микроорганизмы продуценты что это такое

Что такое продуценты — определение, типы и примеры

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Любая экосистема (в том числе и вся планета в целом) – это совокупность множества организмов.

Эти организмы отличаются друг от друга по огромному числу биологических признаков, типу питания и другим особенностям.

Но все организмы можно разбить на три большие группы по их функциональному назначению — это продуценты, консументы и редуценты.

Сегодня мы подробно поговорим про группу под названием продуценты, которых можно по праву считать основой жизни на нашей планете.

Продуценты — это.

Продуценты — это организмы, которые создают органические вещества (в основном углеводы) из неорганических соединений (главным образом из углекислого газа). Их ещё называют автотрофами (что это?).

К этой категории относятся практически все зелёные растения, так как только они способны использовать солнечную энергию для получения питательных веществ из воды, почвы и воздуха. Этот процесс называется фотосинтезом, а сами растения получили название фотоавтотрофы.

К продуцентам относятся и некоторые виды бактерий, которые умеют синтезировать органику даже при отсутствии солнечного излучения, получая энергию за счёт сложных химических реакций. Эти микроорганизмы классифицируются как хемоавтотрофы.

Характерной особенностью продуцентов является то, что им совсем необязательно заниматься поиском пищи: их прирождённые, данные природой способности позволяют обеспечивать рост и дальнейшее полноценное развитие.

В результате своей деятельности продуценты выделяют в экосистему (что это такое?) Земли биологическую массу. Её суммарный годовой объём (первичная валовая продукция) на суше оценивается в 220-240 млрд.тонн, а на море – в 100-120 млрд.тонн сухой массы.

Примерно половина этого громадного количества идёт на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов (дыхание и корневые выделения), так что чистая первичная продукция будет в два раза меньше.

Именно она составляет пищевую цепочку потребителей – консументов.

Приведённые цифры являются усреднёнными, так как разные источники приводят довольно сильно отличающиеся друг от друга данные в зависимости от принятого метода исследований.

Продуценты-фотоавтотрофы

Клетки фотоавтотрофов содержат хлорофилл, который участвует в процессе фотосинтеза, то есть в образовании органической материи из неорганических субстанций, в основном из углекислого газа (СО2) и воды (Н2О).

Как уже отмечалось, эти организмы представлены, главным образом, зелёными растениями, которые являются первичными и основными производителями органических веществ. То есть, они служат питательной средой для остальных организмов.

Сюда же относятся и цианобактерии – единственные микроорганизмы, обладающие способностью к фотосинтезу.

Фотоавтотрофы присутствуют не только на суше, но и в водной среде, но только там, куда проникает солнечный свет (так называемая фотическая зона).

Они нередко вступают в симбиоз (что это такое?) с другими растениями, которые не в состоянии использовать энергию солнца для фотосинтеза. В качестве примера можно привести лишайник – ассимилированное образование, состоящее из зелёных микроскопических водорослей (либо цианобактерий) и грибов.

Продуценты-хемоавтотрофы

Хемотрофы, не имея возможности поглощать энергию солнечного света, используют другую альтернативу – окислительно-восстановительную химическую реакцию с участием сероводорода, метана, серы, двухвалентного железа и других неорганических соединений.

Эти организмы встречаются только среди бактерий, причём их количество по сравнению с фотоавтотрофами невелико. Тем не менее их физиологические, биологические и химические свойства имеют большое значение для функционирования экосистемы в целом.

Хемоавтотрофов классифицируют по типу вещества, принимающего участие в окислительной реакции:

На сегодняшний день науке известны несколько тысяч видов этих микроорганизмов, и новые открытия наверняка продолжатся.

Продуценты, редуценты и консументы

Любой биоценоз – это совокупность множества организмов. Они отличаются по биологическим признакам, типу питания и другим особенностям.

Однако по функциональной значимости это многообразие сводится к трём большим группам:

У каждой группы – свои задачи, но в совокупности они обеспечивают общий баланс экосистемы.

Ниже приводится сравнительная таблица главных участников биоценоза:

Источник

Микроорганизмы продуценты что это такое

Клеточные и генетические основы биотехнологии

Рецензент Н.Г. Xрущов, член-корреспондент АН СССР.

Микроорганизмы-продуценты веществ и энергии

Среди множества веществ, синтезируемых с помощью микроорганизмов, на первом месте должно, очевидно, стоять получение некоторых аминокислот, в первую очередь лизина. Если бы мы систематически вводили в рацион сельскохозяйственных животных эти аминокислоты дополнительно, а также некоторые витамины, мы могли бы, расходуя вдвое меньше растительных кормов, получать такое же количество животных белков. Конечно, это экономически оправданно, если такой сбалансированный рацион достаточно дешев. Поэтому-то большие усилия микробиологов были направлены на то, чтобы создать микроорганизмы, которые производят и выделяют необходимые нам вещества в количествах, в десятки, сотни и тысячи раз превосходящих потребности самих микроорганизмов. Таких производителей называют «сверхпродуценты».

Микробиологическое производство лизина в 1980 г. достигло почти 50 тыс. т, хотя потребности в лизине в мире значительно больше. В СССР было произведено 9 тыс. т, а в 1985 г. уже 18 тыс. т, и число это продолжает расти. Это удалось благодаря созданию чрезвычайно эффективных штаммов, у которых почти 1/3 источников углерода (сахаров или уксусной кислоты) превращается в лизин.

В нашей же стране, где для широкого разведения сои мало тепла, лизин выгоднее получать с помощью микроорганизмов, растущих на дешевом сырье. И хотя производство лизина у нас быстро растет, потребности в нем, однако, полностью еще не удовлетворены. Ведь добавление в корма одной тонны лизина эквивалентно экономии многих десятков тонн растительных кормов. Во всем же мире с 1980 по 1990 г. производство аминокислот должно возрасти более чем в 1,5 раза.

Исключительную роль играют микроорганизмы в производстве антибиотиков. Антибиотики сейчас применяют не только как лекарства, но иногда и как пищевые добавки в рационе сельскохозяйственных животных, например птиц. В последние годы этот экономически выгодный прием подвергается серьезной критике, так как возникают штаммы бактерий, устойчивые к антибиотикам. В итоге это может привести к тому, что некоторые инфекционные болезни человека перестанут излечиваться антибиотиками.

Сейчас известно около 6000 различных антибиотиков, из которых реально производят около 100. Ежегодно обнаруживают более 300 новых антибиотиков, но только очень немногие из них оказываются настолько лучше существующих, что их имеет смысл запускать в производство. Однако такая работа все время продолжается, потому что болезнетворные бактерии быстро приспосабливаются к антибиотикам, и те становятся неэффективными. Среди некоторых болезнетворных бактерий недавно появились такие штаммы, которые не поддаются даже и новым антибиотикам и представляют серьезную медицинскую проблему.

Микробиологическая индустрия производит много различных ферментов, применяемых в разных областях промышленности, прежде всего пищевой. Только один протеолитический фермент папаин, используемый для смягчения мяса, получают из тропического растения папай. Все же остальные выделяют из микроорганизмов. Это различные протеазы, глютамазы, амилазы, переваривающие крахмал, и глюкозоизомераза, превращающая 50% глюкозы во фруктозу. Приблизительно из 2000 известных сегодня ферментов в промышленности используют около 200.

Для получения ферментов специально созданы генетические штаммы микроорганизмов со значительно большей ферментативной активностью. Так, выход амилазы, выделяемой из сенной палочки благодаря мутациям, селекции, а также генно-инженерным манипуляциям, увеличен в 200 раз и более и достигает 5 г/л. Сейчас в эту бактерию ввели гены амилазы из термофильных бактерий, в результате чего их амилаза сможет работать при высоких температурах, что значительно ускорит катализируемый ею процесс расщепления крахмала до глюкозы.

Ферменты используют и в медицине для многих диагностических тестов и даже в производстве пластиков. Так, исходный субстрат для их производства пропилен-оксид сейчас синтезируют с помощью трех ферментов, а не химическим путем, как до сих пор.

Микроорганизмы, замурованные в желеобразную среду, могут существовать и работать месяцами и осуществлять сложные химические превращения. Активность ферментов в бактериях повышают не только путем мутаций и селекции, но и направленно. Для этого в микроорганизмы вводят плазмиды с большим количеством генов соответствующего фермента. В других случаях гены из одних бактерий вводят в составе плазмид в другие бактерии, более активные или быстрее размножающиеся.

По производству кормов из микроорганизмов СССР занимает первое место в мире. Стоимость этих белков пока выше, чем белков из сои, но по мере совершенствования технологии цена их все время снижается, и в ближайшие годы белки из микроорганизмов должны стать дешевле, чем из сои. В нашей стране их использование было всегда экономически целесообразно.

Микроорганизмы все шире применяют для освобождения от многих органических отходов, загрязняющих окружающую среду. Благодаря микробиологической переработке таких отходов удается все в большей мере решать эту серьезную проблему. Однако некоторые вещества, такие, как изделия из пластмассы и полимерные пленки, не усваиваются микроорганизмами. Их переработка все еще остается серьезной проблемой. Во многих лабораториях идет поиск и создание микроорганизмов, способных разрушать полимеры. Иногда в литературе появляются сообщения о таких находках, но достаточно эффективного организма для решения этой задачи еще не найдено.

Микроорганизмы используют и для решения энергетических проблем, стоящих перед человечеством. До того, как научились использовать атомную энергию, единственным источником энергии на Земле было Солнце, благодаря которому возникли ископаемые источники энергии (нефть и уголь). Часть солнечной энергии, падающей на Землю, усваивают посредством фотосинтеза зеленые растения и фотосинтезирующие микроорганизмы.

В этой связи интересно решение, принятое в Бразилии в условиях повышения цен на нефть и снижения цен на сахар, Получать и использовать этиловый спирт в качестве горючего для автомобилей. Урожайность сахарного тростника возросла к настоящему времени в 3 раза (до 150 ц/га), что эквивалентно производству с 1 га почти 100 гл этанола. Кроме сахарного тростника, спирт делают из кассавы, которая в отличие от сахарного тростника растет в Бразилии круглый год. 20% спирта добавляют к бензину без переделки двигателей, но, видимо, можно добавлять и больше после небольшой их переделки. Этот бразильский проект сейчас рассматривают и другие страны со сходными природными условиями Латинской Америки, Африки, Океании.

В Индии создано более миллиона установок для биогаза, которые перерабатывают навоз только, от 5% коров. В принципе 3-5 коров могут обеспечить потребности в биогазе для небольшой семьи из такого же количества людей. Десятки миллионов установок для биогаза сооружаются в Китае, около 70% крестьянских семей обеспечивают таким путем свои энергетические потребности. Установка для биогаза окупается через 8 лет и одновременно решает проблемы энергии, удобрения и ликвидации отходов.

Новые широкие перспективы дальнейшего развития биотехнологии стали видны после создания в начале 70-х годов методов генетической инженерии, основанной, в свою очередь, на достижениях молекулярной биологии. Практические задачи, решенные с помощью методов генетической инженерии, а также клеточной инженерии, пока не очень велики. В отличие от методов обычной генетики они основаны на иной методологии. Это не отбор (пусть строго направленный) случайно или ранее возникших генетических изменений и их комбинирование, а сознательное создание рекомбинантных ДНК, т. е. конструирование или даже синтез генетических элементов, обладающих известными свойствами.

Прежде чем рассмотреть методы генетической и клеточной инженерии и пути их использования, кратко расскажем об относительно новых достижениях молекулярной биологии, касающихся строения и функции молекул ДНК в клетках прокариотических (микроорганизмы, в основном бактерии) и эукариотических (ДНК собрана в хромосомы и локализована в ядре) организмов.

Источник

Биологический фактор при аттестации рабочих мест в современных условиях. С. Е. Путилин (№2, 2011)

Биологический фактор

при аттестации рабочих мест в современных условиях

С.Е. Путилин,

заместитель руководителя Совета СДСОТ,

Член Совета Национальной ассоциации центров охраны труда (НАЦОТ)

В сложившейся практике проведения аттестации рабочих мест по условиям труда биологическому фактору в настоящее время уделяется недостаточное внимание. Недооценка его влияния на условия труда работающих характерна для значительного числа профессиональных групп и отдельных профессий. Ощутимый перекос в сторону оценок физических факторов при аттестации рабочих мест, порой не совсем обоснованный, предполагает преобладание механистического подхода при гигиенической оценке факторов рабочей среды.

В настоящей статье мне хотелось бы сделать попытку расширить существующие представления о биологическом факторе с точки зрения санитарного врача, гигиениста и пригласить специалистов аттестующих организаций для дискуссии на эту тему.

Для начала целесообразно привести определение биологического фактора, которое наиболее ёмко отражает его сущность:

При сравнении с определением, представленным в Руководстве по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда P 2.2.2006 – 05 от 29 июля 2005 г.

Биологические факторы – микроорганизмы-продуценты, живые клетки и споры, содержащиеся в бактериальных препаратах, патогенные микроорганизмы – возбудители инфекционных заболеваний.

Руководство P 2.2.2006 – 05(раздел 5.2.) ограничивает гигиенические критерии наличием биологического фактора только в воздухе рабочей зоны, оставляя за скобками все биологические объекты, имеющие непосредственный контакт с человеком в процессе производственной деятельности.

Понятно, что такой ограниченный подход к оценке биологического фактора был связанс отсутствием достаточной нормативной базы, методического обеспечения (МВИ) а также с массовостью проведения таких мероприятий, как аттестация рабочих мест. Оставленные«за скобками» влияния биологического фактора требуют более серьезной научной и практической разработки.

Широкое развитие биотехнологий, внедрение в повседневную практику применениябиологических препаратов оказывает все возрастающее влияние на организм человека, и зачастую отрицательное.

Присутствие биологического фактора на производстве наиболее характерно для следующих отраслей хозяйственной деятельности:

Биологический фактор является ведущим вредным фактором на предприятиях агропромышленного комплекса. Гигиеническая особенность сельскохозяйственного труда состоит в потенциальной возможности возникновения болезней, передающихся от животных человеку (зоонозы). Кроме того, микрофлора животноводческих помещений обычно состоит из сапрофитных и условно-патогенных форм – палочек протейной и кишечных групп.

В воздухе рабочей зоны животноводческих помещений обнаруживают золотистый и белый стафилококки, гемолитический стрептококк, плесневые грибки. Степень микробного загрязнения воздуха зависит от способа содержания животных, периода года, чистоты животноводческих помещений и их дезинфекции. Число микроорганизмов в 1 куб.м воздуха может достигать сотен тысяч, число спор грибков – несколько тысяч ( Сычик Л.М. Белорусский государственный медицинский университет, г.Минск, 2002 г.).

С переводом животноводства на промышленную основу и применением биологических препаратов (антибиотиков, кормовых дрожжей, белково-витаминных концентратов, аминокислот, витаминов), возникли новые виды профессиональной патологии, обусловленные воздействием как биологических препаратов, используемых в качестве добавок к кормам, так и микроорганизмов, в том числе спор некоторых термофильных актиномицетов.

По данным Сычик Л.М. (Белорусский государственный медицинский университет, г.Минск, 2002 г.). среднее содержание протеина в органической пыли свинокомплекса колеблется в пределах 12,9 % и средние уровни микробного аэрозоля превышали ПДК (50 тыс./м3) в 7-17 раз.

На предприятиях жилищно-коммунального хозяйства (очистные сооружения) одним из гигиенически значимых факторов является биологический. Высокая бактериальная контаминация сточных вод и образующихся осадков создают непосредственную эпидемиологическую опасность для работающих. Открытый технологический процесс, непосредственный контакт персонала с загрязненной водой и осадками, усугубляют эту опасность. Кроме того, в результате формирования аэрозоля сточных вод, может загрязняться воздух вокруг аэротенков и отстойников. Преобладающими группами бактерий для очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод являются грамм(+) палочки, споровые бактерии и грамм(+) кокки, актиномицеты.

Преобладающими родами плесневых грибов являлись Aspergilliius, Penicillium, Cladosporium, Mucor,Ruzopus.

Имеются данные (Аликбаева Л.А. 2007 г.) о выделении из воздуха рабочей зоны и из атмосферного воздуха на очистных сооружениях сальмонелл.

Биологический фактор присутствует при работах по обслуживанию и эксплуатации канализационных приборов, коммуникаций и сооружений а также при уборке санузлов.

При производстве лекарственных препаратов на основе биологического синтеза работающие могут подвергаться на начальных этапах производственного процесса (выращивание продуцента, ферментация) воздействию аэрозоля клеток продуцента, продуктов метаболической деятельности микроорганизмов.

На этапах собственно получения и выделения антибиотика, а также на заключительных этапах (сушка, фасовка и упаковка) работающие могут подвергаться воздействию пыли антибиотиков.

Биологический фактор характерен для медицинских учреждениий по непосредственному обслуживанию больных; по санитарно-гигиеническим и противоэпидемическим обследованиям; по проведению профилактических мероприятий; дезинфекции и дератизации в эпидочагах; отбору, упаковке, исследованию, утилизации, транспортировке проб биоматериалов (кровь, моча, гной, секреты, экскременты) инфицированных и (или) разложившихся тканей и биоматериалов.

В микробиологических лабораториях различных учреждений:

биологический фактор определяется контактом с возбудителями инфекционных заболеваний. В воздухе рабочей зоны лабораторий микроорганизмы не определяются, исходя из правил строгого режима биологической безопасности ( СП 1.3.1285-03, СП 1.3.2322-08).

В соответствии с Руководством по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда P 2.2.2006 – 05, работы связанные с возбудителями инфекционных заболеваний относят к определенным классам условий труда без проведения измерений. Однако что делать на тех рабочих местах, где работы не связаны с возбудителями инфекционных заболеваний, но наличествуют вредные вещества либо агенты биологической природы с особенностью аллергенного действия на организм? Как минимум их надо определять в рамках действующих на сегодняшний день нормативных документов, в том числе и P 2.2.2006 – 05 (строка 1, таблицы раздела 5.2.).

Теперь о приказе Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 1 апреля 2010 №205-н, точнее о Правилах аккредитации организаций, оказывающих услуги в области охраны труда (приложение №2 к приказу).

Организация, подающая сведения в Минздравсоцразвития для уведомительной аккредитации, должна подать, в том числе, и сведения об аккредитованной испытательной лаборатории аттестующей организации, осуществляющей измерительные и оценочные работы : химических факторов (химические вещества, смеси, в т.ч. некоторые вещества биологической природы (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты, белковые препараты), получаемые химическим синтезом и/или для контроля которых используют методы химического анализа).

Биологического фактора, как такового, даже в трактовке Руководства P 2.2.2006 – 05 нет и в помине.

Ответ прост, для оценки биологического фактора аттестующие организации должны иметь в своем составе микробиологические лаборатории, имеющие соответствующие лицензии. Подавляющее большинство испытательных лабораторий аттестующих организаций, прошедших уведомительную аккредитацию не имеют в своем составе микробиологические лаборатории. Государственные учреждения (ФГУЗы Роспотребнадзора), где самым массовым образом представлены микробиологические лаборатории, отлучены министерством от уведомительной аккредитации и не могут участвовать в аттестации рабочих мест.

Допустим, однако, что не всё так печально и приведенное выше предположение не верно.

Общеизвестно, что область аккредитации любой испытательной лаборатории принципиально не может охватывать оценку всех вредных и (или) опасных производственных факторов, ибо многообразие условий труда и действующих на рабочих местах факторов не поддается учету. Сложность оценки биологического фактора и наличие для этого микробиологических лабораторий также создает известные трудности для аттестующих организаций. В этих случаях аттестующая организация имеет право обратиться за помощью к лаборатории, имеющей в области аккредитации выполнение соответствующих микробиологических исследований. Тогда появляются следующие вопросы:

На II Всероссийской научно–практической Конференции руководителей и специалистов испытательных лабораторий, органов по сертификации «Формирование цивилизованного рынка. Роль испытательных лабораторий: от спроса до признания» в г. Владимире (23-27 мая 2011 г.), организованной Национальной ассоциацией центров охраны труда, обсуждаемая тема не нашла однозначного решения.

А повседневная практика дает все больше примеров наличия биологического фактора на предприятиях. Например, уже при написании настоящей статьи пришла заявка железнодорожников по аттестации рабочих мест по ремонту и обслуживанию биотуалетов пассажирских вагонов. Очень интересно, что в конкурсе участвуют аккредитованные в Минздравсоцразвития аттестующие организации не имеющие в своем составе микробиологические лаборатории.

Очень бы не хотелось никого обижать, но это очень похоже на профанацию деятельности по аттестации рабочих мест.

Литература:

Источник

Предельно допустимые концентрации (ПДК) микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов в воздухе рабочей зоны

Гигиенический норматив для использования при проектировании производственных зданий, технологических процессов, оборудования, вентиляции, для контроля за качеством производственной среды и профилактики неблагоприятного воздействия на здоровье работающих.

Государственная система санитарно-эпидемиологического
нормирования Российской Федерации

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Предельно допустимые концентрации
(ПДК) микроорганизмов-продуцентов,
бактериальных препаратов и их
компонентов в воздухе рабочей зоны

Гигиенические нормативы
ГН 2.2.6.709-98

Минздрав России
Москва 1999

Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом
благополучии населения»

Санитарные правила обязательны для соблюдения всеми государственными органами и общественными объединениями, предприятиями и иными хозяйствующими субъектами, организациями и учреждениями, независимо от их подчиненности и форм собственности, должностными лицами и гражданами» (статья 3).

«Санитарным правонарушением признается посягающее на права граждан и интересы общества противоправное, виновное (умышленное или неосторожное) деяние (действие или бездействие), связанное с соблюдением санитарного законодательства РСФСР, в том числе действующих санитарных правил.

Должностные лица и граждане РСФСР, допустившие санитарное правонарушение, могут быть привлечены к дисциплинарной и уголовной ответственности» (статья 27).

Постановлением Главного государственного

санитарного врача Российской Федерации

от 23 июля 1998 г. № 24

Дата введения: с 1 февраля 1999 г.

Предельно допустимые концентрации (ПДК)
микроорганизмов-продуцентов,
бактериальных препаратов и их компонентов
в воздухе рабочей зоны

ПДК для микроорганизмов-продуцентов являются максимальными.

Названия индивидуальных микроорганизмов-продуцентов и микроорганизмов, входящих в состав бакпрепаратов, приведены в алфавитном порядке в соответствии с правилами «Определителя бактерий Берджи» (1997). Названия бактериальных препаратов приведены в соответствии с русским алфавитом.

Все микроорганизмы, разрешенные Министерством здравоохранения России в качестве промышленных штаммов, относятся к непатогенным или условно-патогенным и относятся к III и IV классам опасности по ГОСТу 12.1.007-76, что соответствует по классификации ВОЗ 2 группе риска (умеренный индивидуальный риск и ограниченный риск для населения в целом). Микроорганизмы-продуценты и микроорганизмы, входящие в состав бакпрепаратов, ПДК которых не превышает или равна 5000 кл/м 3 в воздухе рабочей зоны, относятся к III классу опасности. Микроорганизмы-продуценты и микроорганизмы, входящие в состав бакпрепаратов, ПДК которых более 5000 кл/м 3 в воздухе рабочей зоны, относятся к IV классу опасности.

В графе «Особенности действия на организм» специальным символом выделены микроорганизмы или бакпрепараты, обладающие выраженным аллергенным действием на организм человека.

Величины ПДК и классы опасности микроорганизмов-продуцентов, бакпрепаратов и входящих в их состав микроорганизмов утверждает и, при необходимости, пересматривает Главный государственный санитарный врач Российской Федерации по рекомендации Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию.

Содержание микробов-продуцентов, бакпрепаратов и их компонентов в воздухе рабочей зоны подлежит контролю в соответствии с требованиями методических указаний по «Обоснованию ПДК микроорганизмов-продуцентов и содержащих их готовых форм препаратов в объектах производственной и окружающей среды» № 5789/1-91, утвержденных Минздравом СССР.

В перечне использованы следующие обозначения:

Замечания, пожелания и рекомендации по совершенствованию перечня просьба направлять в Комиссию по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

ПДК микроорганизмов-продуцентов и компонентов бакпрепаратов в воздухе рабочей зоны

Источник