Микробиология играет огромную роль в развитии человечества. Становление науки началось еще 5-6 веке до н. э. Уже тогда предполагали, что многие болезни вызваны невидимыми живыми существами. Краткая история развития микробиологии, которая описана в нашей статье, позволит выяснить, как образовалась наука.
Микробиология - это наука, которая изучает жизнедеятельность и строение микроорганизмов. Микробы невозможно увидеть невооруженным глазом. Они могут иметь как растительное, так и животное происхождение. Микробиология - это фундаментальная наука. Для изучения мельчайших оорганизмов используются методы других предметов, таких как физика, химия, биология, цитология.
Существует общая и частная микробиология. Первая изучает строение и жизнедеятельность микроорганизмов на всех уровнях. Предмет изучения частной - отдельные представители микромира.
Достижения медицинской микробиологии в 19 веке способствовали развитию иммунологии, которая сегодня является общебиологической наукой. Становление микробиологии происходило в три этапа. На первом было установлено, что в природе существуют бактерии, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. На втором этапе становления были дифференцированы виды, а на третьем началось изучение иммунитета и инфекционных заболеваний.
Задачи микробиологии - изучение свойств бактерий. Для исследований используют приборы для микроскопии. Благодаря этому можно увидеть форму, расположение и структуру бактерий. Нередко ученые подсаживают микроорганизмы здоровым животным. Это необходимо для воспроизведения инфекционных процессов.
Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года на востоке Франции. В детстве он увлекался искусством. Со временем его начали привлекать естественные науки. Когда Луи Пастеру исполнился 21 год, он отправился в Париж для обучения в Высшей школе, после окончания которой должен был стать преподавателем естествознания.
В 1848 году Луи Пастер представил в Парижской академии наук результаты своей научной работы. Он доказал, что в винной кислоте есть два типа кристаллов, которые по-разному поляризуют свет. Это было блестящим началом его карьеры ученого.
Пастер Луи - это основатель микробиологии. Ученые до начала его деятельности предполагали, что дрожжи образуют химический процесс. Однако именно Пастер Луи, проведя ряд исследований, доказал, что образование алкоголя при брожении связано с процессом жизнедеятельности мельчайших организмов - дрожжей. Он выяснил, что существует два типа таких бактерий. Один вид создает алкоголь, а другой - так называемую молочную кислоту, которая портит спиртосодержащие напитки.
На этом ученый не остановился. Через некоторое время он выяснил, что при нагревании до 60 градусов по Цельсию нежелательные бактерии погибают. Он рекомендовал технику постепенного подогревания виноделам и поварам. Однако первое время они относились к такому методу отрицательно, считая, что это испортит качество продукции. Со временем они поняли, что такой способ действительно положительно сказывается на процессе изготовления алкоголя. Сегодня метод Пастера Луи известен как пастеризация. Он используется при сохранении не только спиртосодержащих напитков, но и других продуктов.
Ученый нередко задумывался об образовании плесени на продуктах. После ряда исследований, он понял, что пища портится только в том случае, если она на протяжении длительного периода времени контактирует с воздухом. Однако если воздух нагреть до 60 градусов по Цельсию, процесс гниения останавливается на некоторое время. Не портятся продукты и высоко в Альпах, где воздух разреженный. Ученый доказал, что плесень образуется из-за спор, которые находятся в окружающей среде. Чем меньше их в воздухе, тем медленнее портится пища.
Вышеперечисленные исследования принесли ученому успех. Его попросили изучить неизвестную болезнь, которая поражает шелкопрядов и тем самым угрожает экономике. Ученый выяснил, что причиной заболевания является паразитирующая бактерия. Он рекомендовал уничтожить все тутовые деревья и зараженных червей. Производители шелка прислушались к совету ученых. Благодаря этому была восстановлена шелковая промышленность Франции.
Популярность ученого росла. В 1867 году Наполеон III распорядился предоставить Пастеру хорошо оснащенную лабораторию. Именно там ученый создал прививку от бешенства, благодаря которой он стал известен по всей Европе. Умер Пастер 28 сентября 1895 года. Основателя микробиологии похоронили со всеми государственными почестями.
Вклад ученых в микробиологию позволил сделать массу открытий в медицине. Благодаря этому человечество знает, как избавиться от многих опасных для здоровья заболеваний. Считается, что Кох Роберт - это современник Пастера. Ученый родился в декабре 1843 года. С детства он интересовался природой. В 1866 году он окончил обучение в университете и получил медицинский диплом. После этого работал в нескольких больницах.
Роберт Кох начал деятельность бактериолога. Он сосредоточился на изучении сибирской язвы. Кох изучал под микроскопом кровь больных животных. Ученый нашел в ней массу микроорганизмов, которые отсутствуют у здоровых представителей фауны. Роберт Кох решил привить их мышам. Подопытные погибли спустя сутки, а в их крови присутствовали такие же микроорганизмы. Ученый выяснил, что сибирскую язву вызывают болезнетворные бактерии, которые имеют форму палочки.
После успешных исследований Роберт Кох начал задумываться об изучении туберкулеза. Это неслучайно, ведь в Германии (место рождения и проживания ученого) от данного заболевания погибал каждый седьмой житель. В то время врачи еще не знали, как бороться с туберкулезом. Они считали, что это наследственное заболевание.
Для своих первых исследований Кох использовал труп молодого рабочего, который погиб от чахотки. Он исследовал все внутренние органы и не обнаружил никаких болезнетворных бактерий. Затем ученый решил окрашивать препараты и рассматривать их на стекле. Однажды, рассматривая под микроскопом такой препарат, окрашенный в синий цвет, Кох заметил между тканями легких маленькие палочки. Он привил их морской свинке. Животное погибло спустя несколько недель. В 1882 году Роберт Кох рассказал на заседании Общества врачей о результатах своего исследования. Позже он попытался создать вакцину от туберкулеза, которая, к сожалению, не помогла, но применяется до сих пор при диагностировании заболевания.
Краткая история развития микробиологии в то время вызывала интерес у многих. Вакцина от туберкулеза была создана только спустя несколько лет после смерти Коха. Однако это не уменьшает его заслуги в исследовании данного заболевания. В 1905 году ученый был удостоен Нобелевской премии. Бактерии туберкулеза получили название в честь исследователя - палочка Коха. Умер ученый в 1910 году.
Сергей Николаевич Виноградский - это известный бактериолог, который сделал огромный вклад в развитие микробиологии. Родился он в 1856 году в Киеве. Его отец был состоятельным юристом. Сергей Николаевич после окончания местной гимназии получил образование в Консерватории Санкт-Петербурга. В 1877 году он поступил на второй курс естественного факультета. Окончив его в 1881 году, ученый посвятил себя изучению микробиологии. В 1885 году он поехал для обучения в Страсбург.
Сегодня Сергей Николаевич Виноградский считается основателем экологии микроорганизмов. Он изучал грунтовое микробное сообщество и разделил все микроорганизмы, живущие в нем, на автохтонных и аллохтонных. В 1896 году Виноградский сформулировал представление о жизни на Земле как о системе взаимосвязанных биогеохимических циклов, которые катализируют живые существа. Его последняя научная работа была посвящена систематике бактерий. Умер ученый в 1953 году.
Краткая история развития микробиологии, описанная в нашей статье, позволит выяснить, как человечество начало борьбу с опасными заболеваниями. С процессами жизнедеятельности бактерий человек сталкивался задолго до их открытия. Люди сквашивали молоко, использовали брожение теста и вина. В трудах врача из Древней Греции были названы предположения о связи опасных заболеваний и особых болезнетворных испарений.
Подтверждение было получено Антони ван Левенгуком. Стачивая стекла, он смог создать линзы, которые увеличивали исследуемый предмет более чем в 100 раз. Благодаря этому он смог рассмотреть все окружающие его объекты.
Он выяснил, что на них проживают мельчайшие организмы. Полная и краткая история развития микробиологии началась именно с результатов исследований Левенгука. Он не смог доказать предположения о причинах заразных заболеваний, но практическая деятельность врачей со времен древности подтверждала их. Законы индусов предусматривали профилактические мероприятия. Известно, что специальной обработке поддавались вещи и жилища больных людей.
В 1771 году военный врач Москвы впервые производит дезинфекцию вещей больных чумой и делает прививки людям, которые контактировали с переносчиками заболевания. Темы по микробиологии разнообразны. Наиболее интересной считается та, которая описывает создание прививки от оспы. Она с давних времен использовалась персами, турками и китайцами. Ослабленные бактерии вводились в тело человека, потому что считалось, что так болезнь протекает легче.
Эдвард Дженнер (английский врач) заметил, что большинство людей, которые не болели оспой, не заражаются при близком контакте с переносчиками заболевания. Наиболее часто это наблюдалось у доярок, которые заражались при доении коров больных коровьей оспой. Исследования врача длились 10 лет. В 1796 году Дженнер ввел кровь больной коровы здоровому мальчику. Спустя некоторое время он попытался привить ему бактерии заболевшего человека. Так была создана прививка, благодаря которой человечество избавилось от заболевания.
Открытия в микробиологии, сделанные учеными со всего мира, позволяет понять, как справиться почти с любым заболеванием. Немалый вклад в развитие науки внесли отечественные исследователи. В 1698 году Петр I познакомился с Левенгуком. Тот продемонстрировал ему микроскоп и показал ряд предметов в увеличенном виде.
Во время образования микробиологии как науки Лев Семенович Ценковский опубликовал свою работу, в которой он отнес микроорганизмы к растительным организмам. Он также использовал метод Пастера для угнетения сибирской язвы.
Немалую роль в микробиологии сыграл Илья Ильич Мечников. Он считается одним из основоположников науки о бактериях. Ученый создал теорию иммунитета. Он доказал, что многие клетки организма могут угнетать вирусные бактерии. Его исследования стали основой для изучения воспаления.
Микробиология, вирусология и иммунология, а также сама медицина в то время вызывали огромный интерес почти у каждого. Мечников исследовал человеческий организм и пытался понять, почему он стареет. Ученый желал найти способ, который позволил бы продлить жизнь. Он считал, что ядовитые вещества, которые образуются из-за жизнедеятельности гнилостных бактерий, отравляют человеческий организм. По мнению Мечникова, необходимо заселить тело молочнокислыми микроорганизмами, которые угнетают гнилостных. Ученый считал, что таким образом можно существенно продлить жизнь.
Мечников изучал множество опасных заболеваний, таких как тиф, туберкулез, холера и другие. В 1886 году он создал бактериологическую станцию и школу микробиологов в Одессе (Украина).
Техническая микробиология изучает бактерии, которые используют при создании витаминов, некоторых препаратов и заготовке продуктов. Основной задачей данной науки является интенсификация технологических процессов на производстве (чаще пищевом).
Освоение технической микробиологии ориентирует специалиста на необходимость тщательного соблюдения всех санитарных норм на производстве. Изучив данную науку, можно предупредить порчу продукта. Предмет чаще всего изучают будущие специалисты пищевой промышленности.
Основой для создания множества других наук стала микробиология. История науки началась еще задолго до ее общественного признания. Вирусология была образована в 19 веке. Данная наука изучает не все бактерии, а лишь те, которые являются вирусными. Ее основоположником считается Дмитрий Иосифович Ивановский. В 1887 году он начал исследовать заболевания табака. Он обнаружил в клетках больного растения кристаллические вкрапления. Таким образом, он открыл возбудителей заболеваний небактериальной и непротозойной природы, которые в дальнейшем были названы вирусами.
Дмитрий Иосифович Ивановский опубликовал несколько работ об особенностях физиологических процессов в больных растениях и влиянии кислорода на спиртовое брожение у дрожжей.
Результаты своих исследований о больных растениях Ивановский представил на заседании Общества естествоиспытателей. Дмитрий Иосифович также активно изучал почвенную микробиологию.
Микробиология - это наука, которую невозможно изучить за несколько дней. Она играет важную роль в развитии медицины. Книги по микробиологии позволяют самостоятельно изучить данную науку. В нашей статье вы можете ознакомиться с наиболее популярными.
Микробиология - это основа новейших технологий. Мир бактерий изучен еще не до конца. Многие ученые не сомневаются в том, что благодаря микроорганизмам можно создавать не имеющие аналогов технологии. Биотехнология будет служить для них основой.
При разработке месторождения угля и нефти используются микроорганизмы. Не секрет, что ископаемое топливо уже заканчивается, несмотря на то, что человечество использует его на протяжении около 200 лет. В случае его исчерпания ученые рекомендуют использовать микробиологические способы получения спиртов из возобновляемых источников сырья.
Биотехнология позволяет справиться как с экологическими, так и с энергетическими проблемами. Удивительно, но микробиологическая переработка отходов органического типа позволяет не только очистить окружающую среду, но и получить биогаз, который ничуть не уступает природному. Такой метод получения топлива не требует лишних затрат. Уже сегодня в окружающей среде присутствует достаточное количество материала для переработки. Например, только в США его около 1,5 млн тонн. Однако на данный момент не продуман метод утилизации отходов от переработки.
Микробиология занимает важное место в жизни человечества. Благодаря данной науке врачи научись справляться с опасными для жизни заболеваниями. Микробиология стала также основой для создания вакцин. Известно немало величайших ученых, которые внесли вклад в данную науку. С некоторыми из них вы познакомились в нашей статье. Многие ученые, живущие в наше время, считают, что в будущем именно микробиология позволит справиться со многими экологическими и энергетическими проблемами, которые могут возникнуть уже в ближайшее время.
fb.ru
Краткая история микробиологии
Заслуга открытия микроорганизмов принадлежит голландскому натуралисту А. Левенгуку (1632-1723г.г.), создавшему первый микроскоп с увеличением в 300 раз. В 1695г. он издал книгу «Тайны природы» с рисунками кокков, палочек, спирилл. Это вызвало большой интерес среди естествоиспытателей. Состояние науки того времени позволяло только описывать новые виды (морфологический период). Начало физиологического периода связано с деятельностью великого французского ученого Луи Пастера (1822-1895г.г.). С именем Пастера связаны наиболее крупные открытия в области микробиологии: исследовал природу брожения, установил возможность жизни без кислорода (анаэробиоз), отверг теорию самозарождения, исследовал причины порчи вин, пива. Предложил действенные способы борьбы с возбудителями порчи продуктов (пастеризация), разработал принцип вакцинации и способы получения вакцин. Р. Кох, современник Пастера, ввел посевы на плотные питательные среды, подсчет микроорганизмов, выделение чистых культур, стерилизацию материалов. Иммунологический период в развитии микробиологии связан с именем российского биолога И.И. Мечникова, который открыл учение о невосприимчивости организма к инфекционным заболеваниям (иммунитет), явился родоначальником фагоцитарной теории иммунитета, раскрыл антагонизм у микробов. Одновременно с И.И. Мечниковым механизмы невосприимчивости к инфекционным болезням изучал крупнейший немецкий исследователь П. Эрлих, создавший теорию гуморального иммунитета. Гамалея Н.Ф. – основоположник иммунологии и вирусологии, открыл бактериофагию. Д.И. Ивановский впервые открыл вирусы и стал основоположником вирусологии. Работая в Никитском ботаническом саду над изучением мозаичной болезни табака, причинявшей огромный ущерб табачным плантациям, в 1892г. установил, что эта болезнь, распространенная в Крыму, вызывается вирусом. Н.Г. Габричевский организовал первый бактериологический институт в Москве. Ему принадлежат труды по исследованию скарлатины, дифтерии, чумы и других инфекций. Он организовал в Москве производство противодифтерийной сыворотки и успешно применил ее для лечения детей. П.Ф. Здродовский – иммунолог и микробиолог, известный своими фундаментальными работами по физиологии иммунитета, а также в области риккетсиологии и по бруцеллезу. В.М. Жданов – крупнейший вирусолог, один из организаторов глобальной ликвидации натуральной оспы на планете, стоявший у истоков молекулярной вирусологии и генной инженерии. М.П. Чумаков – иммунобиотехнолог и вирусолог, организатор института полиомиелита и вирусных энцефалитов, автор пероральной вакцины против полиомиелита. А.А. Смородинцев – автор гриппозной, паротитной, коревой и полиомиелитной вакцин. З.В. Ермольева – основоположник отечественной антибиотикотерапии.
Положение микроорганизмов среди живых микроорганизмов
Открытые в XVII в. микроорганизмы относили к «маленьким живым зверушкам». Только во второй половине XIX в. немецкий биолог Э. Геккель (1834—1919) выделил микроорганизмы в отдельное царство Protista (протиста) (гр. protos —самый простой), так как они существенно отличаются и от животных, и от растений. Позднее царство Protista подразделили на высшие и низшие протесты, потому что было выявлено два типа клеточной организации — эукариотный и прокариотный. В прокариотной клетке нет ядра, а есть только одна внутренняя полость, образуемая клеточной оболочкой. В эукариотной клетке есть ядро и вторичная полость, так как ядерная мембрана отграничивает ДНК от остальной цитоплазмы. Исследования продолжались, и в 1938 г. было выделено царство Монега, в которое были включены бактерии, актиномицеты, цианобактерии. В 1969 г. все живые организмы были подразделены на пять царств Protista, Монега, Plantae (растения), Fungi (грибы) и Animalia (животные).
Общая характеристика бактерий. Строение бактериальной клетки.
Бактерии - широко распространенная группа микроскопических клеточных организмов. По типу строения бактерии относят к прокариотам. У бактерий отсутствует половое размножение, хотя рекомбинация генетического материала имеет место. Подавляющее большинство известных бактерий имеют форму или сферы (шаровидные), или цилиндра (палочковидные), или спирали. От 0,1 до 10 мкм.
Шаровидные бактерии бывают одиночными (кокки), соединенными по две клетки (диплококки), по четыре клетки (тетракокки), в длинные цепочки (стрептококки), в пакеты(сарцины), в виде скоплений неправильной формы (стафилококки).
Палочковидные бактерии различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечному размеру. У коротких палочек это отношение так мало, что их трудно отличить от кокков. Они подразделяются на бактерии (не образующие споры) и бациллы (образующие споры). Бактерии спиралевидной формы характеризуются разным числом витков спириллы имеют от одного до нескольких витков, вибрионы выглядят как изогнутые палочки, их можно рассматривать как неполный виток спирали.
Клеточная оболочка - 2 слоя наружный и внутренний, защищает от сил внешней среды, обеспечивает связь, участвует в делении, сохраняет форму, несет рецепторы для бактериофагов.
Цитоплазматическая мембрана – является осмотическим барьером бактерии, аппарат движения жгутиков, транспортировка, место нахождения ферментов.
Цитоплазма – место расположения органелл.
Ядерный аппарат – 1 или несколько молекул ДНК.
Мезосомы – энергетический обмен, спорообразования
Рибосомы – синтез белка, состоит из РНК и белковых молекул.
Капсула – слой слизи, фактор патогенности.
Подвижность, спорообразования и размножения у бактерий.
Подвижность:
Многие бактерии неподвижны, но если все же они могут двигаться, то с помощью жгутиков. Число и расположение, размеры жгутиков, как правило являются признаком постоянным. Без жгутиков могут передвигаться только скользящие бактерии и спирохеты. Некоторые бактерии могут двигаться очень быстро, со скоростью 16 мм/мин. Кроме жгутиков на клеточной стенке прокариотной клетки могут быть половые ворсинки и реснички в виде различной длины выростов.
Размножение:
После достижения определенных (критических) размеров клетка подвергается делению. Для большинства прокариот характерно равновеликое бинарное поперечное деление, приводящее к образованию двух одинаковых дочерних клеток.
Вариантом бинарного деления является почкование, при котором на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), увеличивающийся в процессе роста. Постепенно почка достигает размеров материнской клетки и отделяется от нее. Почкующиеся клетки подвергаются старению. При равновеликом бинарном делении материнская клетка дает начало двум дочерним клеткам, а сама исчезает. При почковании материнская клетка дает начало дочерней клетке и между ними можно обнаружить морфологические различия.
Клетки большинства грамотрицательных бактерий делятся путем перетяжки.
Спорообразование:
Вегетативные клетки многих прокариот для перенесения неблагоприятных условий образуют специальные клетки (эндоспоры), обладающие повышенной устойчивостью.
Эндоспора формируется внутри материнской клетки (спорангия), обладает специфическими структурами: многослойными белковыми покровами, наружной и внутренней мембранами, кортексом. Эндоспоры устойчивы к повышенным температурам, дозам радиации, которые летальны для вегетативных клеток.
У многих бактерий поверх покровов эндоспоры формируется еще одна структура — экзоспориум, структура которого зависит от вида бактерий. (Клостридиум).
Эндоспоры прокариот характеризуются очень низким уровнем метаболизма, они очень устойчивы к воздействию факторов внешней среды: высоким и низким температурам, обезвоживанию, литическим факторам, высокой кислотности среды, радиации, механическим воздействиям. Сформировавшаяся эндоспора может находиться в жизнеспособном виде от нескольких суток и до 1000 лет.
Образование эндоспор начинается только тогда, когда не хватает питательных веществ и когда в избытке накапливаются продукты обмена.
Вирусы и фаги: общая характеристика, размножение.
Вирусаминазывают мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсулы). Вирусы не являются самостоятельными организмами и не способны размножаться вне живой клетки хозяина. Вне клетки вирус существует в виде вирусной частицы (вириона), которую называют еще нуклеинокапсидом. Нуклеинокапсид может быть «голым» или окруженным белковой оболочкой— капсидом, состоящим из субъединиц белка — капсомеров. Капсид чаще всего имеет симметричное строение. Различают два вида симметрии — спиральную и кубическую. Вирусы распознаются по последствиям своего развития в клетках хозяина. Они разрушают целые комплексы клеток и вызывают поражения тканей, что ведет к появлению некротических пятен, или зон лизиса. Вирусы поражают растения, человека, животных и микроорганизмы. Вирусы, поражающие растения, называют фитопатогенными. Они попадают внутрь растительных клеток только через повреждения, а не в результате активного внедрения. Переносчиками вирусов служат насекомые.
Фагаминазываются вирусы, поражающие бактерии. Они выявляются по образованию «стерильных пятен» («бляшек») в сплошном бактериальном газоне. В бактериальной взвеси они размножаются так быстро, что за короткое время способны растворить все клетки.
В зависимости от формы зрелых фаговых частиц существуют различные типы фагов:
/ — нитевидной формы;
II — с аналогами отростка;
/7/ — с коротким отростком.
IV — с длинным несокращающимся отростком;
V — с отростком сложного строения, чехол которого способен к сокращению.
Размножение фага в клетке хозяина является очень сложным процессом. Сначала происходит адсорбция фага на поверхности чувствительной бактериальной клетки, у которой есть соответствующие рецепторы. За адсорбцией следует инъекция, т.е. введение ДНК фага в бактериальную клетку. Базальная пластинка фиксируется на клетке, чехол отростка сокращается и полый стержень входит в бактериальную клетку. ДНК фага по полому стержню попадает внутрь клетки бактерии, а белковая оболочка фага остается снаружи. Инъецированная ДНК фага вызывает полную перестройку метаболизма зараженной клетки. Сразу же прекращается синтез ДНК и РНК бактериальных белков. Затем образуются фаговая ДНК и белки оболочки фага. Следующий этап — «созревание», который состоит в соединении фаговой ДНК с белком оболочки и образование зрелых инфекционных фаговых час-Созревание фагов — сложный многоступенчатый процесс. В конце созревания клеточная стенка бактерии под действием фагового лизоцима растворяется и вновь образованные фаги покидают клетку.
Фаги, как правило, лизируют зараженные ими бактерии, поэтому их называют еще вирулентными. Но есть фаги, которые заражают клетки бактерий-хозяев, но не размножаются в них и не называют лизиса. Такие фаги называются умеренными, а бактерии — «лизогенными».
Общая характеристика мицелиальных грибов. Клеточное и мицелиальное строение. Краткая характеристика оомицетов и хитридиомицетов.
Вегетативное тело гриба представлено мицелием, или грибницей, состоящей из сильно разветвленных нитей — гиф. Такое строение позволяет грибам максимально оккупировать субстрат для извлечения из него питательных веществ. Гифы грибов бывают одноклеточными с большим числом ядер, представляющих одну гигантскую клетку, и многоклеточными, или септированными, т. е. разделенными перегородками — септами — на отдельные клетки, содержащие от одного до множества ядер. Гифы растут апикально, т.е. верхушкой. Грибная гифа аналогична вывернутой наизнанку кишке.
Клеточная стенка – полисахариды, хитин.
Цитоплазматическая мембрана – 3 слоя.
Цитоплазма – вместилище органелл.
Митохондрии – располагаются ферменты.
Эндоплазматическая сеть – синтез липидов, углеводов.
Аппарат Гольджи – транспортирование, удаление веществ.
Рибосомы – синтез белка.
Лизосомы – расщепляют, переваривают белки, углеводы, липиды.
Вакуоль – запасные питательные вещества.
Ядро – содержания ДНК.
Оомицеты:
У оомицетов мицелий хорошо развит и является неклеточным. Для этого класса грибов характерно бесполое размножение при помощи зооспор с двумя жгутиками. Половой процесс представлен оогамией. Клеточные стенки содержат целлюлозу и глюканы.
Фитофтора - поражает клубни и ботву картофеля. Мицелий гриба находится в ткани хозяина, шаровидные зооспорангии на концах высовываются из устьиц, образуя с нижней стороны пораженного листа белый или грязновато-фиолетовый налет. Зооспорангий целиком отрывается от спорангиеносца и разносится ветром или дождевыми брызгами. Попадая в каплю воды, он прорастает.
Изменение способа прорастания — замечательная адаптация к условиям жизни: при повышенной температуре капли воды на листьях быстро высыхают, в результате чего зооспоры могут не успеть инцистироваться и прорасти. Поэтому при прямом прорастании спорангия уменьшается энергия размножения, но увеличивается вероятность выживания.
Плазмопара вызывает болезнь винограда — милдью, или ложномучнистую росу. Гриб поражает листья, побеги, усики, ягоды. Заражение происходит только через устьица. Зараженные ягоды винограда сморщиваются и опадают. При повышенной температуре и влажности гриб развивается быстрее. В конце вегетации образуются ооспоры, зимующие в отмершей ткани. Споры могут сохраняться жизнеспособными в течение нескольких лет.
Хитридиомицеты:
У грибов этого класса мицелий развит слабо, вегетативное тело представляет собой одиночную, иногда лишенную стенки клетку. Бесполое размножение осуществляется при помощи зооспор с одним бичевидным задним жгутиком. Половой процесс представлен гаметогамией разных типов. В клеточных стенках содержатся хитин и глюканы. Многие хитридиомицеты являются внутриклеточными паразитами растений. Важнейшим представителем этого класса является гриб синхитриум — возбудитель рака клубней картофеля. В разросшихся частях клубня картофеля содержится большое число зооспор возбудителя. При разрушении ткани клубня зооспоры высвобождаются и заражают другие клубни. В течение лета этот процесс может повториться многократно. Осенью в клубнях образуются цисты (покоящиеся формы), сохраняющиеся в почве много лет.
Бесполое размножение у грибов. Краткая характеристика зигомицетов и дейтеромицетов.
Бесполымназывается размножение с образованием специализированных структур размножения, образованию которых не предшествует предварительное слияние клеток или объединение ядер. Бесполый цикл у грибов обычно повторяется много раз. Бесполые споры у одних грибов образуются в специальных вместилищах (эндогенно), а у других — открыто (экзогенно).
Бесполые споры, образующиеся в спорангиях, называются спорангиоспорами. Они могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные спорангиоспоры, называемые зооспорами, имеют один или два жгутика. Спорангии образуются на специальных гифах, которые называются спорангиеносцами. Спорангиеносец со спорангием поднимается кверху от субстрата.
Бесполые споры, образующиеся экзогенно, называются конидиями. Они всегда неподвижны, образуются на специальных гифах — конидиеносцах. Конидии и конидиеносцы очень разнообразны. Например, конидии бывают окрашены во все цвета, варьируют в размерах, бывают круглые, овальные, и др. Конидии могут агрегироваться в тесные группы, образуя коремию; располагаться тесным слоем на специальной поверхности из переплетения гиф.
Зигомицеты:
Большинство зигомицетов имеет хорошо развитый неклеточный мицелий. Бесполое размножение осуществляется преимущественно спорангиоспорами. Половой процесс представлен гаметангиогамией. Клеточные стенки содержат хитин и хитозан.
Мукор имеет крупные шаровидные спорангии на одиночных или ветвящихся спорангиеносцах. Мукоровые грибы особенно характерны для окультуренных почв, где они участвуют в круговороте вещества. Есть виды, которые активно разлагают пектиновые вещества.
Ризопус также широко распространен в природе. Для этого гриба характерны толстые воздушные гифы — столоны, напоминающие усы у земляники. Они перекидываются над субстратом, и в том месте, где они его касаются, развиваются буроватые ризоиды, внедряющиеся в субстрат, а кверху отходит пучок спорангиеносцев. Ризопус поражает ягоды и овощи, вызывая «мягкую гниль» — разрушение тканей.
Дейтеромицет:
К этому классу относятся грибы с хорошо развитым клеточным мицелием, не имеющие полового размножения. Реже и конидиальное спороношение отсутствует, образуются только склероции, а некоторые имеют только стерильный мицелий.
Дейтеромицеты широко распространены в природе во всех регионах земного шара. Многие обитают в почве, в изобилии, но встречаются на растительных остатках, реже на субстратах животного происхождения.
Они принимают активное участие в разложении органических остатков и в почвообразовательном процессе.
Развиваясь на зерне и других продуктах питания, отдельные дейтеромицеты, например, представители рода Fusarium, выделяют в них токсины, которые могут вызвать тяжелые отравления при использовании таких продуктов человеком или при кормлении ими животных.
Фома (Phomd) образует бесцветные или иногда окрашенные конидии, которые располагаются в пикнидах в виде мелких шаровидных образований. Гриб поражает многие плоды и овощи, вызывая заболевание — фомоз.
Половое размножение у грибов. Краткая характеристика аскомицетов и базидиомицетов.
Половому размножениюобязательно предшествует слияние специальных клеток и последующее объединение или слияние ядер. Продукт слияния клеток — зигота, или зигоспора. Конечный результат полового процесса — образование специальных спор, с помощью которых и осуществляется дальнейшее размножение особи.
Стадии полового размножения:
Плазмогамия– слияние клеток и объединение 2 протопластов, которые приносят 2 различных ядра в одну клетку.
Кариогамия– слияние ядер в одно диплоидное ядро – ядро зиготы.
Мейоз– деление диплоидного ядра с редукцией числа хромосом и восстановления в ядрах гаплоидного набора хромосом.
Половые структуры грибов называются гаметами, гаметы делятся на мужской и женский пол.
Способы полового размножения:
Гаметогамия— это половой процесс, при котором происходит слияние двух гамет, одна из которых или обе подвижны. Гаметогамия может быть изогамной (слияние морфологически не различающихся гамет), гетерогамной (слияние гамет, различающихся по размерам) или оогамной (оплодотворение крупной яйцеклетки мелкими подвижными сперматозоидами).Гаметангиогамия— это способ полового процесса, при котором сливаются две специальные половые структуры — гаметангии, дифференцированные на гаметы В результате слияния, формируется зигоспора, которая после периода покоя прорастает в спорангии.
Соматогамиявстречается у многих высших грибов, у которых не образуется никаких половых структур, а половую функцию выполняют соматические клетки, т. е. происходит слияние обычных соматических клеток мицелия В результате слияния происходит образование перемычек (анастомозов) между гифами мицелия. Такой тип полового процесса характерен для базидиомицетов и некоторых сумчатых грибов
Аскомицеты:
У аскомицетов мицелий, который хорошо развит, является клеточным. Клеточные стенки содержат хитин и глюканы; у дрожжей — глюканы и маннаны. Размножаются аскомицеты как половым, так и бесполым способом. Половой процесс представлен гаметангиогамией. Споры полового размножения образуются эндогенно — в сумках — замкнутых одноклеточных структурах, содержащих определенное число (обычно восемь) аскоспор. В цикле развития многих аскомицетов большую роль играет бесполое размножение. Споры бесполого размножения — конидии — образуются на гаплоидном мицелии экзогенно, реже эндогенно на конидиеносцах разного строения.
Монилия образует скпероции в плодах, вызывает плодовую гниль яблок и груш. Гриб заражает плоды с поврежденной кожицей. На пораженных плодах образуются пятна отмершей ткани, а на них концентрическими кругами развиваются подушечки конидиального спороношения гриба. Зараженные плоды опадают с дерева и служат источником заражения.
Базидиомицеты:
Основной особенностью грибов этого класса является наличие специального органа — базидии, развивающейся в результате полового процесса и являющейся его конечным этапом. На базидии, являющейся репродуктивным органом, образуются базидиоспоры, с помощью которых идет дальнейшее размножение особи. Другой особенностью базидиальных грибов является своеобразное строение септ мицелия, имеющего хорошо развитые септированные гифы. В состав клеточной стенки входят комплексы хитин — ксилан и хитин — фруктозан. В клеточной стенке присутствуют уроновые кислоты.
Базидиомицеты не имеют специальных половых структур. Половой процесс представлен у них соматогамией и осуществляется слиянием мицелиев с разными половыми органами с образованием дикариотичного мицелия, из которого формируется плодовое тело — базидиокарп.
Ржавчинные грибы — облигатные паразиты растений, все стадии их развития проходят на живых растениях. Они специфичны и поражают определенные растения.
Дрожжи: форма, строение, размножение.
Дрожжи — одноклеточные грибы, относящиеся к классу аскомицетов.
Форма: округлую, овальную, овально-яйцевидную, эллиптическую, цилиндрическую, лимоновидную, серповидную, колбовидную. Длина дрожжевой клетки не превышает 10...15 мкм.
Строение:
Размножение:
Дрожжи размножаются как вегетативным, так и половым способом. Наиболее широко распространенным способом вегетативного размножения является почкование; некоторые виды дрожжей размножаются бинарным делением клетки. При почковании на поверхности дрожжевой клетки появляется бугорок (почка), который постепенно увеличивается в размерах до материнской клетки. Перед почкованием происходит деление ядра клетки, одна часть которого вместе с цитоплазмой и клеточными микроструктурами переходит в молодую почку. По мере роста почки в месте соединения ее с материнской клеткой образуется перетяжка, отграничивающая почку, которая и отделяется, оставив на материнской клетке шрам.
Аскоспоры — споры полового размножения — образуются в голом аске, резвившемся из зиготы или из одной вегетативной клетки.
Есть и аспорогенные (не образующие спор) дрожжи, большинство которых размножается исключительно почкованием.
Таким образом, дрожжи — это аско- и базидиомицеты, которые в вегетативной стадии размножаются почкованием или делением (что приводит к их одноклеточному росту) и не образуют плодовых тел.
Метаболизм у микроорганизмов. Анаболизм и катаболизм.
Метаболизм- набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Катаболизм- процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ. Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до более простых.
Примерами катаболизма являются превращение этанола через стадии ацетальдегида (этаналя) и уксусной кислоты (этановой кислоты) в углекислый газ и воду, или процесс гликолиза — превращение глюкозы в молочную кислоту либо пировиноградную кислоту и далее уже в дыхательном цикле — опять-таки в углекислый газ и воду.
Анаболизм- совокупность реакций, обеспечивающих биосинтез клеткой сложных соединений (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. полимеров) из соответствующих низкомолекулярных соединений. Процесс, противоположный катаболизму. Необходимая для А. энергия (главным образом в форме АТФ) поставляется либо за счет реакций окисления органических или неорганических соединений (дыхание, брожение), либо за счет конверсии света (фотосинтез).
Химический состав микроорганизмов.
Макроэлементы:
Углерод— входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.
Кислород— входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.
Водород— входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот— входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевина мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.
Сера— входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Фосфор— входит в состав АТФ, других нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Магний— кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.
Кальций— участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза).
Натрий— участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.
Калий— участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах.
Хлор— поддерживает электронейтральность клетки.
Микроэлементы:
Цинк— входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина
Медь— входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.
studfiles.net
Иммунология — специальная наука, изучающая проявления иммунитета; сформировалась как отдельное направление науки лишь во второй половине XX века. Гораздо более продолжительна история иммунологии как прикладного раздела инфекционной патологии и микробиологии. Многовековые наблюдений за заразными (то есть инфекционными) болезнями заложили фундамент современной иммунологии. В этом отношении наглядны комментарии Фукидида в «Истории Пелопонесской войны» (V век до н.э.): «… несмотря на широкое распространение в войсках эпидемии чумы, никто не заболевал дважды, по крайней мере смертельно… и для захоронения трупов использовали переболевших». И в настоящее время достижения иммунологии находят основное прикладное применение в области лечения и профилактики инфекционных болезней. И по сей день термин «иммунитет» в общеупотребительном смысле связывают с устойчивостью к инфекционным болезням. В контексте накопленных данных подобные представления устарели; более корректен термин невосприимчивость.
Медицинская микробиология оформилась в самостоятельную науку во второй половине XIX века. За короткий срок развития (100 с лишним лет) микробиология обогатила медицину блестящими достижениями и ее применение стало необходимым в разнообразных областях медицинской теории и практики. Практически нет ни одной отрасли медицины, не связанной с микробиологией, в которую, помимо бактериологии, сейчас входят вирусология и иммунология.
За много веков до открытия микробов высказывались предположения о живой природе заразного начала, передающегося от больного человека здоровому. Представления о сущности заразных болезней были ограничены описанием их симптомов, путей передачи, массовости, заразительности, а также наблюдениями о невосприимчивости людей после перенесенного заболевания. В конце XV и начале XVI века получили широкое развитие ремесла и торговля. Распространение эпидемий мешало развитию торговли, а медицина того времени не могла предложить эффективных мер для борьбы с инфекционными болезнями. Впервые увидел и описал микробов Антони Левенгук, который сумел изготовить двояковыпуклые линзы, дававшие увеличение в 150—300 раз. Опубликованная в 1695 г. книга «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком», привлекла внимание ученых к микроскопическим исследованиям. Открытие Левенгука положило начало возникновению микробиологии. Этот период (с XVII но XIX век) можно назвать морфологическим периодом микробиологии, когда только описывались наблюдаемые представители микромира. Русский врач Д. С. Самойлович высказал мысль, что «чума вызывается особливым и совсем отменным существом», и присил себе материал из бубона выздоравливающего от чумы человека, чтобы подтвердить предположение о возможности предупредить заболевание введением ослабленного заразного начала. Английский врач Э. Дженнер в 1796 г. показал, что прививка людям коровьей оспы создает невосприимчивость к натуральной оспе.
Последующее развитие микробиологии и становление ее как науки (физиологический период развития) связаны с именем Л. Пастера (1822—1895). Первые работы Пастер (химик по образованию) посвятил изучению асимметрии виннокислых солей и уже в этой области приобрел известность, открыв явление изомерии. Но во всем мире он получил признание благодаря изучению микробиологии, сделав ряд открытий. Так, Пастер блестяще подтвердил предсказание философа и физика XVII века Бойля о том, что природу заразных болезней постигнет тот, кто объяснит явление брожения: в 1860 г. Пастер установил природу спиртового брожения, в 1861 г. — молочнокислого, уксуснокислого и маслянокислого, открыв при этом новый тип дыхания— анаэробиоз. Затем тем же путем, перенося микроорганизмы в соответствующие, ранее стерилизованные, среды и вызывая их разложение, Пастер установил микробную природу гниения. Эти открытия явились логическим продолжением мысли гениального ученого о невозможности самопроизвольного зарождения жизни в современный период существования Земли. Приняв участие в споре, продолжавшемся в течение сотен лет, и исходя из наблюдений о вездесущности микробов, Пастер провел исследования, в которых обеспечивалось предохранение питательных сред от попадания в них микробов из окружающей среды. Доказав невозможность самопроизвольного появления живых существ в простерилизованпых средах, Пастер разрешил веками продолжавшийся спор и получил премию, присужденную Французской академией наук за решение этой важной проблемы. Сделанные им открытия были положены в основу созданных английским хирургом Д. Листером принципов и разработки методов антисептики и асептики. Следующий этап в жизни Луи Пастера — изучение болезней вина, пива и шелковичных червей и мер борьбы с ними — начало медицинской микробиологии. Суждения ученого логичны: причиной заразных болезней являются все те же живые микробы, определенные виды которых вызывают брожение или гниение. Введенный Пастером в 1877 г. метод получения чистых культур бактерий вне организма или той естественной природной среды, где микробы находятся, открыл новую эпоху в микробиологии и обеспечил ее развитие в ближайшие годы. Пастеру принадлежит честь открытия возбудителя куриной холеры, родильной горячки, септицемии, остеомиелита, одного из возбудителей газовой гангрены. Пастером были разработаны научные основы классические работы которого привели к созданию учения о фагоцитозе.
Теория фагоцитоза была доложена И. И. Мечниковым в 1883 г. на VII съезде русских естествоиспытателей и врачей в Одессе. В противовес односторонней этиологической на правленности мнения Коха и его учеников И. И. Мечников впервые научно аргументировал роль и активность самого организма в инфекционном процессе, объединив бактериологию с патологией, создав новое направление в медицине. В 1886 г. И. И. Мечников организовал и возглавил первую в России бактериологическую станцию в Одессе. Его учениками и последователями были известные отечественные ученые: Г. Н. Габричевский, А. М. Безредка, Н. Г. Савченко, П. В. Циклинская, Л. А. Тарасевич, Н. Ф. Гамалея, Н. Я. Чистович и Ф. Я. Чистович и многие другие. Общественная деятельность И. И. Мечникова навлекла на него преследования царского правительства, и в 1888 г. ученый вынужден был покинуть родину. Последние 20 лет жизни он работал в Париже в Институте Пастера, но, оставаясь русским подданным, ученый патриот часто приезжал в Россию, содействовал развитию отечественной медицинской науки. Совместно с французским микробиологом Эмилем Ру в 1903 г. И. И. Мечников разработал метод воспроизведения экспериментального сифилиса.
Учение о фагоцитозе явилось основой для понимания сущности воспаления как активной реакции организма против микробов, в которой фагоцитарная активность клеток организма обеспечивает устойчивость, сформировавшуюся в процессе эволюционного развития человека. Одновременно с И. И. Мечниковым невосприимчивость к инфекционным болезням исследовал Пауль Эрлих (1854—1915), создавший гуморальную теорию иммунитета (от humor — жидкость). Эта теория основывалась на накапливающихся фактах, свидетельствующих о защитной роли сыворотки крови, которая содержит особые вещества — антитела. Были получены антитоксические сыворотки против ядов дифтерийной, столбнячной палочки, возбудителя ботулизма и др., примененные в лечении соответствующих заболеваний. Длительная и упорная борьба мнений между сторонниками клеточной и гуморальной теорий иммунитета стимулировала проведение большого числа исследований, результатом которых явились создание более совершенных лабораторных методов диагностики инфекционных болезней, получение вакцин для профилактики и другие полезные для практики предложения, а главное — установление общепризнанного теперь факта, что невосприимчивость к инфекционным заболеваниям зависит как от клеточного (фагоцитарного), так и от гуморального факторов. За разработку учения об иммунитете И. И. Мечников и П. Эрлих в 1908 г. были удостоены Нобелевской премии. Современная иммунология родилась как учение о невосприимчивости к инфекционным заболеваниям.
Многочисленные исследования в области иммунологии на протяжении нескольких десятилетий показали, что иммунитет является функцией не только фагоцитов. Сегодня ясно, что к «солдатам непобедимой армии иммунитета», по образному выражению известного советского иммунолога Р. В. Петрова (1968), относятся лимфоциты, плазматические клетки и макрофаги. Антитела, по выражению того же автора, являются оружием острого направленного действия. Главное значение иммунитета состоит в распознавании «своего» и «чужого». Эта идея, сыгравшая огромную роль в расширении границ иммунологии, принадлежит Ф. Бернету — известному австралийскому ученому, одному из крупнейших иммунологов современности.
Русскому ученому Д. И. Ивановскому принадлежит честь открытия фильтрующихся вирусов (1892). Опыты Д. И. Ивановского по методу выполнения были простыми: сок, выжатый из листьев табака, пораженных мозаичной болезнью, фильтровался через специальные каолиновые фильтры и фильтратом заражались свежие листья, в результате чего у растения развивалось заболевание. Год описания этих опытов (1892) считают годом открытия вирусов, а Д. И. Ивановского — первооткрывателем их и основоположником вирусологии, которая сейчас сформировалась в самостоятельную науку. Вслед за установленнием Д. И. Ивановским вирусной природы болезней растений были открыты вирусы, патогенные для животных и человека. Вирусы — враги не только человека, животных и растений; они являются также невидимыми противниками бактерий. По своим размерам вирусные частицы занимают место между наименьшими живыми клетками и самыми крупными молекулами химических соединений. К настоящему времени вирусологи открыли уже несколько сотен вирусов.
www.ronl.ru
