ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ. МИКРОБЫ И ПРИНЦИПЫ ИХ КЛАССИФИКАЦИИ
План:
Микробиология и иммунология как наука.
История развития микробиологии.
Роль микроорганизмов в жизни человека и общества.
Принципы классификации микроорганизмов.
Микробиология и иммунология как наука.
Микробиология (от греч. micros – малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о невидимых невооруженным взглядом живых объектах – микроорганизмах, закономерностях их развития и тех изменениях, которые они вызывают в среде обитания и в окружающей среде.
o Сельскохозяйственная – занимается изучением микроорганизмов, которые участвуют в круговороте веществ, используются для приготовления удобрений, вызывают заболевания растений и др..
o Ветеринарная – изучает возбудителей заболеваний животных, разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения животных.
o Санитарная – изучает санитарно-микробиологическое состояние объектов окружающей среды, её влияние на здоровье человека и разрабатывает мероприятия, предупреждающие неблагоприятные воздействия болезнетворных микробов.
o Морская – изучает микрофлору морей и океанов.
o Космическая – изучает микрофлору космического пространства, влияние космических условий на свойства микроорганизмов и микрофлору организма человека.
o Медицинская – изучает микроорганизмы патогенные и условно-патогенные для человека, их экологию и распространённость, методы их выделения и идентификации, а также занимается разработкой методов микробиологической диагностики, специфической профилактики и лечения вызываемых ими заболеваний.
В составе медицинской микробиологии выделяю следующие разделы:
– бактериология (объект изучения – бактерии);
– вирусология (объект изучения – вирусы);
– микология (объект изучения – грибы);
– протозоология (объект изучения – простейшие);
– альгология (объект изучения – микроскопические водоросли);
– иммунология (объект изучения – защитные реакции организма) и др.
Иммунология – наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от чужеродных веществ – антигенов. Иммунология делится на общую и частную. Общая иммунология изучает иммунологические процессы на молекулярном, клеточном и органном уровнях и регуляцию иммунитета на всех уровнях. Частная иммунология занимается выполнением конкретных задач применительно к тем или иным медицинским проблемам:
– иммунопрофилактика изучает способы и методы профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней;
– иммуноонкология изучает способы и методы профилактики, диагностики и лечения злокачественных новообразований;
– аллергология изучает меры профилактики и лечения аллергических, аутоиммунных заболеваний;
– экологическая иммунология изучает влияние на иммунную систему различных экологических факторов;
– иммунобиотехнология разрабатывает принципы получения и приготовления иммунобиологических препаратов.
История развития микробиологии.
Выделяют пять исторических периода развития и становления микробиологии как науки.
I.Эвристический период связан скорее с логическими и методическими приемами нахождения истины, чем с какими-либо экспериментами и доказательствами.
Гиппократ, Парацельс (VI век до н.э.) высказывали предположение о природе заразных болезней, миазмах, мелких невидимых животных.
В наиболее законченной форме идею сформулировал Джироламо Фракосторо в труде «О контагиях, контагиозных болезнях и лечении» (1546г.), где высказал идею о живом контагии «зародышей болезни», который вызывает болезни. При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. Для предохранения болезней им были рекомендованы изоляция больного, карантин, ношение масок, обработка предметов уксусом. Однако это были гипотезы, доказательств которых у них не было.
II.Описательный период (морфологический) связан с созданием микроскопа и открытием микроскопических существ, невидимых глазом человека. Первый микроскоп был создан в 1590 году голландскими учёными Гансом и Захарием Янсенами, но у него было увеличение всего лишь в 32 раза. Голландский натуралист Антонио Левенгук (1632 – 1723гг.) сконструировал микроскоп с увеличением в 160-300 раз, при помощи которого ему удалось обнаружить мельчайших «живых зверьков» («анималькулей», от лат. animalcula, зверушка) в дождевой воде, зубном налёте и других материалах.
В этот же период в 1771 г. русский врач Данило Самойлович (1744 – 1805 гг.) в опыте самозаражения гноем больных чумой доказал роль микроорганизмов в этиологии чумы и возможность предохранения людей от чумы с помощью прививок. Чтобы доказать, что чума вызывается особым возбудителем, он заразил себя отделяемым бубона больного чумой человека и заболел чумой. К счастью, Д. Самойлович остался жив.
Эдвард Дженнер (1749 – 1823 гг.) создал и успешно применил вакцину для профилактики натуральной оспы, взяв материал от доярки, больной коровьей оспой.
III.Физиологический период (Пастеровский) – «золотой век» микробиологии.
Л. Пастер(1822 – 1895 гг.)– основатель французской школы микробиологии, его основные достижения:
– брожение и гниение – микробный процесс;
– самопроизвольное зарождение не возможно;
– болезни вина и пива;
– болезни шелковичных червей;
– вакцина против бешенства, сибирской язвы у животных и куриной холеры;
– предложение мягкого метода стерилизации – пастеризации.
Р. Кох (1843 – 1910 гг.)– основатель школы немецких микробиологов, его достижения:
– выделил палочку сибирской язвы;
– выделил возбудителя туберкулеза и холеры;
– внедрил в практику микробиологии анилиновые красители, иммерсионную систему, плотные питательные среды.
IV. Иммунологический период связан с работами И. И. Мечникова и П. Эрлиха.
И. И. Мечников (1845-1916гг.) – один из основоположников иммунологии, описал явление фагоцитоза (клеточная теория иммунитета).
Пауль Эрлих (1854-1915гг.) сформулировал теорию гуморального иммунитета, объяснив происхождение антител и их взаимодействие с антигенами.
В 1908 г. И. И. Мечникову и П. Эрлиху была присуждена Нобелевская премия за работы в области иммунологии.
Д. И. Ивановский (1864-1920гг.) – первооткрыватель вирусов. Будучи сотрудником кафедры ботаники Петербургского университета в 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака пришел он к выводу, что заболевание вызвано фильтрующимся агентом, впоследствии названным вирусом.
1928 г. – А. Флеминг, изучая явления микробного антагонизма, получил нестабильный пенициллин.
А в 1940 г. – Г. Флори и Э. Чейн получили стабильную форму пенициллина.
V. Современный период (молекулярно – генетический) связан с научно-технической революцией в естествознании.
1944 г. – Доказана роль ДНК в передаче наследственной информации. (О. Эвери, К. Мак-Леод, К. Мак-Карти)
1953 г. –Расшифровка структуру ДНК Д. Уотсон и Ф. Крик .
1958 г. – Описание явления иммунологической толерантности (П. Медавар и Гашек)
1959 г. – Смоделировали молекулу иммуноглобулина (Р. Портер и Д. Эдельман) .
В 60-70 гг. появились работы по генетике бактерий, становление генной инженерии.
1982 г. – Открыли ВИЧ(Р. Галло, 1883 г. Л. Монтанье).
Роль микроорганизмов в жизни человека и общества.
Микроорганизмы – самая многочисленная форма жизни на Земле. Их роль трудно переоценить. Единственный критерий, который объединяет микроорганизмы, это их микроскопические размеры. В остальном они очень разные. Это бактерии, вирусы, грибы, простейшие, микроводоросли. Микроорганизмы играют основную роль в круговороте веществ в природе, расщепляют органические вещества, обеспечивают синтез белка, участвуют в образовании и обмене энергии, обеспечивают равновесие и плодородие почвы, поддерживают постоянный состав газов в атмосфере.
Микроорганизмы используются в промышленности при производстве пищевых продуктов, в фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве, в медицине.
Организм человека населяет множество микроорганизмов. Безвредные и даже полезные для организма человека бактерии, питающиеся органическими веществами отмерших тканей, называют сапрофитами. Эти микроорганизмы поддерживают постоянство внутренней среды организма. При некоторых условиях сапрофиты могут вызывать болезни, тогда их называют условно-патогенными микроорганизмами. Патогенные микроорганизмы питаются органическими веществами живых тканей, они вызывают болезни и различные патологические процессы.
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 798 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
Микроорганизмы являются важным звеном в круговороте веществ в природе, разлагают растительные и животные остатки, очищают загрязненные органикой водоемы. Без них не могла бы существовать жизнь на земле.
Они распространены везде: в почве, воде, воздухе, организмах животных и растений, откуда они попадают на предметы, одежду, на руки, в пищу, в рот, кишечник [3]. Как и всякие живые существа, микроорганизмы питаются, и размножаются.
У них нет специальных органов пищеварения. Пита-тельные вещества проникают в микроорганизмы через оболочку клетки. Поэтому для развития микроорганизмов хорошей питательной средой являются продукты, содержащие много воды: молоко, бульоны, мясо, рыба и т. д.
Учеными доказано, что микроорганизмы бывают: полезные и вредные [8].
Для собственных микроорганизмов наш человеческий организм является обычным родным "при-ютом" с самой нормальной для них средой обитания, поэтому "наши" микробы для нас – это совершенно не чужеродная форма жизни, так в организме одного взрослого человека проживает до 100 триллионов одноклеточных существ.
Факт, что мы состоим преимущественно из разных бактерий, может вызвать тревогу, однако, большинство бактерий действуют нам на благо, и без них мы просто не выжили бы. Это бактериально-человеческое взаимодействие по большей части является симбиотическим (взаимовыгодным).
В обмен на продовольствие и питание, бактерии помогают нам с пищеварением, образованием витаминов итспособствуют укреплению нашей иммунной системы. Кроме того, они защищают нас от патогенных инфекции.
Тысячелетиями человек использовал молочные бактерии для создания многих молочных продуктов. Человек размножает некоторые виды бактерий, потому что нуждается в них, и использует.
Благодаря деятельности микроорганизмов квасится капуста, маринуются овощи, готовится тесто, простокваша, кефир, сыр, масло. Бактерии необходимы в процессе брожения при производстве творога, уксуса, вина. Если в молоко добавить разные бактерии получатся, сыр, простокваша, кефир, йогурт, творог.
Бифидобактерии, лактобактерии и кишечные палочки – первые жители нашего кишечника, и начинают его заселять сразу после рождения ребенка. Полезные микробы участвуют в пищеварении, помогают вырабатывать и усваивать витамины группы В, защищают от аллергии, поднимают иммунитет и устойчивость к инфекциям.
А еще они защищают человека от его врагов – вредных микробов. Как только по какой-нибудь причине снижается количество полезных микробов (например, приём антибиотиков), сразу «власть» переходит к вредным микробам, и в кишечнике развивается дисбактериоз.
Известно, что если долго хранить вино, оно постепенно превращается в уксус. Это превращение вызывают попавшие в вино уксуснокислые бактерии. С их помощью получают уксус.
Микроорганизмы помогают находить применение отходам животноводства. Из миллионов тонн навоза, накапливающегося на фермах, бактерии в специальных установках могут производить горючий «болотный газ» (метан).
Токсичные вещества, содержащиеся в отходах, при этом обезвреживаются, вдобавок вырабатывается немалое количество топлива. Точно так же бактерии очищают сточные воды, а некоторые участвуют в образовании полезных ископаемых.
Почвенные бактерии превращают перегной в минеральные вещества, которые поглощают корни растений.
Всем живым организмам, чтобы создавать белки, необходим азот. Нас окружают настоящие океаны атмосферного азота. Но ни растения, ни животные, ни грибы усваивать азот прямо из воздуха не способны. Зато это умеют делать особые азотфиксирующие бактерии.
Некоторые растения (бобовые, облепиха) на своих корнях образуют специальные «квартиры» (клубеньки) для таких бактерий. Поэтому люцерну, горох, люпин и другие бобовые часто высаживают на бедных или истощенных почвах, чтобы их бактерии «подкормили» почву азотом.
Различные бактерии помогают человеку изготавливать шелк, производить кофе, табак. Оказывается, если ввести в организм бактерии ген какого-либо нужного человеку белка – например, ген инсулина. Тогда бактерия начнет его вырабатывать.
Этим занимается наука генная инженерия. После долгого и трудного поиска ученым удалось наладить бактериальное «производство» этого вещества (инсулина), жизненно необходимого больным диабетом.
Теперь перейдем к «одноклеточным врагам» человека.
Их главное оружие против более развитых существ – это токсины (яды). С помощью подобных веществ они отравляют клетки организмов, на которых паразитируют, а иногда они встраиваются в клетки человека, и уничтожают их.
В результате их жизнедеятельности возникают эпидемии заразных заболеваний человека и животных (чума, холера, оспа и др.) от которых ежегодно в странах Америки и Англии умирают сотни тысяч людей. Болезнетворные бактерии подстерегают человека повсюду.
Для жизнедеятельности микроорганизмов хорошей средой является налет на зубах, остатки пищи между ними. Обильное развитие микробов во рту ведет к быстрому размножению пищевых остатков, при этом накапливаются химические продукты этого распада, которые разрушают эмаль зубов, и приводят к развитию кариеса. Поэтому так важно систематически чистить зубы, полоскать рот после каждого приема пищи.
Но самое большое количество микроорганизмов обитает в толстом кишечнике. Поэтому надо обязательно соблюдать правила личной гигиены, мыть руки перед едой и после прогулки, а также после посещения туалета.
Теперь я точно могу утверждать, что микроорганизмы – живые «невидимки», которые постоянно сожительствуют с нами, причем некоторые составляют полезную микрофлору, и нужны нам для нормальной жизнедеятельности, a некоторые просто паразитируют.
Живя в организме человека, микроорганизмы должны беречь своего хозяина, а не вредить ему, а чтоб это было именно так, необходимо соблюдать правила личной гигиены.
Читайте также:
- A) Защита человека от негативных факторов.
- I. Философия в жизни человека и общества.
- II. Жизненная среда и экология человека
- II. Страхование жизни.
- II. Труд в жизни людей
- V Структура субъективного мира человека
- V. Актуальные аспекты формирования здорового образа жизни.
- А. Основополагающие принципы прав человека
- Адаптация человека в организации. Типы компенсации. Проекции человека в организационном поведении.
- Азбука безопасности и выживания человека в экстремальных ситуациях
- Азбука оживления человекаA
- АКСИОЛОГИЯ — философское учение о ценностях и их природе.
Предмет и задачи микробиологии
1. Микробиология – наука о жизни микробов.
2. Роль микроорганизмов в природе и жизни человека. Микробиология – основа биотехнологии.
3. Краткий исторический очерк развития микробиологии.
1. Микробиология – наука о жизни микробов
Термин «микробиология» впервые был предложен Ж. Дюкло. Происходит он от греческих слов – микрос(малый), БИОС(жизнь), логос(учение). Микробиология – наука о мельчайших живых существах, их строении, физиологии, биохимии, росте, развитии, наследственности и изменчивости, а также их взаимоотношении с высшими организмами и неживой природой.
В настоящее время микробиология по уровню теоретических и прикладных исследований занимает ведущее место в биологии.
Микроорганизмы относят к третьему царству живых существ – протистам. Это в основном одноклеточные, слабо дифференцированные организмы, среди которых различают эукариоты, имеющие обособленное ядро (простейшие, водоросли, грибы) и прокариоты – не имеющие обособленного ядра (бактерии, сине-зеленые водоросли или цианобактерии, актиномицеты, риккетсии).
Вирусы, как неклеточные организмы, иногда относят к прокариотам, но чаще выделяют как самостоятельную группу организмов (рис.1).
Таким образом, по морфологии микроорганизмы представляют разнообразную группу. Однако существует ряд признаков и общих черт, которые позволяют объединить эти организмы:
1. Малые размеры – от нескольких десятков микрон до сотых долей микрона. Например, 1 г бактериальной культуры содержит 10бактериальных клеток.
2. Простата строения.
3. Широкое распространение в природе. Они поистине вездесущи: в воде, почве, воздухе, горячих источниках, нефтяных скважинах, атомных реакторах, организмах животных и т.д.
4. Высокая скорость адаптации за счет сильно выраженной метаболической изменчивости (особенность)
5. Высокая интенсивность обмена веществ. Пищи потребляют в 20 раз больше веса своего тела. Это связано с высокой активностью ферментных систем и большой площадью соприкосновения их тел с субстратом.
6. Высокая скорость размножения. Если бы 1 бактериальная клетка беспрепятственно делилась, то через 48 часов образовалась бы биомасса в 4000 раз больше массы Земли.
7. Общность культивирования и методов исследования.
1. Биологическое выветривание горных пород (наряду с физическим и химическим) сыграло важную роль в становлении круговорота биогенных элементов (С, N, P, S), создавая тем самым условия для возникновения и развития высокоорганизованных организмов. Именно микроорганизмы способствовали формированию нового природного тела – почвы, которая явилась субстратом для всех наземных растений, и которая сыграла и играет большую роль в эволюции всех организмов.
2. Микроорганизмы преобразовали не только литосферу и гидросферу, но и атмосферу, которая стала более благоприятной для развития жизни. Они связали токсические соединения: NH4 (аммоний), H2 S(серо-водород), CO(угарный газ, оксид углерода) , CH4(метан) . В результате деятельности динитрофицирующих бактерий в атмосферу поступает значительное количество оксидов азота, которые поддерживают озоновый экран планеты.
3. Оказали прямое влияние на развитие живых систем через симбиоз прокариотических и эукариотических клеток (рис.2 . Симбиотическая теория образования эукариот). http://biotriton.narod.ru/text/smbgenes.htm
4. Микроорганизмы – важнейшее звено биогеоценозов. Они редуценты.
5. Симбиоз клубеньковых бактерий с высшими растениями обеспечивает накопление в почве минерального азота, который является важнейшим органогеном. Большой вклад в этот процесс вносят и свободно живущие азотофиксаторы.
6. Микроорганизмы вступили в симбиоз с животными. Они выполняют важную функцию при переваривании пищи (особенно клетчатки). В организме человека обитает около 400 видов бактерий (главный терапевт г. Москвы).
7. Играют важную роль в образовании природных ископаемых: нефти, газа, торфа, меди, марганца, железа, серы и др., которые во многом предопределили социальную эволюцию человека.
8. Микроорганизмы – ограничивающий фактор размножения других организмов (болезни).
В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА. МИКРОБИОЛОГИЯ – ОСНОВА БИОТЕХНОЛОГИИ
Биотехнология – это наука и отрасль промышленности, использующая живые организмы и биологические процессы в производстве.
На основе применения знаний и методов биохимии, микробиологии, генетики и химической техники биотехнология позволяет извлекать выгоду в технологических процессах из свойств микроорганизмов и клеточных культур.
1. Сельское хозяйство.
Животноводство: белок, аминокислоты, витамины, гормоны, синтетические вакцины, бактериальные и вирусные препараты (для лечения) – микроорганизмы; новые породы животных – генная инженерия.
Растениеводство: бактериальные удобрения (для фиксации N), биологические средства защиты от вредителей и болезней, борьба с сорняками – микроорганизмы. Клонирование и селекция новых сортов растений из клеточных и тканевых культур. Получение безвирусных сортов, выращивание искусственных «семян» – генная инженерия.
2. Здравоохранение:антибиотики, вакцины, инсулин, интерферон, гормоны роста человека – микробиология. Получение моноклональных антител (диагностический и лечебный препарат) – генная инженерия.
Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 11909 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет