works.tarefer.ru

Микробиология

Содержание:

Введение

1. Три области практического применения

2.Возникновение и развитие микробиологии

3.Связь микробиологии с другими науками

4.Практическое значение микробиологии

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Наука о мельчайших организмах, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает строение микробов (морфология), их химическую организацию и закономерности жизнедеятельности (физиология), изменчивость и наследственность (генетика микроорганизмов), взаимоотношения с другими организмами, включая человека, и их роль в формировании биосферы. В ходе историч. развития микробиологии как наука разделилась на общую, сельскохозяйственную, ветеринарную, медицинскую и промышленную. Общая микробиология изучает закономерности жизнедеятельности микробов как организмов, а также роль микробов для поддержания жизни на Земле, в частности их участие в круговороте углерода, азота, энергии и пр.

1.Три области практического применения

Итак, микробиология — это наука, изучающая микроорганизмы, их свойства, распространение и роль в круговороте веществ в природе. Широко известны три области практического приложения микробиологических знаний, три основных направления, без которых и представить нельзя современную жизнь. Одно из этих направлений— медицинская микробиология, изучающая болезнетворные микроорганизмы и разрабатывающая методы борьбы с ними Медицинская микробиология. включает бактериологию, которая изучает бактерии — возбудители инфекционных заболеваний, микологию — раздел о болезнетворных грибках, протозоологию, объектом исследования которой являются болезнетворные одноклеточные животные организмы, и, наконец, мед. вирусологию, исследующую болезнетворные вирусы. Достоверные сведения о микробах впервые были получены во второй половине 17 в. голландским ученым А. Левенгуком, описавшим «живых зверьков» в воде, зубном налете, настоях при рассмотрении их в простейший микроскоп, увеличивавший объекты в 250—300 раз.

Другое — техническая микробиология, под «покровительством» которой находится производство спиртовых и молочных продуктов (с использованием процессов брожения), витаминов, столь необходимых человеку антибиотиков и гормонов. Техническая, или промышленная, микробиология изучает химические процессы, вызываемые микробами, которые приводят к образованию спиртов, ацетона и других продуктов, важных для человека. В последние годы широко развились также такие области технической микробиологии, как производство витаминов, аминокислот и антибиотиков.

Третья самостоятельная сфера этой науки — почвенная микробиология, изучающая участие микроорганизмов в почвенных процессах в целях оптимального их использования в области сельскохозяйственного производства.

Микробиология вошла в круг научных дисциплин еще в XVII века: ее появление тесно связано с изобретением микроскопа. Золотой век микробиологии начался в конце XIX века, когда промышленное и техническое развитие человеческого общества вместе с развитием химии красящих веществ, прогрессом оптики и замечательными открытиями бактериологов произвели в медицине и медицинском мышлении настоящий революционный переворот. К отдельным звеньям этой «революции» можно отнести открытия возбудителей значительной части инфекционных заболеваний человека и животных — возбудителей, обнаруженных в своеобразном царстве микроорганизмов.

О том, что же именно относится к пестрой плеяде микроорганизмов, к сфере, контролируемой микробиологией, многие имеют не всегда точное и полное представление. С годами микробиология превратилась в обширную и сложную научную дисциплину, и причина этого лежит не в каком-нибудь искусственном ее усложнении, а в том, что были открыты группы микроорганизмов, которые никак нельзя было подогнать к какому-то единому, общему знаменателю. Это заставило разделить микробиологию на несколько специальных отделов.

Пока что выделено пять таких «провинций» в «государстве» микробиологии. Правда, ее дальнейшее развитие и дифференциация определенно говорят, что это пятичленное подразделение не окончательное. Но на сегодня оно нас вполне удовлетворяет. Вот краткое перечисление и определение упомянутых групп.

Вирусология изучает вирусы.

Бактериология занимается исследованием бактерий (специалисты считают их самыми древними обитателями Земли) и актиномицетов (одноклеточных микроорганизмов, близких по чертам организации к бактериям).

Микология исследует низшие (микроскопические) грибы.

Альгология изучает микроскопические водоросли.

Протозоология имеет объектом своего изучения простейших — одноклеточных животных, стоящих в системе классификации на грани растительного и животного мира.

Мы перечислили эти подразделения в соответствии с увеличением размеров микроорганизмов. Вирусы в сравнении с другими группами микроорганизмов неизмеримо мельче. Именно их ничтожно малая величина и дала в руки микробиологов (в период зарождения вирусологии) основную возможность отличать их от бактерий. Размеры вирусов варьируют в пределах от 20 до 300 нанометров (один нанометр равен миллионной доли миллиметра).

В «молодые годы» вирусологии для обозначения небактериального возбудителя какой-либо болезни применяли термин «фильтрующийся вирус» (от лат. virus — яд). Первоначальный термин подчеркивал своеобразное свойство возбудителей — способность проходить через фильтры, не пропускающие самые мелкие бактерии.

Дальнейшие исследования показали, что вирусы представляют особую группу инфекционных возбудителей и их изучение требует применения совершенно новых методов. В результате возникла и новая самостоятельная отрасль микробиологии —вирусология. Такое выделение было безоговорочно принято всеми учеными. Вирусологию с самого начала считали как бы младшей сестрой- бактериологии.

Однако между этими двумя отраслями науки, вернее, их объектами, есть существенное различие. Бактериологи уже сравнительно давно обнаружили наряду с болезнетворными бактериями и такие, которые просто необходимы для жизнедеятельности человека, животных и растений, для нормального протекания естественного круговорота веществ в природе и многих технологических процессов в пищевой и фармацевтической промышленности.

2.Возникновение и развитие микробиологии.

За несколько тыс. лет до возникновения Микробиология как науки человек, не зная о существовании микроорганизмов, широко применял их для приготовления кумыса и др. кисломолочных продуктов, получения вина, пива, уксуса, при силосовании кормов, мочке льна. Впервые бактерии и дрожжи увидел А. Левенгук, рассматривавший с помощью изготовленных им микроскопов зубной налёт, растительные настои, пиво и т.д. Творцом микробиологии как науки был Л. Пастер, выяснивший роль микроорганизмов в брожениях (виноделие, пивоварение) и в возникновении болезней животных и человека. Исключительное значение для борьбы с заразными болезнями имел предложенный Пастером метод предохранительных прививок, основанный на введении в организм животного или человека ослабленных культур болезнетворных микроорганизмов. Задолго до открытия вирусов Пастер предложил прививки против вирусной болезни — бешенства. Он же доказал, что в современных земных условиях невозможно самопроизвольное зарождение жизни. Эти работы послужили научной основой стерилизации хирургических инструментов и перевязочных материалов, приготовления консервов, пастеризации пищевых продуктов и т.д. Идеи Пастера о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе были развиты основоположником общей Микробиология в России С. Н. Виноградским, открывшим хемоавтотрофные микроорганизмы (усваивают углекислый газ атмосферы за счёт энергии окисления неорганических веществ; см. Хемосинтез), азотфиксирующие микроорганизмы и бактерий, разлагающих целлюлозу в аэробных условиях. Его ученик В. Л. Омелянский открыл анаэробных бактерий, сбраживающих, т. е. разлагающих в анаэробных условиях целлюлозу, и бактерий, образующих метан. Значительный вклад в развитие Микробиология был сделан голландской школой микробиологов, изучавших экологию, физиологию и биохимию разных групп микроорганизмов (Микробиология Бейеринк, А. Клюйвер, К. ван Нил). В развитии медициской Микробиология важная роль принадлежит Р. Коху, предложившему плотные питательныесреды для выращивания микроорганизмов и открывшему возбудителей туберкулёза и холеры. Развитию медицинской Микробиология и иммунологии способствовали Э. Беринг (Германия), Э. Ру (Франция), С. Китазато (Япония), а в России и СССР — И. И. Мечников, Л. А. Тарасевич, Д. К. Заболотный, Н. Ф. Гамалея.

Развитие микробиологии и потребности практики привели к обособлению ряда разделов микробиологии в самостоятельные научные дисциплины. Общая микробиология изучает фундаментальные закономерности биологии микроорганизмов. Знание основ общей микробиологии необходимо при работе в любом из специальных разделов микробиологии содержание, границы и задачи общей микробиологии постепенно изменялись.

Ранее к объектам, изучаемым ею, относили также вирусы, простейшие растительного или животного происхождения (протозоа), высшие грибы и водоросли. В зарубежных руководствах по общей микробиологии до сих пор описываются эти объекты

В задачу технической, или промышленной, микробиологии входит изучение и осуществление микробиологических процессов, применяемых для получения дрожжей, кормового белка, липидов, бактериальных удобрений, а также получение путём микробиологического синтеза антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот, нуклеотидов, органических кислот и т.п. (см. также Микробиологическая промышленность).

Сельскохозяйственная микробиология выясняет состав почвенной микрофлоры, её роль в круговороте веществ в почве, а также её значение для структуры и плодородия почвы, влияние обработки на микробиологические процессы в ней, действие бактериальных препаратов на урожайность растений. В задачу сельско-хозяйственной микробиологии входят изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, и борьба с ними, разработка микробиологических способов борьбы с насекомыми — вредителями с.-х. растений и лесных пород, а также методов консервирования кормов, мочки льна, предохранения урожая от порчи, вызываемой микроорганизмами.

Геологическая микробиология изучает роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых, предлагает методы получения (выщелачивания) из руд металлов (медь, германий, уран, олово) и др. ископаемых с помощью бактерий.

Водная Микробиология изучает количественный и качественный состав микрофлоры солёных и пресных вод и её роль в биохимических процессах, протекающих в водоёмах, осуществляет контроль за качеством питьевой воды, совершенствует микробиологические методы очистки сточных вод.

В задачу медицинской Микробиология входит изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания человека, и разработка эффективных методов борьбы с ними. Эти же вопросы в отношении сельскохозяйственных и др. животных решает ветеринарная Микробиология

Своеобразие строения и размножения вирусов, а также применение специальных методов их исследования привели к возникновению вирусологии как самостоятельной науки, не относящейся к микробиологии

Для изучения обмена веществ и химического состава микроорганизмов получили распространение различные способы хроматографии, масс-спектрометрия, метод изотопных индикаторов, электрофорез и др. физические и физико-химические методы. Для обнаружения органических соединений применяют также чистые препараты ферментов. Предложены новые способы выделения и химической очистки продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (адсорбция и хроматография на ионообменных смолах, а также иммунохимические методы, основанные на специфической адсорбции определённого продукта, например фермента, антителами животного, образовавшимися у него после введения этого вещества). Сочетание цитологических и биохимических методов исследования привело к возникновению функциональной морфологии микроорганизмов. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение тонких особенностей строения цитоплазматических мембран и рибосом, их состава и функций (например, роль цитоплазматических мембран в процессах транспорта различных веществ или участие рибосом в биосинтезе белка).

Лаборатории обогатились ферментёрами различной ёмкости и конструкции. Широкое распространение получило непрерывное культивирование микроорганизмов, основанное на постоянном притоке свежей питательной среды и оттоке жидкой культуры. Установлено, что наряду с размножением клеток (ростом культуры) происходит развитие культуры, т. е. возрастные изменения у клеток, составляющих культуру, сопровождающиеся изменением их физиологии (молодые клетки, даже интенсивно размножаясь, не способны синтезировать многие продукты жизнедеятельности, например ацетон, бутанол, антибиотики, образуемые более старыми культурами). Современные методы изучения физиологии и биохимии микроорганизмов дали возможность расшифровать особенности их энергетического обмена, пути биосинтеза аминокислот, многих белков, антибиотиков, некоторых липидов, гормонов и др. соединений, а также установить принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов.

3.Связь микробиологии с другими науками.

Микробиология в той или иной степени связана с др. науками: морфологией и систематикой низших растений и животных (микологией, альгологией, протистологией), физиологией растений, биохимией, биофизикой, генетикой, эволюционным учением, молекулярной биологией, органической химией, агрохимией, почвоведением, биогеохимией, гидробиологией, химической и микробиологической технологией и др. Микроорганизмы служат излюбленными объектами исследований при решении общих вопросов биохимии и генетики (см. Генетика микроорганизмов, Молекулярная генетика). Так, с помощью мутантов, утративших способность осуществлять один из этапов биосинтеза какого-либо вещества, были расшифрованы механизмы образования многих природных соединений (например, аминокислот лизина, аргинина и др.). Изучение механизма фиксации молекулярного азота для воспроизведения его в промышленных масштабах направлено на поиски катализаторов, аналогичных тем, которые в мягких условиях осуществляют азотфиксацию в клетках бактерий. Между Микробиология и химией существует постоянная конкуренция при выборе наиболее экономичных путей синтеза различных органических веществ. Ряд веществ, которые ранее получали микробиологическим путём, теперь производят на основе чисто химического синтеза (этиловый и бутиловый спирты, ацетон, метионин, антибиотик левомицетин и др.). Некоторые сиитезы осуществляют как химическим, так и микробиологическим путём (витамин B2, лизин и др.). В ряде производств сочетают микробиологические и химические методы (пенициллин, стероидные гормоны, витамин С и др.). Наконец, есть продукты и препараты, которые пока могут быть получены только путём микробиологического синтеза (многие антибиотики сложного строения, ферменты, липиды, кормовой белок и т.д.).

4.Практическое значение микробиологии.

Деление микроорганизмов на полезных и вредных условно, т.к. оценка результатов их деятельности зависит от условий, в которых она проявляется. Так, разложение целлюлозы микроорганизмами важно и полезно в растительных остатках или при переваривании пищи в пищеварительном тракте (животные и человек не способны усваивать целлюлозу без её предварительного гидролиза микробным ферментом целлюлазой). В то же время микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, разрушают рыболовные сети, канаты, картон, бумагу, книги, хлопчато-бумажные ткани и т.д. Для получения белка микроорганизмы выращивают на углеводородах нефти или природного газа. Одновременно с этим большие количества нефти и продуктов её переработки разлагаются микроорганизмами на нефтяных промыслах или при их хранении. Даже болезнетворные микроорганизмы не могут быть отнесены к абсолютно вредным, т.к. из них приготовляют вакцины, предохраняющие животных или человека от заболеваний. Порча микроорганизмами растительного и животного сырья, пищевых продуктов, строительных и промышленных материалов и изделий привела к разработке различных способов их предохранения (низкая температура, высушивание, стерилизация, консервирование, добавление антибиотиков и консервантов, подкисление и т.п.). В др. случаях возникает необходимость ускорить разложение определённых химических веществ, например пестицидов, в почве. Велика роль микроорганизмов при очистке сточных вод (минерализация веществ, содержащихся в сточных водах).

Заключение

Движущая сила микробиологии

На основании некоторых фактов можно предполагать, что вирусологические исследования по меньшей мере в ближайшие тридцать — пятьдесят лет сохранят в микробиологии роль основной движущей силы. Современное состояние этих быстро развивающихся исследований позволяет предположить, что прогресс, достигнутый в усовершенствовании и ускорении процессов диагностики вирусных заболеваний, столь важных для немедленных и специфических терапевтических мер, будет продолжаться и далее.

Почему так важно немедленное вмешательство? Да потому, что, как только вирус в клетках начнет размножаться и вызовет в организме больного характерные симптомы болезни, введение каких-либо лекарственных препаратов уже не сможет достичь полного успеха.

В связи с развитием диагностики, несомненно, будут быстрее создавать новые «генерации» лекарств, более совершенно «пригнанных» к данному заболеванию. Изготовляя их, будут исходить из знания особенностей молекулярной биологии размножения тех или иных видов вирусов, а также специфики биохимических свойств различных типов клеток (нервных, клеток печени и т. п.).

С большой вероятностью можно ожидать и значительного расширения и углубления познаний о вирусном происхождении многих поражений центральной нервной системы, протекающих по дегенеративному типу, от которых страдает немало людей. Несомненно, существенно расширится список заболеваний, либо вызываемых вирусами, либо таких, при которых вирус играет главенствующую роль наряду с другими факторами.

Ускоренный и все более эффективный ход исследований инфекционных болезней в современную эпоху можно иллюстрировать многими убедительными фактами. С 1880 по 1950 год новые открытия накапливались сравнительно медленно, хотя именно4за эти 70 лет было сделано немало основных наблюдений. В последующий период вирусология стала развиваться значительно более быстрыми темпами в связи с использованием новых научных подходов и технических приемов.

Вирусологи получили более или менее завершенную картину структуры вирусов и сведения о механизме инфицирования клетки вирусом. Большой прогресс можно отметить и в исследованиях вирусных инфекций на молекулярном уровне, в связи с чем можно ожидать успеха и в области поисков новых противовирусных веществ. Здесь уже есть кое-какие обнадеживающие факты, касающиеся в том числе и опухолей вирусного происхождения.

Благодаря усилиям Всемирной организации здравоохранения и интенсивному развитию медицины во многих государствах мира была усовершенствована система вирусологического и эпидемиологического наблюдения при ликвидации массовых вирусных инфекций, а также при выявлении заразных болезней, до тех пор не встречавшихся в данных районах. Медицинская служба строго контролирует пассажирский и товарный, международный «и межконтинентальный транспорт в целях предотвращения «импорта» инфекций из других стран не только пассажирами, экипажем, но и перевозимыми животными, и даже растениями. Поиски возможных очагов заразных болезней проводятся в самых отдаленных уголках нашей планеты, и высокоспециализированные отряды службы здравоохранения проникают в развивающиеся страны, где еще в недалеком прошлом трудно было и думать о ликвидации инфекционных болезней. В наше время интенсивного использования транспорта и оживленного обмена товарами нельзя пренебрегать серьезностью «местных» инфекций. Сегодня такая инфекция, имеющая место в одной стране, может благодаря скоростному транспорту проявиться в месте, отдаленном на сотни и тысячи километров от исходного очага.

Список использованной литературы:

1.Достижения советской микробиологии, Микробиология, 1989; Микробиология, Основы микробиологии, пер. с англ., Микробиология, 1995;

2.Работнова И. Л., Общая микробиология, Микробиология, 1966; «Микробиология», 1987, т. 36, в. 6;

3. Мейнелл Дж., Мейнелл Э., Экспериментальная микробиология, пер. с англ., Микробиология, 1967;

4.Шлегель Г., Общая микробиология, пер. с нем., Микробиология, 1972.

znakka4estva.ru

Микробиология 5

Содержание:Введение1. Три области практического применения

2.Возникновение и развитие микробиологии

3.Связь микробиологии с другими науками

4.Практическое значение микробиологии

ЗаключениеСписок использованной литературы Введение

Микробиология (от микро... и биология), наука, изучающая микроорганизмы — бактерии, микоплазмы, актиномицеты, дрожжи, микроскопические грибы и водоросли — их систематику, морфологию, физиологию, биохимию, наследственность и изменчивость, распространение и роль в круговороте веществ в природе, практическое значение.Наука о мельчайших организмах, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает строение микробов (морфология), их химическую организацию и закономерности жизнедеятельности (физиология), изменчивость и наследственность (генетика микроорганизмов), взаимоотношения с другими организмами, включая человека, и их роль в формировании биосферы. В ходе историч. развития микробиологии как наука разделилась на общую, сельскохозяйственную, ветеринарную, медицинскую и промышленную. Общая микробиология изучает закономерности жизнедеятельности микробов как организмов, а также роль микробов для поддержания жизни на Земле, в частности их участие в круговороте углерода, азота, энергии и пр.1.Три области практического применения

Вирусология изучает вирусы.

Микология исследует низшие (микроскопические) грибы.

Альгология изучает микроскопические водоросли.

Как общая Микробиология, так и её специальные разделы развиваются исключительно бурно. Существуют три основных причины такого развития. Во-первых, благодаря успехам физики, химии и техники Микробиология получила большое число новых методов исследования. Во-вторых резко возросло практическое применение микроорганизмов. В-третьих, микроорганизмы стали использовать для решения важнейших биологических проблем, таких, как наследственность и изменчивость, биосинтез органических соединений, регуляция обмена веществ и др. Успешное развитие современной микробиологии невозможно без гармонического сочетания исследований, проводимых на популяционном, клеточном, органоидном и молекулярном уровнях. Для получения бесклеточных ферментных систем и фракций, содержащих определённые внутриклеточные структуры, применяют аппараты, разрушающие клетки микроорганизмов, а также градиентное центрифугирование, позволяющее получать частицы клеток, обладающие различной массой. Для исследования морфологии и цитологии микроорганизмов разработаны новые виды микроскопической техники. В СССР был изобретён метод капиллярной микроскопии, позволивший открыть новый, ранее не доступный для наблюдения мир микроорганизмов, обладающих своеобразной морфологией и физиологией. Для изучения обмена веществ и химического состава микроорганизмов получили распространение различные способы хроматографии, масс-спектрометрия, метод изотопных индикаторов, электрофорез и др. физические и физико-химические методы. Для обнаружения органических соединений применяют также чистые препараты ферментов. Предложены новые способы выделения и химической очистки продуктов жизнедеятельности микроорганизмов (адсорбция и хроматография на ионообменных смолах, а также иммунохимические методы, основанные на специфической адсорбции определённого продукта, например фермента, антителами животного, образовавшимися у него после введения этого вещества). Сочетание цитологических и биохимических методов исследования привело к возникновению функциональной морфологии микроорганизмов. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение тонких особенностей строения цитоплазматических мембран и рибосом, их состава и функций (например, роль цитоплазматических мембран в процессах транспорта различных веществ или участие рибосом в биосинтезе белка). Лаборатории обогатились ферментёрами различной ёмкости и конструкции. Широкое распространение получило непрерывное культивирование микроорганизмов, основанное на постоянном притоке свежей питательной среды и оттоке жидкой культуры. Установлено, что наряду с размножением клеток (ростом культуры) происходит развитие культуры, т. е. возрастные изменения у клеток, составляющих культуру, сопровождающиеся изменением их физиологии (молодые клетки, даже интенсивно размножаясь, не способны синтезировать многие продукты жизнедеятельности, например ацетон, бутанол, антибиотики, образуемые более старыми культурами). Современные методы изучения физиологии и биохимии микроорганизмов дали возможность расшифровать особенности их энергетического обмена, пути биосинтеза аминокислот, многих белков, антибиотиков, некоторых липидов, гормонов и др. соединений, а также установить принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов.

3.Связь микробиологии с другими науками.

Активно участвуя в круговороте веществ в природе, микроорганизмы играют важнейшую роль в плодородии почв, в продуктивности водоёмов, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых. Особенно важна способность микроорганизмов минерализовать органические остатки животных и растений. Всё возрастающее применение микроорганизмов в практике привело к возникновению микробиологической промышленности и к значительному расширению микробиологических исследований в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Ранее техническая Микробиология в основном изучала различные брожения, а микроорганизмы использовались преимущественно в пищевой промышленности. Быстро развиваются и новые направления технической микробиологии, которые потребовали иного аппаратурного оформления микробиологических процессов. Выращивание микроорганизмов стали проводить в закрытых ферментёрах большой ёмкости, совершенствовались методы отделения клеток микроорганизмов от культуральной жидкости, выделения из последней и химической очистки их продуктов обмена. Одним из первых возникло и развилось производство антибиотиков. В широких масштабах микробиологическим путём получают аминокислоты (лизин, глутаминовая кислота, триптофан и др.), ферменты, витамины, а также кормовые дрожжи на непищевом сырье (сульфитные щелока, гидролизаты древесины, торфа и с.-х. растительные отходы, углеводороды нефти и природного газа, фенольные или крахмалсодержащие сточные воды и т.д.). Осуществляется получение микробиологическим путём полисахаридов и осваивается промышленный биосинтез липидов. Резко возросло применение микроорганизмов в сельском хозяйстве. Увеличилось производство бактериальных удобрений, в частности нитрагина, приготовляемого из культур клубеньковых бактерий, фиксирующих азот в условиях симбиоза с бобовыми растениями, и применяемого для заражения семян бобовых культур. Новое направление с.-х. микробиологии связано с микробиологическими методами борьбы с насекомыми и их личинками — вредителями с.-х. растений и лесов. Найдены бактерии и грибы, убивающие своими токсинами этих вредителей, освоено производство соответствующих препаратов. Высушенные клетки молочнокислых бактерий используют для лечения кишечных заболеваний человека и с.-х. животных. Деление микроорганизмов на полезных и вредных условно, т.к. оценка результатов их деятельности зависит от условий, в которых она проявляется. Так, разложение целлюлозы микроорганизмами важно и полезно в растительных остатках или при переваривании пищи в пищеварительном тракте (животные и человек не способны усваивать целлюлозу без её предварительного гидролиза микробным ферментом целлюлазой). В то же время микроорганизмы, разлагающие целлюлозу, разрушают рыболовные сети, канаты, картон, бумагу, книги, хлопчато-бумажные ткани и т.д. Для получения белка микроорганизмы выращивают на углеводородах нефти или природного газа. Одновременно с этим большие количества нефти и продуктов её переработки разлагаются микроорганизмами на нефтяных промыслах или при их хранении. Даже болезнетворные микроорганизмы не могут быть отнесены к абсолютно вредным, т.к. из них приготовляют вакцины, предохраняющие животных или человека от заболеваний. Порча микроорганизмами растительного и животного сырья, пищевых продуктов, строительных и промышленных материалов и изделий привела к разработке различных способов их предохранения (низкая температура, высушивание, стерилизация, консервирование, добавление антибиотиков и консервантов, подкисление и т.п.). В др. случаях возникает необходимость ускорить разложение определённых химических веществ, например пестицидов, в почве. Велика роль микроорганизмов при очистке сточных вод (минерализация веществ, содержащихся в сточных водах).Заключение

Движущая сила микробиологии На основании некоторых фактов можно предполагать, что вирусологические исследования по меньшей мере в ближайшие тридцать — пятьдесят лет сохранят в микробиологии роль основной движущей силы. Современное состояние этих быстро развивающихся исследований позволяет предположить, что прогресс, достигнутый в усовершенствовании и ускорении процессов диагностики вирусных заболеваний, столь важных для немедленных и специфических терапевтических мер, будет продолжаться и далее.

2.Работнова И. Л., Общая микробиология, Микробиология, 1966; «Микробиология», 1987, т. 36, в. 6;

3. Мейнелл Дж., Мейнелл Э., Экспериментальная микробиология, пер. с англ., Микробиология, 1967;

4.Шлегель Г., Общая микробиология, пер. с нем., Микробиология, 1972.

www.coolreferat.com

Читать реферат по биологии: "Микробиология 5"

(Назад) скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Содержание:

Введение

1. Три области практического применения2.Возникновение и развитие микробиологии

3.Связь микробиологии с другими науками

4.Практическое значение микробиологии

Заключение

Список использованной литературы

Введение

1.Три области практического применения

Вирусология изучает вирусы.

Микология исследует низшие (микроскопические) грибы.

Альгология изучает микроскопические водоросли.

2.Возникновение и развитие микробиологии.

referat.co

Winamp, Skins, Plugins

Необходимые Утилиты

Текстовые редакторы

Юмор

File managers and best utilites

Каталог :: Биология. Практическое применение микробиологии реферат

Реферат Биология Микробиология. Практическое применение водорослей

Реферат на тему:

Микробиология. Практическое применение водорослей

Выполнила: Проверила: г. Пенза 2004 г. Содержание 1. Введение 2. Морские макрофиты 2.1. Систематика морских макрофитов 2.2. Ресурсы морских макрофитов 2.3. Главные направления использования морских макрофитов 2.4. Медицинское использование морских макрофитов 3. Субстанции из морских водорослей 4. Заключение 5. Литература 1. Введение Микробиология (от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, т.е. учение о малых формах жизни) - наука, изучающая организмы, неразличимые (невидимые) невооруженным какой- либо оптикой глазом, которые за свои микроскопические размеры называют микроорганизмы (микробы). Предметом изучения микробиологии является их морфология, физиология, генетика, систематика, экология и взаимоотношения с другими формами жизни. В таксономическом отношении микроорганизмы очень разнообразны. Они включают прионы, вирусы, бактерии, водоросли, грибы, простейшие и даже микроскопические многоклеточные животные. По наличию и строению клеток вся живая природа может быть разделена на прокариоты (не имеющие истинного ядра), эукариоты (имеющие ядро) и не имеющие клеточного строения формы жизни. Последние для своего существования нуждаются в клетках, т.е. являются внутриклеточными формами жизни (рис.1). По уровню организации геномов, наличию и составу белоксинтезирующих систем и клеточной стенки все живое делят на 4 царства жизни: эукариоты, эубактерии, архебактерии, вирусы и плазмиды. К прокариотам, объединяющим эубактерии и архебактерии, относят бактерии, низшие (сине- зеленые) водоросли, спирохеты, актиномицеты, архебактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы. Простейшие, дрожжи и нитчатые грибы- эукариоты. Микроорганизмы - это невидимые простым глазом представители всех царств жизни. Они занимают низшие (наиболее древние) ступени эволюции, но играют важнейшую роль в экономике, круговороте веществ в природе, в нормальном существовании и патологии растений, животных, человека. Микроорганизмы заселяли Землю еще 3- 4 млрд. лет назад, задолго до появления высших растений и животных. Микробы представляют самую многочисленную и разнообразную группу живых существ. Микроорганизмы чрезвычайно широко распространены в природе и являются единственными формами живой материи, заселяющими любые, самые разнообразные субстраты (среды обитания), включая и более высокоорганизованные организмы животного и растительного мира. Можно сказать, что без микроорганизмов жизнь в ее современных формах была бы просто невозможна. Микроорганизмы создали атмосферу, осуществляют кругоборот веществ и энергии в природе, расщепление органических соединений и синтез белка, способствуют плодородию почв, образованию нефти и каменного угля, выветриванию горных пород, многим другим природным явлениям. С помощью микроорганизмов осуществляются важные производственные процессы - хлебопечение, виноделие и пивоварение, производство органических кислот, ферментов, пищевых белков, гормонов, антибиотиков и других лекарственных препаратов. Микроорганизмы как никакая другая форма жизни испытывает воздействие разнообразных природных и антропических (связанных с деятельностью людей) факторов, что, с учетом их короткого срока жизни и высокой скорости размножения, способствует их быстрому эволюционированию. 2. Морские макрофиты 2.1 Систематика морских макрофитов Наука о водорослях – альгология, насчитывает более двухсот лет. Отцом русской науки о водорослях по праву считают академика Г.С. Гмелина, издавшего в 1768 году первую в стране книгу под названием "Historia fucorum", в которой он подробно описал более двадцати различных представителей морских водорослей, обитающих в наших водах. В состав морских макрофитов входят водоросли и высшие, цветковые растения - морские травы. Термин "макрофиты" означает "крупные растения", то есть видимые невооруженным глазом. К ним относятся морские растения размером от нескольких миллиметров до десятков метров. Макрофиты являются важнейшими компонентами морских экосистем: продуцентами органического вещества, убежищем и местами нереста для рыб и размножения беспозвоночных. Несмотря на обширные знания об этих растениях и тысячелетний опыт их практического использования, мы находимся в начале пути исследования и понимания того, что они могут дать человечеству. В число морских макрофитов входят представители красных, бурых, зеленых водорослей и морские травы. Иногда к этой же категории относят еще один отдел водорослей - харовые, однако его виды обитают в основном в пресноводных водоемах. Согласно классификации, отдел красных водорослей (Rhodophyta) делят на два класса: Bangiophyceae и Florideophyceae. Два класса - Phaeozoosporophyceae и Cyclosporophyceae - выделяют в отделе бурых водорослей (Phaeophyta). Из пяти классов зеленых водорослей (Chlorophyta) макрофиты входят в два: Ulotrichophyceae и Siphonophyceae. Этой системы в основном придерживаются все отечественные специалисты. Классификация водорослей, принятая за рубежом, заметно отличается. Красные водоросли чаще всего рассматривают как отдел Rhodophycota, включающий один класс Rhodophyceae и два подкласса: Bangiophycideae и Florideophycideae, а бурые водоросли определяют как монофилетический класс Phaeophyceae (без разделения на подклассы), входящий в отдел Chromophycota. Зеленые водоросли включают в монофилетический класс Chliriphyceae отдела Chlorophycota. Отметим, что на основании некоторых биохимических критериев разделение отделов бурых и зеленых водорослей на классы, как это принято в отечественной систематике, кажется вполне обоснованным. 2.2 Ресурсы морских макрофитов Морские макрофиты - не самая главная группа биологических ресурсов моря, но количество этого сырья огромно и используется далеко не полностью. Заготавливают его около 4 млн т (4% всех морских биологических объектов), а по данным FAO (Международной продовольственной организации), имеющиеся запасы позволяют добывать в год до 2,6 млн т красных водорослей и более 14,5 млн т бурых. Перспективно искусственное выращивание водорослей (марикультура). Уже сегодня они составляют более четверти всех продуктов этой отрасли. В России на плантациях собирают с гектара 500-600 ц свежей ламинарии в тех местах, где в природе заготавливают до 300 ц/га. Впечатляют результаты, получаемые в США: урожай гигантских бурых водорослей рода Macrocystis составляет более 1000 ц сухой массы на 1 га. 2.3 Главные направления использования морских макрофитов До сих пор больше всего водорослей идет в пищу. Макрофиты используют также на корм скоту, как удобрения, для получения полисахаридов и некоторых других химических веществ, а также в медицине. Так, 37 родов наиболее важных водорослей Японии применяют для таких целей: 20 используют в пищу, шесть - для производства агара, по три - для выпуска строительных материалов, в сельском хозяйстве, для производства иода и хлористого калия, по два - для производства альгинатов и в текстильном производстве. В отдельных морских водорослях содержится более 60% белка (на сухой вес), хотя он не всегда легко усваивается. Водоросли могут полностью обеспечить потребность человека в витаминах А, В2 , В12 . В Исландии, Финляндии, Норвегии, Шотландии, Франции и других странах водоросли в свежем или консервированном виде добавляют в корм для скота, птицы и пушных зверей. При этом улучшается воспроизводство животных, усиливается окраска желтка яиц и повышается содержание иода в них, увеличивается жирность молока. Как удобрения водоросли, которые особо богаты калием и микроэлементами, широко применяют в разных странах всех континентов. В этих удобрениях нет семян сорняков и спор фитопатогенов. Они ускоряют прорастание семян, повышают устойчивость растений к холоду, поражению грибами и насекомыми, что ведет к заметной прибавке урожая. В последние годы появляется все больше работ, посвященных изучению действия веществ из водорослей на растения. Так, препарат, полученный из бурой водоросли Ecklonia maxima, стимулировал образования корней у некоторых видов растений, ускорял рост и созревание томатов, снижал их заражение нематодами. Опубликован обзор, указывающий на перспективность использования водорослей как источника антибактериальных и антигрибковых препаратов для растений. В Тихоокеанском институте биоорганической химии (Владивосток) получены препараты на основе ламинарана, трансформированного с помощью ферментов, которые повышают устойчивость растений к действию фитопатогенных грибов и вирусов. 2.4 Медицинское использование морских макрофитов Медицинское применение морских макрофитов до сих пор не очень широко. Главным объектом отечественной официальной фармакологии является сушеная морская капуста - различные виды Laminaria (рис. 2). В Японии красную водоросль Digenia simplex широко используют в качестве антигельминтного средства. Выяснены действующие начала этой водоросли, их получают теперь как фармакологические препараты. В США некоторые водоросли продают в магазинах как источник витаминов и мягкое слабительное. Однако морские макрофиты представляют потенциальный источник многочисленных лекарственных веществ самого разнообразного применения. В последние годы все большее внимание исследователей привлекает биологическая активность полисахаридов морских макрофитов. Считают, что они перспективны как антикоагулянты крови. Полисахарид из красной водоросли Gloiopeltis tenax заметно ингибировал развитие нескольких видов рака у мышей, а также показал иммуностимулирующую активность в нескольких тестах. Антираковую, антивирусную, антибактериальную и иммуностимулирующую активность проявляют препараты фукоиданов. Недавно из зеленой водоросли Ulva lactuca был выделен гетерополисахарид, который проявил антивирусную активность. Разносторонняя и высокая биологическая активность обнаружена у препаратов зостерина. Оказалось, что его защитное действие против соединений тяжелых металлов выше, чем у обычных пектинов. Зостерин дает хороший эффект при желудочных заболеваниях, стимулирует иммунные реакции, активен против некоторых форм лейкоза. Морские макрофиты, в первую очередь водоросли, богаты также вторичными метаболитами, с которыми медицина связывает большие надежды. Примерно из 6500 новых соединений, выделенных из различных морских организмов, почти 2100 дали водоросли. Из них более 1000 получили из представителей всего трех семейств красных и бурых водорослей: более 560 - из Rhodomelaceae, свыше 310 - из Dictiotaceae и более 130 - из Cystoseiraceae. Обнаружена антигрибковая, антимитотическая, цитотоксическая, антивирусная и антибактериальная активности этих веществ. При испытании экстрактов из различных водорослей на антибактериальную активность против штаммов, устойчивых к действию известных антибиотиков, наиболее активными оказались препараты из красных водорослей. Недавно из красной водоросли Portieria hornemannii был выделен монотерпен, содержащий в молекуле два атома брома и три атома хлора, который проявил высокую активность против раковых клеток, поражающих мозг, почки и толстый кишечник. Этот препарат под названием "холомон" проходит предклинические испытания в США как антираковый. 3. Субстанции из морских водорослей Из водорослей экстрагируют ценные вещества, имеющие в настоящее время большое значение для приготовления многих косметических и медицинских препаратов. К таким препаратам относят агар, альгиновая кислота и ее соли, маннит. Агар - студень, который в основном получают из водорослей. Их длительное время кипятят и после остывания образуется плотное желеобразное вещество. Если вместо воды использовать разнообразные питательные соли, то агар приобретает новые свойства и служит замечательным питательным средством для выращивания различных микроорганизмов. Первое сообщение о применении агара в микробиологии в качестве искусственной питательной среды, на которой с успехом размножаются культуры грибков и бактерий, сделал в 1882 г. замечательный ученый, открывший миру туберкулезную палочку, Роберт Кох. В настоящее время трудно найти такую отрасль медицины, где бы не находил применение агар. Из водорослей получен также маннит, относящийся к шестиатомным спиртом. Он тоже находит применение в медицине и служит основным действующим началом препарата "маннитол". Это лекарство обладает сильным мочегонным действием, способствуя быстрому выведению излишков жидкости из организма и восстанавливая нормальную проницаемость сосудистого русла. Маннитол способен восстанавливать функции организма при осложнениях, связанных с переливанием несовместимой крови. Уникальность биохимического состава морских водорослей в большом количестве биологически активных веществ: микроэлементов (особенно йода), витаминов, альгиновой кислоты и ее солей (альгинатов). В конце прошлого века Стенфорд впервые открыл в составе некоторых морских растений альгиновую кислоту. Спустя несколько лет ее обнаружил Крефтинг и назвал эту кислоту водорослевой, считая, что впервые открыл это ценное вещество. Многие целебные свойства морской капусты объясняются именно этим полисхаридом. Содержание альгиновой кислоты в ламинарии колеблется от 15 до 30%. Как и другие полисахариды природного происхождения (целлюлоза, пектины, крахмал) альгиновая кислота обладает целым рядом известных полезных свойств, но в то же время ее отличают и неповторимые, присущие только ей качества. Альгиновая кислота представляет собой длинные цепи полиуроновых кислот, образующих кислот, образующих водорослевые растительные волокна. Они состоят из двух различных мономерных единиц (маннуроновой и гулуроновой кислоты) в разных пропорциях. Длинные цепи этих кислот могут перекрестно сшиваться в трехмерные цепи, которые своими карбоксильными группами захватывают ионы двухвалентных металлов. Растительные волокна водорослей не перевариваются организмом человека и выводятся наружу кишечником. Как и другие природные полимеры, альгиновая кислота нерастворима в воде и в большинстве органических растворителей. Несколько иначе ведут себя некоторое соли альгиновой кислоты. Так, альгинаты калия, натрия и магния хорошо растворимы в воде. Не растворяются в воде в основном соли двух- и поливалентных металлов (меди, алюминия, цинка, железа, кальция). Растворимые соли образуют вязкие растворы. Именно это свойство определяет их практическое использование в качестве загустителей, стабилизаторов и связующих в производстве пищевых продуктов и лекарственных препаратов. При добавлении в раствор альгината натрия ионов кальция легко образуется гель. Альгиновая кислота обладает замечательной способностью адсорбировать воду весом почти в 300 раз больше собственного. Альгиновая кислота обладает ионообменнными свойствами. Установлены ряды катионов в порядке возрастания их сродства к альгиновой кислоте, т.е. если с ней крепче связывается какой-то катион, то другой катион вытесняется из соединения. Так, катионы синца, меди, бария, стронция имеют большое сродство к альгиновой кислоте, чем, например, катионы кальция. Поэтому катионы свинца будут вытеснять из альгината кальция катины кальция и сами крепко связываются с альгиновой кислотой. В настоящее время единственным сырьевым источником для получения альгиновой кислоты и ее солей являются бурые морские водоросли. Ежегодно в мире производится и потребляется 25 тысяч тонн альгиновой кислоты. Кислота и ее производные нашли применение в текстильной, винодельческой, пищевой, медицинской, парфюмерно-косметической и других отраслях промышленности. В последние годы резко возрос интерес к альгинатам со стороны медиков. Применение альгинатов в медицине идет в двух направлениях: в качестве вспомогательных веществ при производстве готовых лекарственных средств и в качестве биологически активных веществ в медицинских препартах. Так, благодаря способности альгинатов набухать в воде и образовывать при этом вязкие гелеподобные растворы их используют как разрыхлители в составе таблеток, что позволяет увеличить распадаемость и всасываемость таблеток в желудочно-кишечном тракте. Примерно в 20% таблетированных медикаментов, поставляемых в нашу страну из-за рубежа, в качестве вспомогательных веществ использованы альгиновая кислота или ее соли. Всем известный "Пентальгин", например, при хранении быстро "цементируется", в связи с чем время его распадаемости в желудке возрастает до 30-60 минут (а мы ведь ждем быстрого снятия головной боли!). Эти же таблетки, приготовленные с использованием альгинатов, распадаются при том же сроке хранения всего лишь за 5-10 минут. Из лекарственных форм наиболее привлекательны медикаменты в виде капсул. Они удобны - желудочный сок не разрушает лекарственное вещество, и оно всасывается в кишечнике в полном объеме. Для изготовления капсул обычно используется желатин. Однако, если в желатиновую массу ввести альгинаты, получаются качественно новые капсулы с избирательной растворимостью в определенных отделах желудочно-кишечного тракта. Полученные при этом препараты обладают более выраженным действием и способствуют ослаблению переваривающего действия желудочного и кишечного сока на активно действующие начала. Следует отметить, альгиновая кислота и ее соли стоят гораздо дешевле других растительных экстрактов и лакричных, употребляемых при изготовлении лекарственных препаратов. Водорослевые компоненты в полной мере заменяют дорогостоящие экстракты. В стоматологической практике альгинат натрия можно применять для снятия отпечатков зубов при их протезировании.

Внешний вид. Морская водоросль высотой до 20 см. Размножается спорами и вегетативно (стелющимися по дну побегами, частями слоевища). Спороносит с апреля до июня.

Место произрастания. Распространено главным образом на Дальнем Востоке в Охотском, Японском морях, а также в Белом, Баренцевом, Карском, Балтийском, Беринговом и Чукотском морях.

Существует приклепленная форма водоросли, растущая на камнях и скалах и неприкрепленная форма, свободно лежащая на песчаном или илистом грунте. Последняя выделена в самостоятельный вид - анфельцию тобучи.

Целебные свойства. Используют слоевище, содержащее агар (до 28%), состоящий из полисахаридов и обладающий высокой желирующей способностью. В золе содержится 0,73% йода.

Применение. Агар широко используется для приготовления питательных сред (в микробиологии и культуре тканей), в бактериологических и других средах, для изготовления твердеющих паст при протезировании зубов; он способствует перистальтике при желудочных заболеваниях.

Заключение Этот раздел в науке достоин более пристального изучения, в результате которого человечество сможет увеличить ресурсы пищевых продуктов, получить новые ценные лекарственные и другие препараты. В то же время не следует выделять эти растения из всей системы живых объектов. Главный вывод - в природе нет групп организмов, не представляющих научного и практического интереса. Например, микроводоросли являются основным продуцентом органического вещества в мировом океане, основой многих океанических пищевых цепей; морские беспозвоночные - важное пищевое сырье, корм для многих видов рыб. И те и другие - источник разнообразных биологически активных веществ. Литература 1. Жизнь растений. М.: Просвещение, 1977. Т. 3 / Под ред. А.А. Федорова. 2. Жизнь растений. М.: Просвещение, 1982. Т. 6 / Под ред. А.Л. Тахтаджана. 3. Барашков Г.Е. Химия водорослей. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 4. Усов А.И., Чижов О.С. Химические исследования водорослей. М.: Наука, 1988. 5. Васьковский В.Е. Липиды // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 3. С. 32-37. 6. Моисеев П.А. Биологические ресурсы Мирового океана. М.: Агропромиздат, 1989. 7. Кизеветтер И.В., Суховеева М.В., Шмелькова Л.П. Промысловые морские водоросли и травы дальневосточных морей. М.: Пищ. пром-сть, 1981. 8. Зайцев В.П., Ажгихин И.С., Гандель В.Г. Комплексное использование морских организмов. М.: Пищ. пром-сть, 1980.

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..