Stanley Miller kísérlet rajza: Komposztálás: A különféle szilárd halmazállapotú szerves anyagoknak az aerob mikrobiális lebontása, amely folyamtban termofil mikroorganizmusok is részt vesznek. Optimális nedvességtartalom 50-60%. A komposzt térfogatának 30%-a levegőnek kell lenni. Eleveniszappal keverik, hogy beálljon a C:N arány. A mezofil, majd a termofil mikroorganizmusok miatt a komposzt 70 fokig emelkedik, majd minden mikroorganizmus meghal, elkezd hülni, újra stabilizálódik a hőmérséklet, ezután indul meg a cellulóz bontás. Végső érési folyamatban földigiliszták és rovarok vesznek részt. Erős humifikáció játszódik le. Kemotróf energianyerés: Az elektronok forrás lehet szerves vagy szervetlen eredetű. 1. Légzés: a)aerob: szervetlen (nitrit/nitrát/kén/vas/mangán baktériumok), szerves(baktériumok, gombák, állatok, ember). b)anaerob: szervetlen (H2 NO3, H2S NO3, H2 CO2), szerves (denitrifikáló/szulfát redukáló baktériumok). 2. Fermentáció: szerves (baktériumok, gombák). Nem ciklikus foszforiláció: A fény nem csak az ATP, hanem a NADP képzésében is részt vesz. Egy és 2 reakciócentrummal működhet. Egy reakciócentrum(fsi): H2, H2S, szerves vegyületekről von el a bakterioklorofill elektront. A bakterioklorofillról távozó elektron nem tér visza a bakteriklorofillre hanem a NADP-ra kerül, ezáltal a NADP redukálódik, elektront és protont vesz fel, átalakul NADPH-vá.2 reakció centrummal: PSI + PSII. Képes a víz fotolízisére. A bakteriolorofill elektront von el a víztől, erre használódik a fényenergi, ATP keletkezik az első reakciócentrumban. A második az elektron energiaszintjének újabb növelésére szolgál. A folyamat során ATP, NADH és oxigén keletkezik. Ciklikus foszforiláció: Folyamán az elektrokémiai potenciálkülönbség kialakulását a Napból származó fotonok eredményezik.a ciklikus foszforiláció során a sejtmembránban elhelyezkedő bakterioklorofill elektront ad le, az elektronok egy több tagból álló redoxrendszeren végigvándorolnak, majd visszajutnak a bakterioklorofill molekulára.töltéskülönbség alakul ki, töltéskiegyenlítődés során a felszabaduló energia ATPbe épül be. Kizárólag ATP képződik. S.natans jellemzése: Szennyvíz baktérium. A légzés és a fermentáció fogalma:
Légzés: Ha a terminális elektronakceptor szervetlen vegyület pl: o2(aerob), vagy valamilyen anorganikus oxidált vegyület(anaerob) és az elektroakceptort foszforilációval képződik. Fermentáció:1. Sejtekben, valamint sejtmentes közegben is végbemenő folyamat; szénhidrátoknak, főként a glükóznak lebontódása oxigénmentes körülmények között. A fermentációhoz mintegy tíz >enzim, magnéziumsók, foszfátok, valamint koenzim szükséges. 2. Az iparban minden olyan folyamat, amelyben mikroorganizmusok közreműködésével különböző anyagok keletkeznek (fermentációs iparok, erjedési iparok), pl. az ecet-, az élesztő-, az alkohol-, a sörgyártás, valamint a gyógyszerip. egyes területei. Kiinduló anyaga apiruvát. A fermentációban résztvevő enzimek a sejtek vizes citoplazma állományában, oldott formában találhatók. Az élőlények Withakker és Woese szerinti 5ös és 3as felosztás: Withakker: Monera(prokariotákat), Protista(alga, ostoros, amőba), Fungi(gomba), Plantae(növény), Animalia(állat). Woese: Eubacteria(Gram-pzitív/bíbor/zöld/ciano-baktériumok, flavobacteria, Thermogota, Aquifex), Archaea(Extrém termofilek, Metanogének, Extrém halofilek), Eucarya(Cilliáta, állatok, gombák, növények, flagellata, Mikromonosporidia). Az élőlények földtörténeti megjelenési sorrendje: anaerob termofil prokarioták fotoszintetizáló kénbaktériumok aerob légzést folytató baktériumok nitrifikáló és denitrifikáló baktériumok eukariota sejtek. Propagulumok fogalma: a mikroorganizmusok szóródási egységei. PL: spóra, hifa, szklerocium, egyetlen baktérium sejt. Igen ellenállók a környezeti hatásokkal szemben. Metán termelő mikróbatársulás rajza: Filoszféra: növények levélfelszíne. Kutikula van rajta, ionok, aminosavak cukrok mosódnak ki, ez a ikroorganizmusok tápláléka. Rhizoszféra: Gyökerek felülete. A gyökér mucigélt termel, ezzel táplálkoznak a mikroorganizmusok.
Iszapmedencés szennyvíztisztító rajza: Vízpotenciál képletei: m (mátrix potenciál)=2γ/r, γ a víz felületi feszültsége, r pedig effektív átmérő. h (hidraulikus potenciál)= g+ m. Xerotoleráns: 65-75%os egyensúlyi relatív légnedvesség tartalom közt növekedő gombák. Mesohyrogratolerans: 80-90% os egyensúlyi légnedvesség tartalom között növekednek. Hygrotolerans: 90%-os egyensúlyi légnedvesség tartalom fölött növekednek. DDT képlete: Koch-féle posztulátumok: 1. A kórokozó parazitát mindig meg kell találni a beteg egyénben, de az egészségesben nem. 2. A kórokozó tiszta tenyészetét kell előállítani a betegből. 3. A kitenyésztett mikroorganizmusnak az állatba történő visszaoltása esetén, a betegség jellegzetes tüneteit kell kiváltani. 4. A megbetegedett szervezetből a mikroorganizmust újra izolálni kell, az így nyert tiszta tenyészetnek teljesen azonosnak kell lennie az eredeti tenyészettel. Sztromatolitok és jelentőségük: Első oxigéntermelő fotoszintézist végző cianobaktériumok. A légkör oxigéntartalmát növelték meg, kialakult az ózonpajzs. Bioremediáció: A szennyező anyagoknak a különféle kőzetekből mikroorganizmusok segítségével való eltávolítása. In situ: helybeni tisztítás, bolygatás nélkül. Ex situ: pl a talajt elszállítják, megtisztítják, visszaviszik. C:N:P-arányt, tápanyagokat, ph-t, levegőellátást optimalizálják.
Milyen módszerekkel lehet az élelmiszerek vízaktivitását csökkenteni?: fagyasztás, szárítás, sózás, füstölés, cukrozás. Csepegtető vázlatos felépítésének rajza: Euriterm: Széles hűmérsékleti tartomány, 30-40 C -ot fog át. Mezofil: min. 10 fok, optimum 37 fok, max. 50 fok. Pszichrofil: 0 C -on vagy az alatt is képesek növekedni, optimális növekedési hőmérsékletük 15 C -körül van, 20 fok felett már nem növekednek. Pszichrotróf: 0 -fölött lassan növekednek, optimális növekedési hőmérsékletük 22 C -körül van, 30 fok felett már nem növekednek. Termofil: min. 40 fok, optimális 45 fok felett, max. 70 fok. Extrém termofil: min 65 fok, max 110 fok. Tolarencia tényező haranggörbéje: Kommenzalizmus(0+): asztalközösség
Ammenzalizmus(0-): egyik hátrányosan befolyásolja a másik növekedését. Neutralizmus(00): kölcsönhatások hiánya. Protokooperáció(++): Szinergizmus(++), szimbiózis, mikorrhiza. Antagonizmus: Ha az egyik félnek hátrányos az együttélés.zsákmányszerzés(+-), parazizizmus(+-), antibiózis(0-). A vízaktivitási érték meghatározásának módszerei: Az egyik módszer szerint a mikroorganizmust többszörös ismétlésben Petri csészébe, szilárd táptalaj felszínére oltják, majd a Petri csészéket olyan zárt edényekbe helyezik, amelyek aljára néhány cm-es vastagságban előzetesen különböző vízaktivitással rendelkező oldatokat öntenek. A táptalaj egyensúlyba kerül az edény páratartalmával és így vízaktivitása egyező lesz az edényben lévő oldat vízaktivitásával. Ha a mikroorganizmus növekedésnek indul a táptalajon, akkor a vízaktivitása megegyezik a táptalaj vízaktivitásával. A másik módszer szerint a táptalaj vízaktivitását különféle anyagokkal különböző a w értékre állítják és leoltás után vizsgálják a mikroorganizmusok növekedését. A mikroba minimális vízaktivitás értéke megegyezik annak a táptalajnak a vízaktivitási érétkével, amelyen a növekedés megindult. Denitrifikáló baktériumok: Az a folymat mely során anaerob viszonyok közt a denitrifikáló mikroorganizmusok a nitrátot nitritté majd elemi nitrogénné alakítják át. Csökkenti a talaj és a vizek nitrit, ill. nitrát tartalmát.hazánkban az ivóvíz nitrát tartalmának egészségügyi határértéke 40mg/l. A magas nitrát tartalmú felszíni vizek növelik az eutrofizációt. Denitrifikációra képesek: Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, és az Enterobacteriaceae családba tertozó baktériumok.a nitrát légzés bevezető lépése a nitrát nitritté történő redukciója. Nitrát reduktáz végzi, a NAD hoz kapcsolt szubsztrátok oxidációja 2M ATP képződéssel jár.