Бактерии: места обитания, строение, процессы жизнедеятельности, значение (11242)

Посмотреть архив целиком

1. Предмет и задачи микробиологии


Микробиология (от греч. mikros – малый, bios – жизнь, logos – учение) изучает строение, жизнедеятельность, закономерности и условия развития мельчайших организмов, использование их полезных свойств и устранение вредных. Различают: общую (изучает основные закономерности развития и жизнедеятельности микробов и их роль в природе; является основой для других направлений), медицинскую (изучает патогенные для человека микробы, разрабатывает методы профилактики, диагностики и лечения болезней), ветеринарную, сельскохозяйственную (изучает роль микробов в почвообразовательных процессах, увеличение плодородия почвы и т.д.), техническую (изучает научные основы использования действия микробов в промышленности с целью создания полезных продуктов, разрабатывание методов предохранения различного сырья от порчи), водную (изучает микрофлору различных водоемов, питьевой воды, роль микробов при очистке сточных вод), экологическую и др. микробиологии. Объектами исследования являются бактерии (бактериология), вирусы (вирусология), грибы (микология), водоросли (альгология) и т.д. Задачи: 1) получение высокоактивных штаммов; 2) изучение закономерностей смешанного культивирования (Z.B. получение биотоплива, очистка сточных вод, получение антибиотиков и витаминов); 3) защита высокоактивных штаммов от бактериофагов; 4) разработка методов сохранения высокопродуктивных штаммов микроорганизмов (морозильная (-270о), сушка, пересев).


2. Основные этапы развития микробиологии


1) Открытие в 1676 г. Антонием ван Левенгуком; изготовление линз, увеличивающих в 200–300 раз. В книге «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком» описал и зарисовал многие микроорганизмы, обнаруженные в различных настоях, в колодезной воде, на мясе и др. объектах. Открытие Левенгука вызвали интерес ученых, но слабое развитие в XVII и XVIII вв. промышленности и с/х, господствующее в науке схоластическое направление препятствовали развитию естественных наук  долгое время наука о микробах носила описательный характер. Важное принципиальное значение имеют малоизвестные работы М.М. Тереховского (диссертация 1775 г.), он изучал влияние на микробы охлаждения и нагревания, действия различных хим. веществ; он считал, что микробы представляют собой особую группу живых существ, которые не способны самопроизвольно зарождаться.

2) Прогресс промышленности в XIX в., вызвавший развитие техники и различных отраслей естествознания, обусловил развитие микробиологии, возросло ее практическое значение. Микробиология стала опытной наукой, изучающей роль «загадочных» организмов в природе и жизни человека. Появились более совершенные микроскопы. Луи Пастер (1822–1895) показал, что микробы различаются не только внешним видом, но и характером жизнедеятельности; они вызывают разнообразные химические превращения в субстратах, на которых развиваются; он изучал различные виды брожения (спиртовое, маслянокислое), доказал существование анаэробных организмов, доказал, что жизнь может произойти только от другой жизни.

Значительным вкладом в микробиологию явились исследования немецкого ученого Роберта Коха (1843–1910). Им были введены в практику плотные питательные среды для выращивания микробов; это позволило разработать методы выделения (изолирования) микробов в «чистые культуры», т.е. культуры каждого вида в отдельности, развившиеся в одной клетке. Изучал возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, холеры и др. заразных болезней; ввел методы окраски микробов анилиновыми красителями. В 1905 – нобелевская премия.

Л.С. Ценковский (1822–1877) изучал генетические связи протистов, низших водорослей, слизистых грибов и бактерий с животными и растениями. Он впервые в России изготовил и применил на практике вакцину против сибирской язвы овец.

И.И. Мечников (1845–1916) разработал фагоцитарную теорию иммунитета – невосприимчивости организма к заразным болезням. Ему принадлежит идея использования антагонистических отношений между микробами, что легло в основу современного учения об антибиотиках; с ним связано развитие микробиологии в России; он организовал первую в России бактериологическую лабораторию (в Одессе). В 1903 – нобелевская премия.

Н.Ф. Гамалея (1859–1949) изучал вопросы медицинской микробиологии; открыл станцию по прививкам против бешенства; описал явление бактериофагов.

3) Эколого-физиологическое направление. С.Н. Виноградский (1856–1953) открыл процесс нитрификации – окисление аммонийного азота до азотной кислоты при участии особой группы бактерий, эти бактерии не нуждаются для своего роста в готовых органических соединениях; они ассимилируют CO2 без участия хлорофилла и солнечной энергии (хемосинтез). Открыл явление фиксации атмосферного азота анаэробными бактериями; найдены бактерии анаэробного разложения пектиновых веществ. Открыл новый вид жизни хемолитоавтотрофный: СО2-источник углерода; Fe, S, H2- источник энергии. Вместе с Мартином Бейеринком (1851–1931) открыли метод элективных сред (среды подходят только для одного вида микробов, а для др. нет). Бейеринк открыл клубеньковые бактерии. Они изучали микробы в природных условиях, в основном в почве. Д.И. Ивановский в 1892 г. открыл вирусы (вирус табачной мозаики).

4) Биохимическое направление. А. Клюйер (1888–1956); К. ван Ниль. Принцип биохимического единства жизни: а) единство конструктивных процессов; б) единство энергетических процессов; в) единство хранения и передачи генетической информации.


3. Общая характеристика микроорганизмов


I. Роль: 1) Круговорот биогенных элементов (круговорот в-в в природе C, N, O, H, CO2, P, S); 2) Санитары планеты (разложение отмерших организмов, освобождает среду от токсичных в-в H2S, CH4 и др.) 3) Геохимические процессы (формирования месторождений нефти, Сu, железосодержащих руд, серы, фосфоритов). Место: Микробы различаются по способу питания: С-гетеротрофный (орг. в-ва), С-автотрофный (неорг. в-ва). Э. Геккель (1866 г.): царство протисты (простейшие): 1) высшие (грибы, микроводоросли), 2) низшие (синезеленые водоросли, бактерии); Р. Станнер, К. ван Ниль: деление на прокариот (низшие – одна внутренняя полость); эукариот (высшие – много полостей, органеллы в клетке). Виттекер (1969 г.) monera (прокариоты – 3,5 млрд. лет) Protista (простейшие – 900 млн. лет) 1) растения (фототрофное – питание посредством фотосинтеза); 2) животные (фагоцитарное – питание твердыми частицами орг. в-ва); 3) грибы (осмотрофное – питание готовыми растворенными орг. в-вами).

II. Св-ва: 1) микроскопические размеры (1 мкм) – в 1г бактериальной массы – 1012 бакт. клеток; 2) Быстрый обмен в-в через цитоплазматическую мембрану. Правило Рубмера: энергетический обмен клетки пропорционален поверхности клетки, а не объему. 3) Общие методы исследования и культивирования (микроскопические методы).

III. Виды и размеры


Группы

Размеры

Эукариоты

Прстейшие

Микроводоросли

Грибы

Дрожжи


100–300

10–100

5–10 мкм

3–5*10

Прокариоты

Бактерии


0,1–5 мкм

Неклеточн. Строение

Вирусы

Бактериофаги


20–300 нм

20–300 нм

Молекула белка

Диаметр

3–13 нм

0,1 нм


IV. Распространенме: Могут занимать любые экологические ниши, не связаны с ареалом: почва, вода, воздух.


4. Строение клеток прокариотов и эукариотов; архебактерии

Признак

Прокариот

Эукариот

Размеры

<5 мкм

>5 мкм

Ядро

Неограниченная мембрана внутри клетки; нуклеотид

Истинное ядро; ядерного в-ва больше

Хромосома

1

>1

Митохондрии (силов. Станции)

нет

есть

Хлоропласты

нет

есть

Эндоплазмат. сеть

нет

есть

Аппарат Гольджи

Деление клеток

нет

амитоз (прямое)

есть

метоз

Половой процесс

Редко; часто геном

может проникать

в другую клетку

метоз

Рибосомы (синтез белка)

70S – единица Сведберг

80S

Метаболизм (обмен в-в)

Дыхание: аэробное, анаэробное, фотосинтез: 3 типа, брожение

М.мунифицирован (дыхание, оксигенный фотосинтез)


Архебактерии не относятся ни к прокариотам, ни к эукариотам: нет муреинового слоя: другой способ фиксации углекислоты (Z.B. метанобразующие, галобактерии, сероокисляющие, серовосстанавливающие бактерии).



7. Грибы. Fungi (лат.); Mices (греч.)


Распространение; повсеместно, споры грибов встречаются в любых экосистемах. Почвенные, водные, паразиты животных, человека, растений. Наибольшее кол-во грибов встречается в почве. Способны разлагать биополимеры, питаются продуктами их гидролиза, поэтому выполняют очень большую работу в биохим. Цикле, особенно С, по минерализации орг. в-в. Цитология: эукариоты, имеют общие черты и с растениями и с животными (есть вакуоли, не способны к движению, но являются гетеротрофами, т. к. нет хлорофилла). Состав клеточной стенки: хитин, целлюлоза. Морфология форма клеток – нитевидная (гифы, в совокупности образуют мицелий). Гифы бывают вегетативные и плодоносящие. Мицелий может быть как с перегородками, так и без них (одноклеточный и многоклеточный). Толщина 5–50 мкм. Размножение: 1) вегетативное (верхушечный рост или обрывками мицелия); 2) бесполое (Споры образуются на плодоносящих гифах (конидиеносцах). Спороношение – важный таксономический признак. Споры могут быть эндоспорами (у более примитивных) и экзоспорами). 3) Половое (спорообразованию предшествует половой процесс, в качестве органа размножения у многоклеточных образуются базидии со спорами или сумки со спорами; у одноклеточных – зигота (зигоспора))


Случайные файлы

Файл
27814-1.rtf
27623-1.rtf
2819.rtf
142983.rtf
141888.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.