Микробиология как наука, развитие, значение, роль микробов и вред, наносимый ими

1. Микробиология как наука, развитие, значение, роль микробов и вред,наносимый ими.

Микробиология –  наука о чрезвычайно обширной группе микроскопически малых живых  существ.

2. Микробиология изучает особенности их форм, строения, закономерности жизни, развития, изменения, вызываемые ими в окружающей среде – природе, организмах людей, животных и растений, пищевых продуктах, промышленных материалах и т.п.
3. Распространению микробов способствуют их разнообразная потребность в пище, легкая приспосабливаемость к условиям существования, высокая выносливость к теплу, холоду, недостатку влаги, способность к быстрому размножению.
4. Основной задачей микробиологии является изучение возможности использования микробов для нужд человека, обезвреживания микробов, вызывающих порчу продовольственных и промышленных товаров, представляющих опасность для здоровья и жизни людей, животных и растений. Микроорганизмы играют важную роль в круговороте веществ. Они вызывают разложение органических соединений животного и растительного происхождения, возвращают в круговорот веществ различные биоэлементы – азот, фосфор, углерод и т.д. От жизнедеятельности микроорганизмов зависит плодородие почв.
5. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов (кислоты, спирты) используются в промышленном производстве. Большая роль принадлежит микробам в фармакологии (производство витаминов, аминокислот, ферментных препаратов и антибиотиков).
6. Микроорганизмы играют и отрицательную роль. Некоторые являются возбудителями болезней человека, животных и растений, вызывают порчу пищевых продуктов и разрушают различные материалы, нанося большой ущерб. Знание свойств микроорганизмов позволяет своевременно принимать соответствующие меры, направленные на предотвращение развития микроорганизмов при транспортировании и хранении продуктов.

2) БАКТЕРИИ

Величина от 0,4-10микрон (нкм²), однако некоторые достигают до 50мкм. 

Строение бактерии

Оболочка – придает постоянную форму, имеет защитные функции. Через нее проникают питательные вещества и выделяются продукты жизнедеятельности.

Цитоплазматическая  мембрана – наружный слой оболочки,  она под воздействием определенных факторов может ослизняться, образуя капсулу. Имеет защитную функцию – участвует в регуляции водного обмена – защищает клетки от высыхания (состав: полисахариды и гликопротеиды).

Цитоплазма – прозрачная полужидкая масса белковой природы. В ней находятся рибосомы, мезосомы, ядро, запасные питательные вещества.

Со временем белковая масса  стареет, она принимает ячеистое строение и образует вакуоли – полости, заполненные клеточным соком, вредными веществами, которые будут выделены в окружающую среду.

Рибосомы – зернистые образования – рибонуклеопротеиды (отвечают за синтез клеточных белков из поступающих веществ).

Мезосомы – сильноскладчатые тельца, в них протекает высвобождение энергии в результате окисления некоторой части органических веществ пищи.

Ядро –– носитель информации о наследственных свойствах клетки. Отвечает за передачу всех потомственных признаков.

Запасные питательные  вещества – в виде гранул, капелек. Их наличие зависит от физико-химических особенностей среды обитания (белок валютин, гликоген, запасной жир и др.).

Жгутики – винтообразные скрученные нити, выступающие из цитоплазматической мембраны – органы движения, могут быть расположены одиночно (монотрихи), пучком (лофотрихи), и по всей поверхности (перетрихи). Наиболее подвижны монотрихи.

Бактерии, имеющие извитую  форму тела, чаще всего передвигаются  за счет волнообразного изгибания тела. Некоторые имеют реснички (пили), которые служат для прочного прикрепления клеток к субстрату. 

Некоторые виды бактерий способны образовывать споры. Спора – защитная форма бактерии.

Размножение

Перед размножением бактерии подготавливают питательную среду, приспосабливаются к ней и  только после этого начинают бурное размножение. При благоприятных  условиях клетка делится каждые 20-30 минут.

Размножение осуществляется путем деления клетки на две части.

Скорость размножения  зависит от условий питания, температуры, доступа воздуха и др. Постепенно размножение замедляется и прекращается из-за истощения питательной среды  и накопления продуктов собственного обмена, а т.ж. из-за возможных физических, химических и биологических факторов внешней среды.

Рис.2 Формы бактерий: микрококки стрептококки  сарцины палочки без спор палочки со спорами (бациллы и клостридии) вибрионы спирохеты спириллы

 

 

По форме:

• кокки (шаровидной формы)
• палочки -вибрионы (палочки, слегка изогнутые – запятая)
• спириллы – палочки с 1 или несколькими завитками
• спирохеты – длинные, тонкие, сильно извитые

 

3) ВИРУСЫ

Вирусы свободно проходят через бактериальные фильтры, поры которых чрезвычайно мелки и  не пропускают обычных бактерии. Вирусы не имеют клеточной структуры. У них отсутствует ядро, цитоплазма, вакуоли, мезосомы и т.д. Клетка состоит из 1-2 слойной оболочки, в которой находится ДНК (если это вирус животного) или РНК (вирус растений). Редко у каких вирусов обнаруживаются обе РНК и ДНК. Некоторые вирусы состоят из белка и нуклеиновых кислот, другие отличаются более сложным строением – содержат липиды и другие вещества. По форме и величине вирусы разнообразны. Размеры от десятых до тысячных долей микрон. Исчисляется он в нанометрах. Например, частицы вируса ящура имеют размеры 8-12 нм. Это наиболее мелкие вирусы. К вирусам средних размеров относятся вирусы гриппа (80-120 нм), бешенства (100-150 нм). Одним из наиболее крупных является вирус натуральной оспы) частицы которого имеют размер 120—200 нм.

Вирусы различимы лишь с помощью электронных микроскопов, дающих увеличение в десятки тысяч  раз. Вирусы вызывают многие болезни человека (оспа, грипп, корь и т.д.), животных (ящур, чума), растений (мозаичная болезнь табака, огурцов, гороха). Вирусы не способны размножаться вне организма, они не растут на обычных питательных средах и являются внутриклеточными паразитами и размножаются только в живых клетках. Устойчивость вирусов к высоким температурам не очень высока, практически все гибнут при непродолжительном кипячении. Вирусы легко переносят высушивание и низкие температуры, однако быстро инактивируются под воздействием УФ-лучей и ионизирующей радиации.

БАКТЕРИОФАГИ (пожиратели бактерий)

Бактериофаги являются паразитами обычных бактерий. Проникают в  клетки и растворяют их (лизис). Каждый из видов бактериофагов может  лизировать лишь определенные виды бактерий – это помогает при анализе выделенных культур бактерий. Бактериофаги действуют на живые, растущие, активно размножающиеся бактерии. Фаги растворяют микробы, участвующие в технологических процессах (брожении, квашении), нанося этим ущерб производству. С другой стороны – применение их в качестве профилактических лечебных средств в борьбе с некоторыми инфекционными заболеваниями: дизентерией, брюшным тифом, холерой, дифтерией.

 

 

4) По химическому составу микроорганизмы мало отличаются от других живых клеток. Значительную часть клетки составляет вода: 70—85% от общей массы. Значение воды в жизнедеятельности клетки огромно. В ней растворяются различные химические вещества, диссоциируют электролиты, формируются коллоиды. Поэтому микробы могут расти и размножаться только в питательных средах, содержащих воду. Сухой остаток микробной клетки составляет 15—30%. Из них 90—97% приходятся на долю элементов — органогенов: углерода (50%), кислорода (30%), азота (12%), водорода (8%). Процент остальных зольных элементов, например натрия, калия, кальция, фосфора, железа, магния и др., составляет 3—10. Органические вещества представлены в клетке в основном белками, углеводами, жирами, нуклеиновыми кислотами: ДНК и РНК. Общее количество органических веществ может значительно колебаться в зависимости от среды обитания (от 40 до 90%) Белки составляют основную часть органических веществ в клетке (40—80%) и определяют важнейшие биологические свойства микроорганизмов. Это простые белки— протеины и сложные — протеиды. Белки построены из аминокислот, состав которых характерен для различных видов микроорганизмов. Большое значение имеют нуклеопротеиды, представляющие соединения белка с нуклеиновыми кислотами: ДНК и. РНК. Нуклеиновые кислоты — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) являются важнейшей составной частью клетки. В ДНК бактерий зашифрована вся наследственная информация клетки, а РНК участвует в процессах считывания этой информации, передачи и синтеза белка. Количество нуклеиновых кислот достигает 5—30%.

 

5) Питание микроорганизмов

Специальных органов  питания у микробов нет. Они поглощают 

питательные вещества и выделяют продукты жизнедеятельности  через всю 

поверхность тела путем осмоса.

Осмос – диффузия веществ через полупроницаемую  перегородку,

разделявшую раствор и чистый растворитель или два раствора различной

концентрации. Осмос  возникает под действием разных осмотических

давлений. Осмотическое давление это та энергия, с которой вещества стремятся

выровнять концентрацию.

Микроор-

ганизм

↑Р

                                                             Питательная среда

 

 

Вещества быстро

проникают,

процесс постоянен,

постоянный приток Н2О

Вода проходит быстрее, чем питательные.

вещества, объем  проникновения веществ зависит

от их частиц. Растворенное вещество движется в

сторону, где его  концентрация ниже. Вода –

растворитель  и движется туда, где давление

выше. Концентрация веществ никогда не

выравнивается за счет оболочки, которая

обладает избирательной  функцией.

В связи с высоким  осмотическим давлением внутри каждой клетки

создается постоянный приток в нее воды. Набухшая цитоплазма клетки с определенным напряжением давит на оболочку – это состояние называется тургор и является нормальным. Если клетка оказывается в среде, где  суммарная концентрация растворенных веществ намного выше, чем в клетке (раствор соли, сахара), происходит обратное явление – постепенное

обезвоживание клетки: цитоплазма сжимается и отстает  от оболочки – плазмолиз. Длительное состояние губительно для клетки. С малой концентрацией  растворенных веществ, проникает много воды, что приводит клетки в

состояние плазмоптиса (переполненности). При этом оболочка может разорваться.

По питанию  делятся на:

 Аутотрофы         

Усваивают углерод  из углекислоты  и используют элементарный азот

Гетеротрофы

Нуждаются в сложных  органических веществах

Сапрофиты                      

(использую вещества  мертвой природы

 Паратрофы

 для питания используют углеводы, спирты, белки,

 жиры, органические 

 кислоты