodining vakillari tuzilishi tayoqchasimon, shohlangan, koklar, harakatsiz, sporasiz, anaerob nafas oladi. Bular yordamida bijg’iganda propion kislota sirka kislota va SO2 hosil bo’ladi. Bular o’simlik tanasida odam terisida hayvonlarning ichak oshqozon sistemalarida hayot kechiradi.2 - avlod Eubacterium sporasiz tayoqchasimon, harakatsiz va harakatchan bo’ladi. Anaerob bo’lib ular yordamida bijg’iganda moy sirka va chumoli kislota hosil bo’ladi, ayrimlari patogen hamdir. 3 – gruppa Aktinomisetlar. 3 – gruppaning tartibi Actinomecctales. Bu gruppa vakillari grammusbat bo’lib shoxlangan tana gif hosil qilib, undan miseley o’sib chiqadi. Ana shu giflar bir hujayrali bo’lib, diametri 0.5 – 2 mkm da bo’ladi. Aktinomisetlarni agarda o’stirilganda 2 xil miselliy hosil bo’ladi. 1). Substratga o’rnashgan va 2) havoi miselliysi. Ana shu havoi miselliyda sporangiy bo’lib, unda sporalar hosil bo’ladi. Qattiq ozuqali kulturada zich koloniya hosil qilib, u turli hil rangda bo’ladi. Ayrimlarida gifa hosil qilmay tarmoqlangan tayoqchali bo’ladi. Aktinomisetlar quyidagi oilalarni o’z ichiga oladi. 1 – oila Actinomycetaccac.2 – oila Mycobacteriaccac.3 – oila Frankiaccac4 – oila Nocardiaccac.5 – oila Streptomycctaccac.6 – oila Micromomycctaccac 1 – oila Actinomycetaccac tarmoqlangan gif hosil qiladi. Bulardan fragmentasion tana hosil bo’lib, undan tayoqcha, kok hosil qiladi. Xavoi miseliy va spora hosil qilmaydi. Xarakatsiz, bular faqat saprofit bo’lmay sharoit hamdir, ya’ni turli xil kasalliklarni keltirib chiqaradi. 2 – oila Mycobacteriaccac mikrobakteriyalar. Grammusbat harakatsiz tayoqchasimon. Buning tanasi sal egilib kam shoxlanganligi bilan xarakterlanadi. Oddiy bo’linib ko’payadi, spora hosil qilmaydi. Aerob nafas oladi, buning koloniyasi suyuq shilimshiq bo’ladi. Bularning ko’p vakillari tuproqda turli xil chirindilarda uchraydi. Ammo parazit turlari ham mavjud.Masalan: sil kasalligini ko’zg’atuvchi.3 – oila Frankiaccac bularda xaqiqiy miseliy hosil qiladi. Bular 2-kallali o’simliklarni ildizida tuganak hosil qiladi. O’simlikning tuganagida ko’payib molekulyar azotni fiksasiya qiladi. Tuproqda erkin yashaydigan sporalari ham bor.4 – oila Nocardiaccac bular aerob aktinomisetlar yaxshi rivojlangan miseliysi bor. Substratga o’rnashgan. Bularda oldingi tayoqchasimon shaklda, koklarga aylanadi. Ayrim nokardiyalarda havoi miseliy hosil bo’lib, uning zanjirsimon sporalar joylashadi. Bularning hammasi organik moddalarni oshiradi. Buning 1 ta avlodi va 31 ta turi bor.5 – oila Streptomycctaccac bularning ham yaxshi taraqqiy etgan miseliylari bo’lib sporalar hosil qiladi. Ko’pchilik vakillari tuproqda yashab chiritishda ishtirok etadi. Ammo ayrim turlaridan medisinada antibiotiklar olinadi. Buning 4 ta avlodi 450 ta turi bor. 3 – bo’lim Tenericutis. Bu bulimga grammanfiy prokariotlar kirib yaxshi mustahkam xujayra po’stga ega emas, shuning uchun ham peptidoglikan sintez qila olmaydi, tashqi tomondan yupqa plazmatik membrana bilan o’ralgan. Bular polimorf organizm bo’lib, asosan kurtaklanib yoki teng bo’linib ko’payadi. Saprofitlik qilib yoki parazitlik qilib hayot kechiradi va turli hil kasalliklarni keltirib chiqaradi. Bularning birdan bir vakili mikoplazmir juda kichik viruslarga yaqin filtr.
34savol.Mikroorganizmlarning ozuqa moddalariga bo’lgan extiyoji va moddalarning hujayraga kirishi.
Mikroorganizmlarga ham boshqa tirik mavjudotlar singari oziqa moddalari zarur. Oziqa modda deb odatda tirik organizmga tushib yoki energiya manbai bo’lib yoki hujayrani tarkibiy qismlarini qurish uchun ishlatiladigan moddalarga aytiladi. Oziqa moddalar esa hujayraga tashqi muhitdan keladi. Bakteriyalar hujayrasi ichiga oziqa moddalar kirishi va hayot faoliyatining oxirigi moddalarini tashqi muhitga ajralib chiqishi ularning butun tanasi orqali sodir bo’ladi, shuning uchun bu protsess juda tez boradi. Moddalar almashinuvi ikki jarayondan iborat: I) tashqi muhitdan o’sish uchun zarur bo’lgan oziqa moddalarni qabul qilish va ulardan hujayraning yangi tarkibiy qismini sintezlashi 2) hayot faoliyatining oxirgi mahsulotlarini tashqi muhitga chiqarish. Mikroorganizmlar oziqa moddalarni to’g’ridan-to’g’ri o’zlashtirishi mumkin yoki ularni o’zgartirib, o’zlashtirishga yaroqli holga keltirishi mumkin. Ovqatlanishning usullari Mishustin (1987) tomonidan quyidagicha talqin qilinadi, ya’ni tirik organizmlarda ikki xil oziqlanish usuli mavjud: golozoy va golofit.Golozoy usulida ovqatlanishda ovqatning qattiq zarralari organizm tomonidan yutiladi, so’ngra ovqat hazm qilish yo’lida hazm qilinadi. Bu xildagi ovqatlanish hayvonlarga xosdir.Golofit usulida ovqatlanishda ovqatni yutish va hazm qiluvchi maxsus organlari bo’lmagan tirik organizmlarga xos bo’lib, ular suvda erigan oziqa moddalarni kichik molekulalar holida so’rib oladi. Bu xildagi ovqatlanish o’simliklar va mikroorganizmlarga xosdir.Oziqa moddalarning mikroorganizm hujayrasiga kirishi. Mikroorganizmlarning o’sishi uchun suv juda zarur. CHunki oziqa moddalari suvda erigan holda bo’lib, ularni bakteriyalar olib, o’z hujayralarini tiklaydi va energiya oladi. Oziqa muhitlarida, mikroorganizm hujayrasini qurishi uchun kerak bo’lgan hamma elementlar, mikroorganizm o’zlashtiradigan holatda bo’lishi kerak. Suvda erigan oziqa moddalari bakteriya hujayrasiga har xil usullar yordamida kiradi. Hujayraga ularning o’tishida hujayra devori barьerlik vazifasini bajarsa, tsitoplazmatik membrana aktiv tanlovchi rolini o’ynaydi. Moddalar hujayraga passiv diffuziya orqali, kontsentratsiyalar farqi (noelektrik moddalar bo’lsa) yoki elektr potentsiallari farqi bo’yicha (tsitoplazmatik membrananing ikki tomonida elektr potentsiallari farqi) mavjud bo’lsa o’tadi. Moddalar transporti osonlashgan diffuziya orqali, kontsentratsiya farqi mavjud sharoitda energiya sarflanmay ham yuz berishi mumkin. Yana boshqa tipi aktiv transport, moddalar hujayra ichiga kontsentratsiya gradientiga qarshi yo’nalishda ham kiradi. Unga ATF sarflanadi. Bu mexanizm moddalarning muhitdagi kontsentratsiyasi kam bo’lganda ham ishlatiladi.
35savol.Prokariot hujayralarining kimyoviy tarkibi. Element tarkibi. hujayra tarkibidagi suvning hujayra hayotidagi ahamiyati..Mikroorganizmlarning oziqa moddalariga bo’lgan extiyoji. Mikroorganizm hujayrasining asosiy qismini suv (80-90%) tashkil qiladi (bakteriyalar biomassasini tsentrifuga yordamida ajratib olib, cho’kma analiz qilinganda uning 70 - 85 % suv, 15 - 30% ni quruq biomassa tashkil etadi). Agar bakteriya hujayrasi ko’p zaxira moddalar (lipidlar, polisaxaridlar, polifosfatlar yoki oltingugurt) tutsa, uning quruq moddasi ham ko’proq bo’ladi.Bakteriyaning quruq moddasi - bu asosan polimerlar oqsil (50%), hujayra devori moddalari (10 - 12%), RNK (10 - 20%), DNK (3 - 4%) hamda lipidlar (10%) dan tashkil topgan. Eng muhim kimyoviy elementlardan: uglerod - 50%, kislorod - 20%, azot - 14%, vodorod - 8%, fosfor - 3%, oltingugurt - 1%, kaliy - 1%, magniy – 0,5% va temir – 0,2%. Bulardan tashqari, hujayra tarkibida oz miqdorda, lekin fiziologik aktivlik uchun zarur bo’lgan bir qancha mikroelementlar: marganets, bor, molibden, rux, mis, kobalьt, brom, yod va boshqalar ham uchraydi. Buni quyidagi 4-jadvalda keltirilgan mikroorganizmlar hujayra moddasining ximiyaviy tarkibi haqidagi ma’lumotlardan ko’rish mumkin.
36savol.Uglerod manbalari, uglerodli oziqlanish tiplari: fotoavtotrof, fotoorganoavtotrof, xemolitotrof, xemoorganogeterotrof va hokozolar.
Mikroorganizmlarning uglerod bilan oziqlanishi. Uglerod manbalariga ko’ra, mikroorganizmlar avtotrof, ya’ni uglerodni anorganik moddalardan o’zlashtiruvchilarga va geterotrof, ya’ni uglerodni organik holda o’zlashtiruvchilarga bo’lishini yuqorida ham aytib o’tilgan edi. Turli shakarlar, spirtlar, organik kislotalar, uglevodorodlar bular uchun asosiy oziqa manbai bo’ladi. Eng yaxshi oziqa tarkibida oksidlangan-CH2OH-CHOH-CON guruhlari bo’lgan (spirtli gruppaga ega) uglerod manbalaridir, shuning uchun bunday guruhlarga ega bo’lgan glitserin, mannit, shakarlar va bir qator organik kislotalar eng yaxshi oziq manbai hisoblanadi. Tabiatda polisaxaridlardan tsellyuloza va kraxmal ko’p. Bu moddalarning struktura elementi bo’lgan glyukozani ko’p mikroorganizmlar ishlatadi. Umuman mikroorganizmlar boshqa organik birikmalarni ham o’zlashtirish qobiliyatiga egadir. CHumoli kislota (HCOOH) va shovul kislota (COOH-COOH) faqat ba’zi mikroorganizmlar tomonidan o’zlashtiriladi, xolos. To’la qaytarilgan uglerod birikmalari (CH3, CH2 radikallariga ega moddalar) mikroorganizmlar tomonidan ancha qiyin o’zlashtiriladi. Metil va metilen gruppalarini tutuvchi moddalar gaz holatidagi uglevodorodlar, parafin, oliy yog’ kislotalari (Aspergillus flavus) va hokazolar qiyin o’zlashtiriladi. V. O. Tauson ham 1925 yildan boshlab to 1935 yilgacha uglevodorodlarni oksidlovchi bakteriyalar va zamburug’lar ustida ish olib boradi va ularni ikki guruhga: aeroblar va anaeroblarga ajratadi. U parafinlarning Asp. flavus tomonidan parchalanishini va oraliq mahsulot — murakkab efirlar hosil bo’lishini kuzatgan. Toluol, benzol va ksilolni parchalovchi mikroorganizmlar turlarini aniqlaydi. Ba’zi boshqa tur mikroorganizmlar esa 2 halqali (definil, naftalinni), uchinchilari uch halqali (fenantren va antratsen) uglevodorodlarni ham parchalaydi. Tauson neftь, terpinlar va smolalarning oksidlanishini ham aniqlagan. Uning bu ishlari geterotrof mikroorganizmlarda moddalar almashinuvi protsessi nihoyatda xilma-xil ekanligini
37savol.Mikroorganizmlar o’zlashtiradigan azotli va mineral birikmalar.
Tarkibida azot bo’lgan organik moddalar ammonifikasiyasi. Yer yuzida hayotni saqlash uchun azot almashinishi muhim ahamiyatga ega. Tabiatda azot zapaslari juda ko’p. Har yili o’simliklar 1.5 milliard tonnagacha azotni sintezlaydi va o’simlik shuncha azotni talab etadi. Ana shu miqdordagi azot butun yer yuzining 30 smli tuproq qamlamida joylashgan umum element zonasini 3-5 % ni tashkil etadi. Ammo turli tuproqlarda azotning mikdori har xil, ayniqsa gumusga boy qora tuproqli yerlarda azotning miqdori ko’p. Bundan tashqari atmosferadagi azot zapaslari yana ham kattadir. Xar gektar tuproq ustunida 80 ming tonnaga yakin molekulyar azot bor. Umuman azot eng asosiy elementlardan biri bo’lib qishloq xo’jaligi ekinlarining hosildorligini oshirishda muhim rol o’ynaydi. Ana shu atmosferadagi molekulyar azotni hyech bir o’simlik to’g’ridan-to’g’ri o’zlashtira olmaydi. Aerob ammonifikatorlar. Bular tabiatda keng tarqalgan bo’lib,o’simlik va hayvon tuproq va suv xavzalarida parchalanib turadi. Bularning eng muhim vakillaridan spora hosil qiluvchi ovalsimon bakteriyalardir. Oqsillar parchalanganda suv, karbonat angdrid, ammiak, vodorod sulfid ajralib chiqadi, buning parchalanishi asosan mikroorganizmlar ajratib chiqargan ferment proteaza ishtirokida parchalanadi.Anaerob parchalanish. Oksillarning anaerob parchalanishida ammiak, aminlar, CO2 , organik kislotalar, merkaptanlar, indol va smon kulana hidli N2S hosil bo’ladi. Anaerob ammonifikatorlarga spora hosil qiluvchi tayoqchasimon bakteriyalar kiradi.Fakultativ ammonifikatorlar. Bularga aerob va anaerob sharoitda yashaydigan bakteriyalar kiradi. Bular xilma-xil ozik moddalarda yashab ularni parchalaydi. Tuproqda organik moddalarning parchalanishiga iqlim sharoiti, tuproq namunasi va qullanilgan agrotexnika usullariga bog’liq bo’lib, shuning uchun turli tezlikda boradi. Mochevinaning parchalanishi.Azotli birikmalardan yana biri mochevina va mochevaya va gippur kislota ham ma’lum. Mochevina asosan hayvon va odam siydigini tashkil etadi. Mochevinani o’simliklar xam sintez qila oladi. Bir yilda yer yuzasida 30 mln.t. mochevina sintez qilinadi va ana shu moddaning 46 % bo’lib u ug’it sifatida ishlatiladi. Ana shu mochevina bir gruppa mikroorganizmlarn yordamida u ishtirok ferment ureaza yordamida parchalanadi. Mochevinani parchalab ammoniy tuzlari hosil qilish urobakteriyalar uchun muhim ahamiyatga ega, chunki ular mochevinadan uglerodni, na azot manbai sifatida foydalana olmaydi. Ana shu mochevinani parchalovchi bakteriyalarga urobakteriyalar deyiladi.Bakteriyalarning magniy, kaliy, temir, kaltsiyga bo’lgan extiyoji va ularning
38savol.Bakteriyalarning magniy, kaliy, temir, kaltsiyga bo’lgan extiyoji va ularning xujayra xayoti va modda almashinuvidagi roli. O’sish moddalarga bo’lgan extiyoji.
Xitinning parchalanishi.Xitin ham hamma vaqt tuproqda mavjud bo’lib, ular xam turli xil mikroorganizmlar ishtirokida parchalanadi. Xitin bu azotli-polisaxarid-polimer asetilglikozamin bo’lib bu umurtqasiz hayvonlarning tashqi tanasini o’rab turadi, zamburug’larning hujayra po’stida, ya’ni aski va bazidiomedlarda mavjud bo’ladi. Shu xitinli bor gruppa mikroorganizmlar o’zidan xitinaza fermenti ishlab chiqaradi va ularni sirka kislota, amokoza va ammiakka parchalaydi. Nitrifikasiya.Tuproqda oqsillarning chirishi va mochevinaning parchalanishi natijasida hosil bo’lgan ammoniy tuzlari va ammiak nitratlariga aylangandan so’ng o’simliklar tomonidan o’zlashtirilishi mumkin. Ammoniy tuzlari nitrifikasiya prosessi natijasida o’simliklar yaxshi o’zlashtiradigan nitrat kislota tuzlariga aylantiradi. Tabiatda tarkibida azot bo’lgan moddalarning o’zgarishidagi 2 davr ammiakning oksidlanib oldin nitrit keyin nitrat kislotaga aylanishidir. Bu prosessga nitrifikasiya deyiladi. Umuman tuproqda organik moddalarning parchalanib ammiakning hosil bo’lishi va u oksidlanib azot oksidlari va kislotasigacha borishi juda tez bo’ladi. XIX asrning o’rtalarigacha, ya’ni L.Pasterning ishlari ochilguncha bu prosessni yana nitratlanish prosessi bu nuqul kimyoviy jarayondan iborat deb kelingan. Ammiak havo kislorodi bilan oziqlanib unda tuproq katalizator rolini uynaydi deb ko’rsatgan. Ammo L.Paster nitratlanish jarayoni bu mikroorganizmlar ishtirokida boradi deb ta’kidlaydi. Lekin bu sohadagi eksperimental ishni 1879 yilda T.Shlezing va Myuns o’tkazdi. Ular iflos suvni uzun trubkadan ichi qum va SaSO3 dan o’tkazib filtrda sekinlik bilan ammiak yuqolganini va nitratlar hosil bo’lganini kuzatdi. Shu trubkali idish qizdirilganda va mikrobsizlantirilganda ammiakning oksidlanmaganligi tekshirib natijada nitratlanish prosessi bu mikroorganizmlar ishtirokida borishini isbotladilar. Ammo ularning sof kulturasini ajartib olib ularning biologiyasini birinchi bo’lib o’rgangan rus olimi 1890-1892 yillarda Vinogradskiy hisoblanadi. Vinogradskiy nitrifikasiya bakteriyalarni o’rganishning yangi metodikasini ishlab chiqadi. Bular odatdagi oziqali kulturada o’smasdan organik moddalarga boy bo’lgan muhitda yaxshi o’sishini ko’rsatadi.Nitrifikatorlar – xemolitotroflar bo’lib organik moddalarga juda sezuvchan. Bu mikroorganizmlar ana shu kerakli mineral moddalarni sintezlash xususiyatiga egadir. S.N.Vinogradskiy nitrifikasiya bakteriyalari 2 xil ekanligini va ammiakni 2 etap bilan oksidlanishini tushuntiradi. Bu ikki etapning ta’sirida qatnashuvchi mikroorganizmlarning ish metabiozga misol bo’la oladi. Ya’ni bir mikroorganizmning rivojlanishida hosil bo’lgan mahsulotlardan 2-chisi baxramon bo’layapti. Hozir nitrifikasiyaning dehkonchilikdagi ahamiyati o’rganilganda ana shu ammiak oksidlanib oxiriga borib yerning hosildorligini oshirishda aniqlanadi.Denitrifikasiya.Tuproqda nitrifikasiya qiluvchi makroorganizmlarga qarshi ishlatiladigan yana bir guruh mikroorganizmlar borki ular yerda nitrifikasiya jarayonida to’plangan turlarni parchalab nitrit va erkin N 2 ga parchalab havoga chiqarib yuboradi.Shuning uchun ham nitrit va nitratlarning mikroorganizmlar ta’sirida qaytadan parchalanishi denitrifikasiya deyiladi. Denitrifikasiya jarayonini asosan kislorodsiz sharoitda olib boradi. Kislorodli muhitda ular parchalanmaydi. Denitrifikasiya bakteriyalari nitratlarni asosan kislorod bo’lmaganda organik moddalarni oksidlashda vodorod oksidlari sifatida oladi. Denitrifikasiya qo’yidagi bosqichlarda o’tadi.faza 2 NN O3 - 2 HNO2 + O2.faza 2 HNO2 – oraliq birikma + O2 .faza N2 + N2O + O2 – erkin azotBular asosan 2 tomonlama xarakterga ega. 1. Yerning azotli o’g’itlarini havoga chiqarib, azotga kambag’allashtirsa, 2. Atmosfera azotini normallashtirib turadi
39-40-41-42 savol.Prototroflar va auksotroflar. Antimikrob moddalar va antimetabolitlar. Ozuqa muxitlari. Bakteriyalar hujayrasiga moddalarning o’tish mexanizmi.
Havodagi azotni mikroorganizmlar tomonidan o’zlashtirilishi.Havoda azotning miqdori 78 % ni tashkil etadi, bu degan so’z 4/5 qismdir. Havoning tarkibidagi azotning ko’pligiga qaramasdan uning ko’pchilik o’simliklar hayvonlar o’zlashtira olmaydi. Hayvonlar va odamlar azotni faqat murakkab polimerlar shaklida oladi. Agar yuqori hosil yetishtirish uchun o’simliklar har gektar yerdan 100-120 kg azot solish kerak deb hisoblanadigan bo’lsa, atmosferadagi azot bir tomonlama ishlatilganda ham yarim million yilga yetar edi. gaz xolatidagi azot juda ko’payib ketganda ham o’simliklar azotli oziq minimumi bilan ta’minlanmay qolib ekin yaxshi hosil bermaydi. Ana shu azot balansini havoda va tuproqda bir me’yorda tutib turishni va undan foydalanishni faqat ayrim bir gruppa mikroorganizmlar tomonidangina o’zlashtirilishi mumkin. Bular azotni biologik yul bilan fiksasiya qiluvchilardir. Umuman fiksasiyalanuvchi azotning 75 % mikroorganizmlar tomonidan amalga oshirilib ularning asosan qo’yidagilarni amalga oshiradi.1. Tuproqda erkin yashovchi azotofiksatorlar2. Tuganak bakteriyalar3. Ko’k yashil suv o’tlari.Fiksasiyalangan azotning qolgan qismini 25 % texnikaviy fiksasiya deyiladi.Tuproqda erkin yashovchi azotofiksatorlar.Tuproqda shunday mikroorganizmlar borki, ular tuproqda yashab havodagi molekulyar azotni o’zlashtirib bir qismini o’zlarini tanasini qurish uchun sarflaydi va qolgan azotli tuzlar yerning unumdorligini oshirishda muhim rol uynaydi. Tuprokda ana shunday azot to’plovchi mikroorganizmlar borligini birinchi marta 1882 yilda Jodson (fransuz) ochadi. 1885 yilda boshqa fransz olimi M.Bortlo uning ishlarini tasdiqlaydi. Ammo 1893 yili tuproqdagi erkin yashovchi azotofiksatorlarni sof kulturasini rus olimi Vinogradskiy ajratadi. Hozirgi vaqtda shu aniq bo’ldiki, molekulyar azotni o’zlashtiruvchi, ya’ni erkin yashovchi azotofiksatorlarning 30 dan oshiq turi mavjud.Fosforli birikmalarning mikroorganizmlar tomonidan tabiatda aylanishi.Fosfor o’simliklarning oziqlanishida azotdan keyin 2-o’rinda turadi. U asosan tuproqda, o’simlik va mikroorganizmlarda anorganik va organik birikma tarzida uchraydi. Tuproqdagi fosfor 2 xil birikmalar holida uchraydi. 1. Anorganik moddalar – ya’ni turli xil birikmalar kalsiy fosfatlar CaHPO4 , Ca (H2PO4)2, Ca3 (PO4)2 Akatin, oksianotit va boshqalar, ana shu birikmalardan o’simliklar RO4 anionlari holida oladi.Turli xil tuproqlarda fosfor 25 dan 85 % gacha organik moddalar tarkibiga kiradi. Organik moddalar tarkibida fosfor asosan fitin, nuklein kislotalar, DNK, RNK, nukleotid va turli xil gumusli mahsulotlarning tarkibida uchraydi.Tuproqda fosforli birikmalar asosan o’simlik va hayvon qoldiqlari orqali hamda turli xil kimyoviy ug’itlar tarzida tushadi. Bundan tashqari fosfor yana hujayra vakuolasida ichki bufer, ya’ni anorganik modda orkofosfat holdida uchraydi. Ana shu katta birikmali fosforli moddalar o’simliklar uchun keraksiz holatda bo’lib, o’zlashtira olmaydi. Uning o’zlashtirilishi uchun mikroorganizmlar ularni turli xil fermentlar ishlab chiqarib turli xil tezlikda parchalaydi. Organik birikmalarning tarkibidagi fosforni fitin nuklein kislotalar glisirofosfatni parchalovchi maxsus mikroorganizmlar bo’lib, ulardan bakteriyalar Pscudomokas, Dacillus mtscutericus, Bac. Megatherium.Zamburug’lar – Pekiullium, Aspergillus va aktinomisetlarning ayrim turlari va boshqa mikroorganizmlar kiradi.Bundan tashqari achitqilar ham kiradi.Avvalo mikroorganizmlar fosforli birikmalarni parchalab o’zini tanasi ko’radi. Mikroorganizmlar organik modda tarkibida fosforni qo’yidagi sxema bo’yicha parchalaydiNukleoproteid - nuklein - nuklein kislota - nukleotidlar – N3RO4.Organik fosforning parchalanishi natijasida fosfat kislota hosil bo’ladi. Bu kislota tuproqdagi asoslar bilan tez birikadi va qiyin eriydigan, ya’ni o’simlik o’zlashtira olmaydigan birikmalarga aylanadi (kalsiy, magniy va temir tuzlari).Buning uchun ana shu fosforli tuzlarning erishi va aktiv holga o’tishi hamda o’simliklar yaxshi o’zlashtira olishi lozim. Fosfotlarning tuproqda erishi yoki boshqacha aytganda fosfat kislotasining chirib ketishi va kislota hosil bo’lishi bilan birgalikda bir qancha kimyoviy reaksiyalarning sodir bo’lishi bilan birga boradi. Buning uchun asosiy o’rinni bir qancha mikroorganizmlar bajaradi.
43savol.Mikroorganizmlarda modda almashinuvi. Katobolitik va anobolitik jarayonlar haqida tushuncha va ularning bog’liqligi.
Katabolizm va biosintez xaqida tushuncha. Oksidlanish protsessining eng takomillashgan formasi va hayot uchun zarur bo’lgan energiya ajratadigan protsess bu nafas olishdir. har bir tirik organizmga xos nafas olish tipi muayyan protsessga xizmat qiluvchi fermentlar yig’indisiga bog’liq. Nafas olish protsessida shakarlar, oqsillar, yog’lar yoki hujayradagi boshqa zahira moddalar havo kislorodining ishtiroki bilan.oksidlanadi, oqibatda karbonat angidrid bilan suv hosil bo’ladi. Protsessda ajralib chiqqan energiya mikroorganizmlarning hayot faoliyati uchun, o’sishi va rivojlanishi uchun sarf bo’ladi.Nafas olish protsessini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:C6H12O6 h+ 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 2,87 . 106 J.Yuqoridagi tenglamadan ko’rinib turibdiki, nafas olish protsessida ko’p miqdorda energiya ajralar ekan, lekin u oz-ozdan ajraladi. Uning bir qismi ATFda to’planadi, zarur bo’lgan vaqtda ATF parchalanadi va hayot uchun zarur energiya ajraladi. Nafas olish protsessida sodir bo’ladigan fermentativ reaktsiyalar hayvonlarda, o’simliklarda va ko’pchilik mikroorganizmlarda bir xilda boradi.. Metabolizm o’zida mikroorganizm hayot faoliyati uchun muhim bo’lgan ikki asosiy guruh jarayonlarini katabolizm va biosintezni birlashtiradi. metabolizm = katabolizm + biosintez.1. Katabolizm yoki energiya almashinishi, yuqorida aytilgandek oziqa moddalari - uglevodlar, oqsil va yog’larining parchalanishi oksidlanish reaktsiyalari hisobiga amalga oshib, natijada energiya ajralib chiqadi. Katabolizmda ajralib chiqqan erkin energiya ATF shaklida to’planadi. Mikroorganizmlarda ikki xil katabolizm mavjud bo’lib, ular: aerob nafas olish va bijg’ish jarayonlaridir.1)Aerob nafas olishda, organik moddalar to’liq parchalanadi va ko’p miqdorda energiya ajralib chiqadi. Oxirgi mahsulot sifatida energiyaga kambag’al moddalar (CO2, H2O) hosil bo’ladi.2) Bijg’ish jarayonida esa organik moddalarning chala parchalanishi kuzatiladi. Kam miqdorda energiya ajralib chiqadi va energiyaga boy oxirgi mahsulotlar (etanol, sut kislota, moy kislota va hokazolar) hosil bo’ladi.2. Biosintez (konstruktiv modda almashish) jarayonida atrof muhitdagi sodda birikmalardan makromolekulalar (nuklein kislota, oqsillar, polisaxaridlar va boshqalar) sintezlanadi. Bu jarayonda katabolizmda ajralib chiqqan erkin energiya sarflanadi. (Bunday energiya fotosintez, xemosintez va boshqalarda ham hosil bo’ladi va ATF holida to’planadi). Katabolizm va biosintez bir vaqtda o’tadi, ko’pgina reaktsiyalar va oraliq mahsulotlar ular uchun umumiy bo’lishi mumkin.
44savol.Aerob nafas olish. Bijg’ish va uning turlari.
Organik birikmalarni oksidlanishi va qaytarilishi. Hayvonlar havodan kislorodni o’zlashtirib CO2ni ajratishini A.L.Lavuaz’e 1780 yilda aniqlagan edi. Keyinchalik bu jarayon nafas olish deb nom oladi. Bu xususiyat o’simliklarga ham xosdir. O’sha vaqtdan boshlab moddalarni kislorod bilan birikishiga oksidlanish, moddadan kislorodni ajralishiga esa qaytarilish jarayoni deb ataldi.Bijg’ish jarayonlariInsoniyat kundalik turmushida spirtli, sut kislotali bijg’ishdan keng foydalangan. Lekin bu protsessda mikroorganizmlar ishtirok etishini Lui Paster 1860 yillarda aniqlagan. Bijg’ish protsesslari turli-tuman bo’lib, ular hosil bo’lgan mahsulot yoki bijg’ish protsessida sarflanadigan -moddaning nomi bilan ataladi.Spirtli bijg’ish. Spirtli bijg’ish protsessini achitqi zamburug’lari vujudga keltiradi. Bunda shakarlar anaerob sharoitda etil spirt, karbonat angidridga aylanadi va energiya ajraladi: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 235 104 J.Sut kislotali bijg’ish. Sut kislotali bijg’ish protsessi tabiatda keng tarqalgan. Bu protsess tirik organizmlar asosida borishini birinchi bo’lib (1860) Lui Paster aniqlagan. Sut kislotali bijg’ish protsessida turli shakarlar: sut shakari (laktoza), mal’toza, saxaroza va boshqalar anaerob sharoitda bijg’iydi va muhitda sut kislota hosil bo’ladi:C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH+ 75 kJ.Sut kislotali bijg’ish protsessidan kefir, prostokvasha, qimiz, pishloq tayyorlashda, sabzavotlarni tuzlashda, silos tayyorlashda, non pishirishda keng foydalaniladi.Sut kislotadan teri sanoatida, bo’yoqchilikda, kir yuvish poroshoklarini ishlab chikarishda, plastmassa olishda, farmokologiya va konditer sanoatlarida keng foydalaniladi.Sut kislotali bijg’ish protsessida fermentlar ta’sirida shakarlar murakkab o’zgarishlarga uchraydi. Birinchi bosqichlarda fosforlanish protsesslari boradi, keyinchalik protsess boshqacha kechadi, hosil bo’lgan fosfoglitserin alьdegid ham oksidlanadi, ham qaytariladi va undan sut-kislota hosil bo’ladi:

CH2OPO3H2 CH3

| H2 |
CHOH + || = CHOH+ H3PO4
| O |
CH COOH
fosfoglitserin sut
aldegid kislota
Sut kislotali bijg’ish protsessi gomofermentativ (tipik) va geterofermentativ (tipik bo’lmagan)larga ajraladi. Gomofermentativ (tipik) bijg’ish protsessida faqat sut kislota hosil bo’lsa, geterofermentativ bijg’ishda sut kislotadan tashqari sirka kislota, karbonat angidirid va etil spirt hosil bo’ladi:
45savol.Anaerob nafas olish. Gekzosaning mikroorganizmlar tomonidan parchalanishi.
Moy kislotali, pektinli moddalar va sellulozaning bijg’ish jarayonlari.Moy kislotali bijg’ish. Moy kislotali bijrish protsessi tabdatda keng tarqalgan. Bu biologik protsess ekanligini 1861 yilda Lui Paster isbotlab bergan. Protsesdni moy kislotalp Sijg’ituvchi bakteriyalar olib boradi. Tipik anaeroblar spora hosil hiladigan, vegetativ hujayralari duksimon, baraban tayoqchasiga o’xshash, 1—5 nm uzushshkda bo’ladi. Bular tabiatda ksng tarqalgan bo’lib, sut, sir (pishloq), konservalarni buzadi, sabzavotlarni chiritadi va xalq xo’jaligiga katta zarar yetkazadi. Lekin ba’zi vakillari molekular azotni o’zlashtirib, tuproqni azotga boyitadi. Tabiatda keng uchraydigan bijg’ishlardan bnri pektinli va sellulozali bijg’ishdir. Pektin o’simliklar to’qimasida ko’p miqdorda bo’lib, hujayralarni bir-biri bilan biriktirib turadi. Pektin juda murakkab birikma, suvda erimaydi, kislotaln muhitda kislota va uglevodlarga parchalanadi. Pektin kislotani ba’zi bakteriyalar, mog’or zambururlari, aktinomitsetlar va boshqa mikroorganizmlarda uchraydigan pektinaza, propektinaza va pektaza fermentlari parchalaydi.Pektinli bijrish protsessiga asoslanib, tolali o’simliklardan tola ajratib olinadi. Bunda shudringli usul va suvda ivitish usullari qo’llaniladi. Suvda ivitilganda zirir, kanop va boshqa tolali o’simliklar betonlangan hovuzlarda 25° da ko’p miqdordagi suvga botirib qo’yiladi. Dastlab ko’p miqdorda ko’pik hosil bo’ladi, keyin pektinli bijrish boshlanadi va tola oson ajraladi. Protsess anaerob sharoitda yashaydigan spora hosil qiluvchi klostridium pektinovorum bakteriyasi ishtirokida boradi. Sellulozaning aerob yo’l bilan parchalanishi. Sellulozaning aerob yo’l bilan parchalanishida ko’pincha bakteriyalar, aktinomitsetlar va zambururlar ishtirok etadi. Odatda, selluloza parchalanganda shakarlar, yuqori molekulali organik kislotalar hosil bo’ladi. Oraliq mahsulotlar sifatida esa oksikislotalar hosil bo’ladi. Bulardan azotobakter va klostridium oziq sifatida foydalanadi. Azotobakter va klostridium tabiatda keng tarqalgan bo’lib, 1929 yili S. N. Vinogradskiy tomonidan aniqlangan. Petri kosachasiga mnneral tuzlar aralashmasida ho’llangan filtr Qoroz qo’yiladi va ozgina tuproq qo’shiladi. Unda (zangori, yashil yoki kul rangli) koloniyalar xosil bo’lsa, sellulozani parchalovchi bakteriyalar borligini ko’rsatadi. Vinogradskiy sellulozani parchalaydigan va spora xrsil qilmaydigan aerob bakteriya borligini annqlagan.1) Spirohaeta sytoornaga — uchlari bir oz qayrilgan, selluloza unga zarur oziq hisoblanadi.2) Cellvibrio — uchi bir oz qayrilgan, uzun tayoqchasimon bakteriya.3) Cellfacicula — uchi qayrilgan kalta tasqchasimon mikrob.Bu mikroblar ta’sirida selluloza kuchli parchalanadi. Bulardan tashqari, sellulozann aktiromitsetlar, penntsillium aspergillus, mog’orlar va boshqa aerob mikroblar ham parchalashi mumkin.
46-47 savol. Mikroorganizmlarda ham, xuddi boshqa tirik jonivorlardagi kabi, muayyan turga xos belgilar nasldannaslga o’tadi. Lekin tashqi muhit ta’siri ostida bir turdagi morfologik, fiziologik xossalar o’zgarishi mumkin. Masalan, Lui Paster kuydirgi qo’zg’atuvchisida sun’iy yo’l bilan qaytmas o’zgarishlar hosil tsildi va shu kasalliklardan saqlaydigan vaktsinalar ishlab chiqdi. N. F. Gamaleya oziq muhitiga litiy xlorid qo’shilganida vabo vibrionining morfologiyasi o’zgarishini kuzatdi. Bu misollar yashash sharoitiga qarab mikroorganizmlar o’z xossalarini o’zgartira olishini ko’rsatadi.Irsiyat bilan o’zgaruvchanlik bir-biri bilan chambarchas bog’liq ikki protsess bo’lib, tiriklikning asosini tashkil etadi. Hozirgi vaqtda mikroorganizmlarning irsiy xususiyatlari va o’zgaruvchanligi boshqa organizmlarnikiga qaraganda yaxshi o’rganilgan.1925 yilda G. A. Nadson va G. S. Filippov achitqi zamburug’lariga rentgen nurlarini ta’sir ettirib, yangi mutatsiyalar olishga muvaffaq bo’lganlar. Ulardan keyin 1928—1932 yillarda M. N. Meysel achitqilarga xloroform va kuchsiz tsian tuzlari ta’sir ettirib, yangi mutatsiyalar olgan.Mikroorganizmlarda genetika qonuniyatlarini o’rganish muhim ahamiyatga ega, chunki bakteriyalarning tez bo’linishi va naslining nihoyatda ko’p, mayda bo’lishi va kam joyni egallashi ularni nihoyatda qulay ob’ekt qilib qo’yadi. Masalan, ichak tayoqchasi ko’payar ekan, har 15 minutda bo’linib turadi, bitta hujayra naslining soni 18—24 soatdan keyin 1 mm3 da 24 milliardga yetadi.Mikroorganizmlarda fenotipik (nasldan-naslga o’tmaydigan) va genotipik (nasldan-naslga o’tadigan) o’zgaruvchanlik farq qilinadi. Bular hujayraning ikki asosiy xususiyati: genotipi bilan fenotipiga bog’liqdir.Genotip hujayradagi umumiy genlar majmuasi (yig’indisi) dir. U organizmning butun bir gruppa xossalarini, tashqi muhitning har xil sharoitida turlicha namoyon bo’ladigan xossalarini belgilab beradi. Biroq, genotip har qanday sharoitda nisbiy doimiyligini saqlab qoladiki, bu hol mikroorganizmlar turlarini bir-biridan farq qilib, ajratib olishga imkon beradi.Fenotip har bir individuumdagi morfologik va fiziologik xossalarning umumiy kompleksidir. Fenotip go’yo ma’lum bir konkret yashash sharoitida genotip xarakterining tashqi ko’rinishi ifodasidir,Genotip hujayraning umumiy yuzaga chiqishi mumkin bo’lgan xususiyati bo’lsa, fenotip ushbu xususiyatlarning ko’zga ko’rinadigan ifodasidir.
48 savol.Mikroorganizmlar genotipi va fenotipi haqida tushuncha. Genotip bu muayyan sistemadagi o’zaro ta’sir etuvchi genlar yig’indisidir.
Fenotip esa genotip va muayyan tashqi muhit ta’sirida organizmda shakllanadigan barcha belgi va xususiyatlar yig’indisidir. Organizmda hech vaqt genotipdagi barcha imkoniyatlar bir vaqtda yuzaga chiqmaydi. Har bir organizmning fenotipi bu muayyan sharoitda genotip va tashqi muhit ta’sirida qisman belgi va xususiyatlarning shakllanishidir.Mikroorganizmlar genetikasida tekshirish ishlari kulturalarda ya’ni million va milliard hujayra yig’indisida olib boriladi. Mikroorganizmlardagi belgilar bir qancha gruppalarga bo’linadi.1Morfologik belgilarga kulturani zich oziq muhitidagi rangi, o’sish xarakteri, mitselilarining borligi, o’lchami, formasi, koloniyalarining cheti va ustidagi xarakterli belgilar, hamda suyuq oziq muhitida o’sishi kabilar kiradi.2.Fiziologik belgilarga hujayraning temperaturaga bo’lgan munosabati, ya’ni past va yuqori temperaturada o’sishi yoki o’sa olmasligi, radiatsiya, turli xil zaharli moddalarga hamda antibiotiklarga chidamliligi va boshqalarga taalluqlidir.3.Bioximiyaviy belgilarga mikrob kulturasining ba’zi bir vitaminlar, aminokislotalar yoki boshqa faktorlar bo’lmagan oziq muhitida o’sishi ba’zi bir oziq muhitlaridan o’zi uchun zarur bo’lgan moddalarni sintezlash qobiliyati kiradi. Agar mikrob kulturasi yashayotgan oziq muhitida uning hayoti uchun faqat ayrim elementlargina uchrasa-da, lekin shunga qaramasdan mikrob kulturasi o’zi uchun zarur oziqlarni sintezlab olsa, bunday kultura prototrof kultura deyiladi. Oziq muhitiga vitaminlar, aminokislota va shu kabi moddalar qo’shilgandagina o’sadigan kultura auksotrof kultura deyiladi.Fenotipik o’zgaruvchanlik. Modifikatsiyalar tashqi muhitning turli omillari ta’sirida kelib chiqadi va odatda, mikrob turli oziq muxitida o’sib ko’payganida kuzatiladi. Oziq muhiti tarkibi va sifatining, muxit rN ning, temperaturaning o’zgarishi, ximiyaviy moddalar (kolxitsin, etilamin) va boshqalar modifikatsiyalar kelib chiqishiga sabab bo’lishi mumkin. Bunday o’zgarishlar nasldan-naslga o’tmaydi (irsiylanmaydi) va ularni keltirib chiqargan faktorining ta’siri to’xtashi bilan yo’qolib ketadi.Muxitga penitsillin qo’shiladigan bo’lsa, xujayralar cho’ziladi, ba’zan juda uzayib ketadi. Bakteriyalarda sporalar hosil bo’lishi muhit xarakteriga (quyuq yoki suyuqligiga), uning tarkibi, o’stirish temperaturasiga bog’liq.Muhitga 0,1% pepton qo’shilganda, 48 soatdan keyin 100% spora hosil bo’lsa, 2% pepton qo’shilganda faqat vegetativ formalar bo’ladi. Ko’pgina bakteriyalar va zamburug’lar turli oziq muhitida va turli temperaturada o’stirilganda, pigment xosil qilish tezligini o’zgartiradi. Chunonchi, ajoyib tayoqcha uy temperaturasida oziq muhitida to’q qizil pigment hosil qiladi. 37° da esa bunday pigmenti bo’lmaydi. Bakteriyalar quyuq oziq muhitida o’stirilganda, hosil qiladigan koloniyalarning tipi ham o’zgarishi mumkin.Ba’zi koloniyalar silliq, yumaloq shaklda, cheti tekis, yaltiroq, bir jinsli, kichik bo’ladi. Bular 5 formalardir. Boshqalari g’adir-budur, xira, ko’pincha, tiniqmas, cheti notekis, noto’g’ri shaklli, quruq bo’ladi. Bular K formalardir. Koloniyalarning oralits formalari ham bo’ladi, shilimshiqlar (M forma), mittilar (§forma). Bir turdagi bakteriyalarning o’zi xar xil shakldagi koloniyalar xosil qilishi dissotsiatsiya (ajralish) deb ataladi.;Genrtipik o’zgaruvchanlik. Hujayraning irsiy axboroti ona hujayradan qiz hujayraga o’tadigan xromosoma bilan genlarda joylashgan. Genlar xromosomalarda joylashgan. Jinssiz bo’lishida mitoz protsessida genlar ikkita hujayra o’rtasida teng taqsimlanadi. Qiz hujayralar dastlabki (o’zidan oldingi) xujayraning to’liq genlar to’plamini (naborini) oladi va bir xil to’ladi.Genotipik o’zgaruvchanlik mutatsiyalar va genotip rekombinatsiyalari (ksn’yugatsiya, transformatsiya, transduktsiya) natijasida vujudga kelishi mumkin.
49savol.mikroorgannzmlarning xosil bo’lishi, bu mutatsion jarayondir.
Mikroorganizmlardagi mutatsiyalarni bir qancha yo’nalishlarda klassifikatsiyalash mumkin.1. Morfologik mutatsiyalarda mikroorganizmlar koloniyasi silliq burishadi, koloniyalar rangi o’zgaradi.2.CHidamlilik mutatsiyasida bir xil antibiatiklarni surunkasiga uzoq qo’llash natijasida veterinariyada turli antibiotiklarga chidamli patogen mikroblar hosil bo’ladi. Ba’zi patogen mikroblar bir vaqtning o’zida bir qancha yangi antibiotiklarga chidamli bo’lib, ularni nazorat qiluvchi genlar plazmitlarda joylashadi.3.Bioximiyaviy mutatsiyalarga prototrof, auksotrof mutagenlar kirishi mumkin. Mutatsiyalarning xosil bo’li.shi yo’nalishiga qarab to’g’ri va teskari bo’ladi. YOvvoyi, tabiiy holatda uchraydigan mikroblardan turli xil morfologik, antibiotiklarga chidamli, auksotrof va shu kabi mutantlarning hosil bo’lishi to’g’ri mutatsiyalar deyiladi (A(). Auksotrof mutantlardan prototrof mutantlarning hosil bo’lishi va mikroblarni dastlabki, tabiatda uchraydigan holatga keltiruvchi mutatsiyalar, teskari mutatsiyalar deyiladi. Ularni yuzaga chiqish xarakteriga qarab spontan va induktsiya qilingan mutatsiyalarga bo’lish mumkin. Spontan mutatsiyalar tabiiy sharoitda noaniq faktorlar hisobiga yuzaga chiqadi. Induktsiya qilingan mutantlar esa laboratoriya sharoitida maqsadga muvofiq turli xil mutagenlar ta’sirida hosil qilinadi. YUzaga chiqadigan mutatsiyalar avloddan-avlodga berilishiga qarab yadro va tsitoplazmatiklarga bo’linadi. YAdro xromosomasida vujudga kelgan mutatsiyalar avloddan-avlodga xar ikki jins orqali beriladn. TSitoplazmatik mutatsiyalar esa avloddan-avlodga faqat bir jins orqali beriladi. Bunday mutatsiyalar mitoxondriyada, plastidlarda joylashadi. Hozirgi vaqtda mikroorganizmlarda turli xil mutatsiyalarni hosil qilishda va ularning genetikasini o’rganishda, mikrobiologiya sanoati uchun zarur bo’lgan mikrob mutantlarni hamda turli xil antibiotiklarni oluvchi mikroblarni selektsiya qilishda, fizikaviy va ximiyaviy mutatenlardan keng foydalaniladi.
50 savol.Bakteriyalardagi transformatsiya, transduktsiya, kon’yugatsiya hodisalari
Irsiy xususiyatning donor xromosomasidan retsipient xromosomasiga o’tishi transformatsiya deyiladi. Transformatsiya DNK ning kichik bir uchastkasi — rekon orqali o’tadi. Rekonda bir juft nukleotidlar bo’lib, rekombinatsiya vaqtida boshqa elementlar bilan almashinishi mumkin.1928 yili F. Griffits shunday tajriba o’tkazgan: sichqonlarga oz miqdorda patogenlik xususiyatiga ega bo’lmagan kapsulasiz II tip pievmokokklar yuqtirgan. SHu kulturaga patogenlik xususiyatiga ega bo’lgan, kapsulali III tip pnevmrkokklar kulturasidan (bu kultura oldinroq issiqlik ta’siri bilan o’ldirilgan) qo’shgan. Natijada II tipdagi pnevmokokklar patogenlik xususiyatiga ega bo’lganligi va kapsula bilan o’ralganligi ma’lum bo’lgan. Demak III tip pnevmokokklarga xos xususiyatlar II tip pnevmokokklarga transformatsiya orqali o’tgan. yoki oq rangli koloniya hosil qiluvchi mikrobakteriyalar sariq rangli koloniya hosil qiluvchi saprofit mikrobakteriyalarning DNK si ta’sirida sariq koloniyalar hosil qilish xususiyatiga ega bo’lishi aniqlangan.1944 yili O. Everi va K. Mak Leoid, M. Mak Qarti xususiyatlar DNQ orqali o’tishini aniqlaganlar. Qeyinchalik DNQ boshqa xususiyatlarga ham ta’sir etishi ma’lum bo’ladi. Masalan, pichan batsillasini, meningokokklarni, pnevmokokklarni, streptokokklarni va boshqalarni transformatsiya agent — DNK. orqali o’zgartirish mumkin. DNKning transformatsion aktivligi nihoyatda yuqori, odatda, 10—15 minutdan so’ng o’zgarish ro’y beradi va 2 soatdan so’ng tugaydi.Transformatsiya xodisasi doim uchramaydi, balki ma’lum fiziologik holatda (ya’ni hujayra tayyor bo’lgan muddatda) ro’y beradi. YUqori temperatura, ultrabinafsha nurlar, ximiyaviy mutagenlar ta’sirida DNK ning transformatsion xususiyati pasayadi. Masalan, transformatsion DNK ga HNO3 ta’sir ettirilsa, u aktivligini yo’qotadi yoki temperatura 80—100° ga ko’tarilsa ham aktivlign pasayadi. Eng qulay temperatura 29—32° dir. Demak, transformatsiyaning aktivligiga muhitning tarkibi, temperatura, retsipientning fiziologik holati va transformatsion DNK ning polimerligi (qo’sh spiralligi) ta’sir etar ekan. Transformatsiyaning takrorlanish muddati 0,47—0,0004% ga teng bo’ladi.Masalan, donor sifatida olingan pnevmokokklar shtammida streptomitsinga sezgir bo’lmagan, mannitni parchalash xususiyati bor bo’lsin, retsipientda bunday xususiyat yo’q. Bulardan shunday oraliq formalarni olish mumkinki, ularda yuqoridagi ikkala xususiyat uchrashi mumkin, transformatsiyada bir xususiyat ikkinchi xususiyat bilan almashinadi. Masalan, antibiotiklarga nixoyatda sezgir yoki sezgir bo’lmagan shtammlarni olish mumkin.Bu hodisa hayvonlar va o’simliklarda bir xil sodir bo’lady. Transformatsiyaning hosil bo’lishi ikki davrdan: DNK nnng mikrob hujayrasiga adsorbilanishi va hujayraga o’tishidan iborat. Transduktsiya. Donor bakteriya xususiyatining bakteriofag orqali retsipient bakteriyaga o’tishi transduktsiya deb ataladi. Masalan, bakteriofaglar orqali xivchinlar, fermentlar sistemasi, antibiotiklarga chidamlilik, virulentlik, kapsula hosil qilish va boshqa xususiyatlar o’tishi mumkin. Transduktsiya spetsifik va nospetsefik xilga bo’linadi,Nospetsifik transduktsiyada istalgan xususiyat yoki bir necha xususiyat o’tishi mumkin, buning takrorlanish tezligi 10~4—10~7 (fagning bir qismiga nisbatan). Spetsifik transduktsiyada fakat ultrabinafsha nurlar ta’sir etilgan fag katnashadi, bunda birbiriga yakin bo’lgan xususiyatlar o’tadi (I tablitsa). Transduktsiya transformatsiyaga o’xshash, lekin dezoksiribonukleaza fermentini ta’sir ettirib, transformatsiyani to’xtatish mumkin bo’lsa, transduktsiyaga bu ferment ta’sir ettirilsa ham u to’xtamay davom etadi, chunki ferment fag orqali o’tadigan xususiyatga ta’sir eta olmas ekan.Bakteriyalardagi kon’yugatsiya hodisasi. XIX asrning oxirlariga kelib, mnkrobiologlar bakteriyalarda kon’yugatsiya hodisasi uchrashnni kuzata boshlaganlar va boshqa organizmlardagi kon’yugatsiyadan ajratish uchun «kon’yuktsiya» deb nomlaganlar. Kon’yugatsiyaning genetik analizini 1947 yilda Lederberg va Tatum aniqlaganlar. Ular bu hodisani elektron mikroskopda kuzatganlar. Kon’yugatsiyalanadigan hujayralarning biri uzunchoq, ikkinchisi ovalsimon ekanligi aniqlangan. Uzunchoq hujayra erkak tip bo’lib, G’+ (donor) deb belgilanadi, ovalsimon hujayra urg’ochi tip bo’lib, G’ (retsipient). Kon’yugatsiya vaqtida bular bir-biriga yakinlashadi va orasida ko’prikcha xosil bo’ladi. Hosil bo’lgan ko’prikcha orqali donor hujayrasidan genetik faktorlar retsipient hujayrasiga ma’lum bir tartibda o’tadi.K. V. Kosikov (1957) ta’kidlashicha, agar achitkilar spetsifik xususiyatga ega bo’lgan substratlarda o’stirilsa, ma’lum bir formalar paydo bo’ladiki, ular shakarni bnjg’itish xususiyatiga ega bo’lib qoladi (avval ular shakarni bijg’ita olmas edi). Masalan, Zassagotusez d1oaiz ana shundal yangn formalardandir. U saxarozani bijg’itish xususiyatiga ega, Zass ragoyoriz formasi esa maltozani bijritadi. Bu xususiyatlar faqat vegetativ yo’l bilan emas, balki jnnsiy .yo’l bilan ko’payishda ham nasldannaslga o’tishi mumkin. Masalan, jinsiy yo’l bilan ko’payishda quyidagi formalar kelib chiqqan: sporalarning yarmi shakarlarni bijg’itsa, yarmi bijg’ita olmagan. Bunda yangi xususiyat paydo bo’lgan, ya’ni shakarlarni bijg’ituvchi invertaza fermenti hosil bo’lgan.
51savol.
Mikroorganizmlar va muhit. Fizikaviy, kimyoviy va biologik omillar ta'siri. Kordinal nuqtalar. Mikroorganizmlarning hayot faoliyati tashqi omillar bilan chambarchas bog’liqdir. Tashqi muhit o’zgarsa, mikroorganizmlarning hayot faoliyati va rivojlanishi ham o’zgaradi. Tashqi muhitning salbiy ta’siriga chidam beradigan mikroorganizmlar o’z hayot faoliyatlarini suyuq, va qattiq muhitda, havoda, chuqur vakumda, sirkada, atom reaktorlarining suvlarida, tirik jonivorlarning ichki organlarida davom ettiraoladi. Ba’zi bir mikroorganizmlar – 190, ba’zi bir sporalar esa – 253 darajada ham yashaydi. Bunday sharoitda faqat moslashgan mikroorganizmlar yashaydigan turli omillar ta’siriga qarshi turish qobiliyatini mikroorganizmlar hosil qiladi. Ana shu mikroorganizmlarga ta’sir ko’rsatadigan omillarga nisbatan javob ko’rsatishni 3 ta kordinal nuqta asosida kuzatish mumkin.Minimal; maksimal; optimal.Minimum organizm uchun quyi biologik Masalan: harorat past bo’lsa minimum bo’lib, rivojlanishdan to’xtaydi. Optimal shu organizmning rivojlanishi uchun eng qulay, maksimal bo’lsa bu odam rivojlanishni to’xtatadi, yoki halokatga olib kelishi mumkin.Umuman mikroorganizmlarning hayot faoliyatiga ta’sir etadigan tashqi-muhit omillarini 3 guruhga bo’lib o’rganish mumkin:fizikaviy; kimyoviy;biologikFizikaviy faktorlarga harorat, quruqlik, yorug’lik, bosim, harakat, rentgen nurlari v.x. Haroratning ta’siri: mikroorganizmlar ham xudi boshqa tirik organizmlar singari o’ziga xos normal haoratda yaxshi yashaydi. Temperatura yuqori yoki past bo’lsa mikroorganizmlarning o’sishi, rivojlanishi va ko’payishi pasayadi. Har bir mikrob uchun o’ziga xos harorat rejimi bor, ya’ni optimal, minimal, maksimal. Masalan: kuydirgi kasalligini keltirib chiqaruvchi – Bactelus anthracus mikrobining minimal harorati + 12, optimal haroratii + 37 va maksimal + 42 darajadir. Tuberkullyoz silni qo’zg’atuvchisi Mycobactercrium tuberculosusning minimal harorati + 30, optimal harorati + 37,5 va maksimal harorati + 42 daraja. Shunday qilib mikroblar haroratga bo’lgan munosabatiga qarab 3 ta katta guruhga bo’lib o’rganiladi.Ma’lumki, mikroorganizmlarning hayot faoliyati tashqi muhit bilan chambarchas bog’liqdir. Tashqi muhit faktorlari turli-tuman bo’lib, ularni uch gruppaga ajratish mumkin:I. Fizik faktorlar: temperatura, namlik, yorug’lik, eritmalar kontsentratsiyasi va boshqalar.2. Ximiyaviy faktorlar: muhitning pHi, oksidlanish va qaytarilish sharoiti, turli kimyoviy moddalarning ta’siri.3. Biologik faktorlar: mikroorganizmlar orasidagi antagonizm, simbioz, metabioz, antibiotiklariing ta’siri, vitaminlar, faglar va boshqa faktorlar.
52savol.
Mikroorganizmlarlarning haroratga bog’liq o’sishi. Mikroorganizmlarning past haroratda hayot faoliyatini saqlash. Mikroorganizmlarga gidrostatik bosim ta'siri. Mikroorganizmlarga temperaturaning ta’siri. Mikroorganizmlar yuksak o’simliklarga qaraganda temperaturaga ancha chidamli bo’ladi. Masalan, Vas. subtilis temperatura 5°C dan to 57°C gacha bo’lganda ham rivojlanaveradi. Ko’pchilik saprofit bakteriyalar 20°C dan 35°C gacha temperaturada rivojlana oladi, patogen mikroorganizmlar esa 36-37°C da rivojlanadi. Bundan yuqori temperaturada ular nobud bo’ladi. Mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun temperatura 3 nuqtada bo’lishi mumkin: minimum, optimum va maksimum nuqtalari. Optimum nuqtasi eng qulay bo’lib, bunday temperaturada mikroorganizmlar tez ko’payadi va yaxshi rivojlanadi, minimum va maksimum nuqtalari esa ancha chegaralidir.Temperaturaga munosabatiga ko’ra, mikroorganizmlarni quyidagi guruhlarga bo’lish mumkin:1) psixrofillar (psixros - sovuq), bu guruhga mansub bakteriyalar evolyutsion taraqqiyotda past temperaturada yashashga moslashgan bo’ladi. Bu guruh uchun temperaturaning optimum nuqtasi 20-25°C, minimumi esa 0°C dan past bo’lishi mumkin. Psixrofil bakteriyalar uncha keng tarqalmagan. Ular SHimoliy dengiz suvlarida va tuproqlarida uchraydi.2) mezofillar (mezos - o’rtacha). Bu guruhga ko’pchilik mikroorganizmlar misol bo’ladi. Bular uchun temperaturaning optimum nuqtasi 25-35°C bo’lsa, maksimum nuqtasi 45-50°C, minimum nuqtasi 10°C. Mezofil bakteriyalar tuproqda, suvda va boshqa oziq-ovqat mahsulotlari yuzasida uchraydi. 3) termofillar (termos - issiq). Bu guruhga bakteriyalar, aktinomitsetlar, ba’zi bir ko’k-yashil suvo’tlar misol bo’ladi. Termofill bakteriyalar yuqori temperaturada rivojlanadi. Bu bakteriyalarni A. A. Imshenetskiy tubandagicha klassifikatsiyalaydi:a) stenotermin termofillar - bular uchun temperaturaning maksimum nuqtasi 75-80°C, optimum nuqtasi 50-65°C, 28-30°C da esa ko’paya olmaydi. Bu guruh tabiatda kam tarqalgan;b) evritermin termofillar uchun temperaturaning maksimum chegarasi 70-75°S, optimum nuqtasi 50-65°C bo’lib, 28-30° C da juda sekin ko’payadi, tabiatda keng tarqalgan guruh+.v) termotolerant formalar uchun temperaturaning maksimum chegarasi 50-65°S, optimum 35-45°C, minimumi 5-10°C bo’lishi kerak. 30-60°C oralig’ida juda tez ko’payadi, tabiatda tuproqda, go’ngda, issiq buloq suvlarida keng tarqalgan guruh. Termofill bakteriyalarda moddalar almashinuvi protsessi juda jadal boradi, shuning uchun ular juda tez ko’payadi va yaxshi rivojlanadi. Agar mezofillarda bakteriyalarning katta koloniyasi uch kundan keyin hosil bo’lsa, termofillarda bir kundan keyin hosil bo’ladi, tez o’sadi va tez nobud bo’ladi.Termofill bakteriyalar hujayrasidagi fermentlar yuqori temperatura ta’sirida inaktivatsiyaga uchraydi, shuning uchun bu bakteriyalardan korxonalarda keng ravishda foydalanish mumkin.A. A. Imshenetskiy fikricha, termofill bakteriyalar mezofillardan kelib chiqqan. Tabiatdagi o’zgarishlar, jumladan, temperaturaning ko’tarilishi mezofillarning ko’pchiligini nobud qilgan bo’lsa, bir qismi tirik qolgan va yuqori temperaturaga moslashgan. Bora-bora yuqori temperatura ular uchun zaruriy faktor bo’lib qolgan. A. A. Imshenetskiyning bu fikrini Ye. N. Mishustin ma’qullagan.Termofillarga: Vas.cellulosae, Vas. thermophilus, Astinomyces thermop hilus lar misol bo’ladi. Mishustin yerga go’ng solinganda termofil bakteriyalarning soni ko’payganligini kuzatgan.
53savol.Mikroorganizmlarga tuzlarning ta'siri. Moddalar kontsentratsiyasining mikroorganizmlarga ta'siri va uning amaliyotda ishlatilishi. Osmofillar va galofillar. Muhit pH ning mikroorganizmlarga ta'siri. Mikroorganizmlarga yorug’lik ta'siri.
Yorug’likning ta’siri. Ko’pchilik bakteriyalar uchun yorug’lik dezinfektsiyalovchi faktor hisoblanadi, chunki ulьtrabinafsha nurlar bakteriyalar hujayrasidagi oqsillar va nuklein kislotalar tomonidan yutiladi va ularning ximiyaviy tarkibini o’zgartiradi. SHuning uchun yorug’likning bu xususiyatidan operatsiya xonalarini, vaktsinalar, antibiotiklar tayyorlaydigan xonalarni, sut va suvni sterillashdafoydalaniladi.Yuqori bosimning ta’siri. Ko’pchilik bakteriyalar yuqori bosimga ancha chidamli bo’ladi. Faqat 10000 atm. bosim ularga salbiy ta’sir etishi mumkin. Dengiz va okeanlarda chuqur suv qatlamlari tubida bakteriyalar ko’p uchraydi. Achitqilar 500, mog’or zamburug’lari 30000, fitopatogen viruslar esa 5000 atmosferagacha bosimga chidaydi.Mikroorganizmlarga kimyoviy moddalarning ta’siri.Kimyoviy moddalar turli mikroblarga turlicha ta’sir ko’rsatadi. Ayrim moddalar stimulyatorlik xususiyatiga ega bo’lsa, ayrimlari halokatga olib keladi. Ayrim moddalar esa o’sishni sekinlashtirib kupayishini to’xtatadi. Bir modda ham stimulyator va halokatli konsentrasiyaga va turning xususiyatiga bog’lik. M: N2S ayrim fototrof bakteriyalar uchun kerakli. Kimyoviy moddaga nisbatan mikroblarning ko’rsatgan ta’siri xemotoksik deyiladi. 1. Musbat, 2. Manfiy xemotoksik. Ba’zi bir kimyoviy moddalar mikroorganizmlarga salbiy ta’sir ko’rsatib halokatga olib keladi. 1824 yili ingliz jarrohlaridan Lister kimyoviy moddalarning mikroblarga zararli ta’sir etishidan foydalanib operasiya qilingan joyda yiring hosil qiluvchi mikroblarga qarshi fenolning eritmasini ishlatib yiringlash jarayoniga qarshi kurashni xirurgiyaga kiritib mikrobakteriyalarga – antiseptik degan nom berdi. Keyinchalik esa 1888 y. Berman antiseptika o’rniga asseptika usulini, ya’ni mikrobni tushishini oldini olish tushurmaslik chorasini ko’rishni ishlab chiqdi. Dizenfeksiya mikroblarni uldirish uchun ishlatiladigan moddalarga dizenfeksiya deyiladi. Bu vositalarning mikroblarga ta’siri ham har xil buladi. M: Efir, spirtva ishkorlarning kuchsiz eritmalari mikrobujayra tarkibidagi moddalarni parchalaydi.Og’ir metallar tuzlari (surma, simob, mis kuparosi) kislotalar, formalin mikrob hujayralaridagi oqsil moddalarni suyultirib ularni hayot faoliyatini buzadi va halokatga olib keladi. Bakteriyalarga turli tuzlarning konsentrasiyasi salbiy ta’sir qilish bilan birgalikda ayrimlari yuqori konsentrasiyali tuzlarga bemalol chidaydi. Bunday bakteriyalarga galofill bakteriyalar deyiladi. Bu mikroorganizmlarning hujayralarining konsentrasiyalari muhitning konsentrasiyasidan yuqori. Ana shunday bakteriyalarga AQShda mahsus kul bo’lib unda bakteriyalar yashaydi. Bularning rivojlanishi uchun optimal tuz NuCL 3.5-5.0 m eritma bo’lishi kerak. Yana arxiobakteriyalar ham misol bo’la oladi. Mikroorganizmlarga turli xil tuzlarning konsentrasiyasi ta’sirini bilgan holda biz amaliyotda foydalanamiz. Oziq-ovqat mahsulotlari bilan asrash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari mikroorganizmlar kislorodga nisbatan ham sezuvchan bo’ladi. Kislorodga nisbatan mikroorganizmlarning harakatini – aerotaksid deb ataladi. pH ionlarining ta’siri umuman yuqorida aytganimizdek mikroorganizmlarga turli nurlarning ta’siri asosan uning tarkibidagi vodrod ionlarining holatiga bog’liq. 1. Ko’pchilik mikroorganzimlarning rivojlanishida pH 4-5 minimum;pH 7-8 optimum; pHh 10 maksimum bo’ladi.Ko’pchilik mikroorganizmlarning rivojlanishida pH 7 dan 9 gacha bo’lib ularga neytrofil bakteriyalar deyiladi.Asirofillar – yer osti shag’allarida uchraydigan ma’lum bir mikroorganizm yashab uning rivojlanishida pH 1.5-4.0 gacha yetadi.Ko’pchiliklari – alkolofillar - pH 9.0-10.5 gacha yetadi – ammonifsikatorlar va oltingugurtni qaytaruvchilar misol bo’la oladi.
54 savol.Simbioz – bir xil muhitda ikki xil mikrob yoki ikki xil organizm birgalikda hamkorlikda yashaydi. Masalan: lishayniklar – bu yerda zamburug’lar bilan suv o’simliklari birgalikda hayot kechiradi. Yoki dukkaklilar oilasiga kiruvchi o’simliklar bilan Rhizobium avlodigadagi tuganak bakteriyalarning birgalikda yashashi. Metabioz – ikkita organizm birga yonma-yon yashab yashash davrida biri ishlab chiqqan mahsulotidan ikkitasi bahramand bo’ladi, ya’ni sharoit yaratib beradi. Masalan: saprofit mikroblar oqsillarni parchalab leptonga va aminokislotalarga ajralib undan nitrafikasiyalovchi mikroorganizmlar nitrat kislota va uning olib boradi. Ammonifikasiyada Н3S chiqib u fototrof mikroorganizmlar o’zlashtirishadi. Sinergizm 2 va ko’plab organizmlar birgalikda yashab foyda ko’radi. Masalan: ammonifikatorlar bilan nitrofikatorlar fototrof bakteriyalarning birgalikda yashashi. Antogonizm – bir turdagi mikrob rivojlangan joyda ikkinchi turdagi mikrob rivojlana olmasa, ya’ni u ishlab chiqqan mahsuloti ta’sir kilib halokatga olib keladi. Bunday hodisani zamburug’lar bilan bakteriyalar o’rtasida ko’rish mumkin. Simbioz h+olda h+ayot kechirganda bir tur ikkinchi tur bilan birgalikda yashaydi. Masalan, kefir donachalari tarkibida sut kislota h+osil qiluvchi va achitqi zamburug’lari birgalikda yashaydi yoki tugunak bakteriyalar dukkakdosh o’simliklar bilan birgalikda yashaydi.Metabiozda bir bakteriya ikkinchi bakteriya uchun qulay sharoit yaratib beradi. Masalan, ammonifikatorlar nitrifikatorlar uchun NN3 h+osil qiladi. Nitrozomonas NN3 ni o’zlashtirib, nitrobakter uchun NNO2 h+osil qiladi:Antagonizmda bir tur ikkinchi turning rivojlanishini cheklab qo’yadi. Masalan, sodda h+ayvonlar bakteriyalarni yeb qo’yadi, bakteriofaglar bakteriyalarni eritib yuboradi, bijg’ituvchilar chirituvchilarning ko’payishini cheklab qo’yadi yoki turli-tuman antibiotiklar bakteriyalarga salbiy ta’sir etadi. Mikroorganizmlarga tashqi muh+it faktorlarining -ta’sirini bilgan h+olda ularga qarshi kurash choralarini qo’llash mumkin bo’ladi.Antibiotik moddalar va ularning ishlatilishi. Mikroorganizmlar bilan mikroorganizmlar, mikroorganizmlar bilan o’simliklar, hayvonlar va odamlar o’rtasidagi munosabatlar.
55 savol.Antibiotiklar. Antibiotiklar turli bakteriya yuqumli kasalliklarini davolashda qo’llanilayotgan ximiyaterapevtik vositalar orasida asosiy o’rinni egallaydi. Antibiotiklar kelib chiqishi, kimyoviy tuzilishi, bakteriyaga qarshi ta’sir mexanizmi va ularga sezgir bakteriyalar soniga (ta’sir doirasiga) ko’ra qator gruppalarga bo’linadi. Tor ta’sir doirasiga ega bo’lgan antibiotiklar (penitsillin, tsefalosporinlar) bilan bir qatorda keng ta’sir kuchiga ega bo’lgan antibiotiklar ( aminoglikozidlar, tetratsiklin, levomitsetin va boshqalar) ham qo’llaniladi.Antimikrob preparatlarni amaliyotda keng (ba’zida noto’g’ri) qo’llanishi, bakteriyalarning preparatlarga nisbatan chidamli (rezistentli) variantlarini shakillanishiga olib keladi. Hozirgi kunda bakteriyalarning antimikrob preparatlarga nisbatan rezistentli shtammlarini paydo bo’lishini ikkita asosiy mexanizmi mavjud: tabiiy va hayot davomida ortirilgan.Antibiotiklar (lat. Antibioca – bakteriyalarga qarshi modda) - turli organizmlar: zamburug’lar, bakteriyalarda, shuningdek hayvon va o’simlik organizmining hujayralarida ishlanib chiqadigan va mikroblarni ,ko’payishini to’xtatadigan,yoki ularni halok qiladigan, moddalardir.Xozirgacha 6000 dan ortiq antibiotiklar mavjud bo’lib, shulardan 200 dan ortig’i tibbiyotda keng qo’lanilmoqda.Ba’zi mikroorganizmlarning yashash faoliyatiga boshqa mikroorganizmlarning to’sqinlik qilishini birinchi bo’lib I.I. Mechnikov aniqlagan: u davolash maqsadlari uchun mikroorganizmlarni ana shu xossasidan foydalanishni, jumladan ichakdagi zararli chirituvchi bakteriyalarning faoliyatini to’xtatitish uchun sut kislota tayoqchalarini prostokvasha bilan iste’mol qilishini taklif etdi.
1929 yildagina antibiotiklarni o’rganila boshlandi va shu yili A. Fleming Penicillium nototum zamburug’ini bulьondagi kulьturasi filьtrati antibakterial ta’sir etishini isbot qildi. 1940 yilda E. CHeyn va G. Flori penitsillin preparatini olishdi. 1942 yilda esa E.V. Yermolьeva Penicillium crustosum dan pentsillin tayyorladi. Antibiotiklar meditsinada ishlab chiqarishida maxsus usullar yordamida olinmoqda.Kelib chiqish jixatidan antibiotiklarZamburug’lar, antibiotiklar va bakteriyalardan olinuvchi antibiotiklarga:hayvonlardan olinuvchi antibotiklarga sintetik va yarim sintetik antibiotiklarga Yuqori darajali o’simliklardan olinuvchi fitontsidlarga bo’linadi.Kimyoviy tarkibi jihatidan antibiotiklar 1) Azot va geterotsitik birikmalar saqlovchi antibiotiklarga- pentsillin, tsefalosporin va boshqalar.2) Aromatik birikmalar saqlovchi antibiotiklarga -levomitsitin.3) Tetratsiklin birikmalari tetratsiklin, streptomitsin, kanamitsin, monomitsin.Mikroorganizmlarga antibiotiklar asosan 2 xilda ta’sir qilishi mumkin.Bakteriotsid -bunda antibiotik mikroorganizmlarga salbiy ta’sir etib ularni xalok bo’lishi kuzatiladi.Bakteriostatik -ta’sir qilishi esa mikroorganizmlarni o’sishi va rivojlanishi to’xtalishi tushiniladi.Mikroorganizmlarga ta’sir etish doirasiga qarabMikroorganizmlarga ta’sir etish doirasiga qarab antibiotiklar 2 guruhga ajratiladi:1) Tor doirada ta’sir qiluvchi antibioitiklar2) Keng doirada ta’sir qiluvchi antibiotiklar.Tor doirada ta’sir etuvchi antibotiklarTor doirada ta’sir etuvchi antibotiklar faqat ma’lum bir mikroorganizmlarga ta’sir etib, boshqa mikroorganizmlarga esa ta’sir qilishi kuzatilmaydi. Masalan: pentsillin antibiotiki gr + kokklar va bakteriyalarga ta’sir etsa kislotaga chidamli va gr – mikroorganizmlarga ta’sir etmaydi.Keng doirada ta’sir qiluvchi antibiotiklarTa’sir doirasi keng antibiotiklar esa ko’pchilik mikroorganizmlarga salbiy ta’sir etadi. Masalan: levomitsetin, tetratsiklin antibiotiklari gr +, - va kislotaga chidamli bakteriyalarga ta’sir etadi.Antibiotiklarni biologik ta’sir mexanizmi1) Hujayra devorini sintezini to’xtatib qo’yuvchi antibiotiklar (penitsillin, linkollitsin, tsefalasporin).2) Hujayra menbranasi funktsiyasini buzuvchi antibiotiklar (alьbomitsin, gramitsidin, nistatin).3) Tanlab nuklein kislotalar sintezini to’xtatib qo’yuvchi antibiotiklar:a) RNK sintezini to’xtatib qo’yuvchi antibiotiklar (aktinomitsin, kanamitsin, neomitsin).b) DNK sintezini to’xtatib qo’yuvchi antibiotiklar (aktidion, novobiotsin).
56 savol.Patogen mikroorganizmlar.
Patogen bakteriyalar odamlarda, hayvonlarda turlituman kasalliklar vujudga keltiradi. Bularga stafilokokklar, streptokokklar, pnevmokokklar, meningokokklar, gonokokklar kiradi. Bular odamlarda turlituman yallig’lanishni vujudga keltiradi. Masalan, stafilokokklar odamda chipqon (furunkul)ni vujudga keltiradi. Patogen stafilokokklarga qoramollar, qo’y va echkilar, otlar, oq quyon va oq sichqonlar juda chidamsizdir. Patogen streptokokklar odamda va hayvonlarda turlituman yallig’lanishlarni, pnevmokokklar pnevmoniyani, meningokokklar meningitni, gonokokklar gonoreya kasalliklarining sababchilaridir. Vabo kasalligining sababchisi pasterela, brutsellyoz kasalligini sababchisi brutsello koka bakteriyasidir.Patogen anaerob bakteriyalar qoqshol (stolbnyak), botulizgazli gangrena (qorason), to’qimalarning yemirilishi va boshka kasalliklarning sababchilaridir. Patogen korine bakteriyalar difteriya kasalligini, patogen mikokkobakteriyalar sil kasalligini, patogen rikketsiyalar qizilchali tif (sipnoy tif) kasallngini vujudga keltiruvchilardir. O’simliklarda har xil kasalliklarni vujudga keltiruvchi bakteriyalarni fitopatologiya fani o’rganadi. Fitopatologiya fani XIX asrning 30 yillarida tashkil topa boshlagan. Kasal o’simliklarni.birinchi bo’lib D. Kandol tasvirlagan edi.
57 savol.1.Mikroorganizmlar muhim guruhlarining tuproqda, suv havzalari va atmosfеrada tarqalishi va ahamiyati. Mikroorganizmlarning biogeokimyoviy faoliyati. Mikroorganizmlarning tabiatda moddalar almashinishidagi roli.
Mikroorganizmlar tabiatda juda keng tarqalgan organizm bo’lib, ular asosan tuproqda, suvda, havoda va barcha tirik organizmlarda keng tarqalib, ular uchramaydigan joy yo’q. Sababi bular aerob va anaerob bo’lib juda kichik bo’lib turli hil vositalar yordamida tarqala oladi. Tuproq, suv, havo, odam, hayvon va o’simliklarda uchraydigan mikroorganizmlarning biologik jarayonlarda ishtiroki katta. Ana shu mikroorganizmlarning tarqalishida hasharotlarning roli kattadir. Uy pashshasining tashqi tomondan 6 million dona bakteriya topilgan, ichagida 28 ming bakteriya topilgan. Umuman mikroorganizmlarning tashqi muhitga tarqalishi va yashash joyiga ekosistema deb yuritiladi. Ana shu ekosistemada mikroorganizmlarning tarqalishini 1925 yilda Vinogradskiy 2 ta kategoriyaga bo’ldi:Avtoxtonli.Allaxtonli ekosistema Suvdagi mikroblar quyosh nuri ta’sirida va suv oqimi harakatida o’lib turadi va suv ostiga cho’kadi. Suvning mikroorganizmlardan tozalanishida suv ichi bir qator biologik faktorlarning ham ahamiyati bor. Shu jumladan, bakteriofaglarning ta’siri ko’p. Bundan tashqari suvdagi Pzotozoalar ham oziqlanadi. Suvda ko’plab saprofit va parazit mikroblarni uchratish mumkin. Patogen mikroorganizmlardan ba’zan kuydirgi basillasini qorin tifi, paratif, brusellyoz, qoqshol, vabo vibrioni, ichburug’ va boshqa mikroorganizmlar uchraydi. Patogen mikroblar suvda bir qancha vaqtgacha tirik yashaydi.Yer osti va buloq suvlari toza suv hisoblanadi. Suvni tozalash. Tozalash uchun suv avval maxsus tindirgichlarda tindiriladi, bunda mikroblarning 75 % cho’kadi. Cho’kish jarayoni tez borishi uchun suvga ohak qo’shilib so’ngra mayda shag’al va kum orqali filtrlanadi. Shundan keyin xlorlanadi yoki azonlanadi. Xlorlash natijasida 1.0 mg aktiv xlor 1 l suvda 6 ming bakteriya 4 soatda o’ldiradi. 1 mg azon esa 1 l suvda 6 ming 5 sekundda o’ldiradi.Tuproq mikroflorasi.1 g tuprokda millionlab va milliardlab bakteriyalar bo’ladi. Ba’zi olimlarning hisoblashiga ko’ra 1 ga haydaladigan yerning 25 sm chuqurlikka bo’lgan qatlamida 3-5 tonnagacha bakteriyalar uchrar ekan. Tuproqdagi mikroorganizmlarni hisoblash uchun Vinogradskiy 1924 yili metod ishlab chiqdi, ya’ni ma’lum hajmdagi tuproqdagi suspenziyasidan olib mazok tayyorlanadi. So’ngra u karbol kislota eritilgan eritrodin bilan bo’yaladi va mikroskopda qarab mikroorganizmlar soni hisoblanadi.
58 savol.Mikroorganizmlarning azot, uglerod, oltingugurt, fosfor ba boshqa elementlarning aylanishidagi ishtiroki.
Oltingugurtning tabiatda aylanishi. Oltingugurt tuproqda anorganik va organik birikmalar shaklida uchraydi. Anorganik birikmalaridan CaSO4 . 2H2O; Na2SO4; FeS2; Na2S; ZnS va boshqalar keng tarqalgan. Organik birikmalar (sulьfagidrilь SN, disulьfid S—S gruppalari), aminokislotalar (tsistein, tsistin, metionin), oqsillar va ba’zi bir vitaminlarda (tiamin, biotin) uchraydi. Yuksak o’simliklar oltingugurtni faqat sulьfat kislotaning anioni (SO4) shaklida qabul qiladi. CHirituvchi bakteriyalar o’simlik va hayvonlar qoldig’ini parchalab, oltingugurtni N2S shaklida ajratadi. Tuproqda, suvda uchraydigan disulfur bakteriyalar tuzlarni qaytaradi. Bularga Microspira desulfuricans, Desulfovibrio desulfuricans lar misol bo’ladi. Bu bakteriyalar bir xivchinli harakatchan vibrionlarga o’xshash bo’ladi.Bakteriyalar organik moddalarni parchalaganda atomar h+oldagi «N» h+osil bo’ladi, bu «N» sul’fatlarni qaytaradi:C6H12O6 + 6N+ +3SO4- - → 6CO2 h+ 6H2O h+ H2S + 175 kJCHirituvchi va sulьfat redutsirlovchi organizmlarning faoliyati natijasida vodorod sulьfid to’planadi. SHunday usul bilan suv havzalarida, ko’llarda, dengizlarda H2S to’planadi. Masalan, Qora dengizda 200metr chuqurlikda shuncha ko’p mikdorda H2S hosil bo’ladiki, bu yerda faqat anaerob bakteriyalargina yashay oladi, qolganlari yashay olmaydi.Tuproqda, suv havzalarida to’plangan H2S oltingugurt bakteriyalari tomonidan oksidlanadi. Bu bakteriyalarni 1887 yilda Vinogradskiy aniqlagan. Bakteriyalar avvaliga H2S ni S gacha, keyin H2SO4 gacha oksidlaydi 2H2S + O2 = 2H2O + S2 S2 + 2H2O + ZO2 q 2N2SO4 h+ 479 kJ.Ajralgan energiya SO2 va N2O dan organik modda sintezlanishi uchun sarflanadi.Tion bakteriyalar. Tion bakteriyalar aloh+ida gruppani tashkil etadi, ular N2S dan Na2S3Ob yoki Na2S2O3 yoki N2SO4 h+osil qiladi, lekin h+ujayralarida oltingugurt to’plamaydi. Bu bakteriyalar sho’r suvlarda, chuchuk suvlarda va tuproqda uchraydi. Asosiy vakili tayoqchasimon — Thilobacillus thioporus spora hosil qilmaydi, avtotrof, S ni N2SO4 gacha oksidlaydi. Tuproqda boshqa vakili Th.thioxidans ham uchraydi. Avtotroflardan tashqari, tipik geterotrof — Vas.subtilis (pichan batsillasi) ham S ni oksidlaydi. Tuproqda sulьfatlarning to’planishi bilan bir qatorda ularning parchalanishi — desulьfofikatsiya h+am sodir bo’lib turadi; eng muh+im vakillaridan biri 1947 yili topilgan Th.ferroxydans — tayoqchasimon bakteriya bo’lib, uzunligi 0,8-1 mkm diametri 0,4 mkm. Bu bakteriya kislotali muhitda FeSO4 ni Fe2(SO4)3 gacha oksidlaydi, ya’ni xemosintez protsessini amalga oshiradi:4FeSO4+ 2N2SO4 + O2 →2Fe2(SO4)3 + 2H2OBakteriyalar 120g FeSO4 oksidlaganda 16,06 mg uglerod o’zlashtiradi. SHu bilan birga S ni N2SO4 gacha oksidlaydi. Bu bakteriya kislotali muhitli ko’mir va oltingugurt konlarida uchraydi va piritning oksidlanishida muhim ahamiyatga ega:FeS2 + H2O + 3,5O2 →Fe2(SO4)3 + H2SO4kislotali muhitda ximiyaviy oksidlanish protsessi bormaganligi tufayli keyingi oksidlannsh Th.ferrooxydans ishtirokida boradi:2FeSO4 h+ 0,5O2 h+ N2SO4 →Fe2(SO4)3 h+ N2O.keyinchalik FeS2 ximiyaviy yo’l bilan oksidlanadi va S hosil bo’ladi, uni Th.ferrooxydans N2SO4 gacha oksidlaydi: S + 1,5O2 + N2O→ 2Nh+ + O4-- + S6h+Bu bakteriya sulьfidli rudalarni oksidlab, sulьfatlarga aylantirishda muhim ahamiyatga ega. U hatto xalьkopirit (SiFeS2), molibdenit (MoS2) va boshqa sulьfidli minerallarni ham oksidlaydi.Temir bakteriyalari. 1888 yilda Vinogradskiy temir bakteriyalarida uchraydigan xemosintez protsessini kashf etdi. Bu bakteriyalar chuchuk va sho’r suvlarda ko’p tarqalgan bo’lib, ikki valentli temir tuzlarini o’zlashtirib, temir gidratlar hosil qiladi:FeSO3 + 6H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 4SO2 + 167 kJTemir bakteriyalari ko’l va botqoqliklarda temir rudalari hosil bo’lishida ishtirok etadi. Uzoq vaqtgacha bu bakteriyalarni aniqlay olmaganlar. B. V. Perfilьev (1926—1927) ko’l cho’kindisidan temir bakteriyasini topgan va Sphaerothrix deb nomlagan (50, 51, 52-rasmlar). Keyingi yillarda (1952, 1961) u kapillyar - mikroskopiya metodidan foydalanib, cho’kindi moddalardan yangi temir bakteriyasi - Metallogenium ni ajratib olishga muvaffaq bo’ldi. Bu bakteriya tabiatda juda keng tarqalgan bo’lib, temir konlari hosil bo’lishida muhim ahamiyatga ega ekanligi aniqlandi.Tabiatda Met. galionella mikoplazmalar shaklida tarqalgan. Temir bakteriyalari orasida kokksimon, tayoqchasimon va ipsimon formalar uchraydi. Ko’pchiligi fakulьtativ avtotrof bo’lib, ipsimon vakillari ko’ndalangiga bo’linib yoki harakatchan konidiyalar yordamida ko’payadi. Mikroorganizmlarning atigi 0,1% agarli muhitda o’sa oladi. SHuning uchun mikroorganizmlarni tekshirish ishlarida tabiiy sharoitga yaqin bo’lgan sharoit yaratish muhim ahamiyatga ega. SHu maqsadda mikrobiologlar ko’pincha shisha plastinkalarni ma’lum muddatga tuproqqa ko’mib yoki suvga botirib qo’yadilar, so’ngra ularga yopishib qolgan mikroorganizmlarni tekshiradilar.Mikroorganizmlarni tekshirishda mikroskopiya metodlari ham qo’llaniladi ko’pgina bakteriyalarning bioximiyasi, fiziologiyasi ana shu metod bo’yicha o’rganiladi. Lekin kapillyar mikroskopiya metodi kelgusida yana ham keng imkoniyatlarga yo’l ochib beradi va undan mikrobiologiyaning boshqa tarmoqlarida ham foydalanish imkoni tug’iladi.Perfilev kapillyar mikroskopiya metodidan foydalanib, ilgari noma’lum bo’lgan yirtqich bakteriyalar gruppasini — temir bakteriyalarning yangi avlodi — Metallogenium ni topib, ularning fiziologiyasi va morfologiyasini o’rgandi. Masalan, yirtqich bakteriyalardan Dictyobacter harakatchan, ovalsimon yoki yumaloq shakldagi koloniyadan iborat. Koloniyasi bir uchi qayrilgan tayoqchasimon hujayralardan tashkil topgan, ularning uzunligi 2—6 mkm, eni 0,7—1,2 mkm. Bu koloniya o’zidan yirik bo’lgan oltingugurt bakteriyalari bilan oziqlanadi, mabodo oltingugurt bakteriyalari bo’lmasa, cho’kmadagi eritmalar bilan ham oziqlanaveradi.Yirtqichlardan yana biri Cyclobacter bo’lib, koloniyasi yumaloq, hujayralari bir-biri bilan plazmodesmalar orqali bog’lanadi. Bular 3—4 tadan to 30 tagacha bo’lib birlashishi mumkin.Cyclobacter ning rivojlanaishi. Birinchi fazada - ipsimon, harakatchan, ikkinchi fazada yumaloq bo’ladi. Keyin alohida kichik-kichik mikrokoloniyalar hosil qiladi. Uchinchi fazada to’rsimon mikrokoloniyalar hosil qiladi. Oldingi fazalarda mikrob saprofit usulda oziqlansa, keyingi fazalarda maxsus tutqich o’simtalar hosil qilib, yirtqichlik bilan hayot kechira boshlaydi.
59 savol. Ammonifikatsiya protsessi. O’simliklar va hayvonlar qoldig’ida juda ko’p miqdorda organik moddalar bo’ladi. Ularning mineral moddalarga aylanishi o’simliklarning azot bilan oziqlanishi uchun muhim ahamiyatga ega. Oqsillarning chirishi protsessida NN3 hosil bo’lgani uchun ammonifikatsiya protsessi deyiladi. CHirish protsessi aerob va anaerob sharoitda boraveradi, lekin aerob sharoitda tezlashadi. CHirituvchi mikroorganizmlar gruppasiga xilma-xil bakteriyalar misol bo’ladi.Anaeroblardan eng keng tarqalgani Clostridum putrificus bo’lib, tayoqcha shaklida, uzunligi 5-6 mkm, diametri 0,6-0,8 mkm, peritrix tipda xivchinlangan. Spora hosil qilganda h+ujayrasi baraban tayoqchasi shakliga kiradi. Bu bakteriya asosan oqsillarni parchalaydi. Patogen chirituvchi bakteriyalarga qoqshol kasalligini keltirib chiqaruvchi V.tetani misol bo’ladi.Fakulьtativ anaeroblarga ichak tayoqchasi - Eschirichia coli va protey tayoqchasi - Vas. proteus vulgaris misol bo’ladi. Peretrix tipda xivchinlangan harakatchan, uzunligi 1-3 mkm, diametri, 0,5-1 mkm ga teng. Vas. mesentericus, Vas. subtilis, Vas. mycoides, Vas. megaterium oqsillarni aerob sharoitda parchalaydigan bakteriyalardir. Bularning hammasi spora hosil qiladi (53-rasm). Kichik tayoqchasimon Pseudomonas fluorescens spora hosil qilmaydi.Oqsillar parchalanganda suv, karbonat angidrid, ammiak, vodorod sulьfid, metilmerkaptan (CH3CH) hosil bo’ladi. Yoqimsiz hidli indol, skatol ham hosil bo’ladi. Bunda oqsillarga eng avval proteolitik fermentlar ta’sir etib, peptonlar, polipeptidlar va aminokislotalar hosil qiladi. V. N. SHaposhnikov ko’rsatganidek, oqsillarning parchalanishi ikki yo’l bilan boradi: birinchidan, aminokislotalar bakteriyalar tanasining tuzilishi uchun sarflanadi; ikkinchidan, aminokislotalardan uglerod manbai sifatida foydalaniladi. Bu protsessda hosil bo’lgan ortiqcha NH2 gruppa NH3 ga aylanadi yoki NH3 organik kislotalar bilan bog’lanadi: RCH(NN2)COOH (nCO2 + mH2O h+ NH4OH yokireaktsiya oxiriga yetmasdan ba’zi kislotalar yoki spirtlar hosil bo’lishi mumkin. Masalan, alanin aminokislotasidan pirouzum kislota va ammiak hosil bo’ladi:CH3(NH2)COOH + O2 → CH3COCOOH + NN3
alanin pirouzum kislota
ammiakyoki alanin aminokislotasidan sut kislota va ammiak h+osil bo’lishi mumkin:CH3CH(NH2)COOH+H2O →CH3CH(OH)COOH+ NN3
alanin sut kislota ammiak
Tuproqda organik moddalarning parchalanish protsessi iqlim sharoiti, tuproq namunasi va qo’llanilgan agrotexnika usullariga bog’liq holda turlicha borishi mumkin. Masalan, O’rta Osiyoning bo’z tuproqlarida ammonifikatsiya juda tez boradi, chunki temperatura ancha yuqori va bahorda namlik yetarli bo’ladi. Aksincha, SHimoliy rayonlarda temperatura past bo’lganligi uchun bu protsesslar juda sekin boradi, qora va kashtan tuproqli zonalarda ham organik moddalarniig parchalanishi sekin boradi.Oqsillarning parchalanishi uchun optimum temperatura 25—30°S bo’lishi, shuningdek, parchalanadigan mahsulotda yetarli darajada namlik bo’lishi kerak.
Turli tuproqlarda boradigan nitrifikatsiya protsessi. Tuproqda boradigan nitrifikatsiya protsessi laboratoriya sharoitida olib boriladigan nitrifikatsiyadan boshqacha bo’ladi. Laboratoriya sharoitida organik moddalarning ko’payishi, ya’ni ortishi bakteriyalarga salbiy ta’sir etsa, tuproqda bunday bo’lmaydi, chunki tuproqda organik moddalarning eruvchan formasi kam uchraydi. Ikkinchidan, tuproqda nitrifikatorlar bilan birga boshqa bakteriyalar ham uchraydiki, bu bakteriyalar organik moddalarni o’zlashtiradi va nitrifikatorlar uchun mikrozonalar vujudga keltiradi.Nitrifikatorlar muh+itning kislotali reaktsiyasiga sezgir va pH 6,0 dan past bo’lsa, protsess to’xtaydi. 6,2 dan to 9,2 gacha bo’lsa, bakteriyalar yaxshi rivojlanadi. Nitrifikatsiya protsessi natijasida 1ga yerda 1 yilda 300kg nitrat kislota to’planadi. Butun yer yuziga hisoblaganda bu nihoyatda katta son. SHuning uchun agronomiyada bu protsessga katta ahamiyat beriladi. Nitrifikatsiya protsessi ammonifikatsiya protsessi bilan chambarchas bog’liqdir, ammonifikatsiya qancha tez borsa, nitrifikatsiya ham shuncha intensivlashadi.Nitrifikatorlar botqoq tuproqlardan tashqari, hamma tuproqlarda uchraydi. Agar botqoq tuproqlar quritilsa va ularga ohak solinsa, u yerlarda ham nitrifikatorlar rivojlana boshlaydi. Podzol tuproqlarda nitrifikatsiya protsessi asosan tuproqning haydalma qatlamida boradi. Qora tuproqlarning haydalma qatlamida ham bu protsess intensiv boradi, 50sm chuqurlikda ham uchraydi.O’rta Osiyoning bo’z tuproqlarida nitrifikatsiya protsessi juda ham tez boradi va tuproqda ko’p miqdorda nitratlar to’planadi. Lekin sho’r tuproqlarda bu protsess kuchsiz boradi va nitrit kislota to’planishi bilan tugaydi, chunki sho’r tuproqlarda nitrobakter uchramaydi. V. L. Isachenko bu bakteriyalarni sho’r suvlarda ham uchratmagan. Endigina o’zlashtirilayotgan sho’r tuproqlarda nitrifikatsiya protsessi asosan haydalma qatlamda boshlanadi, ayniqsa, sulfatli sho’rlanish bakteriyalarga salbiy ta’sir etadi. SHuningdek,nitrifikatorlar tuproqning namligiga ham sezgir, quruq tuproqda yoki namlik haddan tashqari ortib ketgan vaqtda ular yaxshi rivojlanmaydi
.Denitrifikatsiya protsessi. Denitrifikatsiya protsessi nitrifikatsiya protsessining aksi bo’lib, bunda bog’langan azot yana atmosferaga erkin holda qaytadi. Bu protsess bevosita va bilvosita bo’ladi, chunki nihoyatda xilma-xil protsesslar natijasida nitratlardan molekulyar azot hosil bo’lishi mumkin.Bevosita denitrifikatsiyada nitratlar denitrifakiyalovchi alohida bakteriyalar gruppasining hayot faoliyati tufayli qaytarilsa, bilvosita denitrikatsiyada faqat aminokislotalar bilan nitrit kislota o’zaro ta’sir etadi. Buning natijasida ham molekulyar azot hosil bo’ladi. Bevosita denitrifikatsiya tabiatda tuproqda, go’ngda va suv havzalarida keng tarqalgan denitrifikatsiyalovchi bakteriyalarning hayot faoliyati tufayli sodir bo’ladi:4HNO3 = 2H2O + 5O2 + 2N2Bu bakteriyalarga tubandagilar misol bo’ladi: 1. Vast. denitrificans tayoqchasimon, peretrix tipda xivchinlangan, spora h+osil qilmaydi (56-rasm).2. Achromobacter stutzeri — mayda tayoqchalar, ko’pincha zanjir shaklida uchraydi.3. Pseudomonas fluorescens— harakatchan, tayoqchasimon bakteriya.4. Pseudomonas pyocyanea — tayoqchasimon; ko’k tusli pigment hosil qiladi.Denitrifikatsiya ham oksidlanish, ham qaytarilish protsessidir.Bakteriyalar fakultativ anaerob bo’lib, kislorod ko’payib ketganda denitrifikatsiya protsessi to’xtaydi. Anaerob muhitda nitratlar va organik moddalar yetarli bo’lganda darhol denitrifikatsiya boshlanadi, muhitda kislorod yetishmasa, nitratlarni qaytarib kislorod oladi.Muhitning rN 3,2—8,7 bo’lsa, bu bakteriyalar yaxshi rivojlanadi.Bilvosita yoki bevosita denitrifikatsiya nitratlar bilan aminlarning o’zaro ximiyaviy yo’l bilan reaktsiyaga kirishi tufayli boradi, bunda bevosita denitrifikatsiyaga qaraganda ikki marta ko’p azot h+osil bo’ladi:R-CHNH2COOH+ NOH = R-CHOH • COOH+ H2O + N2
aminokislota organik kislota
Azot fiksatsiyasi Atmоsfеra havоsi tarkibida 78-80% erkin azоt bo`ladi, ya’ni har 1 km2 еrga 8 mln. t. azоt to`g`ri kеladi. Ammо bu azоtni hayvоnlar va o`simliklar o`zlashtira оlmaydi. Bu azоt mоddalarning biоlоgik o`zgarishiga, ikki yo`l bilan ishtirоk etadi. Birinchi yo`lga binоan atmоsfеrada elеktr zaryadsizlanishi vaqtida (kuchli chaqmоq bo`lganda) azоtning elеktrоkimyoviy оksidlanish ro`y bеradi, bunda N2 ( NО2 ga aylanadi. Hоsil bo`lgan NО2 suvda va tuprоqda yana оksidlanib NО3 ga aylanadi. Bu yo`l bilan bir yilda 1m2 maydоnda 30 mg NО3 to`planadi.Ikkinchi yo`lda molekular azоt mikrооrganizmlar tоmоnidan to`planadi. Bu jarayon ham, fоtоsintеz kabi, o`ta muhim jarayondir. Hisоblashlar shuni ko`rsatadiki, mikrооrganizmlar tоmоnidan bir yilda 270 dan 330 mln. t azоt o`zlashtiriladi. Undan 160-170 mln. t si quruqlikda va qоlgan 70-160 mln. t si esa оkеanlarda fiksatsiyalanadi.Frantsuz оlimi Jоdеn 1882-yilda 2 ta yopiq idishga azоtsiz оrganik, ammо azоtsiz mоddalarni sоlib azоtsiz muhitda ham mikrооrganizmlarning rivоjlanishini kuzatgan.Bеrtlо 1893-yili stеrillangan va stеrillanmagan tuprоqda azоt miqdоrining o`zgarishini tеkshirib, stеrillanmagan tuprqda azоt miqdоrining оshishini ko`rsatib bеrdi.Vinоgradskiy-1893 yilda azоt o`zlashtiruvchi mikrооrganizmlarning sоf kulturasini birinchi marta ajratib оladi va ularning anaerоb va spоra hоsil qilish хususiyatlarini o`rganadi. Bu kulturani Clostridium pasterianum dеb atadi.
Bеyеrink 1901-yilda Azotobacter chroococcum azоtоbaktеrni ajratib оladi va uni anaerоb sharоitda yashashi hamda molekular azоt o`zlashtirishini aniqladi.Eramizdan 100-15 yillar ilgari o`tgan rim va grеk dоnishmandlari dukkakli o`simliklarning еr hоsildоrligini оshirishini qayd etgan. Bu hоdisa azоt o`zlashtiruvchi mikrооrganizmlarning bоshqa bir guruhi, ya’ni simbiоz hоlda yashоvchilarga daхldоrdir.Bunga dоir eng aniq birinchi tajriba frantsuz оlimi J. Bussеngо tоmоnidan 1838-yilda amalga оshirilgan.1886-88 yillarda Gеlrigеl hamda Vilfart dukkakli o`simliklar ildizidagi o`simtalarning, o`simliklar tоmоnidan erkin azоtni o`zlashtirlishi оrasida o`zarо munоsabat bоrligini aniqlashadi.M.S. Vоrоnin (1886) dukkakli o`simliklar ildizida (tuganaklaridagi mikrоskоpik tanachalarda) mikrооrganizmlar bоrligini aniqlagan.Bеyеrink (1888) o`simliklar ildizidan tunanak baktеriyalarning ajartib оladi va o`sha baktеriyalarning tuganak hоsil qilishi va azоt o`zlashtirishi aniqlaydi. Kulturani Bac. radicola dеb atadi (hоzir bu baktеriyalar Rhizobium avlоdiga kiritilgan). Bu baktеriyalar sun’iy muhitda yaхshi o`ssa, erkin azоtni o`zlashtirmaydi. Erkin azоtni o`zlashtirishi uchun ular simbiоz hоlda yashashi zarur.Ko`k-yashil suvo`tlari tоza kultura hоlatida atmоsfеra azоtini o`zlashtirishlari mumkin. Tabiiy sharоitda ular zamburug`lar va mохlar bilan simbiоz hоlda yashaydi.Silvеstеr V. azоtоfiksatsiyalоvchi оrganizmlarning simbiоzlar sхеmasini taqdim etdi. Masalan, tsianоbaktеriyalar zamburug`lar bilan simbiоz hоlda yashab, lishayniklarni yaratadi, tsianоbaktеriyalar papоrоtniklar bilan simbiоz yashab azоllalarni yaratadi.Tuganak baktеriyalar esa, yopiq urug`li o`simliklar bilan simbiоz hоlda yashab, dukkaklilar tuganagini, aktinоmitsеtlar esa, yopiq urug`li o`simliklardan оlcha va jiyda o`simliklari (lох) bilan simbiоz hоlda yashashlari mumkin.Yuqоrida aytilganidеk, tsianоbaktеriyalar zamburug`lar bilan birga lishayniklarni hоsil qiladi va ulardan sharоitga mоslashib, azоtni-50S da ham fiksatsiyalayоladiganlari tоpilgan. Jarayonning оptimal tеmpеraturasi 15-200S.

60 savol.Mikroorganizmlarning ozuqa va yem mahsulotlari, kimyoviy moddalar va dorivor preparatlar olish maqsadida ishlatiladi.Bugungi kunga kelib mikroorganizmlar asosida ishlab chiqarishning turli sohalarida foydalanib kelinmoqda. Jumladan, qishloq xo’jaligida o’siliklarning hosildorligini oshirishda bakterial o’g’itlar foydalanish va ularni sanoat miqyosida ishlab chiqarish yo’lg

BAKTERIAL O’G’ITLARTuproqdagi mikrobiologik protsesslarga va mikroblarga bakteriologik o’g’itlar kuchli ta’sir ko’rsatadigan faktorlardan biri hisoblanadi. Bakterial o’g’itlar xilmaxil bo’ladi: nitragin, azotobakterin, fosfobakterin, AMB va boshqalar. Turli dukkakdosh o’simliklarning urug’iga ekishdan oldin nitragin bilan ishlov berilsa (1 ga yerga ekiladigan urug’ uchun 5—10 g nitragin kerak), ularning hosili o’rta hisobda 10—15% yuqori bo’ladi.Nitragin ta’sirini quyidagi. jadval ma’lumotlaridan ko’rish mumkin Nitragin tarkibida aktiv tugunak bakteriyalari bo’ladi, ular ko’plab atmosfera azoti to’playdi va hosilni oshiradi. SHuningdek, hosilning sifati ham yaxshilanadi, ya’ni ko’p miqdorda oqsil, aminokislotalar va V gruppaga mansub vitaminlar sintezlanadiNitragin turli shaklda: torfli aralashma, tuproqli aralashma, agarli aralashma va suyuq holda ishlab chiqariladi. SHulardan eng ko’p ishlatiladigani torfli aralashma b,o’lib, .bu aralashmadan AQSH, Avstraliya, YAngi Zelandiya, Kanadada, Hindistonda va boshqa Yevropa mamlakatlarida keng ravishda foydalaniladi.MDH da ko’proq nitraginning tuprokli aralashmasi ishlatiladi, uning 1 gramida (mayda urug’li o’simliklar uchun) 3 dan 6 milliardgacha, (yirik o’simliklar uchun) 1,5—3 milliardgacha bakteriya bo’ladi.AZOTOBAKTERINAzotobakterin tarkibida azotobakter bo’ladi, uni tayyorlash uchun azotobakter agarli muhitda o’stiriladi. 1 gramida 40 mln azotobakter bo’ladi, 1 ga yerga ekiladi urug’lar uchun 10—15 g yetarli.Azotobakterin MDH da 1930 yillardan boshlab ishlatib kelinmoqda, u kul rang va qora tuproqli yerlarda o’sadigan o’simliklar hosilini 6—10% ga oshiradi. Ko’proq sabzavot o’simliklarida yaxshi natija beradi (19jadval).AMB PREPARATIBu preparat tarkibida xar xil bakteriyalar: ammonifikatorlar, azotfiksatorlar, sellulozani parchalovchilar uchraydi. Bu bakteriyalar tabniy unumdor tuproklarning asosiy mikroflorasini tashkil etadi. SHuning uchun avtoxton mikroflora deb ataladi. Odatda, kech kuzda va qish oylarida kislotali tuproqlarda nam ko’p bo’lishi va tuprok temperaturasining pasanib ketishi natijasida mikroorganizmlarning aktivligi pasayib ketadi. TTTuning uchun xar gektar yerga 250 kg dan AMB preparati solinsa, yaxshi natija beradn. Tubandagi jadvalda AMB preparatini qo’llanish natijasida xosildorlikning ortishi ko’rsatilgan (20jadval).Hozirgi vaqtda AMB preparati ko’prok parniklarda yetishtiriladi. Buning uchun parnikdagn go’ng ustiga 30—40 sm qalinlnkda AMB preparati sochiladi va uch xafta shu holda saklanadi. Kepin bu yerda ko’chat yetishtiriladi. Ko’chatlar olingandan keyin go’ng sabzavotlarni o’g’itlash uchun nshlatiladi.FOSFOROBAKTERIN1935 yiln A. A. Menkina tuproqdan organik birikmalardagi fosforni parchalaydigan bakteriyalarni ajratib oladi. Bu bakteriyalar organik moddalardagi fosforni o’zlashtiradi va fosfat kislota hosil kiladi. Fosfat kislotani o’simliklar o’zlashtira oladi. Ko’pchilik tuproqlarda organnk holdagi fosfor 28— 85% gacha bo’ladi, lekin undan yuksak o’simliklar foydalana olmaydi.Organik holdagi fosforni parchalovchi bakteriyalar 2 xil: spora hosil kiluvchi va spora xosil qilmaydigan bo’ladi.Megaterium yirik, 5—6'nm uzunlikdagi, eni 1,8—2 nm, sporasining uzunligi 1,2 nm, eni 0,7 nm bo’lgan bakteriyadir.Seratsiya 1,8—2 nm uzunlikdagi tayokchasimon, eni 0,5 nm bo’lgan fakultativ anaerob bakteriya.Boshqa tirik organizmlarga qaraganda bakteriyalar tabiatda keng tarqalgan, chunki ular nih+oyatda mayda bo’lganligi, tashqi muh+it faktorlariga tez moslasha olganligi; turli-tuman oziq moddalarni iste’mol eta olganligi uchun boshqa organizmlar yashay olmaydigan joylarda h+am uchraydi. Bakteriyalar tuproqda, suvda, h+avoda va boshqa organizmlar tanasida uchraydi.
61 savol. Suvni tozalash. Tozalash uchun suv avval maxsus tindirgichlarda tindiriladi, bunda mikroorganizmlarning 75% cho’kadi. CHo’kish protsessi tez borishi uchun suvga koagulyant (oh+ak yoki glinozyom) qo’shiladi, so’ngra mayda shag’al va qum orqali filьtrlanadi. SHundan keyin esa xlorlanadi. Suvning tarkibidagi ichak tayoqchasi titr orqali aniqlanadi. Agar 300—500 ml suvda bir dona ichak tayoqchasi topilsa, suv toza hisoblanadi, shundan keyin bu suv vodoprovod orkali ah+oliga yuboriladi.Ichak tayoqchasi (E. soli) uchraydigan suvning eng kam miqdori (ml.da) soli-titr deyiladi.Koli - indeks deb ataladigan suvning yana bir tozalik ko’rsatkichi bo’lib, 1l suvda uchraydigan koli tayoqchalarining miqdoriga aytiladi.Tuproq mikroflorasi. Tuproqda juda ko’p mikroorganizmlar uchraydi, ya’ni bir 1g tuproqda millionlab yoki milliardlab bakteriya bo’ladi. havo va suvga nisbatan tuproqda bakteriyalar ko’p bo’ladi. Tuproq asosiy manba bo’lib, undan mikroblar havo va suvga o’tib turadi. Tuproqda turli-tuman bakteriyalar, aktinomitsetlar, mog’orlar, achitqilar, suvo’tlar va sodda hayvonlar uchraydi.Ba’zi olimlarnnng hisoblashicha, 1ga haydaladigan yerning 25sm chuqurlikkacha bo’lgan qatlamida 3—5 tonnagacha bakteriya uchrar ekan. Bakteriyalarning tuproqda tarqalishi tuproqning xususiyatiga bog’liq bo’ladi. Tuproqqa tushgan o’simlik va hayvonlar qoldig’i hisobiga mikroorganizmlar juda ko’payib ketadi. Tuproqdagi mikroorganizmlar soni tuproqning turiga, fizik-ximiyaviy xossalariga va iqlim sharoitiga ko’ra har xil bo’ladi .