Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология»


страница1/13
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЛЁГКОЙ

И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ


Кафедра: «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств»


Е.А.Кузнецова

МИКРОБИОЛОГИЯ

Учебно-методическое пособие

Дисциплина– «Микробиология»

Специальности – 270300 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», 270800 «Технология консервов и пищеконцентратов», 271200 «Технология общественного питания».


Рекомендовано редакционно –

издательским советом ОрелГТУ

Орел 2005

Автор: к.б.н., доцент кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» Е.А. Кузнецова
Рецензенты:

Д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Технология продуктов питания» Орловского института экономики и торговли Е.В.Литвинова

к.т.н., доцент кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств» Орловского государственного технического университета В.В. Румянцева
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ по курсу «Микробиология» студентами специальностей 270300 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», 270800 «Технология консервов и пищеконцентратов», 271200 «Технология общественного питания», а также может быть рекомендовано студентам специальностей 351100 «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров» и 271100 «Технология молока и молочных продуктов» при изучении дисциплин «Основы микробиологии» и «Биология и микробиология».

Редактор С.Ч. Алиева

Технический редактор
Орловский государственный технический университет

Лицензия № 00670 от 05.01.2000 г.
Подписано к печати 25.01.2003. Формат 60х84 1/16

Печать офсетная. Уч.- изд. л. 2,7. Усл. печ. л. Тираж 150 экз.

Заказ №______
Отпечатано с готового оригинал-макета

На полиграфической базе ОрелГТУ,

302020, г.Орёл, ул. Наугорское шоссе, 29

© ОрелГТУ, 2004

© Кузнецова Е.А., 2004
СОДЕРЖАНИЕ
стр

Введение…………………………………………………………….4

Часть 1. Краткая характеристика микроорганизмов и основные

методы микробиологических исследований ……………………21

Глава 1. Морфология микроорганизмов. Характеристика отдельных групп……………………………………………………………….21

Глава 2.Микробиологическая лаборатория и правила работы

в ней……………………………………………………………….51

Глава 3. Стерилизация……………………………………………59

Глава 4. Культивирование микроорганизмов……………………81

Глава 5. Выделение чистых культур…………………………….113

Часть 2. Лабораторный практикум………………………………124

Лабораторная работа 1.Устройство микроскопа и правила работы

с ним. Приготовление препаратов живых клеток микроорга-

низмов…………………………………………………………….124

Лабораторная работа 2. Приготовление фиксированных окрашенных препаратов………………………………………………………..129

Лабораторная работа 3. Дифференциальные и негативные способы

окраски бактерий………………………………………………..133

Лабораторная работа 4. Выявление некоторых структур и включений

в клетках микроорганизмов……………………………………137

Лабораторная работа 5. Приготовление питательных сред для микроорганизмов……………………………………………….142

Лабораторная работа 6. Приготовление дифференциально-диагностических сред для культивирования микроорганизмов..144

Лабораторная работа 7. Получение накопительных культур микроорганизмов………………………………………………..147

Лабораторная работа 8. Физиолого-биохимические признаки микроорганизмов……………………………………………….149

Лабораторная работа 9. Выделение чистой культуры

микроорганизмов……………………………………………….151

Лабораторная работа 10. Физиолого-биохимические признаки микроорганизмов……………………………………………….153

Лабораторная работа 11. Определение чистоты выделенной культуры. Изучение культуральных особенностей микроорганизмов…156

Лабораторная работа 12. Определение количества клеток микроорганизмов………………………………………………160

Лабораторная работа 13. Исследование пищевых продуктов..162

Лабораторная работа 14. Микробиологическое исследование молока – проба на редуктазу……………………………………………164

Лабораторная работа 15. Эпифитные микроорганизмы зерна..166

Лабораторная работа 16. Определение количества дрожжей и молочнокислых бактерий в полуфабрикатах………………….170

Рекомендуемая литература……………………………………..173

Приложение………………………………………………………174

ВВЕДЕНИЕ
Слово «микробиология» происходит от трех греческих слов: micros – малый, bios – жизнь и logos – учение. Микробиология – это раздел биологии, изучающий морфологию, систематику, генетику, физиологию и распространение в природе микроорганизмов. Живые существа, составляющие мир микроорганизмов, весьма разно­образны и не объединяются в единую систематическую группу. Микро­биология изучает прокариотные организмы - бактерии, а также опре­деленные группы организмов эукариотного типа: дрожжевые и мицели­альные грибы, микроскопические водоросли, простейшие. Кроме того, микробиология изучает неклеточные формы жизни – вирусы. Все эти микроорганизмы объ­единены тремя общими признаками:

  • Имеют чрезвычайно малые размеры, колеблющиеся от десятых долей до десятков, иногда сотен микрометров. Поэтому без уве­личительных приборов микроорганизмы, за исключением отдель­ных, относительно крупных форм, не видны.

  • Большинство микроорганизмов - одноклеточные существа. Встречаются и многоклеточные микроорганизмы, но дифферен­циация клеток у них отсутствует или выражена слабо. Вирусы не имеют клеточного строения.

  • Мелкие размеры микробов определяют специфические, сходные для всех микроорганизмов технику культивирования и методы исследования, которые существенно отличаются от приемов, ис­пользуемых при изучении растений и животных.

Человек с давних времен использует микробиологические процессы в практической деятельности. Многие микробиологические процессы применяют в пищевой промышленности. Так, в основе технологии приготовления хлеба лежат биохимические процессы спиртового и молочнокислого брожения, возбудителями которых являются дрожжи и молочнокислые бактерии. Эти микроорганизмы обусловливают необходимую степень разрыхления и кислотность полуфабрикатов, вкус и аромат хлеба, способствуют улучшению качества изделий, повышению пищевой ценности. Микробиологические процессы лежат в основе технологии кисломолочных продуктов, приготовления квашеных овощей, пива, кваса, вина.

Наряду с полезными микроорганизмами существуют вредные, вызывающие нежелательные процессы. Такие микроорганизмы вызывают порчу пищевых продуктов и могут стать причиной пищевых отравлений и пищевых инфекций.

Дальнейшее развитие микробиологии как науки привело к выделению ряда самостоятельных разделов – общей, технической, медицинской, сельскохозяйственной, водной и санитарной микробиологии.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ
Начало развития науки о микроорганизмах обычно датируют с того момента, когда люди впервые увидели их. Первые научные описания микроорганизмов дал голландец А. Левенгук (1632 - 1723 гг.).

Левенгук не был профессиональным ученым. Шестнадцати лет он поступил учеником в мануфактурное торговое предприятие и впоследствии занял место кассира. Вопросы качества шерстяного волокна требовали употребления лупы. Левенгук увлекся трудной работой по отливке и шлифовке линз, изучал это ремесло в свободное от работы время и достиг большого совершенства в этом деле. Он делал лупы, дававшие увеличение до 300 раз, и вставлял их в латунную или серебряную оправу - так был создан микроскоп Ле­венгука. По существу - это простая лупа. Она превосходила по увеличению все лупы того времени.

Рассматривая при помощи лупы различные предметы: зубной налет, настой сена, Ле­венгук увидел живые, подвиж­ные существа. С 1673 г. он на­чал публиковать свои наблю­дения в форме писем в Лон­донское королевское общество. В 1683 году он представил первый рисунок с изображением внешней формы увиденных им существ и назвал их инфузориями от слова infu­sum - настой (рис. 1). В других письмах Левенгука были описа­ны дрожжи и плесневые грибы.

В 1698 году Петр I при посеще­нии Голландии беседовал с Левенгуком, заинтересовался ми­кроскопом и привез микроскоп в Россию. В мастерских при дворе Петра I в 1716 году были из­готовлены первые в России простые микроскопы.



Рисунок 1. Бактерии из полости рта. Рисунок Левенгука (1683 г.)

Английский физик и изобретатель Роберт Гук (1635-1703 гг.) сконструировал в 1660 году новый тип микроскопа, представлявший сочетание двух систем линз - окулярной и объективной. В 1665 году он выпустил труд - «Микрография», где описал строение расте­ний. Он установил ячеистое строение пробки, бузины, моркови. Ему принадлежит термин «клетка». Так началось изучение невидимых простым глазом структур тела растений и животных. Воз­никла наука - микрография.

По мере накопления сведений о микроскопических существах было выяснено, что они не так просты, как казалось первоначально, и весьма разнообразны.

Таким образом, было установлено существование мира микроор­ганизмов.

Огромная химическая деятельность микроорганизмов по пере­работке и минерализации растительных и животных остатков проте­кает так незаметно для глаза, что люди и не подозревали о их сущест­вовании. Однако отдельные процессы, осуществляемые микроорганизмами, привлекли к себе внимание. С незапамятных времен людям были знакомы процессы гниения и брожения. Тысячелетиями человек пользовался в своем обиходе спиртовым брожением при приготовлении вина. Еще рань­ше было известно о молочнокислом брожении. Люди упот­ребляли в пищу молочнокислые продукты, готовили сыр. При этом никто не подозревал, что имел дело с микроорганизмами. Не подо­зревали этого и алхимики, которые в средние века и позднее изуча­ли гниение и брожение наряду с другими, чисто химическими про­цессами, такими, как взаимодействие металлов и кислот.

Слово «брожение» было дано голландским алхимиком Ван­ - Гельмонтом (1577-1641 гг.) процессам, идущим с выделением га­за - fermentatio - кипение. Термин «газ» принадлежит также ему. В то время считали, что брожение - это химический процесс, идущий под влиянием частиц белка, которые легко распадаются сами и расшатывают молекулы, окружающих их веществ. Такая точка зрения была сформулирована в 1697 году Шталем (1660-1734 гг.), лейб-медиком прусского короля. Это представление господствовало 150 лет, пока не было опровергнуто Пастером во второй половине XIX века. Шталем же была сформулирована и теория флогистона. Последним приверженцем теории Шталя был Либих (1803-1873 гг.). Ему же принадлежит много работ по органической химии. В организованной им ла­боратории учились и работали многие известные химики, в том числе и русские. Либих считал брожение и гниение контактными каталитическими реакциями. Дрожжи, по его мнению, и вообще все гниющие растительные и животные вещества переносят на другие тела то состояние разложения, в котором они сами находятся.



Л. Пастер (1823 – 1895)

Однако о природе брожения высказывались и другие соображе­ния.

Французский физик Каньяр де Латур в 1836 году заметил, что осадок, образующийся при спиртовом брожении, которому припи­сывали роль катализатора, состоит из «способных к размножению шариков, которые, следовательно, живые существа, а не мертвое вещество, как полагали ранее». Благодаря их жизнедеятельности выделяется углекислота, а раствор сахара превращается в спиртовую жидкость. ­

Об этом же писал и немецкий альголог Кютцинг в 1837 году: « Весь процесс при спиртовом брожении зависит от образования дрожжей, при уксуснокислом брожении - от образования уксусной матки, слизистой массы, развивающейся в виде пленки на жидкости, содержащей спирт, из которой образуется уксус». Кютцинг полагал, что эта слизь состоит из мельчайших водорослей - Ulvina асеti.

Эта смелая мысль о связи процессов брожения с жизнедеятельностью живых существ была нова и неожиданна, но в течение многих лет не имела признания, что в значительной степени затруднялось благодаря исключительной популярности знаменитого Либиха и его химической теории брожения.

Основоположник современной микробиологии Луи Пастер (1822-1895 гг.), получивший в 32 года признание как выдающийся химик, организовал в Лилле естественно-исторический факультет и был назначен деканом. Химия входила в число наук, представленных на факультете.

Первые исследования Пастера были сделаны в области химии. Было известно, что существует винная кислота, вращающая пло­скость поляризации и оптически недеятельная. Пастер обратил внимание на тот факт, что соли натрия или аммония недеятельной винной кислоты при перекристаллизации дают два типа кристаллов, которые являются зеркальным отражением друг друга. Пастер уста­новил, что раствор одних вращает плоскость поляризации вправо, а раствор других - влево; раствор же смеси оптически недеятелен. Пастер открыл также, что выделить из рацемической смеси активный компонент может плесневый гриб, который использует один изомер и не затрагивает другой. Это наблюдение и привлекло вни­мание Пастера к микроорганизмам, изучению которых он посвятил в дальнейшем всю свою жизнь.

В 1856 г. Пастер обратил внимание на то, что образование молоч­ной кислоты из сахара сопровождается накоплением размножаю­щихся шариков. Он назвал их «молочнокислыми дрожжами». Сло­во «бактерии» было введено позднее Кохом.

Пастер показал, что если делать пересевы на 5%-ный раствор отвара дрожжей с 5% сахара и мела, то можно наблюдать образова­ние молочной кислоты без участия белка. Белок лишь благоприят­ствует брожению, так как является подходящим веществом для питания микроорганизмов. Таким образом, Пастер точно определил, что молочнокислое брожение - это результат жизнедеятельности микроорганизмов.

В 1857 году была опубликована работа Пастера, в которой сообща­лось, что спиртовое брожение может протекать только в присутствии живых дрожжей и является результатом особой формы жизнедеятельности - без доступа воздуха.

В дальнейшем Пастер натолкнулся на новые факты, имевшие громадное значение в развитии биологии.

Он заметил, что в чане, в котором закончилось молочнокислое брожение и весь сахар, превратился в лактат кальция, после неко­торого периода затишья обнаруживается новый процесс. При обильном выделении газов раствор лактата изменяется: вместо молочной кислоты появляется масляная. Под микроскопом при этом Пастер обнаружил появление микроорганизмов новой формы - цилиндрические прямые палочки с закругленными концами, которые быстро движутся, и поэтому Пастер назвал их «маленькими живот­ными». Сейчас мы называем их маслянокислыми бактериями.

Пастер обнаружил, что это были совершенно особые организмы, не способные размножаться в присутствии воздуха. Таким образом, была открыта жизнь без кислорода - анаэробиоз.

Изучая брожение, Пастер открыл, что микроорганизмы очень спе­цифичны. Спиртовое брожение вызывают дрожжи, молочнокислое - ­другой микроорганизм, маслянокислое – третий.

Пастер нанес сокрушительный удар господствовавшим в то время взглядам на брожение как на следствие гниения белковых веществ. Между Либихом и Пастером завязалась ожесточенная по­лемика. Эксперименты Пастера были настолько убедительны и точ­ны, что после его работ химическая теория брожения отошла в прош­лое.

В 1866 году Пастер опубликовал работу «Исследование вина», в которой доказал, что порча вин вызывается деятельностью микро­организмов, вызывающих в них нежелательные брожения. Для борьбы с «болезнями» вин он предложил прогревать их до 55-60° С после того, как вино разлито в бутылки. Этот прием получил назва­ние «пастеризация».

От исследований «болезней брожений» Пастер перешел к иссле­дованию болезней животных.

В 1866 году Пастер начал изучать болезни шелкопряда. Эти иссле­дования были предприняты по просьбе шелководов, несших огром­ные убытки из-за гибели шелковичных червей. Страдала вся про­мышленность юга Франции. Тщательные наблюдения привели Па­стера к мысли, что заболевание вызывается микроорганизмами. Воз­будителем заболевания оказался микроб Microsporidia, который образует пятна на поверхности тела гусеницы, и у послед­ней перестает работать шелкоотделительная железа.

Пастер предложил отделять заболевших насекомых и уничто­жать их. Это мероприятие возродило шелковую промышленность Франции.

Далее Пастер открыл, что одна из очень опасных болезней ­

сибирская язва - является следствием развития микроорганизмов в теле животного. Он обратил внимание на любопытный факт: если привить заразу курам, то они не заболевают. Но у кур более высо­кая температура тела, чем у животных или человека. Тогда он при­вил сибирскую язву курице и поставил ее ногами в холодную воду. Температура у курицы понизилась, и она заболела. Такой опыт, остроумный и крайне простой, очень характерен для стиля работы Пастера.

Затем Пастеру удалось культивировать возбудителя специфи­ческой болезни кур- куриной холеры вне тела хозяина, в бульоне. Он мог в любой момент вызвать заболевание, заражая кур бак­териями. Возбудитель этого заболевания был назван впоследствии в честь Пастера - Pasteurella.

Однажды, случайно, Пастер произвёл заражение старой, ос­лабленной разводкой бактерий. Курица перенесла заболевание в легкой форме. После этого она приобрела невосприимчивость к этой болезни. Пастер усмотрел в этом не единичный случай, а решил, что введение ослабленной инфекции может быть общим мето­дом для предохранения от тяжелых заболеваний.

Этот новый метод он решил проверить на сибирской язве. Для

ослабления культуры применил нагревание.

Для популяризации нового метода предохранения от болезней

Пастер в 1881 году провел свой знаменитый публичный опыт.

Для опыта было взято 50 овец, 25 из них он ввел ослабленную культуру - вакцинировал - как он назвал этот прием, по анало­гии с введением оспенной вакцины Дженнера, предложенной еще в 1796 году. Затем он ввел всем 50 овцам смертельную дозу инфекционного начала. Опыт удался блестяще: 25 вакцинированных овец выжили, 25 не вакцинированных заболели и пали. Позже то же самое он доказал и для краснухи свиней.

После этих блестящих работ Пастер проводит исследования с одной из самых страшных болезней человека - бешенством, от которого не было спасения.

Однако на первых порах Пастер потерпел неудачу: он не мог получить вне организма активное заразное начало потому, что воз­будитель бешенства - вирус - не культивируется вне живого тела.

Тогда Пастер ввел в мозг кролика растертый мозг бешеной собаки, что вызвало заболевание. Если переносить таким же об­разом заразное начало от кролика к кролику, то вирулентность возрастает, инкубационный период делается короче, пока не дости­гает 6 суток и далее он уже не сокращается; при перевивках полу­чается «фиксированный вирус» - очень вирулентный для кроли­ков, но менее вирулентный для людей.

Пастер нашел способ ослабить инфекцию «фиксированного ви­руса» путем высушивания мозга кролика. С каждым днем хранения мозга над раствором едкого кали возбудитель все более и более терял вирулентность, то есть способность вызывать заболевание, и через 13- ­15 дней становился безвредным для людей.

Если делать прививки людям таким обезвреженным вирусом и постепенно прививать все более активный препарат, то возникает невосприимчивость к бе­шенству.

Пастеру пришла идея не вакцинировать здоровых людей заранее, а попытаться лечить уже укушенных бешеным животным, потому что инкубационный период у бешенства довольно большой - от 20-30 дней до года.

После 5 лет опытов на животных в 1885 году Пастер решился сде­лать такую прививку двум укушенным людям. Результат был блестящий - они выжили.

Это была вершина в научной деятельности Пастера. Такие при­вивки, как известно, получили всемирное распространение. Во вceх странax появились Пастеровские станции, где имеются вакцины и делаются прививки.

В России первая Пастеровская станция была открыта в 1886 году известным русским микробиологом Н. Ф. Гамалея (1859-1949 гг.).

В 1888 году для Пастера был построен исследовательский институт в Париже на средcтвa, собранные по международной подписке. Пастер был первым его директором.

Таким образом, можно сказать, что основоположником микробиологии как науки был Пастер. Своими работами он заложил фун­дамент для общей и для медицинской микробиологии, которые с тех пор начали быстро развиваться и в ХХ веке сформировались в две самостоятельные научные дисциплины.

Пастер совершенно уникальный ученый, сделавший так много крупных открытий, как мало кому удавалось во всей истории мировой науки. Своими работами он сформировал целую обширную на­уку, которой до него практически не существовало. Он был на­столько наблюдателен, что предвосхитил много направлений в чрез­вычайно разнообразной современной микробиологии. Его опыты отличались необычайной простотой и остроумием и были так точны, что никогда, никто не мог опровергнуть ни одного из них.

Дальнейшее развитие микробиологии после Пастера выявляло все новые и новые химические процессы, осуществляемые микро­организмами. Теперь мы знаем, что микроорганизмы в природе ведут огромную химическую работу, превращая одни вещества в другие, обеспечивая такой круговорот веществ на Земле, который делает возможной жизнь на планете. Описание этих химических процессов и их возбудителей и составляет предмет современной микробиологии.

После работ Пастера наибольшее внимание привлекли во­просы медицинской бактериологии благодаря блестящим работам врачей Р. Коха и И. И. Мечникова.



Р. Кох (1843 – 1910)

Роберт Кох (1843-1910 п.) - немецкий врач, занимался бак­териологией в условиях домашней лаборатории. Его деятельность была направлена на выявление и изучение возбудителей болезней. Он разработал метод получения чистых культур микроорганизмов, который был основан на получении колоний на твердой среде. Для получения твердых сред он впервые применил желатин. Им соз­даны методы окраски бактериологических препаратов, которыми пользуются до сих пор. Культивируя бактерии сибирской язвы, Кох открыл, что они образуют, споры. Он открыл и выделил воз­будителей холеры и туберкулеза. Наконец, Кох сформулировал тре­бования - триаду, из которых и в настоящее время исходят при решении вопроса о том, является ли микроб возбудителем заболе­вания:

1) микроб должен встречаться при данном заболевании и отсутствовать при других;

2) должна быть получена чистая культура микроорганизма;

3) при помощи выделенного организма необходимо вызвать данное заболевание у восприимчивого здорового животного



И. И. Мечников (1845 – 1916)

После выдающихся работ Коха медицинская микробиология сформировалась как самостоятельная наука. ­

И. И. Мечников (1845-1916 п.) - русский биолог, зоолог бес­позвоночныx - был очень разносторонним ученым, работавшим так­же и с патогенными микроорганизмами. Центральной проблемой в его работах было изучение взаимоотношений микроба-паразита и хозяина.

Ему принадлежит идея, что воспаление - это приспособительная реакция, выработанная животным организмом для борьбы с патогенным микробом, при этом микробы поглощаются лейкоцитами и уничтожаются ими.



М. Бейеринк (1851 – 1931)

Взаимоотношения клеток тела хозяина и микроба Мечников изучал со сравнительно-эволюционной точки зрения. У низших животных функция поглощения клеток микроба связана с внутриклеточным пищеварением. Рассмотрение функций в сравнительно-эво­люционном разрезе - это то новое, что внес Мечников в биологию. Он занимался также и практической бактериологией, изучал воз­будителя холеры и даже прибегнул к самозаражению. После смерти Пастера был директором Пастеровского института.



С. Н. Виноградский (1856 – 1953)

Другая ветвь микробиологии - общая микробиология, которая изучает микроорганизмы почв и вод и их возможное практическое использование, развивалась в трудах ученых, так или иначе свя­занных с химией.

В развитии этой ветви микробиологии - общей микробио­логии - огромную роль сыграл М. Бейеринк (1851-1931 гг.)­ основатель первой крупной лаборатории общей микробиологии в Дельфте (Голландия). Ему принадлежит огромное количество ис­следований различных групп почвенных и водных микроорганиз­мов. Им впервые получено в чистом виде и описано большое число видов. Он изучал химические превращения, которые они способны осуществлять.

Вопросы морфологии и систематики микроорганизмов впервые подверглись подробному изучению в работах Ф. Кона (1828 - ­1898 гг.).

С. Н. Виноградский (1856-1953 гг.) был крупнейшим русским микробиологом, создавшим эпоху в развитии общей микробиологии.

Он руководил отделом общей микробиологии в Институте экспериментальной медицины в Петербурге с 1891 по 1912 год, а с 1922 года заведовал агробактериологическим отделом Пастеровского института под Парижем. Наиболее значительным среди его работ было открытие хемосинтеза у бактерий, т. е. способности некоторых спе­цифических бактерий жить за счет окисления аммиака, сероводо­рода, закисного железа, не нуждаясь в органическом веществе и синтезируя вещества тела из углерода углекислоты.

Много лет С. Н. Виноградский изучал микробное население поч­вы. Его по праву считают основоположником почвенной микро­биологии".

Учеником и сотрудником С. Н. Виноградского был В. Л. Оме­лянский (1867-1928 гг.), работавший в самых различных областях общей микробиологии. Он создал первый русский учебник «Основы микробиологии», изданный в 1909 году и выдержавший 9 изданий за последующие 30 лет. Омелян­ским же составлено и первое русское практическое руководство по микробиологии, не утратившее до сих пор своей ценности.



В. Л. Омелянский (1867 – 1928)

В 20-30-е гг. ХХ века из науки в значительной степени описа­тельной общая микробиология стала превращаться в науку экспе­риментальную. Она стала все теснее переплетаться с химией и био­химией. От выделения из природы и описания микроорганизмов перешли к изучению их физиологии. Встали вопросы о том, откуда микробы черпают энергию для жизни. Это сложный биохимический вопрос. Еще более сложная проблема - как они строят свое тело.

Этот последний этап развития микробиологии связан с именами ряда крупных современных микробиологов.

Биохимик Клюйвер (1888-1956 п.) с 1921 г. заведовал лабораторией общей и прикладной микробиологии в Дельфте, основан­ной Бейеринком. В своих исследованиях он особенно большое вни­мание уделял химической деятельности микроорганизмов и биоло­гическому окислению. Клюйвер впервые обратил внимание на то, что этот процесс всегда сопровождается восстановлением. Он изу­чал биохимию многих процессов, осуществляемых микроорганизмами, особенно бродильных. Основная идея в его работах – это утверждение единства биохимических процессов у всех живых су­ществ.

Ван Ниль, современный американский микробиолог-физиолог,

ученик Клюйвера, изучал обмен веществ у микроорганизмов. Особенно известны его исследования бактериального фотосинтеза у пурпурных и зеленых серобактерий.

В СССР биохимическое направление в изучении микроорганизмов начало развиваться очень рано.

А. Н. Лебедев и Л. А. Иванов изучали химизм спиртового бро­жения, опередив аналогичные исследования в Европе. Особенно широкий круг вопросов микробиологии был затронут в работах физиолога растений С. п. Костычева (1877-1931 п.). Ему принад­лежат классические исследования по химизму спиртового броже­ния. С. П. Костычев изучал обмен веществ у грибов и организовал первое в СССР производство лимонной кислоты при помощи плесневого гриба. Известны его исследования и в области почвенной микробиологии. Он заведовал кафедрой физиологии растений в Ленинградском университете и был директором Института сельскохозяйственной микробиологии.

В. Н. Шапошников - основоположник технической микробиологии в СССР. Изучая физиологию бродильных организмов, он смог организовать и усовершенствовать ряд бродильных производств в России: молочной, масляной, уксусной кислот, ацетона и бутанола.

Экологическое, описательное направление разрабатывалось Б. Л. Исаченко (1871-1948 п.). Он работал в разных областях микробиологии, но особенно известны его исследования микрофлоры Северного Ледовитого океана и других водоемов.

После того как Пастер заложил основы микробиологии, начались многочисленные исследования, которые можно охарактеризовать следующим образом: что делают те или другие микробы. Этот этап накопления фактов длился до начала ХХ века. Частично та­кие исследования ведутся и до сих пор.

Когда накопилось значительное количество сведений о мире мик­роорганизмов, встал вопрос - как микроорганизмы осуществляют химические превращения, как протекают брожения, каков их химизм. Это уже вопросы биохимии. Начался биохимический период в развитии микробиологии. Впервые этот вопрос решался при изучении спиртового брожения, а затем и применительно к дру­гим брожениям и превращениям веществ у микробов. Это биохимическое направление сейчас достигло своего расцвета. При этом выяснилось, что у растений, животных и микроорганизмов био­химические механизмы получения энергии и синтеза веществ тела удивительно похожи, часто даже идентичны. В то же время микро­организмы оказались необычайно разнообразны. Но разнообразие это особого свойства. Было замечено, что какой-либо процесс, общий для микробов и животных, у отдельных микроорганизмов мо­жет протекать особенно интенсивно по сравнению с другими, одновременно протекающими процессами. Таким образом, у мик­роорганизмов мы находим необычайно разнообразные вариации основных процессов, в основе своей общих во всех царствах природы. Это и отличает микробный обмен от обмена высших ор­ганизмов, и одновременно - сближает. Сначала особенно бро­силась в глаза общность обмена веществ во всем живом, и вначале ее искали и подчеркивали. В настоящее время, когда общность принципов метаболизма не оставляет сомнения, следует искать те различия, то специфическое, что встречается только у микроорганизмов.

Общность основных процессов обмена веществ у микробов ра­стений и животных привлекла к микробиологии внимание биохими­ков растений и биохимиков животных. Микробы оказались исклю­чительно удобными объектами для биохимических исследований. Они быстро растут, быстро образуют большие количества конечных и промежуточных продуктов обмена. Особенно ценны микроор­ганизмы для генетических исследований, так как у микроорганиз­мов необычайно быстро сменяются поколения.

За последние 2-3 десятилетия микробиология необычайно быстро продвинулась вперед. В настоящее время широко исполь­зуются микроорганизмы для практических нужд человечества. Возникло множество химических производств, основанных на жиз­недеятельности микроорганизмов. Биохимическое изучение микро­организмов выясняет механизмы химических превращений веществ, приводящих к получению микробом энергии, необходимой для син­теза веществ тела, и механизмы этого биосинтеза. Но этим не исчер­пывается задача исследования микроорганизмов. Встает вопрос: зачем протекает тот или иной процесс превращения одних ве­ществ в другие, то есть каков его биологический смысл. Это уже вопрос физиологии. Физиологическое исследование микроорганизмов­ - это изучение взаимосвязи отдельных биохимических процессов, изучение их сочетания и саморегулирования, их реакции на изменение внешних условий. Всякое превращение веществ микроорга­низмами осуществляется в каких-то определенных внешних усло­виях и зависит от них. Обмен веществ не только затухает при неблагоприятных внешних условиях, но изменяется, и при том таким об­разом, чтобы обезвредить их неблагоприятное действие. Это про­исходит потому, что в биохимических превращениях, в процессе эволюции развился принцип обратной связи, который приводит к известной автоматизации реакции нa внешние условия.

Физиологический этап в развитии микробиологии - это наи­высший современный ее этап. Отдельные исследования в этом на­правлении ведутся уже давно.

Всестороннее изучение микроорганизмов - их распростране­ния, биохимии, физиологии и тех химических изменений, которые они производят в cpедe в результате своей жизнедеятельности, приведет к тому, что человечество получит в свои руки ключ к соз­нательному управлению микробными процессами. Управление об­меном веществ позволит (и уже теперь в известной мере позволяет) широко использовать в хозяйственной деятельности микроорганиз­мы как исключительно мощные и целенаправленные химические реагенты.

Если микроорганизм образует какой-нибудь ценный продукт из легко­доступного сырья, то знание биохимии и физиологии позволит за­ставить его образовывать этот продукт особенно быстро и особенно обильно. Реальным примером является промышленность антибиотиков. ­

Уже после того, как стало известно, что образуют те или другие микроорганизмы, можно было начать налаживать производство

интересующего продукта. Но только с выяснением того, как идет биосинтез (биохимия биосинтеза) и как это зависит от внешних ус­ловий (физиология продуцента), становится возможным полно­стью поставить на службу потенциальную химическую активность микроорганизма.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Поделиться в соцсетях



Похожие:

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconМедико-криминалистические аспекты осмотра трупа Учебно-методическое пособие
...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие. Новосибирск, 2006
Учебно-методическое пособие предназначено инструкторам детско-юношеского и спортивного туризма с целью повышения уровня знаний и...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие
Учебно-методическое пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 030900. 62 Юриспруденция,...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconЗаболевания Пародонта Учебно-методическое пособие (для преподавателей 4 курса 7 семестр)
А. З. Исамулаева «Заболевания пародонта». Учебно-методическое пособие для преподавателей 4 курса. Астрахань: агма, 2013г. 143 с

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие (для студентов 3 курса, 6 семестр) астрахань 2016
А. З. Исамулаева, Д. А. Кунин, А. В спицына, А. И. Исамулаева «Помощник врача-стоматолога (гигиениста)». Учебно-методическое пособие...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconМетодическое пособие по дисциплине «Фармакология»
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов при подготовке к практическим занятиям по фармакологии....

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие для слушателей цикла: «Сестринское дело...
Кадымова Е. Н. Сестринский процесс при заболевании сердечно-сосудистой системы у детей. Учебно-методическое пособие. – Калуга, гаоу...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие для слушателей фпк мр тема: «товароведческий...
Товароведческий анализ лекарственных средств и биологически активных добавок к пище. Учебно-методическое пособие./И. В. Косова, О....

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие чита
Клиническая фармакология: рациональная фармакотерапия в педиатрии: Учеб метод пособие / Под общей ред. И. Н. Гаймоленко, А. Б. Долиной–...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие для студентов заочного отделения
Рекомендуется учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие Оглавление
I. Методологические основы рационального выбора лекарственных средств

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебное пособие разработано на основании федерального государственного...
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной формы обучения по специальности 111801. 65 Ветеринария

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебное пособие разработано на основании федерального государственного...
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очной формы обучения по специальности 111801. 65 Ветеринария

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconДиагностика и лечение аллергических заболеваний учебно-методическое пособие
Учебное пособие предназначено для студентов медицинских вузов, интернов, ординаторов и аспирантов, обучающихся по специальности «аллергология...

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconУчебно-методическое пособие для студентов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Учебно-методическое пособие Дисциплина- «Микробиология» iconСибирский государственный медицинский университет
Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов. Маточные кровотечения. Дифференциальный диагноз


Инструкция




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
instryktsiya.ru
..На главную