Роль микробиологии в охране окружающей среды

ФГБОУ ВПО «Тверская Государственная Сельскохозяйственная Академия»

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине 
«МИКРОБИОЛОГИЯ  И  ИММУНОЛОГИЯ»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка II курса

технологического факультета

направление: ТПиПСХП

Щербакова Н.Н.

Проверил: Васильева Л.Ю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тверь, 2014

Вопрос 4. Роль микробиологии в охране окружающей среды.

 

В зависимости от экологических особенностей микроорганизмов, условий их обитания, сложившихся отношений с окружающей средой, и в зависимости от практических потребностей человека наука о микробах в своем развитии дифференцировалась на такие специальные дисциплины как общая микробиология, медицинская, промышленная (или техническая), космическая, геологическая, сельскохозяйственная и ветеринарная микробиология.

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). По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, 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.

Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, простейшие, вирусы). По своей сути микробиология                                                                                                             

является биологической фундаментальной наукой. Для изучения микроорганизмов она использует методы других наук, прежде всего физики, биологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, генетики, цитологии, иммунологии. Как и всякая наука, 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.

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.

В природе постоянно совершается круговорот веществ, которые необходимы для жизни растений и животных. Особенно важно превращение веществ, входящих в состав живой материи,— так называемых органогенов. Это углерод, азот, сера, фосфор, кислород и водород, из которых строятся белки, жиры, углеводы. В круговороте веществ в природе огромная роль принадлежит зеленым растениям и различным микроорганизмам. Благодаря их биохимической активности менее сложные химические соединения превращаются в более сложные,                            

органические и, наоборот, более сложные органические соединения распадаются на простые химические элементы. Зеленые растения планеты и фотосинтезирующие микроорганизмы используют углекислоту атмосферного воздуха, воду, минеральные вещества почвы и энергию солнечных лучей для синтеза органических соединений, из которых построены различные компоненты клеток. Органические вещества растительного происхождения употребляются затем в пищу травоядными животными. В свою очередь плотоядные животные и человек используют органические вещества в качестве продуктов питания. Как только животное или растение погибает, органические соединения, входящие в состав их клеток, разрушаются микроорганизмами до более простых и вновь используются для синтеза растительными организмами. Наиболее важную роль микроорганизмы выполняют в круговороте углерода, азота, фосфора и железа.

 

Вопрос 36. Пропионовокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители, их морфологические и физиологические особенности. Значение процесса.

 

Пропионовокислое брожение вызывается пропионовокислыми бактериями, относящимися к роду Propionibacterium.

Единственным источником энергии для пропионовокислых бактерий является процесс сбраживания различных веществ: моносахаридов (гексоз, пентоз), молочной, яблочной кислот, глицерина и других в пропионовую и уксусную кислоту, диоксид углерода и воду.

Пропионовокислое брожение представляет собой процесс превращения сахара или молочной кислоты в пропионовую и уксусную кислоты с образованием углекислоты и воды:

 

 

3C6H12О6 = 4С2Н5СООН + 2СН3СООН + 2СО2 + 2H2O

или

3С3Н6О3 = 2С2Н5СООН + СН3СООН + СО2 + Н2О

Пропионовокислые бактерии - неспороносные грамположительные неподвижные палочки размером 0,5—0,8 или 1,0—1,5 мкм (в молодых культурах — искривленные, слегка ветвящиеся палочки, в более старых — кокковидной формы). Образуют колонии жёлтого, оранжевого или красного цвета, растут как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Пропионовокислые бактерии родственны по ряду свойств гетероферментативным молочнокислым бактериям Они, как и молочнокислые бактерии, не встречаются в почве или водоемах. Обитают в основном в рубце и кишечнике жвачных животных, в молочных продуктах (не в молоке). Пропионовокислые бактерии — возбудители пропионовокислого брожения, сбраживают глюкозу, лактозу и др. углеводы, а также некоторые спирты с образованием пропионовой и уксусной кислот и CO2. После молочнокислого брожения, когда лактоза превращена в молочную кислоту, начинают размножаться.

Пропионовокислые бактерии применяют для микробиологического синтеза витамина B12. Пропионовые бактерии могут синтезировать гемсодержащие белки. В их клетках обнаружены цитохромы.

Конструктивный метаболизм пропионовых бактерий претерпел дальнейшую эволюцию в сторону большей независимости от органических соединений внешней среды. Пропионовые бактерии характеризуются хорошо развитыми биосинтетическими способностями и могут расти на простой синтетической среде с аммонийным азотом в качестве единственного источника азота при добавлении к среде пантотеновой кислоты и биотина, а для некоторых видов и тиамина. У ряда пропионовых бактерий обнаружена способность к азотфиксации.

Местообитание пропионовых бактерий — кишечный тракт жвачных животных, молоко, твердые сыры, в приготовлении которых они принимают участие.

Пропионовокислое брожение используется в сыроделии. Летучие кислоты (пропионовая и уксусная) придают сырам кисловато-острый вкус, а выделяющийся в виде пузырьков углекислый газ образует «глазки» в сыре. 
У пропионовокислых бактерий обнаружена способность к активному синтезу витамина В12, поэтому они используются в качестве продуцента в микробиологической промышленности для получения этого витамина.

 

Вопрос 68. Пути проникновения возбудителей инфекции в восприимчивый организм и их распространение в нем.

 

Механизмом передачи возбудителей инфекции называется способ перехода возбудителя из зараженного (источника инфекции) в здоровый восприимчивый организм.

Механизм передачи возбудителей инфекции - процесс, состоящий из 3 стадий, следующих одна за другой:

1. выведение возбудителя из зараженного организма во внешнюю среду;
2. временное пребывание его во внешней среде;
3. внедрение возбудителя в здоровый восприимчивый организм очередного хозяина.

Первая стадия механизма передачи - выведение возбудителя из зараженного организма осуществляется в процессе физиологических отправлений (дефекация, мочеиспускание, потоотделение, дыхание), патологической их интенсификации при заболевании (понос), а также при некоторых патологических актах (рвота, кашель, чихание, язвы на кожных покровах и слизистых оболочках). Только при нахождении (локализации) возбудителя в замкнутой системе кровообращения он активно выводится из организма кровососущими членистоногими.

После выхода из зараженного организма возбудитель проходит вторую стадию механизма передачи - временное пребывание на различных объектах внешней среды. Объекты (элементы) внешней среды, обеспечивающие переход возбудителя из одного организма в другой называют факторами передачи, а совокупность этих факторов, обеспечивающих распространение конкретной болезни, - путем передачи. Факторами передачи служат вода, воздух, пищевые продукты, почва, предметы обихода. Членистоногие, участвующие в передаче возбудителей, называются переносчиками.

Третья стадия механизма передачи - внедрение возбудителя в здоровый восприимчивый организм нового хозяина происходит в результате вдыхания воздуха, содержащего возбудителей, употребления зараженной воды или пищи, а также через переносчиков (кровососущих членистоногих). В ряде случаев передача возбудителя происходит без участия внешней среды посредством прямого контакта с источником. Это характерно для бешенства, венерических болезней, возможно при заражении чесоткой, бруцеллезом и другими болезнями.

Л.В. Громашевский выделил четыре основных механизма передачи возбудителя инфекции: фекально-оральный, аэрозольный, трансмиссивный, контактный. 

При распространении микробов в организме развивается генерализованная инфекция. Состояние, при котором микробы из первичного очага проникают в кровяное русло, но не размножаются в крови, а лишь транспортируются в различные органы, называется бактериемией. При ряде болезней (сибирская язва, пастереллезы и др.) развивается септицемия: микробы размножаются в крови и проникают во все органы и ткани, вызывая там воспалительные и дистрофические процессы. Инфекция может быть спонтанной (естественной) и экспериментальной (искусственной). Спонтанная инфекция возникает в естественных условиях при реализации механизма передачи, свойственного данному патогенному микробу, или при активизации условно патогенных микроорганизмов, обитавших в организме животного (эндогенная инфекция или аутоинфекция). Если специфический возбудитель проникает в организм из окружающей среды, говорят об экзогенной инфекции. Инфекция, вызванная одним видом возбудителя, называется простой (моно инфекцией), а обусловленная ассоциацией микробов, внедрившихся в организм, - ассоциативной инфекцией. При одновременном течении двух разных болезней (например, туберкулеза и бруцеллеза) инфекция называется смешанной. Бели после перенесения инфекции и освобождения организма животного от ее возбудителя происходит повторное заболевание вследствие заражения тем же патогенным микробом, говорят о реинфекции. Отмечают и суперинфекцию-следствие нового (повторного) заражения, наступившего на фоне уже развивавшейся болезни, вызванной тем же патогенным микробом. Возврат болезни, повторное появление ее симптомов после наступившего клинического выздоровления называется рецидивом. Он наступает при ослаблении сопротивляемости животного и активизации сохранившихся в организме возбудителей перенесенной болезни. Рецидивы свойственны болезням, при которых формируется недостаточно прочный иммунитет (например, инфекционная анемия лошадей).

Вопрос 95.

Характеристика микроорганизмов разной клеточной организации

Признаки	Эукариоты	Прокариоты
Наличие истинного ядра с мембраной	Есть	Нет
Наличие нуклеоида	Есть	Есть
Нахождение ДНК	В ядре и некоторых органеллах	ДНК линейная и локализована в ядре
Присутствие в клетке митохондрий, аппарата Гольджи и эндоплазматической сети	Есть	Нет
Наличие и состав рибосом	Есть	Есть. Меньшего размера.
Наличие клеточной стенки и ее основные компоненты	Отсутствует в животных клетках, в растительных состоит из целлюлозы	Имеется, состоит из сложного гетерополимерного вещества
Назначение спор	Есть	Нет
Размножение: митоз мейоз половое размножение	Есть	Нет
Представители	Растения, животные,  грибы	Бактерии, архебактерии, цианобактерии

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

1 – микрококки 2 – стафилококки 3 – стрептококки  4 – гонококки  5 – пневмококки  6 – тетракокки  7 – сарцины  8,9 – различные формы палочек 10 – вибрионы  11 – спириллы

 

Рис. 2

 

Структура бактериальной клетки: 1 - капсула; 2 - клеточная стенка; 3 - цитоплазматическая мембрана; 4 - мезосомы; 5 - нуклеоид; 6 - плазмида; 7 - рибосомы; 8 - включения; 9 - жгутик; 10 - пили (ворсинки)

 

 

 

 

 

Рис. 3

1 – центральное расположение

2 – терминальное расположение

3 – субтерминальное расположение