Физиологический период развития микробиологии

 
           6. Физиологический период развития микробиологии. Открытия Л. Пастера 
 
Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – наука) – наука о микроскопически малых существах, называемых микроорганизмами. Микробиология изучает морфологию, физиологию, биохимию, систематику, генетику и экологию микроорганизмов, их роль и значение в круговороте веществ, патологии человека, животных и растений, в экономике. 
 
К микроорганизмам относятся преимущественно одноклеточные организмы – бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие, а также организмы с неклеточной организацией – вирусы. Предметом изучения микробиологии традиционно служат в основном бактерии, а также в общем плане организации рассматриваются вирусы. 
 
Микробиология прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Уже в V.VI тысячелетии до н.э. человек пользовался плодами деятельности микроорганизмов, не зная об их существовании. Виноделие, хлебопечение, сыроделие, выделка кож . не что иное, как процессы, проходящие с участием микроорганизмов. Тогда же, в древности, ученые и мыслители предполагали, что многие болезни вызываются какими-то посторонними невидимыми причинами, имеющими живую природу. 
 
Следовательно, микробиология зародилась задолго до нашей эры. В своем развитии она прошла несколько этапов, не столько связанных хронологически, сколько обусловленных основными достижениями и открытиями. 
 
Историю развития микробиологии можно 'разделить на пять этапов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический. 
 
Открытие новых микроорганизмов сопровождалось изучением не только их строения, но и жизнедеятельности. Поэтому XIX в., особенно его вторую половину, принято называть физиологическим   периодом в развитии микробиологии. Этот этап связан с именем Л. Пастера, который стал основоположником медицинской микробиологии, а также иммунологии и биотехнологии. 
 
Начало изучению физиологии и биохимии микроорганизмов, выяснению их роли в природе и жизни человека положил французский ученый Луи Пастер (1822– 1895). С его работ начался физиологический период микробиологии. Л. 
 
Пастер впервые в противоположность мнению химиков показал, что процессы брожения и гниения обусловливаются жизнедеятельностью ми-кроорганизмов, специфических для каждого вида брожения. Он установил, что эти процессы могут осуществляться без доступа молекулярного кислорода в анаэробных условиях. Таким образом, Пастер открыл принципиально новое биологическое явление – анаэробиоз. Благодаря своим исследованиям Пастер смог установить природу «болезней» вина и пива, показав, что их скисание и прогоркание также являются результатом жизнедеятельности микроорганизмов. Он предложил способ предохранения вина и пива от скисания и прогоркания (способ борьбы с контаминацией пищевых продуктов): их кратковременный прогрев до температуры 70–80 °С, названный впоследствии пастеризацией. 
 
К области теоретических открытий Пастера относятся его работы о невозможности самозарождения жизни. Оппоненты Пастера утверждали, что в субстратах, подвергающихся брожению или гниению, их возбудители самозарождаются. Безупречными экспериментами Пастер показал, что в сосудах со стерильным бульоном, закрытых ватными пробками во избежание контакта с воздухом, самозарождение микроорганизмов невозможно. Рост микроорганизмов наблюдается тогда, когда в сосуд с питательной средой попадает воздух, содержащий микроорганизмы, или питательная среда подвергается недостаточной термической обработке, при которой устойчивые к температуре споры бактерий не погибают. 
 
Неоценимый вклад внес Пастер в медицинскую микробиологию. В процессе исследований он установил, что не только брожение, болезни пива и вина, шелковичных червей обусловлены жизнедеятельностью микроорганизмов, но и многие болезни человека и животных также вызываются микроорганизмами. Они, подобно возбудителям брожения, очень специфичны: каждый вид патогенных микроорганизмов вызвает строго определенное заболевание. Пастер доказал микробную природу таких заболеваний человека и животных, как сибирская язва, куриная холера, бешенство. Кроме того, он разработал способ борьбы с возбудителями этих заболеваний с помощью вакцин – культур патогенных микроорганизмов с ослабленными вирулентными свойствами. 
 
Л. Пастер с полным основанием может считаться основоположником общей, промышленной, медицинской и ветеринарной микробиологии.

 

Список использованной литературы 
1. Асонов Н. Р. Микробиология. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 2001. - 352 с. 
 
2.    Гусев М.В., Микробиология. - М.: Издат. центр «Академия», 2003. - 464 с. 
 
3.    Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. - М.: Колос, 1998. - 448 с. 
 
4.    Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. Санитария и гигиена. М.: «Академия», 2005. - 304 с. 
 
5.    Ирьянова Е.М. Микробиология: Краткий курс лекций. - Ижевск: РИО 
ИжГСХА, 2004.-156 с. 
 
6.    Умаров М. М., Кураков А. В., Степанов А. Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. — М.: ГЕОС, 2007. 
 
7.    Лысак, В.В. Микробиология : учеб. пособие / В. В. Лысак. – Минск : БГУ, 2007.

 

 

2.

 

 

 

 

Задание 98.

Основы систематики грибов

Название класса	Строение мицелия	Какими спорами представлено размножение			Представители
		половое	бесполое	Вегетатив-ное
Хитридиомицеты	Слабо развитый (ризомицелий)		Зооспорами с одним задним жгутиком		ольпидий капустный (Olpidium brassicae), синхитриум (Synchytrium endobioticum)
Зигомицеты	хорошо развитым многоядерным (несептированным)	неподвижными эндогенными спорангиоспорами, образующимися в специальных органах – спорангиях	неподвижными эндогенными спорангиоспорами, образующимися в специальных органах – спорангиях		Mucor, Rhizopus, Pilobolus
Аскомицеты	Одноклеточный или многоклеточный (септированный)	Образуются 2,4,8,16,32 аксопоры в специальной сумке-аске	Образование конидий	Частями мицелия, оидиями, склероциями и почкованием	Saccharjmyces, Penicillium, Claviceps, Aspergillus
Оомицеты	неклеточный, хорошо развит	оогамия.	двужгутиковыми зооспорами,		Pithium, Phytophthora
Базидиомицеты	Состоит из многоклеточных гиф	Осуществляет-ся базидиями	конидиями, но происходит редко		Agaricomycotina, Pucciniomycotina, Ustilaginomycotina
Дейтеромицеты	септированный		с помощью конидий.		Cephalosporium, Trichoderma, Cladosporium, Alternaria, Fusarium

 

 

 

 

 

 

Влияние факторов среды на развитие микроорганизмов

№	Фактор среды	Условие действия фактора	Результат действия фактора				Практическое использование
			Микробо- цидное	Микробоста тичес кое
химические
1	Спир ты	При разведении спирт приобретает бактерициальные свойства(70%). Более высокие концентрации свертывают белок, который выпадает на поверхности бактерий и уменьшает проникновение спирта в глубь клетки	Бактерицидное действие. Микробоцидное действие			Используется в парфюмерии, косметики и бытовой химии. Для дезинфекции
2	влажность	При относительной влажности окружающей среды ниже 30% жизнедеятельность большинства бактерий прекращается.		Микробос татистичес кое действие		Широко используется исскуственное высушивание (лиофилизация) для сохранения иммунобиологических препаратов(вакцин, сывороток)
3	кислотность	Бактерицидное действие кислот зависит от их электролитических диссоциаций, т.е.концентрация ионов-Н в растворах и их окисляющего действия.	Микробоцидное действие			При рН=4,7 прорастают споры. Используется в качестве дезинфицирующих веществ.(обеззараживание помещений скотных дворов и т.д.)
4	Соли тяже лых метал лов	(свинец, медь, цинк, серебро, ртуть) и  их соли оказывают коагулирующее  влияние на цитоплазму, связывая  их сульфгидрильные группы	Микробоцидное действие			Уничтожают патогенных микробов (дезинфекция)
5	Формальде гид	Денатурирует белки, он убивает как вегетативные формы, так и споры.	Микробоцидное действие			Применяются для обезвреживания дифтерийного и столбнячного токсинов, и они превращаются в анатоксины.
физические
1	температура	Высокая температура вызывает коагуляцию структурных белков и ферментов микроорганизмов.	При температуре (100-1300С) Микробоцидное действие			стерилизация
2	Давле ние	Бактерии малочувствительны к изменению гидростатического давления. Повышение давления не сказывается на скорости роста бактерий. В условиях глубокого вакуума субстрат высыхает и жизнь не возможна.	Микробоцид ное действие			стерилизация
3	Филь ро вание	Для удаления микроорганизмов применяют различные материалы (мелкопористое стекло, целлюлоза) они обеспечивают элиминацию микроорганизмов из жидкостей и газов.	Микробоцид ное действие			Для стерилизации жидкости, разделения микробов и их метаболитов (экзотоксинов, ферментов), а так же для выделения вирусов
4	Рентгеновское излучение	Вызывает гибель микробов. Облучение вызывает образование свободных радикалов, разрушающих нуклеиновые кислоты и белки с последующей гибелью микробных клеток	Микробоцид ное действие			Применяют для стерилизации бактериологических препаратов, изделий из пластмассы
5	Излучения (солнечный свет)	Губительно влияют на микроорганизмы, исключением являются фототрофные виды	Микробоцид ное действие			Стерилизация
6	УФ. лучи	Действуют на нуклеиновые кислоты. Микробоцидное действие основано на разрыве водородных связей и образование в молекуле ДНК димеров Тимидина, приводящем к появлению жизнеспособных мутантов.	Микробоцид ное действие			Для стерилизации
биологические
К биологическим средствам могут быть отнесены препараты, содержащие живых особей – бактериофагов и бактерий, обладающих выраженной конкурентной активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным для человека и животных видам микробов. Они вводятся в организм в жизнеспособном состоянии. Фаги и антогонисты оказывают прямое повреждающее действие на патогенных микробов, изготовленные из них лекарственные препараты предназначены для местного применения, целью их внесения в организм человека и животных является лечение или профилактика инфекционных заболеваний. Молочные бактерии, вызывают процесс молочнокислого брожения. Некоторые молочнокислые бактерии способны синтезировать антибиотики и с их помощью подавлять развитие болезнетворных микробов. Препараты содержащие бактерии, эубиотики или пробиотики: лактобактерин, бификол, линекс. Препараты содержащие бактериофаги: бактериофаг сальмонелезный, бактериофаг дизентерийный, и др.

 

 

 

 

Способы получения энергии микроорганизмами.

Источники энергии		Исходные вещества	Конечные продукты	Источник кислорода (свободный, связанный)	представители
Аэробное дыхание	Полное окисление органических веществ	Углеводы Липиды Аминокислоты	СО2 и Н2О молекулярный кислород	Свободный	Myxococcus Cellvibrio Cellfalsiccila
	Неполное окисление органических веществ	Глюконовая, лимонная, молочная, уксусная кислота и др.	СО2 Н2О	Свободный	Preudomonfs
	Окисление неорганических соединений	СО2 (источник углерода)	Молекулярный кислород	Свободный	Bordetella Brucella
Анаэробное дыхание	Сульфатное	Соли серной кислоты	Сульфат	Связанный	Desulfaibrio Desulfomohas
	Нитратное	Соли азотной кислоты	Нитрат	Связанный	Bacillus
	Брожение	Органические соединения (углеводы)	Спиртовые, молочные и уксуснокислые бактерии	Связанный	Lactobaeeillius

 

 

 

 

Типы питания микроорганизмов.

Типы питания	Источник энергии	Источник углерода	Микробы (представители латинское название)
Фотоавтотрофы (фотолитотрофы)	свет	фотометогетеротрофия	Chromatiaceal Chlorobiceal
Фотогетеротрофы (фотоорганотрофы)	свет	фотоорганогетеротрофия	Rhodospirillaceal
Хемоавтотрофы (хемолитотрофы)	Неорганические соединения	хемаметогетеротрофия	Nitrosospina Nitrosococeus Thiobacillus
Хемогетеротрофы Хемоорганотрофы): сапрофиты паразиты	Органические соединения	хемоорганогетеротрофия	Nitrosococeus

 

Источники энергии: а) химические реакции (хемосинтез), б) свет (фотосинтез). Источники углерода: а)неорганические вещества (СО2) и др., б) органические вещества (С6 Н12 О6) и др..

 

 

 

Задание 99.

Ответ на вопрос

Рисунок № 1. Морфологические признаки грибов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mucor                          Penicillium                         Aspergilius                        Trichoderma

1. Одноклеточный мицелий; 2) Многоклеточный мицелий; 3) Спорангий со спорами; 4) Спорангиеносец; 5) Конидий; 6) Конидиеносец.

 

Рисунок № 2 Шаровидные, палочковидные формы бактерий.

а) Формы палочковидных клеток

 

 

 

 

 

 

 

Бациллы            палочки           тонкие палочки          вибрионы          спириллы

 

б) Типы взаиморасположения шаровидных клеток

 

 

 

 

 

 

 

 

Микрококки     диплококки     тетракокки     стрептококки     стафилококки     сарцины

в) Типы жгутикования клеток:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vibrio                                         Pseudomonas         chromatium           thiospirillum

Монополярный монотрих                  Монополярные политрихи

 

 

 

 

 

 

 

 

Spirillum                                                            Proteus

Биополярный политрих (амфитрих)               Перитрих

 

г) Типы спорообразования клеток:

 

 

 

 

 

 

 

 

Бациллярный                  клостридиальный                 плектродиальный

д) Типы изгибов клеток:

 

 

 

 

 

 

 

Вибрионы                                  спириллы                                    спирохеты

Рисунок № 3. Строение бактериальной клетки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. - клеточная стенка; 2) - цитоплазматическая  мембрана; 3) - нуклеотид; 4) – цитоплазма; 5) – рибосомы; 6) – мезосомы; 7) –  трубчатые тилакоиды; 8) – ворсинки (пили); 9) – жгутики; 10) хлоросомы; 11) – аэросомы.

Строение вирусной частицы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – ДНК, 2 – белковый  капсид, 3 – стержень, 4 – чехол, 5 – пластинка с нитями, 6 – нити.

вопрос № 100

Представьте в таблицах 5,6,7 характеристики основных микробиологических препаратов использующихся в настоящее время в сельскохозяйственном производстве.

 

Таблица № 5