Предмет и задачи микробиологии. Значение микробиологии для народного хозяйства и охраны здоровья

№1.Предмет и задачи микробиологии. Значение микробиологии для народного хозяйства и охраны здоровья.

Микробиология-наука о микроорганизмах, их строении и жизнедеятельности, значение в природе и народном хозяйстве. (бактерии, дрожжи, микроскопические плесневые грибы). Они могут им клет и неклет строение (вирусы). Общая микробиология- изучает строение и жизнедеятельность микроорг-ов, их распро-ние в природе, наследственность и изменчивость. Медицинская- изуч микроорг, вызыв заболев чел-ка, и процессы, происходящ в орг-ме при внедрении болезнетворных микроорг-ов. Сельс/хоз.микроб- изучает микроорганизмы, играющие роль в повышении плодородия почвы, создании удобрений. Ветеринар микроб.- изуч микроорг, вызывающие заболевания животных. Техническая-изучает микроорг.кот используют в произ-ве пищевых продуктов, антибиотиков и др.лекарственных в-в, создает способы защиты от вредного воздействия. Задачей микроб яв-ся изучение св-в микроор-ов, кот окружают нас повсюду-в воде, почве, организме чел-ка и животных, с целью использования полезных для чел-ка св-в микроор-ов в различных отраслях народного хоз., а также микроорг., вызыв заболевания чел-ка и животных, с целью воздействия на них специфической терапией и профилактики инфекционных заболеваний. Значение для народного хоз: изучение микроор-ов, вызыв заболев-я растений, и борьба с ними, разработка микробиологич способов борьбы с насекомыми — вредителями с.-х. растений и лесных пород, а также методов консервирования кормов, мочки льна, предохранения урожая от порчи, вызываемой микроор-ми, изуч роль микроорг-ов в круговороте в-в в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых. Увеличилось производство бактериальных удобрений, в частности нитрагина, приготовляемого из культур клубеньковых бактерий. Найдены бактерии и грибы, убивающие своими токсинами  вредителей, освоено производство соответствующих препаратов. Значение для охраны здоровья: изуч микроорг-ов, вызыв заболев чел-ка, и разработка эффективных методов борьбы с ними, продукты и препараты, кот пока могут быть получены только путём микробиологического синтеза (многие антибиотики сложного строения, ферменты, липиды, кормовой белок и т.д.). Высушенные кл молочнокислых бактерий использ для лечения кишечных заболеваний чел-ка и с.-х. животных.

№2 Возникновение и развитие микробиологии. Морфологический период в микробиологии. За несколько тыс. лет до возникновения Микробиология как науки человек, не зная о существовании микроорганизмов, широко применял их для приготовления кумыса и др. кисломолочных продуктов, получения вина, пива, уксуса, при силосовании кормов, мочке льна. Впервые бактерии и дрожжи увидел А. Левенгук, рассматривавший с помощью изготовленных им микроскопов зубной налёт, растительные настои, пиво и т.д. Еще в III — IУ вв. до н.э. основоположник античной медицины Гиппократ считал, что болезни человека вызываются какими-то невидимыми частицами, которые он называл миазмами, выделяемыми в болотистых и других местностях. Ибн Сина (Авиценна) (980-1037) писал в Каноне врачебной науки) о том, что причиной чумы, оспы и других болезней являются невидимые простым глазом мельчайшие живые существа, передающиеся через воздух и воду. Основоположник морфологического периода голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632—1723) который изобрел микроскоп, увеличивающий объекты до 200 раз, сумел увидеть и описать все основные формы бактерий и простейших. Изучая под микроскопом различные объекты (дождевую воду, настои, зубной налет, кровь, испражнения, сперму), А. Левенгук наблюдал мельчайших животных. Свои наблюдения А. Левенгук регулярно сообщал в Лондонское королевское общество, а в1695 г. был издан труд «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком при помощи микроскопов». Он повсюду обнаруживал микроорганизмы и пришел к выводу, что окружающий мир густо заселен микроскопическими обитателями. Все виденные им микроорганизмы, в том числе и бактерии, А. ван Левенгук считал маленькими животными, названными им "анималькулями". Д. Самойловичем (1744.1805). Чтобы доказать, что чума вызывается особым возбудителем, он ввел себе заразный материал, взятый от чел-ка, выздоравливающего от бубонной чумы и заболел чумой, но выздоровел. В этот период были установлены возбудители трихомоноза (А.Донне, 1836), стригущего лишая (Д.Груби, 1843), сибирской язвы (А.Поллендер, 1849; К.Давен, 1850) и др.

№6 Работы основоположников почвенной микробиологии С.Н. Виноградского и М. Бейеринка, В.Л. Омелянского.

Виноградский– основоположник почвенной микробиологии, установил роль микроорг-ов в круговороте в-в в природе. Разработал методы выделения отдельных групп микроорг-ов с использ элективных (избирательных) питательных сред. Он откр  хемоавтотрофные микроорг-мы (усваивают СО2 атмосферы за счёт энергии окисления неорганич в-в), азотфиксирующие микроорг-мы и бактерий, разлагающих целлюлозу в аэробных условиях. Омелянский открыл анаэробных бактерий, сбраживающих, т. е. разлагающих в анаэробных условиях целлюлозу, и бактерий, образующих метан. .Микроэкологический принцип был успешно развит  Бейеринком и применен при выделении различных групп микроорганизмов. Ему принадлежат работы по исследованию физиологии клубеньковых бактерий, изучению процесса денитрификации и сульфатредукции, работы по изучению ферментов разных групп микроорганизмов. Виноградский и Бейеринк явл основоположниками экологического направления микробиологии, связанного с изучением роли микроорг-ов в природных усл и участием их в круговороте в-в в природе. Виноградский внес большой вклад в исследование физиологии серобактерий, нитрифицирующих и железобактерий; открыл хемосинтез у бактерий. Им изучены азотфиксирующие бактерии и открыт новый тип питания микроорг-ов — автотрофизм. Омелянский открыл возбудителей брожения клетчатки, изучал процессы нитрификации, азотфиксации, а также экологию микроорганизмов почвы.  Он написал в 1909 г. 1ый учебник по общей микробиологии в России, который выдержал 10 изданий и по настоящее время явл настольной книгой микробиологов.

№4 Развитие биохимического направления в микробиологии. Обоснование биохимического единства живых организмов.

Значительный вклад в развитие микробиологии был сделан голландской школой микробиологов, изучавших экологию, физиологию и биохимию разных групп микроорганизмов (М. Бейеринк, А. Клюйвер, К. ван Нил). А. Клюйвер и его ученики (одним из них был К. ван Ниль) провели сравнительные биохимические исследования в относительно далеко отстоящих друг от друга физиологических группах микроорганизмов. Было изучено много форм микроорганизмов и примерно к середине 50-х гг. нашего века сформулировано то, что теперь называют теорией биохимического единства жизни.   В чем же конкретно состоит биохимическое единство жизни? Общее основано на единстве конструктивных, энергетических процессов и механизмов передачи генетической информации. А. Клюйвер доказал два первых положения: все живые организмы построены из однотипных химических макромолекул, универсальной единицей биологической энергии служит АТФ, в основе физиологического разнообразия живых существ лежит несколько основных метаболических путей. Что касается последнего положения, то А. Клюйвер изучением этой проблемы не занимался. Единство системы передачи генетической информации у всех клеточных типов жизни было установлено позднее.  Биохимические доказательства: Все клетки всех живых существ, будь то прокариоты (бактерии) или эукариоты (одноклеточные, грибы, растения и животные) состоят из одних и тех же классов органических соединений - нуклеотидов, липидов, белков и углеводов. Во всех клетках химические процессы, в которых участвуют все эти соединения контролируются одним и тем же классом белков - ферментами. Все клетки получают энергию посредством окислительного расщепления соединений, как при гликолизе - бескислородном разложении глюкозы. Носителем наследственной информации во всех клетках являются молекулы ДНК. Эта информация полностью регулирует жизнь клетки, т.е. в первую очередь - все синтезируемые ею белки и передаются следующему поколению. Молекулярное строение ДНК было открыто в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком. Сенсацией оказалось то, что принцип строения ДНК одинаков для всех живых организмов от бактерии до человека. В ДНК всех организмов используются 4 нуклеотида (аденин, гуанин, тимин, цитозин). Белки всех организмов составляются из одного и того же набора, в котором всего 22 аминокислоты.

№15 Типы движения бактерий. Строение жгутиков.

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Большинство подвижных бактерий активно передвигается только в жидкой среде. Движение бактерий осуществляется:· С помощью жгутиков. Жгутики имеют палочковидные бактерии и некоторые извитые формы. Некоторые виды бактерий имеют один жгутик (монотрихи), у других жгутики располагаются пучками на одном или обоих концах клетки (амфитрихи), у третьих покрывают всю поверхность клетки (перитрихи). Длина жгутиков может во много раз превышать длину клетки бактерий. Скорость передвижения бактерий велика. За одну секунду клетка может пройти расстояние, в 20–50 раз превышающее длину ее тела. Происходит движение при вращении жгутиков вокруг своей оси или за счет сокращения жгутиков.• Путем скольжения. Характерно для бактерий, имеющих слизистый чехол. За счет слизи клетка скользит по поверхности и передвигается.• Путем ползания. Передвижение осуществляется за счет сокращения всей клетки. Такой тип движения осуществляют спирохеты.•Реактивное движение. Некоторые бактерии для передвижения выбрасывают порции слизи, и сами при этом отталкиваются.Строение жгутикиков. Жгутики-органы движения бактерий, представляющие собой вращающиеся полужесткие спирально изогнутые нити из белка флагеллина, который обладает способностью сокращаться. Они отходят от базальных телец, вмонтированных в цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку бактерий. Длина жгутиков превосходит длину бактерий. Увидеть отдельные жгутики в оптическом микроскопе невозможно потому, что их поперекчник не больше 10-30 нм. Несмотря на волнистую форму жгутиков, они довольно жестки. Основание жгутика вращается так, что жгутик как бы ввинчивается в среду, и таким образом продвигает клетку вперед. По типу расположения и числу жгутиков бактерии подразделяются на 4 группы:1.монотрихи-бактерии с одним жгутиком на конце (холерный вибрион) 2.лофотрихи-бактерии, которые имеют по пучку жгутиков на одном конце (палочки сине-зеленого молока). 3.амфитрихи-бактерии с двумя полярно расположенными жгутиками или имеющие по пучку жгутиков на обоих концах. 4.перитрихи-со множеством жгутиков вокруг бактерий.

№31Фенотипическая и генотипическая изменчивость прокариот. Ненаследственная, фенотипическая изменчивость возникает как ответ клетки на неблагоприятные условия ее существования. К фенотипическим изменениям относят адаптацию и модификацию. Адаптация-приспособление микроорганизмов к условиям среды. Приспособленные клетки размножаются, а остальные-погибают, т.е. происходит естественный отбор. Модификация-изменение микроорганизмов под влиянием условий среды. Изменяются только фенотипические (внешние) признаки (форма, размеры, цвет колоний). Генотипические изменения. Наследуемая генетическая изменчивость возникает в результате мутаций и генетических рекомбинаций. Мутации-это передаваемые по наследству структурные изменения генов. При мутации изменяются участки геномов. Бактериальные мутации могут быть спонтанными (самопроизвольными) и индуцированными (направленными), т.е. появляются в результате обработки микроорганизмов специальными мутагенами (хим.в-вами, температурой, излучением  и т.д.). К генетическим рекомбинациям относятся рекомбинации генов, которые происходят вследствие трансформации, от донора трансдукции и конъюгации. Транчформация-передача генетического материала реципиенту при помощи изолированной ДНК другой клетки. Клетки, способные воспринимать ДНК другой клетки, называются компетентными. Для трансформации необходимо создавать особые условия, например, добавляя неорганические фосфаты, повышается частота трансформации. Трансдукция-это перенос наследственного материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту, который осуществляет фаг. Конъюгация бактерий-передача генетического материала от одной клетки другой путем непосредственного контакта. Происходит односторонний перенос генетического материала-0от донора реципиенту. Необходимым условием для конъюгации яв-ся наличие у донора специфического фактора плодовитости F.

№49 Группа молочнокислых бактерий: их физиолого-биохимические особенности, распространение в природе и практическое значение. Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамполож микроорг-в, сбраживающих углеводы с образованием молочной к-ты как одного из основных продуктов. Они играют важную роль в приготовлении теста, вина, кофе, какао и силоса. В природе молочнокислые бактерии встреч на поверхности растений, в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах ч-ка, животных, птиц, рыб. Тобр, помимо своей роли в производстве пищи и кормов, молочнокислые бактерии игр важную роль в живой природе, с\ х и нормальной жизнедеят ч-ка. Оно находит широкое применение при изготовл кисломолочных продуктов, сливочного масла, маргарина, исп в хлебопечении, при квашении овощей, силосовании кормов и производстве молочной к-ты. Группа молочных бактерий: молочнокислый стрептококк, сливочный стрептококк, болгарская палочка. Это подвижная палочка, не образующая спор. Находится почти во всех молочных продуктах. Он играет важную роль в сквашении молока и яв-ся основной составной частью микрофлоры простокваш. Молочнокислый стрептококк чаще всего встреч в виде коротких цепочек и диплококков. Форма кл овальная Стрептокок окрашивается по Граму положительно. Он хорошо растет на молочных средах с добавлением молочных продуктов. Обр длинные цепочки. Растет на молочных средах, обр колонии. Сгусток на молоке плотный, используется при изготовлении заквасок для сметаны, масла, сыра. Палочковидные формы в эту группу входят: ацидофильная палочка, палочка из сыра и др. Болгарская палочка. Бактерия названа так, потому что в свое время была выделена из болгарского кислого молока «ягурта». Бесспоровая неподвижная бактерия, часто соединяющаяся в короткие цепочки. Входит в состав болгарской простокваши. Она образует к-ту, яв-ся антаногистом гнилостной миклофлоры. Гнилостные микробы, разлагая белки, образуют ядовитые газы:индол, аммиак, отравляющие организм и сокращение чел-кую жизнь. Для уменьшения гнилостной миклофлоры необходимо поступление болгарской палочки в организм. Ацидофильная палочка -постоянный обитатель желудочно-кишечного тракта молодняка с/х животных. Она обр больше к-ты, чем болгарская и быстрее нейтрализует ядовитые продукты.

№50 Энтеробактерии: их систематика, характеристика и значение отдельных представителей для человека. Энтеробактерии им форму прямых палочек с закругленными концами, спор и капсул не обр, в мазке располаг беспорядочно, грамотриц. Факультативные анаэробы. Кишечные инфекции, вызванные патогенными энтеробактериями, передаются от больных людей и бактерионосителей, изредка от животных и птиц. Механизм передачи-фекально-оральный. Пути передачи-пищевой, водный, контактно-бытовой. Для кишечных инфекций хар-на летне-осенняя сезонность, что связано с употреблением большого кол-ва воды, немытых овощей, фруктов и массовым выплодом мух, явл механическим переносчиком энтеробактерий. Шигеллы  род грамотриц палочковидных бактерий, не обр спор, неподвижны. Обычно распр ч\з пищу. В зависимости от возраста и физич сост ч-ка даже десяти бактериал кл может быть достаточно для инфицирования. Вызыв дизентерию, приводящую к разрушению эпителиальных кл слизистой оболочки сигмовидной и прямой кишок. Симптомы могут вкл диарею, лихорадку, тошноту, рвоту, скопление газов и запор. Стул может содерж кровь, слизь или гной. Обычно это продолжается несколько дней, но может и затянуться на недели. Сальмонелла— род неспороносных бактерий, им форму палочек., спор и капсул не обр Грам-. подвижные т.к. им жгутики. Тифопаратифы сопровождаются бактериемией, высокой температ, головной болью, помрачнением сознания, бредом, нарушением функций нервной и сердечно-сосудистой системы