Большинство бактерий гибнет при температуре +65—100°С, но споры некоторых из них переносят нагревание до +140°С и охлаждение до –253°С.
Нагрейте отфильтрованный настой. Выясните, при какой температуре бактерии сенной палочки погибают.

Для решения задачи, связанной с определением температуры, при которой гибнут бактерии, важно понимать ключевые биологические аспекты, связанные с жизнедеятельностью бактерий, их устойчивостью к температурным воздействиям и особенностями образуемых ими спор.

1. Бактерии и температурное воздействие:
   Бактерии — это одноклеточные организмы, обладающие способностью размножаться даже в неблагоприятных условиях. Температура является одним из ключевых факторов, влияющих на их жизнедеятельность.

   • Большинство бактерий погибает при температуре от +65°С до +100°С. Это связано с разрушением белков и ферментов, необходимых для их существования. Белки сворачиваются (денатурируются), и клеточные процессы останавливаются.
   • Однако некоторые бактерии (например, Bacillus subtilis, известная как сенная палочка) способны образовывать споры. Споры — это особая форма доклеточного существования, при которой бактерия окружает себя плотной оболочкой, защищающей от внешних неблагоприятных факторов, включая экстремальные температуры.

2. Спорообразование:
   Споры бактерий — это специализированные структуры, которые позволяют микроорганизмам переживать неблагоприятные условия. В состоянии спор бактерии могут выдерживать:

   • Высокие температуры, иногда до +140°С.
   • Экстремальное охлаждение, вплоть до –253°С.
   • Сухость, радиацию и химические воздействия.

Спорообразование является адаптацией, обеспечивающей выживание бактерий в условиях, когда температура, влажность или наличие питательных веществ находятся за пределами допустимых норм.

1. Методы уничтожения бактерий и их спор:
   Для уничтожения бактерий используются термические методы, такие как:

   • Пастеризация — нагревание жидкости до температуры около +60—70°С в течение короткого времени, что приводит к гибели большинства бактерий, но не разрушает споры.
   • Стерилизация — нагревание до температуры +120—140°С, которое уничтожает как бактерии, так и их споры. Обычно для этого используется автоклавирование (создание условий повышенного давления и температуры).

2. Сенная палочка (Bacillus subtilis):
   Bacillus subtilis — это тип бактерий, которые часто встречаются в почве и на растениях. Они хорошо изучены и широко используются в биотехнологии. Сенная палочка обладает способностью образовывать споры, что делает ее устойчивой к высокотемпературному воздействию.

   • Вегетативные формы Bacillus subtilis погибают при температуре около +65—70°С.
   • Споры этой бактерии выдерживают нагревание до более высоких температур (до +120—140°С).

3. Физико−химические свойства белков и клеточных структур:
   В основе гибели бактерий под воздействием высоких температур лежат процессы:

   • Денатурация белков: При температуре выше +65°С белки теряют свою трехмерную структуру, что делает их неактивными.
   • Разрушение клеточной мембраны: Высокая температура повреждает липидный слой мембраны, что приводит к утечке содержимого клетки и ее гибели.

4. Экспериментальные условия задачи:
   Для выполнения задачи необходимо нагреть настой, содержащий бактерии (Bacillus subtilis). При этом важно учитывать следующие моменты:

   • Постепенное увеличение температуры позволит определить порог, при котором бактерии начинают погибать.
   • Необходимо учитывать, что в настое могут присутствовать как вегетативные формы бактерий, так и споры.
   • Для гибели спор потребуется более высокая температура, чем для уничтожения вегетативных форм бактерий.

5. Средства и приборы для эксперимента:
   Чтобы провести эксперимент по определению температуры гибели бактерий:

   • Используйте термометры для контроля температуры.
   • Примените нагревательные устройства (водяную баню, спиртовую лампу или термостат).
   • Важно соблюдать осторожность при работе с кипящими жидкостями.

6. Оценка результатов:
   После нагревания необходимо удостовериться, что бактерии погибли. Для этого можно:

   • Сделать посев нагретого настоя на питательную среду и проверить, появится ли рост бактерий.
   • Провести микроскопический анализ, чтобы убедиться в отсутствии живых клеток.

Понимание биологических особенностей бактерий, таких как Bacillus subtilis, и их реакция на температурные воздействия позволит успешно решить задачу.