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 орг-ов, освобождает среду от токсичных в-в H₂S, CH₄ и др.) 3) Геохимические процессы (формирования месторождений нефти, Сu, железосодержащих руд, серы, фосфоритов). Место: М/о 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)Þ Protista (простейшие – 900 млн. лет)Þ 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 (1мкм) – в 1г бактериальной массы – 10¹² бакт. клеток; 2) Быстрый обмен в-в через цитоплазматическую мембрану. Правило Рубмера: энергетический обмен клетки пропорционален пов-ти 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, 1-5мкм
Неклеточн. Строение Вирусы Бактериофаги	20-300нм 20-300нм
Молекула белка Диаметр	3-13 нм 0, 1нм

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

 

Основные этапы развития микробиологии.

1) Открытие в 1676г. Антонием ван Левенгуком; изготовление линз, увеличивающих в 200-300 раз. В книге «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком» описал и зарисовал многие м/о, 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. пром-ти и с/х, господствующее в науке схоластическое направление препятствовали развитию естественных наук Þ долгое время наука о м/о носила описательный характер. Важное принципиальное значение имеют малоизвестные работы М. М. Тереховского (диссертация 1775 г.), он изучал влияние на м/о охлаждения и нагревания, действия различных хим. в-в; он считал, что м/о представляют собой особую группу живых существ, которые не способны самопроизвольно зарождаться.

2) Прогресс пром-ти в XIX в., вызвавший развитие техники и разл. отраслей естествознания, обусловил развитие микробиологии, возросло ее практическое значение. Она стала опытной наукой, изучающей роль «загадочных» орг-ов в природе и жизни человека. Появились более совершенные микроскопы. Луи Пастер (1822-1895) показал, что м/о различаются не только внешним видом, но и хар-ром жизнедеятельности; они вызывают разнообразные хим. превращения в субстратах, на которых развиваются; он изучал разл. виды брожения (спиртовое, маслянокислое), доказал существование анаэробных орг-ов, 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 пит. среды для выращивания м/о; это позволило разработать методы выделения (изолирования) м/о 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 м/о 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 м/о, 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 в-в. 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 м/о, а для др. нет). Бейеринк открыл клубеньковые бактерии. Они изучали м/о 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.

 

 

Строение клеток прокариотов и эукариотов; архебактерии

Признак	Прокариот	Эукариоты
Размеры	< 5 мкм	> 5 мкм
Ядро	Неограниченная мембрана внутри клетки; нуклеотид	Истинное ядро; ядерного в-ва больше
Хромосома		> 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).

 

5. Простейшие (protozoa).

Оформленное ядро, органеллы (эндоплазм. сеть, митохондрии, лизосомы, аппарат Гольджи и т.д.) Размеры 100 мкм; не имеют тв. клет. стеоболочку, она эластична, не содержит целлюлозу, а содержит хитин. (наз. кутикулой). Обитают в разных биоценозах. Размножаются и половым, и бесполым путем (слияние и деление). Присущи все три типа питания (фототрофное, осмотрофное, фаготрофное). Образуют покоющиеся формы – цисты (если условия неблагоприятны). Все простейшие подвижны, некоторые всегда, некоторые на опред. стадиях развития. Классификация по способу передвижения: 1) Саркодовые (Amoeba); 2) Жгутиковые (Euglena); 3) Споровики (Plasmodium); 4) Ресничные (Paramecium caudatum). Питание амёбы фаготрофное, фагоцитарное. Для plasmodium хар-но бесполое и половое размножение (в человеке и комаре) – происходит чередование. Инфузория-туфелька имеет более сложное строение, содержит много белка, уже похоже на настоящее животное, есть сократительные вакуоли для вывода жидкости. Tetrahynema выделено в 1923 году А. Львовом: показывает токсичность воды (в токсичной воде погибает). Значение простейших: 1) Отрицательное, т.к. часть из них является паразитами. 2) Экологическое, т.к. явл. представителями почвы, участвуют в круговороте в-в. 3) Биотехнологическое: очистка сточных вод, для корма малька и др. рыб (инфузория-туфелька).

 

Микроводоросли

Это микроскопические растения. Эукариоты, клет. стенка из целлюлозы, имеют хлоропласты, содержащих набор пигментов для фотосинтеза CO₂ + H₂O à (CH₂O)_n + O₂. 1) Дешевый источник белка и витаминов. 2) Удобная модель для изучения фотосинтеза. В природе встречаются в пресной и соленой воде, в основном это свободноживущие орг-мы, некоторые образуют симбиоз (водоросли + беспозвоночные ≈ губки, коралловые полипы); встречаются на суше: поверхностные слои почвы и кора деревьев. Составляют основную массу планктона. 4 цвета хлоропластов: хлорофилл – зеленый, фикоциан – синий, фикаэритрин – красный, фикокеантит – золотисто-бурый. 1) Зеленые водоросли Chlorella и Scenedesmus. 2) Красные 3) Бурые 4) Золотистые и др. Dunaliella (накапливает много глицерина и белка – для корма крабов, моллюсков…) Spirulina (цианобактерия). Водоросли выращивают в прудах 1-1, 5 м глубиной, добавляют соли азота, продувают CO₂ – для получения белка (Эффективен для жарких стран). Значение: 1) Отрицательное – цветение водоемов. 2) Экологическое – участие в процессах самоочищения (Выделяют O₂ для бактерий, поглощающих орг-ое в-во; поля фильтрации и орошение). 3) Получение биомассы и биологически активных в-в (планктон). 4) Жизнеобеспечение в замкнутом пр-ве (600 грамм биомассы в сутки – пища, кислород).

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: