Микробиология – наука о бактериях и других микроскопических организмах

микробиология

Белова
Алена, 12 группа

Самостоятельная
работа 1

Предмет микробиологии

Микробиология
– наука, предметом изучения которой
являются микроскопические существа,
называемые микроорганизмами, их
биологические признаки, систематика,
экология, взаимоотношения с другими
организмами.

Микроорганизмы
– наиболее древняя форма организации
жизни на Земле. По количеству они
представляют собой самую значительную
и самую разнообразную часть организмов,
населяющих биосферу.

К
микроорганизмам относят:

1) бактерии;

2) вирусы;

3) грибы;

4) простейшие;

5) микроводоросли.

Общий
признак микроорганизмов – микроскопические
размеры; отличаются они строением,
происхождением, физиологией.

Бактерии
– одноклеточные микроорганизмы
растительного происхождения, лишённые
хлорофилла и не имеющие ядра.

Грибы
– одноклеточные и многоклеточные
микроорганизмы растительного
происхождения, лишённые хлорофилла, но
имеющие черты животной клетки, эукариоты.

Вирусы
– это уникальные микроорганизмы, не
имеющие клеточной структурной организации.

Общая
микробиология изучает наиболее общие
закономерности, свойственные каждой
группе перечисленных микроорганизмов:
структуру, метаболизм, генетику, экологию
и т. д.

Основной
задачей технической микробиологии
является разработка биотехнологии
синтеза микроорганизмами биологически
активных веществ: белков, ферментов,
витаминов, спиртов, органических веществ,
антибиотиков и др.

Сельскохозяйственная
микробиология занимается изучением
микроорганизмов, которые участвуют в
круговороте веществ, используются для
приготовления удобрений, вызывают
заболевания растений и др.

Ветеринарная
микробиология изучает возбудителей
заболеваний животных, разрабатывает
методы их биологической диагностики,
специфической профилактики и этиотропного
лечения, направленного на уничтожение
микробов-возбудителей в организме
больного животного.

Предметом
изучения медицинской микробиологии
являются болезнетворные (патогенные)
и условно-патогенные для человека
микроорганизмы, а также разработка
методов микробиологической диагностики,
специфической профилактики и этиотропного
лечения вызываемых ими инфекционных
заболеваний.

Разделом
медицинской микробиологии является
иммунология, которая занимается изучением
специфических механизмов защиты
организмов людей и животных от
болезнетворных микроорганизмов.

Предметом
изучения санитарной микробиологии
являются санитарно-микробиологическое
состояние объектов окружающей среды и
пищевых продуктов, разработка санитарных
нормативов.

Самостоятельная
работа 2.

История
развития микробиологии

Предметом
изучения микробиологии является их
морфология, физиология, генетика,
систематика, экология и взаимоотношения
с другими формами жизни.

В таксономическом
отношении микроорганизмы очень
разнообразны. Они включают прионы,
вирусы, бактерии, водоросли, грибы,
простейшие и даже микроскопические
многоклеточные животные.

По наличию
и строению клеток вся живая природа
может быть разделена на прокариоты (не
имеющие истинного ядра), эукариоты
(имеющие ядро) и не имеющие клеточного
строения формы жизни. Последние для
своего существования нуждаются в
клетках, т.е. являются внутриклеточными
формами жизни (рис. 1).

К прокариотам,
объединяющим эубактерии и архебактерии,
относят бактерии, низшие (сине- зелёные)
водоросли, спирохеты, актиномицеты,
архебактерии, риккетсии, хламидии,
микоплазмы. Простейшие, дрожжи и нитчатые
грибы-эукариоты.

Микроорганизмы-это
невидимые простым глазом представители
всех царств жизни. Они занимают низшие
(наиболее древние) ступени эволюции, но
играют важнейшую роль в экономике,
круговороте веществ в природе, в
нормальном существовании и патологии
растений, животных, человека.

Микроорганизмы чрезвычайно
широко распространены в природе и
являются единственными формами живой
материи, заселяющими любые, самые
разнообразные субстраты (среды обитания),
включая и более высокоорганизованные
организмы животного и растительного
мира.

Можно сказать,
что без микроорганизмов жизнь в ее
современных формах была бы просто
невозможна.

Микроорганизмы
создали атмосферу, осуществляют
кругооборот веществ и энергии в природе,
расщепление органических соединений
и синтез белка, способствуют плодородию
почв, образованию нефти и каменного
угля, выветриванию горных пород, многим
другим природным явлениям.

С помощью
микроорганизмов осуществляются важные
производственные процессы – хлебопечение,
виноделие и пивоварение, производство
органических кислот, ферментов, пищевых
белков, гормонов, антибиотиков и других
лекарственных препаратов.

Микроорганизмы
как никакая другая форма жизни испытывает
воздействие разнообразных природных
и антропических (связанных с деятельностью
людей) факторов, что, с учётом их короткого
срока жизни и высокой скорости размножения,
способствует их быстрому эволюционированию.

Наибольшую
печальную известность имеют патогенные
микроорганизмы (микробы-патогены) –
возбудители заболеваний человека,
животных, растений, насекомых.

Микроорганизмы, приобретающие в процессе
эволюции патогенность для человека
(способность вызывать заболевания),
вызывают эпидемии, уносящие миллионы
жизней.

До настоящего времени вызываемые
микроорганизмами инфекционные заболевания
остаются одной из основных причин
смертности, причиняют существенный
ущерб экономике.

Более того, микроорганизмы являлись до
недавнего времени важным фактором
естественного отбора в человеческой
популяции (пример – чума и современное
распространение групп крови).

В настоящее
время вирус иммунодефицита человека
(ВИЧ) посягнул на святое святых человека
– его иммунную систему.

Основные
этапы развития микробиологии, вирусологии
и иммунологии

К ним можно
отнести следующие:

1 Эмпирических
знаний ( до изобретения микроскопов и
их применения для изучения микромира).

Дж.Фракасторо
(1546г.) предположил живую природу агентов
инфекционных заболеваний- contagium vivum.

2 Морфологический
период занял около двухсот лет.

Антони ван
Левенгук в 1675г. впервые описал простейших,
в 1683г.- основные формы бактерий.
Несовершенство приборов (максимальное
увеличение микроскопов X300) и методов
изучения микромира не способствовало
быстрому накоплению научных знаний о
микроорганизмах.

3.Физиологический
период (с 1875г.)- эпоха Л.Пастера и Р. Коха.

Л. Пастер –
изучение микробиологических основ
процессов брожения и гниения, развитие
промышленной микробиологии, выяснение
роли микроорганизмов в кругообороте
веществ в природе, открытие анаэробных
микроорганизмов, разработка принципов
асептики, методов стерилизации, ослабления
(аттенуации) вирулентности и получения
вакцин (вакцинных штаммов).

Р. Кох – метод
выделения чистых культур на твердых
питательных средах, способы окраски
бактерий анилиновыми красителями,
открытие возбудителей сибирской язвы,
холеры (запятой Коха), туберкулёза
(палочки Коха), совершенствование техники
микроскопии. Экспериментальное
обоснование критериев Хенле, известные
как постулаты (триада) Хенле- Коха.

4 Иммунологический
период.

Одновременно
накапливались данные о выработке в
организме антител против бактерий и их
токсинов, позволившие П.Эрлиху разработать
гуморальную теорию иммунитета. В
последующей многолетней и плодотворной
дискуссии между сторонниками фагоцитарной
и гуморальной теорий были раскрыты
многие механизмы иммунитета, и родилась
наука иммунология.

В дальнейшем
было установлено, что наследственный
и приобретенный иммунитет зависит от
согласованной деятельности пяти основных
систем: макрофагов, комплемента, Т- и В-
лимфоцитов, интерферонов, главной
системы гистосовместимости, обеспечивающих
различные формы иммунного ответа.
И.И.Мечникову и П.Эрлиху в 1908г. была
присуждена Нобелевская премия.

12 февраля
1892г. на заседании Российской академии
наук Д.И.Ивановский сообщил, что
возбудителем мозаичной болезни табака
является фильтрующийся вирус. Эту дату
можно считать днем рождения вирусологии,
а Д.И.

Однако только после установления природы
гена и генетического кода вирусы были
отнесены к живой природе.

5. Следующим
важным этапом в развитии микробиологии
стало открытие антибиотиков. В 1929г.
А.

В
дальнейшем выяснилось, что микробы
приспосабливаются к антибиотикам, а
изучение механизмов лекарственной
устойчивости привело к открытию второго
– вне хромосомного (плазмидного) генома
бактерий.

Изучение
плазмид показало, что они представляют
собой еще более просто устроенные
организмы, чем вирусы, и в отличии от
бактериофагов не вредят бактериям, а
наделяют их дополнительными биологическими
свойствами. Открытие плазмид существенно
дополнило представления о формах
существования жизни и возможных путях
ее эволюции.

6. Современный
молекулярно-генетический этап развития
микробиологии, вирусологии и иммунологии
начался во второй половине 20 века в
связи с достижениями генетики и
молекулярной биологии, созданием
электронного микроскопа.

В опытах на
бактериях была доказана роль ДНК в
передаче наследственных признаков.

Использование бактерий, вирусов, а затем
и плазмид в качестве объектов
молекулярно-биологических и генетических
исследований привело к более глубокому
пониманию фундаментальных процессов,
лежащих в основе жизни.

Выяснение
принципов кодирования генетической
информации в ДНК бактерий и установление
универсальности генетического кода
позволило лучше понимать
молекулярно-генетические закономерности,
свойственные более высоко организованным
организмам.

Расшифровка
генома кишечной палочки сделало возможным
конструирование и пересадку генов. К
настоящему времени генная инженерия
создала новые направления биотехнологии.

Расшифрованы
молекулярно-генетическая организация
многих вирусов и механизмы их взаимодействия
с клетками, установлены способность
вирусной ДНК встраиваться в геном
чувствительной клетки и основные
механизмы вирусного канцерогенеза.

Подлинную
революцию претерпела иммунология,
далеко вышедшая за рамки инфекционной
иммунологии и ставшая одной из наиболее
важных фундаментальных медико-биологических
дисциплин.

В современном
понимании иммунология – это наука,
изучающая механизмы самозащиты организма
от всего генетически чужеродного,
поддержании структурной и функциональной
целостности организма.

Иммунология
в настоящее время включает ряд
специализированных направлений, среди
которых, наряду с инфекционной
иммунологией, к наиболее значимым
относятся иммуногенетика, иммуноморфология,
трансплантационная иммунология,
иммунопатология, иммуногематология,
онкоиммунология, иммунология онтогенеза,
вакцинология и прикладная иммунодиагностика.

Микробиология
и вирусология как фундаментальные
биологические науки также включают ряд
самостоятельных научных дисциплин со
своими целями и задачами: общую,
техническую (промышленную),
сельскохозяйственную, ветеринарную и
имеющую наибольшее значение для
человечества медицинскую микробиологию
и вирусологию.

Медицинская
микробиология и вирусология изучает
возбудителей инфекционных болезней
человека (их морфологию, физиологию,
экологию, биологические и генетические
характеристики), разрабатывает методы
их культивирования и идентификации,
специфические методы их диагностики,
лечения и профилактики.

К отдельным
наиболее важным разделам медицинской
микробиологии и вирусологии можно
отнести клиническую микробиологию,
санитарную микробиологию, медицинскую
микологию и протозоологию, медицинскую
паразитологию, учение о сапронозах.

7.Перспективы
развития.

На пороге 21
века микробиология, вирусология и
иммунология представляют одно из ведущих
направлений биологии и медицины,
интенсивно развивающееся и расширяющее
границы человеческих знаний.

Иммунология
вплотную подошла к регулированию
механизмов самозащиты организма,
коррекции иммунодефицитов, решению
проблемы СПИДа, борьбе с онкозаболеваниями.

Появилось
понятие о новых и возвращающихся
инфекциях (emerging and reemerging infections).

Примеры
реставрации старых патогенов- микобактерии
туберкулеза, риккетсии группы клещевой
пятнистой лихорадки и ряд других
возбудителей природноочаговых инфекций.

Среди новых патогенов- вирус иммунодефицита
человека (ВИЧ), легионеллы, бартонеллы,
эрлихии, хеликобактер, хламидии (Chlamydia
pneumoniae). Наконец, открыты вироиды и прионы
– новые классы инфекционных агентов.

Прионы
(proteinaceous infectious particle- белкоподобная
инфекционная частица) представляют
лишенные РНК белковые структуры,
являющиеся возбудителями некоторых
медленных инфекций человека и животных,
характеризующихся летальными поражениями
центральной нервной системы по типу
губкообразных энцефалопатии й- куру,
болезнь Крейтцфельдта – Якоба, синдром
Герстманна- Страусслера- Шайнкера,
амниотрофический лейкоспонгиоз,
губкообразная энцефалопатия коров
(коровье “бешенство”), скрепи у овец,
энцефалопатия норок, хроническая
изнуряющая болезнь оленей и лосей.
Предполагается, что прионы могут иметь
значение в этиологии шизофрении,
миопатий. Существенные отличия от
вирусов, прежде всего отсутствие
собственного генома, не позволяют пока
рассматривать прионы в качестве
представителей живой природы.

3. Задачи медицинской микробиологии.

К ним
можно отнести следующие:

• Установление этиологической (причинной) роли микроорганизмов в норме и патологии.

• Разработка методов диагностики, специфической профилактики и лечения инфекционных заболеваний, индикации (выявления) и идентификации (определения) возбудителей.

• Бактериологический и вирусологический контроль окружающей среды, продуктов питания, соблюдения режима стерилизации и надзор за источниками инфекции в лечебных и детских учреждениях.

• Контроль за чувствительностью микроорганизмов к антибиотикам и другим лечебным препаратам, состоянием микро биоценозов (микрофлорой) поверхностей и полостей тела человека.

4. Методы
микробиологической диагностики.

Методы
лабораторной диагностики инфекционных
агентов многочисленны, к основным можно
отнести следующие.

1. Микроскопический- с использованием приборов для микроскопии. Определяют форму, размеры, взаиморасположение микроорганизмов, их структуру, способность окрашиваться определёнными красителями.

2. К основным способам микроскопии можно отнести световую микроскопию (с разновидностями- иммерсионная, темнопольная, фазово – контрастная, люминесцентная и др.) и электронную микроскопию. К этим методам можно также отнести авторадиографию (изотопный метод выявления).

3. Микробиологический (бактериологический и вирусологический) – выделение чистой культуры и ее идентификация.

4. Биологический – заражение лабораторных животных с воспроизведением инфекционного процесса на чувствительных моделях (биопроба).

5. Иммунологический (варианты – серологический, аллергологический) – используется для выявления антигенов возбудителя или антител к ним.

6. Молекулярно-генетический – ДНК- и РНК- зонды, полимеразная цепная реакция (ПЦР) и многие другие.

Заключая
изложенный материал, необходимо отметить
теоретическое значение современной
микробиологии, вирусологии и иммунологии.

Достижения этих наук позволили изучить
фундаментальные процессы жизнедеятельности
на молекулярно-генетическом уровне.

7

Источник: https://StudFiles.net/preview/2853375/

Что такое микробиология и что она изучает?

Окружающее нас богатство животного и растительного мира поражает воображение, однако гораздо больше видов живых существ остаётся скрытыми от нашего взгляда по причине их чрезвычайно малых размеров.

Тем не менее, они требуют самого пристального изучения, и этим занимается одно из важнейших направлений биологических наук, получившее название микробиологии.

Микробиология – что это за наука?

Каждого из нас окружает невероятно огромное количество микроорганизмов. Их можно встретить в каждой капле воды, которую мы пьём, в каждом глотке вдыхаемого воздуха. Более того, человеческий организм не мог бы нормально функционировать, если бы в нём не обитали полезные микроорганизмы-симбионты.

Изучением всех микроскопических организмов занимается наука, получившая название микробиология. Слово образовано от греческих «микрос» — маленький, «биос» — жизнь и «логос» — слово, учение, и в целом означает учение о жизни маленьких существ.

История микробиологии

Ещё в глубокой древности люди подозревали о существовании невидимых глазу живых организмов, вызывающих болезни.

Так, древнегреческий учёный и медик Гиппократ высказал это предположение в одном из своих трудов.

Но вплотную заняться их изучением человечество получило возможность лишь после того, как голландский оптик ван Левенгук в XVI веке создал первый микроскоп и своими глазами увидел бактерии в капле воды.

Впрочем, многие представители учёного сословия отрицали существование болезнетворных микроорганизмов в течение нескольких веков после изобретения Левенгука. Наиболее известным стал поступок врача М.

Петтенкофера, который, отрицая существование холерных вибрионов, выпил культуру этих микроорганизмов на глазах у своих оппонентов и не заболел после этого холерой.

Впрочем, несмотря на отчаянное сопротивление ортодоксов, микробиология развивалась, учёные накапливали материалы наблюдений и совершали открытия.

По мере роста возможностей оптики возрастали и научные знания о мире микроорганизмов. Наибольшее число фундаментальных открытий пришлось на конец XIX – начало ХХ века, когда появились работы Роберта Коха, Луи Пастера, С. Виноградского, Х. Грама, И. Мечникова и многих других учёных. Современная микробиология во многом базируется на открытиях, сделанных в тот период.

Что и как изучают микробиологи?

Основной целью микробиологии является изучение всех видов микроскопических организмов, их свойств и биологических признаков, а также их воздействия на окружающую природу, организмы людей, животных и растений.

Особый интерес учёных вызывают патогенные и болезнетворные микроорганизмы, так как необходимо знать, чем их существование угрожает людям и как можно предупреждать и лечить инфекционные болезни, вызываемые этими микроорганизмами.

Для микробиологических исследований в настоящее время используются следующие методы:

• микроскопический, т.е. изучение при помощи микроскопа, который, в свою очередь, подразделяется на фазово-контрастный, темнопольный и флуоресцентный способы, а также с использованием электронной микроскопии;
• культуральный, т.е. выращивание культур микроорганизмов на чистых питательных средах с последующим изучением воздействий на культуры различных веществ и условий среды;
• биологический, который заключается в заражении микроорганизмами лабораторных животных и последующем изучении болезнетворного процесса;
• генетический, состоящий в изучении белковых ДНК и РНК молекул, ПЦР и других подобных исследованиях.

При исследованиях, как правило, используются разные методы, так как только их совокупность зачастую позволяет полно и всесторонне изучить ту или иную культуру микроорганизмов.

Для чего нужна микробиология?

С накоплением объёма знаний в микробиологии начали выделяться различные направления исследований. Сегодня их результаты находят применение в самых разных сферах деятельности:

• во многих отраслях медицины – для предупреждения и лечения инфекций, создания новых лекарственных препаратов и лечебных методов;
• в промышленной сфере – для синтеза различных органических и неорганических соединений, извлечения металлов из руд и т.д.;
• в сельском хозяйстве – для улучшения состава почв и синтеза органических удобрений, для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и т.д.;
• в ветеринарии – для предупреждения и лечения заболеваний животных, создания лекарств;
• в пищевой промышленности – для разработки новых пищевых технологий, предупреждения порчи продуктов и увеличения сроков их хранения.

Микробиология – одна из наиболее бурно развивающихся сегодня наук, которая открывает грандиозные перспективы применения биотехнологий в самых разных отраслях деятельности.

Источник: http://www.vseznaika.org/biology/chto-takoe-mikrobiologiya-i-chto-ona-izuchaet/

Строение микроорганизмов

Микроорганизмами (микробами) называют одноклеточные организмы размером менее 0,1 мм, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. К ним относятся бактерии, микроводоросли, некоторые низшие мицелиальные грибы, дрожжи, простейшие (рис. 1). Их изучением занимается микробиология.

Рис. 1. Объекты микробиологии.

На рис. 2. можно увидеть некоторых представителей одноклеточных простейших.

Иногда к объектам данной науки относят самые примитивные организмы на Земле — вирусы, не имеющие клеточную структуру и представляющие собой комплексы из нуклеиновых кислот (генетического материала) и белка.

Чаще их выделяют в совершенно отдельную область исследования (Вирусологию), так как микробиология скорее направлена на изучение микроскопических одноклеточных.

Рис. 2. Отдельные представители одноклеточных эукариот (простейших).

Такие науки, как альгология и микология, изучающие водоросли и грибы, соответственно, являются отдельными дисциплинами, перекрывающимися с микробиологией в случае исследования микроскопических живых объектов. Бактериология является истинным разделом микробиологии. Данная наука занимается изучением исключительно прокариотных микроорганизмов (рис. 3).

Рис. 3. Схема прокариотической клетки.

В отличие от эукариот, к которым относятся все многоклеточные организмы, а также простейшие, микроскопические водоросли и грибы, у прокариот отсутствует оформленное ядро, содержащее генетический материал и настоящие органоиды (постоянные специализированные структуры клетки).

Рис. 4. Домены современной биологической классификации.

Особенности строения бактерий

Бактерии являются важным звеном в круговороте веществ в природе, разлагают растительные и животные остатки, очищают загрязненные органикой водоемы, модифицируют неорганические соединения. Без них не могла бы существовать жизнь на земле. Данные микроорганизмы распространены везде, в почве, воде, воздухе, организмах животных и растений.

Бактерии различаются по следующим морфологическим особенностям:

1. Форма клеток (округлые, палочковидные, нитчатые, извитые, спиралевидные, а также различные переходные варианты и звездообразная конфигурация).
2. Наличие приспособлений для движения (неподвижные, жгутиковые, за счет выделения слизи).
3. Сочленение клеток друг с другом (изолированные, сцепленные в виде пар, гранул, ветвящиеся формы).

Среди структур, образуемых округлыми бактериями (кокками) выделяют клетки, находящиеся в паре после деления и затем распадающиеся на одиночные образования (микрококки) или остающиеся все время вместе (диплококки). Квадратичную структуру из четырех клеток образуют тетракокки, цепочку – стрептококки, гранулу из 8-64 единиц – сарцины, грозди – стафилококки.

Палочковидные бактерии представлены многообразием форм вследствие большой изменчивости длинны (0,1-15 мкм) и толщины (0,1-2 мкм) клетки.

Форма последних также зависит от способности бактерий к образованию спор – структур с толстой оболочкой, позволяющей переживать микроорганизмам неблагоприятные условия.

Клетки с такой способностью называет бациллами, а не обладающие такими свойствами просто палочковидными бактериями.

Особыми видоизменениями палочковидных бактерий являются нитчатые (вытянутые) формы, цепочки и ветвящиеся структуры. Последнюю образуют актиномицеты на определенной стадии развития.

«Кривые» палочки называют извитыми бактериями, среди которых выделяют вибрионы; спириллы, имеющие два изгиба (15-20 мкм); спирохеты, напоминающие волнистые линии. Их длины клеток 1-3, 15-20 и 20-30 мкм, соответственно. На рис.

5 и 6 представлены основные морфологические формы бактерий, а также типы расположения споры в клетке.

Рис. 5. Основные формы бактерий.

Рис. 6. Бактерии по типу расположения споры в клетке. 1, 4 – в центре; 2, 3, 5 – концевое расположение; 6 – с боку.

Рис. 7. Схема бактериальной клетки.

По классификации бактерий выделяют более 20 типов. Например, экстремально термофильные (любители высоких температур) Aquificae, анаэробные палочковидные бактерии Bacteroidetes.

Однако наиболее доминантным типом, включающим в себя многообразных представителей, является Actinobacteria. К нему относятся бифидобактерии, лактобациллы, актиномицеты.

Уникальность последних заключается в способности формировать мицелий на определенной стадии развития.

Актиномицеты (рис. 8) являются медленно растущими бактериями, поэтому не имеют возможности конкурировать за легкодоступные субстраты. Они способны разлагать вещества, которые другие микроорганизмы не могут использовать в качестве источника углерода, в частности углеводороды нефти. Поэтому актиномицеты интенсивно исследуются в области биотехнологии.

Некоторые представители концентрируется в зонах нефтяных месторождений, и создают специальный бактериальный фильтр, препятствующий проникновению углеводородов в атмосферу. Актиномицеты являются активными продуцентами практически ценных соединений: витаминов, жирных кислот, антибиотиков.

Рис. 8. Представитель актиномицет Nocardia.

к содержанию ↑

Объектом микробиологии являются только низшие плесневые грибы (ризопус, мукор, в частности). Как все грибы они не способны синтезировать вещества сами и нуждаются в питательной среде. Мицелий у низших представителей данного царства примитивен, не разделен перегородками. Особую нишу в микробиологических исследованиях занимают дрожжи (рис. 9), отличающиеся отсутствием мицелия.

Рис. 9. Формы колоний дрожжевых культур на питательной среде.

В настоящее время об их полезных свойствах собраны многочисленные знания.

Однако дрожжи продолжают исследоваться на способность синтезировать практически ценные органические соединения и активно применяются в качестве модельных организмов при проведении генетических экспериментов.

Например, Saccharomyces beticus, более устойчивые к высоким концентрациям спирта, используются для создания крепких вин (до 24%). В то время как, дрожжи S. cerevisiae способны вырабатывать более низкие концентрации этанола. По направлениям их применения дрожжи классифицируются на кормовые, пекарские, пивные, спиртовые, винные.

к содержанию ↑

Болезнетворные микроорганизмы

Болезнетворные или патогенные микроорганизмы встречаются повсеместно. Наряду с широко известными вирусами: гриппом, гепатитом, корью, ВИЧ и прочее опасными микроорганизмами являются риккетсии, а также стрепто- и стафилококки, вызывающие заражение крови.

Среди палочковидных бактерий много возбудителей заболеваний. Например, дифтерия, туберкулез, брюшной тиф, сибирская язва (рис. 10).

Немало опасных для человека представителей микроорганизмов встречается среди простейших, в частности малярийный плазмодий, токсоплазма, лейшмания, лямблия, трихомонада, патогенные амебы.

Рис. 10. Фотография бактерии Bacillus anthracis, вызывающей сибирскую язву.

Многие актиномицеты не опасны для человека и животных. Однако немало патогенных представителей встречается среди микобактерий, вызывающих туберкулез, проказу (лепру). Некоторые актиномицеты инициируют такое заболевание, как актиномикоз, сопровождающийся образованием гранулем, иногда повышением температуры тела.

Отдельные виды плесневых грибов способны вырабатывать токсические для человека вещества – микотоксины. Например, некоторые представители рода Aspergillus, Fusarium. Патогенные грибы вызывают группу заболеваний, называемых микозами. Так, кандидоз или, попросту говоря, молочницу вызывают дрожжеподобные грибы (рис. 11).

Они всегда содержаться в организме человека, но активизируются только при ослаблении иммунитета.

Рис. 11. Гриб Candida – возбудитель молочницы.

Грибы могут вызывать разнообразные поражения кожи, в частности всевозможные виды лишая, кроме опоясывающего (герпеса), который вызывается вирусом.

Дрожжи и условно патогенные бактерии при хорошем здоровье выполняют важную функцию, препятствуют развитию болезнетворных микроорганизмов.

к содержанию ↑

Вирусы – самые примитивные организмы на земле. В свободном состоянии в них не происходят никакие обменные процессы. Только при попадании в клетку-хозяина вирусы начинают размножаться.

У всех живых организмов носителем генетического материала является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Только среди вирусов встречаются представители с генетической последовательностью типа рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Часто вирусы не относят к истинно живым организмам.

Кроме паразитов, специализирующихся на животных и человеке, среди них встречаются фитопатогенные представители, то есть повреждающие только клетки растений; бактериофаги – «пожиратели бактерий».

Известно, что вирусы способны даже развиваться в погибших клетках, у которых осталась относительно целая структура, а генетический материал погиб.

Раньше во время эпидемий сжигали тела умерших как при бактериальных, так и вирусных заболеваниях.

Морфология вирусов очень разнообразна (рис. 12). Обычно их диаметральные размеры колеблются в пределах 20-300 нм.

Рис. 12. Разнообразие вирусных частиц.

Некоторые вирусы сверху имеют еще оболочку, сформированную из мембраны клетки-хозяина (суперкапсид). Например, вирус иммунодефицита человека (рис. 13) известен как возбудитель заболевания, которое носит название (СПИД).

Он содержит в качестве генетического материала РНК, поражает определенный тип клеток иммунной системы (т-лимфоциты хелперы).

Рис. 13. Строение вируса иммунодефицита человека.

Цикл размножения данных паразитов начинается с этапа прикрепления к клетке. Мишень содержит особые молекулярные концы (рецепторы), по которым ее распознают вирусы.

После этого вирусы копиями освобождаются из клетки и снова формируют свою структуру.

к содержанию ↑

Риккетсии – примитивные бактерии

Может показаться, что между вирусами и бактериями большая пропасть. Однако оказалось, что в природе есть переходные формы, получившие название риккетсии. Данные микроорганизмы по современной классификации относятся к типу Proteobacteria (протеобактерии).

Риккетсии по размеру сопоставимы с крупными вирусами и являются внутриклеточными паразитами. Как и вирусы, риккетсии способны размножаться только в клетках хозяина. Клетки данных бактерий неподвижны.

Риккетсии, как правило, являются палочковидными, встречаются также кокки и нити.

Заболевания, которые вызывают риккетсии у человека, нередко протекают очень тяжело. Проявляются симптомы лихорадки, сопровождающейся поражением центральной нервной и сердечнососудистой систем.

Риккетсии могут передаваться также через теплокровных животных (крыс, мышей, собак), которым они не приносят никакого вреда.

 

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Статьи раздела “Что мы знаем о микробах”Самое популярное 

Источник: http://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/chto-my-znaem-o-mikrobah/mikroorganizmov.html

Микробиология как наука. Основные разделы современной микробиологии

Микробиология – наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов – мельчайших форм жизни, не видимых невооруженным глазом.

Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, грибоподобные организмы, микроскопические водоросли, гетеротрофные протисты, вирусы).

Микробиология подразделяется на общую и частную. Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях: молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой.

Предметом изучения частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека.

К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология.

Медицинская микробиология изучает патогенные для человека микроорганизмы: бактерии, вирусы, грибы, протисты. В зависимости от природы изучаемых патогенных микроорганизмов медицинская микробиология делится на бактериологию, вирусологию, микологию, протозоологию.

К медицинской микробиологии относят также санитарную, клиническую и фармацевтическую микробиологию.

Санитарная микробиология изучает микрофлору окружающей среды, взаимоотношение микрофлоры с организмом, влияние микрофлоры и продуктов ее жизнедеятельности на состояние здоровья человека, разрабатывает мероприятия, предупреждающие неблагоприятное воздействие микроорганизмов на человека.

В центре внимания клинической микробиологии роль условно-патогенных микроорганизмов в возникновении заболеваний человека, диагностика и профилактика этих болезней.

Фармацевтическая микробиология исследует болезни и порчу лекарственных растений и сырья под действием микроорганизмов, обсемененность лекарственных средств в процессе приготовления, а также готовых лекарственных форм, методы асептики и антисептики, дезинфекции при производстве лекарственных препаратов, технологию получения микробиологических и иммунологических диагностических, профилактических и лечебных препаратов.

Ветеринарная микробиология изучает те же вопросы, что и медицинская микробиология, но применительно к микроорганизмам, вызывающим болезни животных.

В центре внимания сельскохозяйственной микробиологии находятся микрофлора почвы, растительного мира, влияние ее на плодородие, состав почвы, инфекционные заболевания растений и т.д.

Морская и космическая микробиология изучает соответственно микрофлору морей и водоемов и космического пространства и других планет.

Техническая микробиология, являющаяся частью биотехнологии, разрабатывает технологию получения из микроорганизмов разнообразных продуктов для народного хозяйства и медицины (антибиотики, вакцины, ферменты, белки, витамины). Основа современной биотехнологии – генетическая инженерия.

Источник: https://students-library.com/library/read/30042-mikrobiologia-kak-nauka-osnovnye-razdely-sovremennoj-mikrobiologii

Виды микроорганизмов и их описание

Микроорганизмы – это группа настолько маленьких живых организмов, что они не видны человеческим зрением. Их размер меньше 1 миллиметра, а, порою, намного меньше. Хотя встречаются в этой группе и относительно большие организмы, их даже можно рассмотреть при должном усердии. Изучением их всех занимается наука микробиология.

Представители микроорганизмов

В природе существуют десятки тысяч видов микроорганизмов, и это только те, о которых мы знаем. Они являются довольно разнообразными. Некоторые различаются средой обитания, другие – образом или условиями существования, третьи – строением. Так, практически все они одноклеточные, но встречаются среди них и многоклеточные, хоть и редко.

Все микроорганизмы можно поделить на 2 группы: безъядерные (прокариоты) и обладающие клеточным ядром (эукариоты).

Прокариоты – это одноклеточные живые организмы, не имеющие клеточного ядра. Иногда их называют доядерными, а в 20-ых веках именовали монерами, но сейчас этот термин не используется.

Представителями прокариотов являются всего 2 домена живых организмов: бактерии и археи. Полагают, что существуют миллионы видов микроорганизмов, относящихся к этим доменам.

Микроорганизмы, относящиеся к домену Эукариоты, могут быть как многоклеточными, так и одноклеточными. Главная их особенность – наличие ядра в клетке, поэтому их также называют ядерными.

К слову, практически все живые организмы, имеющиеся в природе, относятся к Эукариотам. Исключением являются бактерии, археи, и вирусы.
Микроорганизмы, обладающие клеточным ядром, не очень многочисленны.

Их объединяются в одну группу – протисты, хотя входят туда не все ядерные микроскопические организмы.

Бактерии: описание и типы

Бактерии – это домен микроорганизмов (чаще всего одноклеточных), не имеющих ядра. В природе их существует огромное количество видов, сотни тысяч, и даже миллионы, вероятно.

Дело в том, что они настолько малы, что их довольно трудно находить, и уж тем более изучать. Описано лишь около десяти тысяч видов бактерий. Ну а их количество, понятное дело, даже не поддаётся исчислению.

Но можно сказать, что практически все из них выполняют некую роль в природе, и обладают некими уникальными свойствами. И исходя из этих знаний, делят бактерий на различные типы, классы, семейства и рода.

Всего науке известно 4 типа бактерий, но каждый из них включает немалое количество видов:

• – Tenericutes
• – Firmicutes
• – Gracilicutes
• – Mendosicutes

Археи: описание и типы

Археи представляют собой домен одноклеточных живых организмов, не имеющих ядра и мембранных органелл. Исходя из особенностей видов этих микроорганизмов, делят их на 8 типов (6 основных и 2 предполагаемых). А каждый из типов, в свою очередь, делится на один или несколько классов архей, обладающих уникальными свойствами. Классы включают в себя семейства и роды архей.

Типы архей:

Протисты: описание и типы

Протистами называют группу живых организмов, относящихся к домену Эукариоты (их клетки имеют ядро), и не входящих в состав животных, растений, грибов и хромистов. Создана она по “остаточному принципу”. И, соответственно, включает в себя различные живые организмы, сильно отличающиеся друг от друга.

Исходя из их способа перемещения в пространстве, протистов делят на 3 типа. А каждый из этих типов, исходя из иных особенностей видов, делят на классы, семейства и рода:

• – Инфузории
• – Споровики
• – Саркомастигофоры

Роль микроорганизмов в природе

Микроскопические организмы встречаются практически везде, где имеется вода. Оптимальной температурой для них является 0-50 °C (сильно приблизительно), хотя могут они существовать и при более экстремальных температурах.

Рекордно высокая температура для них, как и для всех живых существ, составляет 122 °C. Только стоит понимать, что такую температуру выдержит вовсе не каждый представитель данной группы живых существ.

Каждый из видов обладает своими особенностями.

Основная роль микроорганизмов в природе заключается в осуществлении обмена веществ. А поскольку обитают они практически повсеместно, то роль эта очень велика.

В большинстве случаев они являются редуцентами, то есть, перерабатывают остатки живых существ. Но иногда выполняют роль продуцентов, производя органические вещества из неорганических.

А в силу того, что могут эти существа обитать там, где не выживут другие живые организмы, иногда они являются единственными продуцентами экосистем.

Для человека микроорганизмы могут являться как полезными, так и не очень. Например, благодаря им осуществляет самоочищение воды в различных водоёмах. А ещё они принимают участие в круговороте различных элементов: железа, фосфора, серы и других. Это явная польза, если и не прямая, то как минимум косвенная.

Речь о патогенных микроорганизмах, или условно-патогенных. Они вызывают инфекционные заболевания.

Заключение

Таким образом, микроорганизмы представляют собой невидимые человеческим зрением живые организмы, обитающие практически везде (поскольку вода находится также практически везде), осуществляющие в природе важные функции, и приносящие человеку как вред, так и пользу.

Источник: https://naturae.ru/zhivotnyi-mir/mikroorganizmy/

Предмет и задачи микробиологии

Микробиология зачет № 1.

Предмет и задачи микробиологии.

Микробиология – наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа – микроорганизмы, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами.

В зависимости от задач микробиологическая наука разделяется на:

А)общую микробиологию, которая изучает наиболее общие закономерности, структуру, метаболизм, генетику, экологию микроорганизмов;

Г) санитарную микробиологию. которая изучает санитарно – микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и т.д.;

Д)медицинскую микробиологию-занимается изучением микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания человека.

Микроорганизмы – это организмы, не видимые невооруженным глазом.

Медицинская микробиология и ее место в современной медицине.

Микробиология — наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов — мельчайших форм жизни растительного или животного проис­хождения, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, про­стейшие, вирусы).

Общая мик­робиология изучает закономерности строения и жизнедеятель­ности микроорганизмов на всех уровнях — молекулярном, кле­точном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с ок­ружающей средой.

Предметом изучения частной микробиологии являются отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую при­роду, в том числе человека. К частным разделам микробиоло­гии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйствен­ная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология.

Многочисленные открытия в области микробиологии, изуче­ние взаимоотношений между макро- и микроорганизмами во второй половине XIX в. способствовали началу бурного разви­тия иммунологии. Вначале иммунология рассматривалась как наука о невосприимчивости организма к инфекционным болез­ням.

В настоящее время она стала общемедицинской и общеби­ологической наукой. Доказано, что иммунная система служит для защиты организма не только от микробных агентов, но и от любых генетически чужеродных организму веществ с целью со­хранения постоянства внутренней среды организма, т.е. гомеостаза.

Иммунология является основой для разработки лабораторных методов диагностики, профилактики и лечения инфекционных и многих неинфекционных болезней, а также разработки имму­нобиологических препаратов (вакцин, иммуноглобулинов, иммуномодуляторов, аллергенов, диагностических препаратов).

Разра­боткой и производством иммунобиологических препаратов зани­мается иммунобиотехнология — самостоятельный раздел имму­нологии.

Современная медицинская микробиология и иммуно­логия достигли больших успехов и играют огромную роль в ди­агностике, профилактике и лечении инфекционных и многих не инфекционных болезней, связанных с нарушением иммунной системы (онкологические, аутоиммунные болезни, транспланта­ция органов и тканей и др.).

Основные морфологические формы бактерий и методы их изучения. Виды микроскопии.

Основные морфологические формы:

1.Шаровидная форма- кокки. По характеру расположения кокков делятся на: микрококки (отдельное изолированное расположение); диплококки (сцепленное попарно); тетракокки (сцепленные по 4); стрептококки (сцепленные в цепочку); сарцины ( сцепленные в пакеты по 8, 12, ); стафилококки (сцепленные беспорядочно в виде виноградной грозди).

2.Палочковидные-по характеру расположения делятся на :бактерии или бациллы (отдельно расположенные); диплобактерии или диплобациллы (сцепленные попарно); стрептобактерии ( сцепленные в цепочку). +вибрионы.

3. Извитые формы – по характеру и количеству завитков делятся на спириллы и спирохеты, которые в свою очередь делятся лептоспиры, бореллии и трепонемы.

4.Ветвящиеся формы– образуют мицелий – бифидобактерии и актиномицетов

Методы изучения:

1.микроскопический метод.

2.Кульуральный метод( бактериологическое исследование, вирусологическое исследование, микологическое исследование).

3.Биологический

4.Молекулярно-генетический( молекулярно-биологический) метод.

5.Иммунодиагностика (серодиагностика, иммуноиндификация)

6.Аллергический (постановка кожно-аллергических проб)

Микроскопическим методом изучают морфологические и тинкториальные свойства.

Виды микроскопии:

а)электронная- изучение ультраструктуры бактериальной клетки и морфологии вирусов.

б)иммерсионная- изучение морфологических и тинкториальных свойств бактерий.

в)Фазово-контрастная – изучение нативных препаратов

г)Люминисцентная- изучение спонтанной флюоресценции микроорганизмов.

Прокариоты и их особенности.

Основные отличия прокариот от эукариот:

– прокариоты имеют морфологические особенности строения ядерного аппарата: он лишен ядерной мембраны, отсутствует ядрышко. Его эквивалентом является нуклеоид –замкнутая, двунитевая, кольцевидная молекула ДНК, прикрепленная к плазматической мембране.

– клетки прокариот лишены типичного эндоплазматического ретикулюма и аппарата Гольджи;

– рибосомы прокариот относятся к рибосомам 70 S типа;

– бактериальные клетки лишены митохондрий, функцию которых выполняют ЦПМ и ее инвагинации (мезосомы). Они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении, спорообразовании и дыхании клетки;

– в клеточной стенке прокариот содержится вещество – пептидогликан – муреин, который отсутствует в клетках эукариот.

Бактерии.Определение. Принципы классификации бактерий: филогенетическая, нумерическая таксономия, геносистематика.

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы относящиеся к царству прокариотов, лишенные оформленного ядра и хлорофилла, способные образовывать ассоциации сходных клеток.

Систематика бактерий – это таксономическое положение бактерий, указывающее на их родство с другими бактериями

Для филогенетической классификации микроорганизмов информативным показателем является генетическое родство.

При этом учитывают размер генома, способность обмениваться генетической информацией (путем трансформации или конъюгации), состав нуклеотидних основ (соотношение пар Г-Ц: А-Т), гомологии нуклеиновых кислот, определяемой методом молекулярной гибридизации.

Предполагают, что гомология ДНК от 60 до 100% свидетельствует о принадлежности к одному и тому же виду, 40-60% – к разным родам одной семьи.

Нумерическая таксономия признает равноценность всех признаков бактерий. Для ее применения необходимо иметь информацию о многих десятках признаков.

Видовая принадлежность исследуемого микроорганизма устанавливается в случае максимального совпадения его признаков с признаками описанными в определителях бактерий . При этом для всех бактерий учитывается частота встречаемости данного признака у данного вида бактерий.

Для названия микроорганизмов используется латинская биноминальная номенклатура согласно которой первое слово обозначает род, второе вид.

Механизмы питания бактерий.

Особенности этого процесса:

– бактериальные клетки лишены специальных органов для захвата и переваривания пищи. Поступление питательных веществ у них происходит путем всасывания через всю поверхность.

– бактерии выделяют во внешнюю среду экзоферменты, с помощью которых они и расщепляют сложные вещества до простых.

Различают 2 механизма поступления питательных веществ в клетку:

– активный транспорт осуществляют особые белки-переносчики, он осуществляется при затрате энергии и идет против градиента концентрации;

– пассивный транспорт – это простая и облегченная диффузия.

Питательные среды. Требования, предъявляемые к ним.

Бактерии нуждаются в определенных источниках питания и энергии, и все это они получают из искусственных питательных сред.

Требования к питательным средам:

– питательность;

– определенный рН среды;

– изотоничность;

– определенный окислительно-восстановительный потенциал или редокс-потенциал;

– прозрачность;

– стерильность.

Для культивирования бактерий необходимо соблюдать определенный температурный режим. По температурному оптимуму роста выделяют три основные группы микроорганизмов:

– психрофилы- организмы, нормально существующие и размножающиеся при относительно низких температурах (обычно не выше 10 °C).

– мезофиллы- организмы, лучше всего растущие при умеренной температуре, в не слишком горячих, но и не очень холодных условиях, обычно между 20 и 45 °C

– термофилы- организмы, живущие при относительно высоких температурах свыше 45 °C

Стр 18.

Стр. 15.

Стр. 18-20.

Микробиология зачет № 1.

Предмет и задачи микробиологии.

Микробиология – наука, предметом изучения которой являются микроскопические существа – микроорганизмы, их биологические признаки, систематика, экология, взаимоотношения с другими организмами.

В зависимости от задач микробиологическая наука разделяется на:

А)общую микробиологию, которая изучает наиболее общие закономерности, структуру, метаболизм, генетику, экологию микроорганизмов;

Г) санитарную микробиологию. которая изучает санитарно – микробиологическое состояние объектов окружающей среды, пищевых продуктов и т.д.;

Д)медицинскую микробиологию-занимается изучением микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания человека.

Микроорганизмы – это организмы, не видимые невооруженным глазом.



Источник: https://infopedia.su/9x3e47.html