МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3
УМКД
уровня
УМКД
042-18-23.1.25/03-2013
УМКД
Редакция № 4 от
Учебно-методические 01.09.2013г. взамен
материалы
редакции №3 от
«Микробиология»
01.09.2012
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Микробиология»
для специальности 050801– «Агрономия»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2013
1
Содержание
1
2
3
4
Глоссарий
Лекции
Практические и лабораторные занятия
Самостоятельная работа студента
1 ГЛОССАРИЙ
В настоящем УММ использованы
соответствующими определениями:
следующие
термины
с
АКР – аудиторная контрольная работа
ГСР – график самостоятельной работы
СРС – самостоятельная работа студента
СРСП – самостоятельная работа студента под руководством преподавателя
ЛК – лекции
ЛБ – лабораторные занятия
Гр (-) – грамотрицательные бактерии
Гр (+) – грамположительные бактерии
Аг - антиген
Aт - антитело
2 ЛЕКЦИИ
ЛЕКЦИЯ №1
Тема: Введение
ПЛАН:
1. Предмет и задачи микробиологии
А) определение предмета
С) полезные и вредные свойства микроорганизмов
Д) задачи микробиологии
2. Основные этапы развития микробиологии
А) морфологический (описательный, роль ученых на этом этапе)
Б) физиологический этап (Л.Пастер, И.И.Мечников, Р.Кох, Д.Ивановский,
Л.Ценковский и др. в становлении микробиологии)
С) история кафедры
1.Предмет и задачи микробиологии
«МИКРОБИОЛОГИЯ» происходит от греческих слов «micro» -малый,
«bios» - жизнь и «logos» - наука (учение). Таким образом, микробиология
2
является наукой о жизни микроскопически малых существ микроорганизмов,
невидимых невооруженным глазом.
Микробиология – наука о мельчайших, невидимых невооруженным
глазом организмах, названных микробами или микроорганизмами. Она
изучает их строение (морфологию), закономерности их жизни и развития
(физиологию), роль в различных процессах (круговорот веществ в природе,
гниение, брожение) происходящих в природе, использование микробов в тех
или иных областях жизни и деятельности человека, а также изменения ,
вызываемые ими в организме людей, животных, растений, знакомит с
методами устранения их вредного действия.
Предметом изучения микробиологии являются бактерии, плесневые
грибы, дрожжи, актиномицеты, риккетсии, микоплазмы, вирусы. Но
поскольку вирусы абсолютно не могут существовать без живого организма,
изучением
их
занимается
самостоятельная
наука,
называемая
«вирусологией». О вирусах более подробно в последующих лекциях.
Полезные и вредные свойства микроорганизмов.
Полезные:
1. Микробы
являются
санитарами
в
природе
(гниение
–
микробиологический процесс, его вызывают сапрофитные микробы)
2. Микроорганизмы используют для получения продуктов питания
(молочнокислых продуктов, кормовых белков, хлеба, алкогольных
напитков - пива, вина, спирта)
3. Микроорганизмы используют для получения биологически активных
веществ – ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков,
гибберилинов, аминокислот, органических кислот и т.д.
4. Микроорганизмы могут быть источником электрической энергии
5. Микробы способны извлекать ионы металлов из полезных руд.
6. Микроорганизмы принимают участие в пищеварении животных и
человека.
7. Патогенные микроорганизмы используют для профилактики
инфекционных болезней, путем получения из них вакцинных штаммов.
Ослабленные патогенные микробы не вызывают заболевания, а
напротив, стимулируют формирование иммунитета. Препараты,
приготовленные из убитых или ослабленных микробов получили
название – вакцины.(Слово вакцина произошло от латинского Вакка –
корова. Дженнер. Оспа. Впервые аттенуацию микробов разработал
Л.Пастер, когда готовил вакцину против бешенства)
Вредные свойства микроорганизмов.
1. Патогенные микроорганизмы вызывают инфекционные заболевания
(сибирская язва, бруцеллез, туберкулез, сальмонеллез и др.)
2. Микроорганизмы могут вызывать порчу продуктов питания, могут
быть вредителями на различных производствах, разлагают древесину,
волокна текстильного сырья- хлопка, шерсть, вызывают коррозию
металлов. Микробы участвуют в процессах разложения каучука, нефти,
бумаги, текстиля и пластмасс.
3
Полезных микроорганизмов большинство, Лишь 1:30000 часть от всех
известных микробов составляют вредные микроорганизмы.
Направления микробиологии.
Развитие микробиологии, как и других научных дисциплин, находится
в тесной зависимости от способов производства, запросов практики,
общего прогресса науки и техники. В настоящее время в соответствии с
потребностями общества микробиология дифференцировалась на:
-общую микробиологию;
-медицинскую;
сельскохозяйственную;
-ветеринарную;
-промышленную
Фундаментом (базой) для всех перечисленных направлений является
общая микробиология, которая изучает морфологию, физиологию,
распространение и сохранение микробов во внешней среде, генетику
микроорганизмов, вопросы систематики и классификации их, роль
микробов в круговороте веществ в природе, патогенность и
вирулентность, роль микробов в инфекционном процессе, вопросы
иммунитета.
Задачи микробиологии будут зависеть от направления. Задачи общей
микробиологии изложены в определении.
2.Основные этапы развития микробиологии
В развитии микробиологии выделяют два этапа:
1. Морфологический – связан с именем Антона Левенгука (1632-1723),
который создал первый микроскоп и описал основные формы микробов.
2. Физиологический – на этом этапе происходило более глубокое изучение
жизнедеятельности микробов.
- Луи Пастер (1822-1895) –французский ученый;
- Роберт Кох (1843-1910) – немецкий ученый,
- Илья Ильич Мечников(1845-1916) – русский ученый;
- Пауль Эрлих (1854-1916) немецкий ученый,
- Сергей Николаевич Виноградский (1856-1953);
- Василий Леонидович Омелянский (1867-1928)
- Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920);
- Н.Ф. Гамалея (1859-1949);
- Г.Н.Габричевский (1860-1907);
- А.Флеминг(1929г. – открыл пенициллин),
- В.Н Шапошников (1884-1968) (производство молочной кислоты при
помощи молочно-кислых бактерий),
- Я.Я.Никитинский (1878-1941)(консервное производство)
3. Вторая половина 20 столетия – новый этап, связан с рождением
молекулярной генетики и молекулярной биологии. Носитель гена – ДНК.
4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Понятийный аппарат (тезаурус) к теме №1
Аттенуация
Вакцина
Вирусология
Микробиология
Направления микробиологии (общая микробиология, ветеринарная
микробиология, медицинская микробиология, сельскохозяйственная
микробиология, промышленная микробиологи, пищевая микробиология)
Патогенные микроорганизмы
Предмет микробиологии (бактерии, плесневые грибы, дрожжи,
актиномицеты, риккетсии, микоплазмы)
Сапрофиты
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
Что изучает дисциплина «микробиология и вирусология»?
Предмет микробиологии.
Что изучают конкретные направления микробиологии (общая,
медицинская, сельскохозяйственная, ветеринарная, промышленная,
пищевая генетическая и др.)?
Морфологический этап в развитии микробиологии.
Физиологический этап в развитии микробиологии.
Полезные свойства микроорганизмов.
Вредные свойства микроорганизмов.
Вклад ученых в развитие микробиологии.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С. 307-317.
2. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.Алматы,2007. – 417 с.
3. Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991.-С.3-10.
4. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
Дополнительная
2. Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
3. Сидоренко О.Д., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология: Учебник
для агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005.-287 с. (С.3-17).
4. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.- С.3-11.
5. Ассонов Н.Р. Микробиология.-М.1989.- С.3-18.
6. Бетина В. Путешествие в страну микробов. – М.,1976.- 272с. - С.14-98.
Лекция №2
5
ТЕМА: Морфология, систематика и строение прокариот
ПЛАН:
1. Систематика, классификация и номенклатура микроорганизмов
2. Морфология и строение бактерий
2.1.
Постоянные элементы
2.2.
Непостоянные элементы
Литература
1. Систематика, классификация и номенклатура бактерий.
В настоящее время все микроорганизмы делятся на три царства:
1. Прокариоты – безядерные клетки, ядерные компоненты неотделены
от цитоплазмы оболочкой. К ним относят бактерии и сине-зеленые
водоросли.
2. Эукариоты – ядерные организмы, ядерная мембрана отграничивает
ДНК от цитоплазмы. К ним относят микроскопические водоросли,
микроскопические грибы(плесени и дрожжи).
3.Царство вирусов. К ним относят возбудителей инфекционных
болезней и бактериофаги(вирусы бактерий).
Систематика (токсономия) – наука, занимающаяся вопросами
классификации, номенклатуры и идентификации микроорганизмов.
Под классификацией микроорганизмов понимают распределение их
по группам (таксонам) на основании общих признаков. Каждая группа
имеет свое название: царств - regnum, отдел - divisio, секция - section,
класс - ciassis, порядок - ordo, семейство - familia, род - genus, вид –
species. Самой мелкой единицей классификации является вид – группа
микроорганизмов, наделенная общими стабильными
признаками и
происходящая от общего предка.
Вид подразделяют на подвиды или варианты. Подвиды в свою очередь
также могут подразделяться на основании отличия какого-либо признака –
антигенного – серовар, биохимического – биовар, отношения к фагам –
фаговар, патогенностью – патовар.
В микробиологии пользуются терминами «вид», «штамм», «клон»,
«культура».
Вид – это совокупность особей, имеющих общее происхождение и
генотип, морфологические, физиологические и др. признаки, способные в
определенных условиях вызывать одинаковые процессы.
Культура - это микроорганизмы, выделенные от животного, человека,
растений и т.д. и выращенные на питательных средах. Культуры микробов
могут быть чистыми ( из одного вида микроорганизмов) или смешанными
(из нескольких видов)
6
Штамм – культура одного и того же вида, но выделенная из различных
объектов и поэтому отличающаяся незначительным изменением свойств.
Клон – культура микроорганизмов, выращенная из одной микробной
клетки на искусственной питательной среде. Всё потомство обладает
совершенно одинаковыми свойствами.
Для того чтобы отнести микроорганизм, к какой либо группе,
необходимо определить основные его признаки: морфологию,
подвижность, окраску по Грамму, наличие капсулы и способность
образовывать эндоспору, культурально-биохимические свойства и
некоторые другие признаки.
Идентификация – отнесение микроорганизмов к определенному
таксону (виду) на основании конкретных признаков.
Номенклатура – система наименований, применяемых в определенной
области знаний.
Название бактериям присваивается в соответствии с правилами
Международного кодекса номенклатуры бактерий введенного с 1 января
1980 года. Принята двойная номенклатура, предложенная еще в 18 в. К.
Линнеем. Название бактериям дается на латинском языке и состоит из
двух слов. Первое слово обозначает род, к которому принадлежит данная
бактерия, второе – название вида. Родовое название пишется с прописной
буквы, видовое – со строчной.
В настоящее время классификации микроорганизмов основана на
комплексе следующих признаков:
1.Фенотипические признаки – внешние признаки. Не связанные с
наследственностью и генотипом. Фенотипические признаки определяют
место микробов в классификации по их сходству по морфологическим
признакам, культуральным, физиологическим, тинкториальным и
др.Например, по классификации Красильникова микроорганизмы делятся
на три группы(по внешнему виду):
1 – шаровидные(5 видов)
2 – палочковидные
3 - извитые
2. генотипические признаки. В основе геносистематики лежит
изучение нуклеотидного состава ДНК и наиболее важных характеристик
генома (величина, объем, молекулярная масса и др.). Генетическое
родство между бактериями определяют по степени гомологии ДНК. Чем
больше идентичных генов, тем выше степень гомологии ДНК и ближе
генетическое родство. Т.е. генотипические признаки определяют место
микробов в классификации по родству (происхождению).
Существует второй подход к систематике бактерий, преследующий
практические цели, т.е. служит для идентификации бактерий –
установления принадлежности к определенному виду. Для этого созданы
определители, которыми пользуются при определении вида того или
иного микроорганизма.. К международным определителям бактерий
относится «Определитель бактерий 9», вышедший в свет в 1993 году. В
7
составе 4 отделов прокариот выделено 35 групп родов. Отделы
классифицируются по наличию клеточной стенки (пептидогликана).
1. Грациликуты (или тонкокожие) – грамотрицательные бактерии
2. Фирмикуты (или тостокожие) – грамположительные бактерии
3. Тенерикуты (или нежнокожие) – организмы, не имеющие клеточной
стенки. Микоплазмы.
4. Мендосикуты – бактерии, большинство из которых хотя и имеют
клеточную стенку, но она не содержит пептидогликан. Некоторые
грамположительные. Другие грамотрицательные - сюда относятся
архебактерии.
2.Морфология и строение бактерий
2.1 Постоянные элементы
К постоянным элементам микробной клетки относят: оболочку,
цитоплазму и нуклеоид (ядерное вещество).
К непостоянным элементам относят капсулу, спору и жгутики.
Каковы их функции?
Постоянные элементы. Оболочка состоит из трех слоев: наружной
мембраны, клеточной стенки и внутренней мембраны или
цитоплазматической оболочки.
Наружная мембрана – это вязкий слой слизи, состоящий из
полисахаридов (у кокков) или полипептидов (у бацилл). Выполняет
защитную функцию, предохраняет клетку от неблагоприятных факторов
внешней среды (температуры, высушивания, давления и т.д.).
Клеточная стенка – это основной слой (имеется только у бактерий), он
придает клетке форму и определяет ее морфологические особенности.
Отсюда кокки, палочки или извитые формы. Выполняет защитную функцию.
Кроме того, через нее поступают питательные вещества внутрь клетки, т.е.
участвует в обмене веществ. Основу клеточной стенки составляет
пептидогликан или муреин (от лат.murus – стенка), являющийся каркасом
бактериальной клетки и имеющий сетчатую структуру. Химический состав и
ультраструктура клеточной стенки бактерий лежит в основе разного
окрашивания бактерий по методу Грамма и деления их на
грамположительные и грамотрицательные. Этот метод предложен в 1884 г.
Х.Грамом и используется для дифференцирования бактерий.
Цитоплазматическая мембрана. Полупроницаемая оболочка,
отделяющая цитоплазму от клеточной стенки. В химическом отношении это
белково-липидный комплекс, состоящий из 50-75% белков и 15-50%
липидов(90% фосфолипидов). Через цитоплазматическую мембрану
осуществляется поступление питательных веществ в клетку и выход
продуктов метаболизма наружу – является осмотическим барьером клетки.
При нарушении осмотического давления наступает кариопикноз
(разбухание) или кариолизис (разрушении).
8
Мембранными образованиями у прокариот являются тилакоиды,
фикобилисомы, аэросомы, хлоросомы и карбоксисомы.(стр 62-63.
Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология:
Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. – 287с.)
Цитоплазма – безоболочечная коллоидная часть клетки с зернистой
структурой. Основную массу гранул состовляют рибосомы, включения.
Центральную часть цитоплазмы занимает ядерный аппарат – нуклеоид.
Нуклеоид - ядерное вещество, генетический аппарат микробной
клетки. Представлен молекулой ДНК, сосредоточенной в ограниченных
пространствах цитоплазмы, не имеющей ядерной оболочки в отличие от
эукариот. Нуклеоид обеспечивает видовую принадлежность, участвует при
размножении бактериальной клетки. Помимо молекулы ДНК (единственной
хромосомы) в клетках бактерий обнаружены внехромосомные генетические
элементы,
называемые
плазмидами.
Плазмиды
это
небольшие
ковалентнозамкнутые кольцевые молекулы ДНК, содержащие 1500-40000
пар нуклеотидов. Плазмиды могут контролировать половой процесс у
бактерий, множественную устойчивость к лекарственным препаратам, синтез
бактериоцинов – веществ белковой природы, способных вызывать гибель
близкородственных видов бактерий. Плазмиды играют важную роль в
эволюции прокариот, так как придают им дополнительные свойства,
способствующие их выживанию.
2.2 Непостоянные элементы (Капсула, спора и жгутики)
Капсула – не является обязательной структурой клетки. Потеря
капсулы не приводит к гибели. Микробная клетка продолжает расти и
развиваться. Например, сибиреязвенный вакцинный штамм СТИ, не что иное
как безкапсульный вариант сибиреязвенной бациллы. Капсула образуется
при попадании патогенного микроба в организм. Она выполняет защитную
функцию (от ферментных систем, макрофагов, микрофагов). Микробы,
образующие капсулы вызывают остропротекающие заболевания (сибирская
язва – B. antracis, диплококковая пневмония – Str. pneumonia; газовая
гангрена – Cl. perfringens). Некоторые непатогенные микроорганизмы, такие
как лейконосток (вредитель сахарного производства) образует зооглеи –
скопления бактерий, окруженных общей капсулой.
Спора – это стадия покоя в жизненном цикле бактериальной клетки.
Споры образуются при попадании бактерий во внешнюю среду, в условия
неблагоприятные для жизнедеятельности. Споры устойчивы к физическим,
химическим веществам (кислотам и щелочам), высушиванию, действию
ядовитых веществ.
Жгутики – образованы белком флагелином. Являются средством
передвижения. Встречаются у палочковых форм и извитых и лишь в
единичных случаях у кокковых форм. Патогенные свойства реализуются за
счет адгезии – прилипания к ворсинкам кишечника. Кроме жгутиков на
поверхности клеток могут быть фимбрии. Это прямые полые цилиндры,
9
отходящие от цитоплазматической мембраны. Они образованы белком
пилином. Принимают участие в конъюгации. С помощью их образуется
мостик между двумя клетками, через который происходит передача
генетической информации.
Таким образом, непостоянные элементы микробной клетки являются
дифференцирующими признаками бактерий.
Раньше все палочковидные формы назывались бациллами (лат.bacillusмаленькая палочка). После 1875 г., когда немецкий ботаник Ф. Кон открыл
существование спор у так называемой сенной палочки, палочковидные
формы бактерий, образующие споры, стали именовать бациллами, а не
образующие споры – бактериями.
Понятийный аппарат (тезаурус) к теме №2
1. Адгезия
2. Вид, культура чистая, культура смешанная, клон, штамм
3. Систематика (таксономия): классификация микроорганизмов
(грациликуты,
фирмикуты,
тенерикуты,
мендосикуты);
номенклатура, идентификация
4. Постоянные
элементы
бактерий
(клеточную
стенку,
цитоплазматическую мембрану, цитоплазму, нуклеоид (ядерное
вещество),
рибосомы,
мезосомы).
(Грамположительные
бактерии. Грамотрицательные бактерии)
5. Непостоянные элементы бактерий (капсула, эндоспора и
жгутики)
6. Формы микроорганизмов (кокки, бактерии, извитые)
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
Систематика, классификация и номенклатура микроорганизмов.
«Вид», «штамм», «клон» микроорганизмов. Постоянные (нуклеоид,
цитоплазма, оболочка) и непостоянные (спора, капсула, жгутики) элементы
бактерий.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С.350.
2. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.Алматы,2007. – 417 с.
3. Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991.-С.11—26
4. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 14-17.
Дополнительная
1. Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
2. Сидоренко О.Д., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология: Учебник для
агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005.-287 с.
10
3. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.- С.7-19.
4. Ассонов Н.Р. Микробиология.- М.1989.- С.19-51.
ЛЕКЦИЯ №3
ТЕМА: Морфология, систематика и строение эукариотных
микроорганизмов
План:
1. Морфология и строение плесневых грибов.
2. Морфология и строение дрожжей.
3. Морфология и строение актиномицет.
Грибы
–
безхлорофильные
низшие
эукариотические
хемоорганотрофные организмы. Грибы это большая группа одно- или
многоклеточных организмов, которым присущи как признаки растений, так и
животных. Различают грибы – паразиты, грибы – сапрофиты, грибы –
симбионты. Грибы – паразиты поражают ткани человека, животных и
растений. Из известных 100000 видов грибов, для человека патогенны не
более 400. Для животных еще меньше. Грибы – сапрофиты питаются
органическими веществами мертвых тканей или экскрементами. К
сапрофитам относят дрожжевые и плесневые грибы. Дрожжевые и плесневые
грибы широко используются в промышленности для получения полезных
веществ (хлеба, спирта, кваса, кефира, антибиотиков и др.). Грибы –
симбионты могут вступать в симбиотические отношения с корнями высших
растений.
Плесневые грибы имеют мицелярное строение. Мицелий состоит из
ветвящихся нитей, называемых гифами. У низших одноклеточных грибов
(мукор) гифы не септированы, т.е не разделены перегородками. У высших
грибов (пеницилл и аспергилл) гифы септированы, они многоклеточные
орагнизмы. Толщина гиф составляет 5-50 мкм и более. Клеточная стенка
грибов толстая, прочная, содержит целлюлозу и хитин: цитоплазматическая
мембрана может иметь стероиды. В цитоплазме содержится одно или
несколько ядер с двойной мембраной, ядрышком и хромосомами,
митохондрии, полисомы, лизосомы, вакуоли, включения валютина,
гликогена. В клетках грибов отсутствует крахмал, одним из продуктов
метаболизма является мочевина, у прокариот она невстречается.
У грибов различают три типа размножения: вегетативное, бесполое,
половое. Вегетативное размножение осуществляется путем отделения от
мицелия его частей с последующим образованием из них новых грибниц.
Бесполое размножение осуществляется с помощью спор (экзоспор и
эндоспор). Эндоспоры (мукор) развиваются внутри особых клеток спорангий
и называются спорангиоспорами. Экзоспоры (аспергилл, пеницилл)
11
образуются на концах ответвлений мицелия конидионосцах и называются
конидии (конидиоспоры). При созревании споры (конидии) осыпаются,
спорангии лопаются и спорангиоспоры высыпаются. Попав, в благоприятные
условия споры, прорастают. При половом размножении грибов
спорообразованию предшествует слияние гаплоидных мужских и женских
гамет, в результате возникает зигота и наступает диплоидная фаза с полным
(парным) набором хромосом. Половой процесс у разных видов грибов
протекает различно и имеет свои особенности.
Дрожжи. Они могут принадлежать к разным классам, чаще к
аскомицетам. Дрожжи – эукариоты, одноклеточные, мицелия не образуют,
сферические или палочковидные, размером 5-10 мкм. Имеют двухконтурную
оболочку, цитоплазму, ядро, митохондрии, включения – валютин, гликоген.
Размножаются вегетативным путем (почкованием, делением), половым
путем. Образование половых спор у большинства дрожжей происходит по
аскомицетному типу. После копуляции двух клеток (конъюгация) и слияния
ядер, зигота превращается в сумку, где после 2-3 кратного деления
образуются 4-8 аскоспор. Каждая из аскоспор может прорастать в новую
дрожжевую клетку, размножающуюся почкованием. Аскоспоры значительно
устойчивы к внешним факторам, чем дрожжевая клетка. Однако, по
устойчивости они существенно уступают бактериальным спорам. Дрожжи
играют важную роль в круговороте углерода в природе. Их используют в
производстве хлеба, пива, вина, ценных молочнокислых продуктов,
сдобренных кормов для животных. По химическому составу 50% сухого
вещества составляют белковые вещества. Дрожжи используют для получения
микробного белка.
Актиномицеты (лучистые грибы) – длинные одноклеточные
ветвящиеся микроорганизмы. Занимают промежуточное положение между
грибами и бактериями. Как бактерии растут на питательных средах и
красятся анилиновыми красками (грамположительные). Как грибы образуют
ветвления – гифы, а образуемые ими переплетения – мицелий. В отличие от
бактерий у актиномицетов имеются специальные органы размножения –
спорангии. Спорангии могут быть прямыми, волнистыми или спирально
закрученными веточками. Аэробы, реже анаэробы. Образуют пигменты
(розовый, желтый, синий). Актиномицеты принимают участие в
почвообразовательных процессах, образовании гумуса, являются основными
продуцентами антибиотиков (стрептомицин, хлортетрациклин).
Понятийный аппарат (тезаурус) к теме №3
1. Грибы - паразиты, симбионты, сапрофиты
2. Мицелий
3. Гифы
4. Экзоспоры
5. Эндоспоры
6. Типы размножения грибов: вегетативное, бесполое, половое.
12
7. Аскоспоры
8. Лучистые грибы
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
1.
Морфология и строение микроскопических грибов
2.
Отличительные признаки актиномицет от бактерий
3.
Отличительные признаки актиномицет от грибов
4.
Морфология и строение дрожжей
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С.350.
2. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.- Алматы,2007.
– 417 с.
3. Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991.
4. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.
Дополнительная
1. Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
2. Сидоренко О.Д., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология: Учебник для
агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005.-287 с.
3. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.
4. Ассонов Н.Р. Микробиология.- М.1989.
ЛЕКЦИЯ №4
Тема: Классификация и основные свойства вирусов
План:
1. Природа вирусов. Гипотезы происхождения вирусов
2. Основные свойства вирусов и их прикладное значение
3. Структура вирусов
4. Химический состав вирусов
5. Классификация вирусов
Литература основная
1. Сюрин В.Н. Ветеринарная вирусология.-М.,1991.-С.13-54, 3-12, 209-221
2. Троценко Н.И. и др.Практикум по ветеринарной вирусологии.-М.,1989.-С.
3-15, 15-26.
1. Природа вирусов.
13
Вирусология – биологическая наука, занимающаяся изучением
мельчайших организмов вирусов, а также заболеваний, вызываемых у любых
других.
ВИРУСОЛОГИЯ – НАУКА О МОРФОЛОГИИ, ФИЗИОЛОГИИ,
ГЕНЕТИКЕ, ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ ВИРУСОВ. МЕДИЦИНСКАЯ
ВИРУСОЛОГИЯ ИССЛЕДУЕТ ВИРУСЫ-ПАРАЗИТЫ ЧЕЛОВЕКА, ИХ
РОЛЬ В РАЗВИТИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ, РАЗРАБАТЫВАЕТ МЕТОДЫ
ДИАГНОСТИКИ,
СПОСОБЫ
ТЕРАПИИИ
СПЕЦИФИЧЕСКОЙ
ПРОФИЛАКТИКИ.
ВИРУСЫ
–
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ
ГРУППА
ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ МИКРООРГАНИЗМОВ (ЦАРСТВО VIRA),
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ ОТ БАКТЕРИЙ И ГРИБОВ, НО ОБЛАДАЮЩАЯ
КАРДИНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ ЖИВОГО.
Вирусы, вызывающие болезни у растений называются фитофагами, у
бактерий – бактериофагами.
Первооткрывателем вирусов был русский ботаник Д.И. Ивановский,
который изучал мозаичную болезнь табака. Готовил суспензию из
пораженных листьев табака, пропускал через фильтр и фильтратом заражал
здоровые растения. Растения заболевали. Ученый предположил, что в
фильтрате был мельчайший организм. Долгое время шли споры, вирусы
живые или неживые вещества? Вирусы способны выпадать в осадок в виде
правильной формы (кристаллизуемость вирусов) – неживые; но вирусы
способны воспроизводить себе подобных и передавать генетическую
информацию потомкам, что свидетельствует о том, что вирусы – живые.
Вирусы стоят ближе к существам, чем к веществам.
Вирусы своеобразная и неоднородная группа существ, обладающая
некоторыми основными признаками живых организмов:
1. Воспроизводство себе подобных
2. Паразитизм
3. Инфекционность
4. Трансмиссивность
5. Изменчивость
6. Приспособляемость к условиям внешней среды
Вирусы занимают особое место в биосфере и находятся на границе
живого и неживого.
2. Гипотезы происхождения вирусов
1.Эволюционная гипотеза – вирусы являются потомками древних
доклеточных форм жизни. Первичный мировой океан – вода + соли +
температура, молекулы сталкивались и образовывались органические
вещества, затем появились одноклеточные, рептилии. Предполагают, что
молекулы могли столкнуться и образоваться вирусы.
14
2. Реэволюционная – вирусы произошли от бактерий, в результате
регресса, т.е. освобождения от ставших ненужными органоидов. Вирусы
строгие паразиты.
Например. Круглые черви – аскариды всасывают питательные
вещества через кутикулу всей поверхностью. Потому что в кишечнике все
готовое. У аскарид регрессировала пищеварительная система. Так и у
вирусов им не нужен аппарат Гольджи, клеточная стенка и т.д. . т.е. в
результате отбрасывания ненужных органоидов получился вирус. Это
характерно для крупных вирусов – вирус герпеса, вирус оспы – у них
имеются остатки органоидов.
3.Вирусы являются «сбежавшими» органоидами клетки, а именно
таких где есть нуклеиновая кислота. Нуклеиновая кислота имеется в ядре и
вне ядра (плазмиды, митохондрии, пластиды).
Преоны и вироиды – замкнутые в кольцо нуклеиновые кислоты.
4.Вирусы из космоса
2.Основные свойства вирусов и их прикладное значение.
Вирусы могут существовать в двух формах 1. клеточной и 2.
внеклеточной. Вне клеток вирусные частицы (вирионы) не обнаруживают
никаких признаков жизни. Попав в организм вирусы проникают в
чувствительные клетки и переходят в активную репродуктивную форму.
Начинается сложное, многообразное взаимодействие вируса и клетки, всегда
заканчивающееся гибелью клетки и выходом из нее многочисленного
вирусного потомства.
Основные свойства вирусов
1. Вирусы имеют малые размеры. Их величина колеблется от 8нм до
400 нм ( бактерии имеют размеры 0,3 до 5 мкм). Вирусы не видны в световой
микроскоп. Только крупные вирусы, такие как вирус оспы при окрашивании
по методу Морозова, увеличивается в размере (белковая субстанция
обволакивается азотнокислым серебром), после окрашивания вирус виден в
световой микроскоп.
2. Вирусы легко проникают через мелкопористые фильтры. Вирусы
и бактерии в смеси в жидкой фракции можно разделить, пропуская через
мелкопористые фильтры. В процессе приготовления вируссодержащей
суспензии из патологического материала, свободной от бактерий, взвесь
пропускают через специальные фильтры.
3. ОСНОВНОЕ СВОЙСТВО. Вирусы являются облигатными
строгими
внутриклеточными
паразитами.
Это
проявляется
неспособностью воспроизводить себе подобных вне живой клетки. Чтобы
накопить вирусы используют клеточные субстраты – живые: куриные
эмбрионы, культуры клеток, лабораторных животных.
4. Вирусы не растут на искусственных питательных средах.
5. Вирусы не имеют собственных белоксинтезирующих и
энергообразующих систем.
15
Для воспроизводства вирусы приспосабливают эти системы,
поражаемой ими клетки. Вирусы рассматривают как биологические
образования, несущие генетическую информацию, которую они могут
реализовывать только в клетках животного или растительного
происхождения.
6. На вирусы не действуют антибиотики и сульфаниламидные
препараты. Антибиотики, действуя на бактерию прерывают синтез
клеточной стенки, ферментных систем. Поэтому у вирусов им не на что
действовать ( у вирусов есть ДНК или РНК и белковая оболочка). При
некоторых вирусных инфекциях назначают антибиотики. Так как вирусы
ослабляют организм и на этом фоне безобидные сапрофитные микробы
активизируются. Например, псевдомонасы при ослаблении организма
вирусами могут вызывать пневмонию, поэтому назначают антибиотики.
7. Вирусы имеют разобщенный во времени и пространстве
дизъюнктивный способ размножения.
Попав в клетку вирус включает органоиды клетки на выработку сырья.
Отдельные компоненты вирусных частиц синтезируются в разных местах и в
разное время в клетке, и только затем происходит самосборка вирусных
частиц.
8.Вирусы имеют в своем составе только один тип нуклеиновой
кислоты, или ДНК, или РНК. (у бактерий ДНК отвечает за
наследственность, РНК – за перенос инфекции). У вирусов может быть одноили двухнитчатая спираль РНК или ДНК.
Свойства вирусов не всегда являются абсолютными. Например. У
вируса оспы и гриппа на определенном этапе развития возникает
промежуточная форма РНК.
3. Структура вирусов.
Вирусы имеют определенный тип симметрии. Тип симметрии зависит
от положения центральной части нуклеиновой кислоты и расположения на ее
поверхности белковых частиц.
Различают три типа симметрии:
1. Кубическая, или икосаэдрическая
2. Спиральная
3. Смешанный тип симметрии
При кубической симметрии нуклеиновая кислота располагается в центре в
виде клубка, вокруг которого белковая оболочка образует правильный
многогранник (так видно под электронным микроскопом).
При спиральном типе симметрии нуклеиновая кислота закручена в
спираль, вокруг которой белковые единицы также образуют спираль.
Смешанный тип симметрии характерен для бактериофагов. Головка
бактериофага имеет кубический тип симметрии, отросток – спиральный, в
целом смешанный тип симметрии.
16
Синоним вирусной частицы – вирион присущ внеклеточной форме.
Внутриклеточная форма или вегетативная обладает способностью к
репродукции.
Центральная часть вируса состоит из нуклеиновой кислоты – нуклеоида,
которая в большинстве случаев окружена белковой оболочкой, называемой
капсидом. В совокупности нуклеоид и белковая оболочка получили
название – нуклеокапсид.
Капсид каждого вируса состоит из строго определенных молекул белка.
Он является образованием нескольких белковых субъединиц, которые
называются капсомерами.
Вирус определенного вида состоит из строго определенного числа
капсомеров, расположенных в определенном порядке. От расположения
капсомеров определяется тип симметрии.
Число капсомеров различно у разных видов и колеблется минимум от 12
до нескольких сотен.
Капсид предохраняет нуклеиновую кислоту от неблагоприятных факторов
внешней среды, обеспечивает присоединение вириона к клетке, притом
присоединение избирательное. Вирион присоединяется к той клетке, в
которой может репродуцироваться.
Капсид вируса обуславливает иммуногенные и антигенные свойства
вируса.
В наиболее простых вирусах имеется только нуклеокапсид (вирус ящура,
парвовирусного энтерита).
У сложных вирусов, кроме капсида имеется еще одна внешняя оболочка.
она называется суперкапсидной. В состав суперкапсидной оболочки входят
белки, липиды, углеводы, иногда ферменты. Образуется суперкапсидная
оболочка при выходе из пораженной клетки с включением в состав
суперкапсида компонентов клеток хозяина. Например, вирус герпеса, гриппа.
Еще более сложные вирусы – оспенные (Poxviride), между капсидом и
суперкапсидной оболочкой имеют два боковых тельца, являющихся
остатками рибосом пораженной клетки.
2. Химический состав вирусов.
Основными компонентами вирусов являются белки и нуклеиновые
кислоты. Сложные вирусы имеют липиды и углеводы, а некоторые и
ферменты. По массе химические вещества составляют: белок -50-90%;
нуклеиновая кислота – 1-40%; углеводы – 0-22%; липиды – 0-50%.
Отличие химического строения от бактерий заключается в том, что у
вирусов нет воды, поэтому и нет собственного обмена веществ – вирусы
паразиты.
Белки вирусов по элементарному и аминокислотному составу
принципиально не отличаются от белков многоклеточных организмов. В их
составе различают 16-18 аминокислот. У разных видов вирусов имеется
разное количество белков от 1 до 20 белков (у сложных вирусов – вирус
оспы). Одна из существенных особенностей вирусных белков заключается в
том, что белковые субъединицы-капсомеры активно взаимодействуют между
17
собой без участия химических и физических реакций. Поэтому вирусные
белки способны к самосборке,в результате которой в клетке из отдельно
синтезированных нуклеиновых кислот и вирусных белков конструируется
полноценная вирусная частица.
Ферменты вирусов. Вирусы лишены ферментов. Они имеются лишь у
сложных вирусов ( вируса герпеса, миксовирусов, вируса гриппа, чумы КРС).
В состав суперкапсидной оболочки этих вирусов включен фермент
нейроминидаза. Он вырабатывается в пораженной клетке и в процессе
самосборки включается в состав оболочки. Этот фермент обеспечивает
проникновение таких крупных вирусов в клетку. Больше других вирусов с
ферментами нет.
Нуклеиновые кислоты. В составе вирусов только одна нуклеиновая
кислота – РНК или ДНК. РНК – геном у 80% вирусов Они могут быть как
одноцепочечные, так и двухцепочечные. Количество нуклеотидов в вирусной
нуклеиновой кислоте от 15 (у мелких вироидов) до 500 тыс. нуклеотидов.
Например: в РНК вируса табаичной мозаики содержится 6230 нуклеотидов,
в ДНК кишечной палочки около 20 млн, в ДНК всех 46 хромосом человека –
около 9 млрд. нуклеотидов. ДНК и РНК можно измерить с помощью
электронного микроскопа. ДНК мелких вирусов равна 0,0016-0,0052мм,
вируса оспы – 0,093 мм (для сравнения ДНК бактерии кишечной палочки –
1,53 мм, человека -2,0мм, дрожжей – 61,2 мм).
Вирусные нуклеиновые кислоты отличаются и в функциональном и в
структурном отношении от нуклеиновых кислот в клетках. В структурном
отношении, вирусы могут быть одно- и двухцепочечными. По составу
азотистых оснований – вместо цитозина – оксиметилцитозин. Вместо
урацила – оксиметилурацил. В вирусных ДНК может находиться уроцил. В
клеточной ДНК – нет. В сахарном компоненте ДНК – может встречаться
глюкоза.
Главное отличие вирусных нуклеиновых кислот от клеточных
заключается в том, что они обладают инфекционными свойствами.
Если отдельно взятой вирусной нуклеиновой кислотой заразить клетку,
клетка будет синтезировать полноценные вирусные частицы.
Липиды и сахара находятся в суперкапсидной оболочке вируса. Состав и
количество этих соединений зависит от состава клеток хозяина.
3. Классификация вирусов.
Вирусы могут развиваться только в определенных клетках. Тропизм
вирусов – это преимущественные системы органов и тканей организма, в
клетках которых вирусы способны к репродукции.
По тропизму вирусы подразделяются на:
1. Пантропные (в разных органах и тканях организма)
2. Нейротропные (в нервных клетках – вирус бешенства)
3. Дерматотропные (в клетках кожи – вирус оспы)
4. Эпителиотропные (вирус диареи. Ящура в эпителиальных клетках)
5. Пневмотромные (в клетках дыхательных путей, вирус гриппа,
аденовирусы)
18
6. Гематотропные (в клетках крови, вирус лейкоза)
Современная классификация вирусов основана на фундаментальных
(основных) свойствах вирионов, главными из которых являются:
1. тип нуклеиновой кислоты
2. морфология вириона
3. стратегия вирусного генома
4. антигенные свойства белков вируса
1, 2, 4 свойства внешне заметные свойства. Стратегия вирусного генома (3)
(нуклеиновая кислота0 это обусловленный особенностями вирусного
генетического материала, способ вирусной репродукции. Способ
репродукции зависит от вирусного генома.
На основании различных признаков вирусы делятся на: семейства,
подсемейства, роды и типы. Причем в основе разделения на семейства
лежат два признака:
1. тип нуклеиновой кислоты
2. наличие суперкапсидной оболочки.
Существуют: 7 семейств ДНК-содержащих вирусов, 13 семейств РНК
содержащих вирусов.
Названия вирусов. Терминология латинская.
Семейство заканчивается на ….viridae, подсемейство заканчивается на ……
virinae, род – на ……virus, тип – применительно к каждому вирусу.
Например: Сем.
Paramyxoviridae
Род
Morbilivirus
Тип
Caninae
Вироиды это агенты, вызывающие болезни растений. Небольшая
молекула РНК замкнутая в кольцо (плазмида). РНК может быть в плазмидах.
Плазмиды и вироиды совпадают. Отсюда теория, что вирусы являются
сбежавшими органоидами (плазмидами).
Преоны – возбудители некоторых медленных инфекций человека и
животных, не содержащих нуклеиновых кислот, только белковые частицы.
1.Спиральный тип симметрии
Понятийный аппарат
2. Кубический тип симметрии
(тезаурус) к теме №4
3. Смешанный тип симметрии
ЗНАТЬ
значение
следующих
4. Пантропные вирусы
терминов :
5. Нейротропные вирусы
1. Капсид
6. Дерматотропные вирусы
2. Суперкапсид
7. Эпителиотропные вирусы
3. Нуклеоид
8. Гематотропные вирусы
4. Нуклеокапсид
9. Пневмотропные вирусы
5. Капсомеры
ВЛАДЕТЬ
основами
6. Вироиды
классификации вирусов:
7. Преоны
1. Семейство
8. Тропизм вирусов
2. Род
УМЕТЬ
объяснить
3. Тип
следующие понятия:
19
ЛЕКЦИЯ №5
Тема: Обмен веществ у микроорганизмов
План:
1.
2.
3.
4.
5.
Химический состав бактерий
Ферменты микроорганизмов
Типы питания микроорганизмов
Типы дыхания микроорганизмов
Рост и размножение микроорганизмов
Основная
Ключевые слова: физиология микроорганизмов, аэробы, анаэробы,
аутотрофы, гетеротрофы, метаболизм, ферменты
Физиология микроорганизмов это раздел микробиологии, изучающий
химический состав, процессы питания, дыхания, роста и размножения.
1. Химический состав микроорганизмов
Как и все живые существа бактерии состоят из органогенов –
углерода,
кислорода,
азота
и
водорода.
Химические элементы микробной клетки
Углерод 45-55 %
Азот 8-15%
кислород 30%
Водород 8%
В среднем бактериальная клетка содержит 80% воды и 20 % сухого
вещества. Содержание воды более или менее постоянно. Вода является
растворителем органических и неорганических веществ. В составе бактерий
различают свободную и связанную воду. Свободная вода служит дисперсной
средой для коллоидов, растворителем кристаллических веществ, источником
водородных и гидроксильных ионов. Связанная вода находится в комплексах
(сложные соли, гидраты). Она является структурным растворителем. При
подготовки к спорообразованию количество воды уменьшается до 40%.
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 21 из 142
Клетка в таком состоянии способна длительно переживать в окружающей
среде.
Сухое вещество содержит минеральные соли, белки, углеводы,
липиды, ферменты, витамины, токсины, пигменты и антибиотики.
Минеральные вещества. Количество их составляет от 2 до 30 % от
сухого вещества.. Минеральные вещества необходимы для поддержания
внутриклеточного осмотического давления, для поддержания положительной
электрозаряженности, для регулирования рН среды и для активизации
ферментов. Самыми важными минеральными веществами являются – Р, К,
Na, Mg, S, Cl, Fe, Ca. Микроэлементы используются клеткой для синтеза
витаминов, активизации ферментов, стимулируют процессы роста и
размножения и др. К ним относят Cu, Ni (никель), Mn, Mo, Zn, Sb (олово).
Белки. Составляют от 40 до 80 % сухого остатка. Они определяют
видовую специфичность микроба, вирулентность, окраску, иммуногенность
(способность вызывать защитные реакции), устойчивость бактерий во
внешней среде. Представлены белки в микробной клетке простыми белками
протеинами (альбумины, глобулины) и сложными беками протеидами. В
состав сложных белков входят нуклеопротеиды (протеины, связанные с
нуклеиновыми кислотами), хромопротеиды (обуславливают цвет бактерий),
мукопротеины, гликопротеины (входят в состав клеточной стенки).
Углеводы. Содержат 10-30% сухого остатка клетки. Бактерии
содержат две категории углеводов 1) моно- или дисахара; 2) полисахариды.
Они входят в структуру клеточной стенки. Гр (+) бактерии имеют более
толстую стенку(до 50 нм), в составе которой много гликозидов, тейхоевых
кислот (полисахариды).
Липиды. Составляют от 0,2 до 41 % сухого вещества. У риккетсий,
дрожжей, микобактерий, грибов до 40 % липидов, у других не более 3-7%
(по Радчуку). Липиды обнаруживаются в бактериях в форме крупных
биологически активных молекул, или реже в свободном состоянии в виде
пищевых вакуолей. У бактерий различают следующие классы липидов: 1) в
форме свободных жирных кислот, 2) в форме восков, 3) в форме
фосфолипидов ( у кислотоустойчивых бактерий до 6,5% сухого вещества).
Липиды обуславливают проницаемость, поверхностный электрический
заряд. Они входят в состав токсической фракции ряда микробов. Молекулы
липидов комплектуют цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку
бактерий. Липидов много у Гр (-) бактерий, в виде липополисахарида и
липополисахаридо-протеина. Липиды являются резервными веществами и
могут быть использованы как исходные компоненты для синтеза белков.
2. Ферменты микроорганизмов
21
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 22 из 142
Ферменты это биологические катализаторы, усиливающие скорость
реакций. Ферменты – глобулярные белки, молекулярная масса которых
колеблется от 15 кД до нескольких тысяч. Это простые белки и сложные
белки, например уреаза. Пепсин, трипсин – простые белки, а
карбоксипептидаза, амилаза, рибонуклеаза – сложные. С помощью
ферментов у микроорганизмов осуществляются процессы метаболизма:
пищеварение, дыхания, выделения. Незначительное количесиво ферментов
превращает большое количество субстрата, оставаясь при этом в свободном
состоянии. Так. Одна часть химозина (сыжужного фермента) может чвернуть
до 12 млн частей молока; 1 г амилазы при определнных условиях может
превратить в сахар 1 т крахмала.
Ферменты вырабатываются клетками и способны действовать, даже
будучи выделенными из нее, что имеет большое практическое значение. Для
ферментов характерны термолабильность и высокая специфичность.
Например, фермент лактаза расщепляет только сахар лактозу.
Микробная клетка может содержать большое количество ферментов.
Например, у аспергилла обнаружено до 50 ферментов. Поэтому
22
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 23 из 142
микроорганизмы могут осуществлять одновременно ряд различных реакций
в среде, где они находятся.
Различают экзо- и эндоферменты.
Экзоферменты выделяются микробной клеткой при жизни в субстрат
(окружающую среду), растворимы в питательной среде и проходят
бактериальные фильтры. Эти ферменты связаны в основном с процессом
питания: расщепляют сложные высокомолекулярные вещества (белки,
крахмал, клетчатку), т.е. подготавливают питательные вещества к усвоению
микробной клеткой.
Эндоферменты прочно связаны с бактериальной клеткой и действуют
только внутриклеточно, осуществляют дальнейшее разложение питательных
веществ, и превращение их в составные части клетки. К таким ферментам
относят дегидрогеназы, оксидазы.
Оптимальная температура для действия ферментов 40-50 град по С. при
температуре 100 град. они разрушаются. На их активность влияет и рН
среды.
Название фермента связано с веществом, на которое он действует, с
изменением окончания на «аза» или с природой катализируемой им
химической реакции. На этом основана и современная классификация их. В
настоящее время насчитывается более двух тысяч ферментов. Различают 6
групп ферментов.
1.Оксидоредуктазы – ферменты катализирующие окислительновосстановительные реакции (дегидрогеназы – НАД,НАДФ, ФАД). Ферменты
принимающие участие в переносе электронов водорода, кислорода и др.
2. Трансферазы – ферменты, катализирующие перенос отдельных
радикалов, частей молекул или целых атомных группировок (не водорода) от
одних соединений к другим. (ацетилтрансфераза, фосфотрансфераза)
3.Гидролазы – ферменты, катализирующие реакции расщепления и
синтеза иактх сложных соединений, как белки, жиры и углеводы, с участием
воды.
4. Лиазы - ферменты, катализирующие отщепление от субстратов
определенных химических групп с образованием двойных связей или
присоединение отдельных групп или радикалов по двойным связям.
5. Изомеразы – ферменты, осуществляющие превращение органических
соединений в их изомеры.
6. Лигазы – ферменты, катализирующие синтез сложных органических
соединений из простых.
В микробиологической практике ферментативную активность бактерий
применяют для идентификации и дифференциации бактерий, в
биотехнологии – для получения ферментов, приготовления уксусной,
молочной, щавеливой, лимонной кислот, молочных продуктов (сыр,
ацидофилин,
кумыс),
в
виноделии,
пивоварении,
силосовании.
23
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 24 из 142
Ферментативная активность микроорганизмов определяет патогенез и
клиническую картину инфекционных заболеваний.
С помощью ферментов у микроорганизмов осуществляются процессы
метаболизма: пищеварение, дыхания, выделения. Незначительное количество
ферментов превращает большое количество субстрата, оставаясь при этом в
свободном состоянии.
3. Типы питания микроорганизмов
Метаболизм
объединяет
два
взаимосвязанных,
но
и
взаимопротивоположных процесса: анаболизм и катаболизм.
Анаболизм это использование микроорганизмами питательных веществ,
для биосинтеза веществ собственного тела.
Катаболизм это извлечение энергии из питательных веществ, которая
используется микроорганизмами для своей жизнедеятельности.
Под питанием понимают получение из окружающей среды источников
энергии и веществ, необходимых для биосинтеза клеточных компонентов.
По способам питания микроорганизмы делятся на две группы:
автотрофы и гетеротрофы, что представлено в схеме.
Типы питания
и
Автотрофы
Фотоавтотрофы
Гетеротрофы
Хемоавтотрофы
Сапрофиты
Паразиты
Факультативные
облигатные
1. Аутотрофные микроорганизмы – используют неорганические вещества в
качестве источника углерода – углекислый газ и не нуждаются в сложных
органических соединениях.
2. Гетеротрофные микроорганизмы - получают углерод из органических
углеродсодержащих соединений, которым являются углеводы, углеводороды,
аминокислоты и органические кислоты.
3.Метанотрофы –используют органические вещества неживой природы.
4. Паратрофы – используют органические вещества живой природы.
24
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 25 из 142
5.Прототрофы – способны сами синтезировать необходимые вещества из
низкоорганизованных.
6.Ауксотрофы- являются мутантами прототрофов, потерявшими гены;
ответственны за синтез некоторых веществ –витаминов, аминокислот,
поэтому нуждаются в этих веществах в готовом виде.
7. Органотрофы- используют органические вещества в качестве доноров
водорода для восстановления углерода.
8. Литотрофы – используют минеральные вещества в качестве доноров
водорода для восстановления углерода.
9. Фотолитотрофы – используют энергию солнечного света.
10.Фотоорганотрофные
микроорганизмы
–
для
восстановления
углекислого газа могут использовать водород органических соединений.
11.Хемолитотрофные микроорганизмы –способны усваивать углекислоту и
синтезировать органические вещества за счет химической энергии,
получаемой при окислении различных минеральных веществ.
12.Хемоорганотрофные микроорганизмы – нуждаются в готовых
органических веществах.
В основе питания бактерий лежит осмотическое явление, кроме того,
питание
может
осуществляться
с
помощью
диффузии
и
стереохимического переноса питательных веществ с помощью особых
белков называемых пермеазами.
Понятийный аппарат к лекции 5 (Тезаурус)
1.Типы питания микроорганизмов (аутотрофные микроорганизмы,
гетеротрофные
микроорганизмы,
метанотрофы,
паратрофы,
прототрофы, ауксотрофы, органотрофы, литотрофы, фотолитотрофы,
фотоорганотрофные микроорганизмы, хемолитотрофные микроорганизмы,
хемоорганотрофные микроорганизмы)
2. Типы дыхания микроорганизмов (облигатные (строгие, абсолютные)
аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные (строгие,
абсолютные) анаэробы)
3. Пермеазы
4. Экзоферменты
5. Эндоферменты
6. Классификация ферментов (оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы,
лиазы, изомеразы, лигазы)
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Механизм и источники питания микроорганизмов.
2. Классификация ферментов. Их значение в жизни микроорганизмов.
3. Значение ферментативной активности микробов в лабораторной
практике.
25
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 26 из 142
4. Механизм дыхания микроорганизмов.
5. Понятие «рост» и «размножение» микроорганизмов.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.Алматы,2007. – 417 с.
2. Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991.-С.35-54.
Дополнительная
3. Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
4. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.- С.42-49.
5. Ассонов Н.Р. Микробиология.- М.1989.- С.51-77.
6. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. – Издательство
Московского университета,1978. – С.68-103.
7. Пяткин К.Д.. Кривошеин Ю.С. Микробиология.- М.,1980.-С.42-78.
8. Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. М.,1983. –С.47-72.
ЛЕКЦИЯ №6 (Продолжение)
Тема: Обмен веществ у микроорганизмов
1. Типы дыхания микроорганизмов
2. Рост и размножение микроорганизмов
1. Типы дыхания микроорганизмов
Дыхание микроорганизмов это сложный биологический процесс,
сопровождаемый
окислением
или
восстановлением
различных,
преимущественно органических соединений с последующим выделением
энергии в виде АТФ, необходимой микробам для физиологических нужд.
Дыхание микроорганизмов может осуществляться как в присутствие
кислорода воздуха, так и без него. В связи с этим микроорганизмы разделяют
на аэробы и анаэробы.
Аэробы это микроорганизмы, живущие и размножающиеся за счет
свободного доступа кислорода воздуха.
Анаэробы это микроорганизмы, живущие и размножающие в условиях
отсутствия кислорода.
Имеются и промежуточные формы. По типу дыхания микроорганизмы
подразделяют на 4 группы:
26
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 27 из 142
1. Облигатные или строгие аэробы –это микроорганизмы, которые живут
при свободном доступе кислорода (уксуснокислые бактерии, туберкулезная
палочка);
2. Микроаэрофильные бактерии – способны расти и размножаться в
присутствие незначительного количества свободного кислорода воздуха до
1% (актиномицеты, бруцеллы);
3. Факультативные микроорганизмы – живущие как в присутствие, так и в
отсутствие кислорода воздуха. (кандида, верховые дрожжи, энтеробактерии).
Они имеют два набора ферментов.
4. Облигатные или строгие анаэробы развиваются при полном отсутствии
кислорода в окружающей среде (маслянокислые бактерии, возбудитель
столбняка, ботулизма).
Типы дыхания
Строгие аэробы
Строгие анаэробы
Микроаэрофилы
Факультативные анаэробы
Механизм дыхания.
Первым этапом дыхательных процессов является отнятие водорода от
субстрата с помощью ферментов – дегидрогеназ (НАД и НАДФ).
Отнимая водород от окисляемого субстрата они переходят в
восстановительную форму (НАД . Н2 и НАДФ . Н2) и переносят водород на
другое вещество (акцептор).
СУБСТРАТ-Н2 + НАД(НАДФ) → окисленный субстрат + НАД .Н2(НАДФ
.Н2)
АКЦЕПТОРОМ водорода для аэробов служит кислород воздуха.
АКЦЕПТОРОМ водорода для анаэробов являются другие вещества
(соли азотной, серной, кислот, углекислоты).
Наибольшее практическое значение из всех типов биологического
окисления имеет брожение. Оно осуществляется только микроорганизмами. В
промышленности с помощью брожения получают множество полезных
химических веществ – спирты, молочную кислоту, щавелевую кислоту,
витамин В12. Кроме химических веществ брожение дает нам ценные
продукты питания – кисломолочные.
27
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 28 из 142
Типы биологического окисления.
Прямое
окисление
Аэробное
дегидрировани
е
Брожение
Анаэробное
дегидрировани
е
2. Рост и размножение микроорганизмов
Под ростом понимают увеличение массы отдельной бактериальной
клетки. Под размножением - увеличение числа особей микроорганизмов.
Бактерии размножаются преимущественно простым поперечным
делением пополам, которое происходит в различных плоскостях. При этом
образуются многообразные сочетания клеток (кисть винограда –
стафилококки, цепочки - стрептококки, соединения по парам – диплококки,
тюки, пакеты – сарцины др.). Процесс деления бактерии проходит ряд
последовательных этапов. Сначала появляется перетяжка, состоящая из
цитоплазматической мембраны, а затем происходит разъединение
образовавшихся дочерних клеток. Параллельно с этим синтезируется
клеточная стенка. Вместе с цитоплазмой в дочерние клетки переходит и
нуклеоид, состоящий из ДНК. ДНК реплицируется в результате разрыва
водородных связей, образуются две спирали ДНК, каждая из которых
включается в состав новой клетки. Затем дочерние односпиральные ДНК
28
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 29 из 142
восстанавливают водородные связи и вновь образуются двуспиральные ДНК.
Грибы размножаются в основном в виде спор, дрожжи - почкованием.
Большинство клеток делится через 20-30 минут. Так, у кишечной
палочки новое поколение образуется через 20-30 минут, у
нитрифицирующих бактерий - через 5-10 ч, а у возбудителей туберкулеза
только через 18-24 ч.
Микроорганизмы размножаются быстро, но не беспредельно. Это
связано с нарушением оптимальных условий роста и размножения
(истощение среды, неблагоприятная температура, свет, продукты
жизнедеятельности). Процесс размножения микроорганизмов на не
сменяемой среде (in vitro) протекает неравномерно (стадийно). Различают
восемь (четыре) стадий (разные авторы по-разному).
1. Начальная фаза (лаг-фаза), или фаза покоя. Культура приспосабливается
к питательной среде.
2. Экспоненциальная
(логарифмическая)
фаза
характеризуется
максимальным увеличением клеток в культуре. Оно идет в
геометрической прогрессии. Большинство клеток молодые и
биологически активные. Питательная среда истощается, продукты
обмена замедляют рост. Кривая роста постепенно принимает
горизонтальное положение.
3. Стационарная фаза, или период зрелости. Кривая идет параллельно оси
абсцисс. Наступает равновесие между числом вновь образованных и
погибших клеток. Количество питательной среды уменьшается,
плотность клеток увеличивается, токсическое действие продуктов
обмена усиливается. Все это ведет к гибели клеток.
4. Фаза отмирания (фаза старости). Происходит уменьшение клеток и
изменение их. Появляются деградированные формы, а также споры.
Через несколько недель или месяцев культура погибает, из-за ядовитого
действия продуктов жизнедеятельности. Знание закономерностей
развития имеет практическое значение при выращивании и сохранении
культур на жидких и плотных питательных средах.
Знание физиологических свойств микроорганизмов позволяет
культивировать (выращивать) их на искусственных питательных средах,
изучать их свойства, определять вид микроба.
Понятийный аппарат к лекции 6 (Тезаурус)
1.Типы питания микроорганизмов (аутотрофные микроорганизмы,
гетеротрофные
микроорганизмы,
метанотрофы,
паратрофы,
прототрофы, ауксотрофы, органотрофы, литотрофы, фотолитотрофы,
фотоорганотрофные микроорганизмы, хемолитотрофные микроорганизмы,
хемоорганотрофные микроорганизмы)
29
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 30 из 142
2. Типы дыхания микроорганизмов (облигатные (строгие, абсолютные)
аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные (строгие,
абсолютные) анаэробы)
3. Пермеазы
4. Экзоферменты
5. Эндоферменты
6. Классификация ферментов (оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы,
лиазы, изомеразы, лигазы)
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
6. Механизм и источники питания микроорганизмов.
7. Классификация ферментов. Их значение в жизни микроорганизмов.
8. Значение ферментативной активности микробов в лабораторной
практике.
9. Механизм дыхания микроорганизмов.
10.Понятие «рост» и «размножение» микроорганизмов.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
9. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.Алматы,2007. – 417 с.
10.Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991.-С.35-54.
Дополнительная
11.Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
12.Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.- С.42-49.
13.Ассонов Н.Р. Микробиология.- М.1989.- С.51-77.
14.Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. – Издательство
Московского университета,1978. – С.68-103.
15.Пяткин К.Д.. Кривошеин Ю.С. Микробиология.- М.,1980.-С.42-78.
16.Тимаков В.Д., Левашев В.С., Борисов Л.Б. М.,1983. –С.47-72.
ЛЕКЦИЯ №7
Тема: Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы
ПЛАН:
1. Действие физических факторов на микроорганизмы
2. Действие химических факторов на микроорганизмы
30
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 31 из 142
3. Действие биологических факторов на микроорганизмы
1. Действие физических факторов на микроорганизмы
К физическим факторам относят действие температуры, высушивания,
гидростатического давления, света, электричества, ультразвука, лучистой
энергии, летящих электронов.
Взависимости
от
температуры
роста
все
микроорганизмы
распределяются на три группы.
1. Психрофилы
2. Мезофиллы
3. Термофилы
Минимум
Оптимум
Максимум
Психрофилы
0
15-20
30-35
Мезофилы
10
30-37
40-45
Термофилы
35
50-60
70-75
В микробиологической практике из всех перечисленных физических
факторов наибольшее применение имеет температурный фактор.
Большая часть микроорганизмов чувствительна к высоким
температурам. Уже при температуре 56 С многие микробы погибают в
течение 30 минут, при 70 С – 10-15 мин, при 80-100 С – 1мин. Однако споры
характеризуются значительной устойчивостью к высокой температуре. Они
сохраняют жизнеспособность даже после кипячения в течение часа и более.
Высокая температура угнетает ферментативную активность бактерий,
вызывает денатурацию белков, нарушение осмотического давления.
В связи с этим, высокую температуру используют для уничтожения
вегетативных и споровых форм бактерий. Полное уничтожение бактерий на
объекте называется стерилизацией. В зависимости от стерилизуемого
материала разработаны разные виды стерилизации.
В лабораторной практике для сохранения микробных культур
применяют метод лиофилизации. Лиофилизация – это метод получения сухих
культур микроорганизмов путем высушивания из замороженного состояния (76 С) под вакуумом.
Универсальным способом уничтожения вегетативных и споровых форм
является сочетание высокой температуры и повышенного давления. Для этого
имеется специальное оборудование – автоклавы.
2. Действие химических факторов на микроорганизмы
Химические вещества, взаимодействуя с клеткой, вызывают либо
остановку роста микроорганизмов (бактериостатическое действие), либо
31
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 32 из 142
его гибель (бактерицидное действие). Бактерицидное действие химических
веществ позволяет использовать их в качестве дезинфектантов.
Дезинфекция – это уничтожение патогенных микроорганизмов в
окружающей среде.
Бактерицидным действием обладают различные химические вещества:
кислоты, щелочи, спирты, поверхностно-активные вещества, фенолы и их
производные, соли тяжелых металлов, окислители, группа формальдегида,
газообразные вещества и др.
Перечисленные группы имеют различные механизмы бактерицидного
действия, обусловленные разнообразной химической структурой.
4. Действие биологических факторов на микроорганизмы
К биологическим факторам относят антибиотики и бактериофаги.
Антибиотики (греч. Анти – против, БИОС – жизнь) - это вещества
микробного, животного, растительного и синтетического происхождения,
подавляющие развитие и биохимическую активность чувствительных к ним
микробов или даже разрушающие их.
1929г. – А.Флеминг доказал, что фильтрат бульонной культуры
плесневого гриба Penicillium notatum обладает антимикробными свойствами в
отношении стафилококков и др. микробов.
1940 г. – Э.Чейн, Г.Флори, Э.Эбрахем, выделили пенициллин из
культуральной жидкости.
1942 г. – З.В. Ермольева получила пенициллин в СССР.
1944 г. – С.Ваксман открыл ряд антибиотиков продуцентами которых
были актиномицеты, в т.ч. в 1944 г. – стрептомицин (Actinomices griseus) для
лечения туберкулеза и чумы. Он более эффективен, чем пенициллин против
грамотрицательных бактерий.
В связи с открытием пенициллина и стрептомицина, сталдо возможным
лечить большую часть бактериальных инфекций. В течение 2-х десятилетий (с
1940 по 1960 гг) были открыты все наиболее часто применяемые
антибиотики: стрептомицин, хлорамфиникол, полимиксин, хлортетрациклин,
бензилпенициллин, неомицин, нистатин, эритромицин, новобиоцин,
олеандомицин, канамицин, леворин и др.
Поиск новых и совершенствование старых антибиотиков продолжается,
в т.ч. на основе биотехнологии, производящей антибиотики в огромном
количестве. Если в 1943 г. Было произведено всего 13 кг пенициллина, то
сейчас ежегодно – десятки тысяч тонн антибиотиков все новых и новых
поколений. Одних только антибиотиков пенициллинового ряда выпускается
около 100 наименований.
В настоящее время известно более 5000 антибиотиков. Из них в
медицине и ветеринарии используется около 200 антибиотиков. Антибиотики
как продукты жизнедеятельности одних микробов обуславливают гибель
32
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 33 из 142
других. Т.е. действие биологических факторов основано, прежде всего, на
антагонизме микробов.
Принципы классификация антибиотиков. В основе классификации
антибиотиков лежит:
1. Механизм действия. Антибиотики обладают избирательностью и
специфичностью действия. Специфичность действия заключается во влиянии
на различные виды обмена веществ.
По механизму действия:
1). нарушающие синтез клеточной стенки;
2). ингибирующие синтез белка, РНК, ДНК (группа левомицитина,
тетрациклина, макролиды, аминогликозиды)
3) .нарушающие функции цитоплазматической мембраны(полиеновые
антибиотики).
2. По типу действия на микроорганизмы:
1) антибиотики с бактерицидным действием (влияющие на клеточную стенку
и цитоплазматическую мембрану);
2) антибиотики с бактериостатическтм действием (влияющие на синтез
макромолекул).
3. По спектру действия (узкого и широкого спектра действия).
1) с преимущественным действием на грамположительные микроорганизмы
(линкозамины, биосинтетические пенициллины, ванкомицин);
2) с преимущественным действием на грамотрицательные микроорганизмы
(монобактамы, циклические полипептиды);
3)широкого спектра действия (аминогликозиды, левомицетин, тетрациклины,
цефалоспорины.
4. По химическому строению (9 групп).
Антрациклиновые антибиотики ( к ним относят противоопухолевые
антибиотики – доксорубицин, карминомицин, рубомицин, акларубицин)
5. По происхождению (4 группы – антибиотики, выделенные из грибов,
из бактерий, антибиотики животного происхождения, антибиотические
вещества высших растений).
6. По направлению действия (антимикробное, противоопухолевое,
противопаразитарное, противомикозные).
Результаты применения антибиотиков в медицине оказались
впечатляющими. Сократилась смертность среди детей, выросла
продолжительность жизни людей, в с.-х. – для лечения и профилактики
инфекционных заболеваний среди скота и птиц.
Однако,
возникла
проблема
лекарственной
устойчивости
микроорганизмов. Если до 1945 г. 5-10% стафилококков, были устойчивы к
пенициллину, то к 1960 гю -75-80%. Появились полусинтетические
пенициллины – метициллин, ампициллин, оксациллин. Механизм появления
устойчивых форм сложен. Считают, что некоторые виды микробов
33
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 34 из 142
вырабатывают адаптивные ферменты, разрушающие химиопрепарат,
например пенициллиназу, разлагающую пенициллин. Резистентность к
антибиотикам может формироваться и в результате мутаций. Ко многим
антибиотикам развивается аллергия.
Бактериофаги (от греч. Phagos –пожирающий).
– это вирусы, пожирающие клетки бактерий..Они не имеют клеточной
структуры, не способны сами синтезировать нуклеиновые кислоты и белки,
поэтому являются облигатными внутриклеточными паразитами. В настоящее
время они обнаружены более чем у 100 видов бактерий. Бактериофаги
встречаются в почве, воде, сточных водах, организме животных и человека,
молоке, испражнениях. Владельцами бактериофагов являются эшерихии,
сальмонеллы, стафилококки и стрептококки, микобактерии, листерии,
коринебактерии и др.
1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИОФАГОВ
Первым, кто наблюдал явление лизиса бактерий, был Н.Ф. Гамалея,
который в 1898г. обрабатывая бациллы сибирской язвы, выделил вещество,
которое лизировало за 6-12 часов молодую сибиреязвенную культуру. Он
назвал эти вещества бактериолизинами и отнес их к группе ферментов.
Наиболее полно это явление изучил Д, Эрель (1917-1926г).
Первое сообщение Д. Эреля о феномене лизиса дизентерийных
микробов под влиянием фильтрата испражнений дизентерийного больного
было сделано в 1917 г. во Французской Академии наук. Им был проделан
следующий опыт. В стерильный бульон вносили несколько капель жидких
испражнений выздоравливающего от дизентерии человека. После суточного
нахождения колбы в термостате в бульоне выросла смешанная культура.
ЕЕ профильтровали через бактериальные свечи. Когда фильтрат добавили в
свежие культуры дизентерийных палочек, бульон через несколько часов стал
прозрачным, микробы из него исчезли (растворились). Д.Эрель повторил
этот опыт несколько раз, и каждый раз получал одинаковый эффект.
Выделенное литическое начало Д.Эрель назвал Bacteriophagum protobiosus.
Название бактериофаг – получило всеобщее признание и прочно вошло в
литературу. В настоящее время более чем у 100 видов бактерий
обнаружены бактериофаги
Бактериофаги инфицируя клетку, репродуцируются в ней, образуют
потомство и вызывают лизис, сопровождающийся выходом фагов в среду
обитания бактерий.
Фаги различаются по форме, типу взаимодействия с микробной
клеткой и специфичности.
2. СТРОЕНИЕ БАКТЕРИОФАГОВ
Структура бактериофагов различна. Большинство фагов имеют форму
головастика или сперматозоида, некоторые фаги имеют кубическую или
нитевидную форму. В структуре бактериофага различают головку и
34
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 35 из 142
отросток. Белковая оболочка головки называется капсидом. Капсид состоит
из морфологических единиц называемых капсомерамы. В него включена
молекула ДНК или РНК. Молекула ДНК вместе с капсидом образует
нуклеокапсид. У фагов нуклеокапсид имеет смешанный тип симметрии –
спиральный и икосаэдрический. У большинства фагов геном – двунитевые
ДНК, геном некоторых – однонитевые ДНК. Кроме того, в отличие от
вирусов эукариот, бактериофаги имеют хвостовой отросток, с помощью
которого они прикрепляются к клетке. Но некоторые его не имеют.
Размеры фагов колеблются от 20 до 800 нм у нитевидных фагов.
Средний размер головки 60-100 нм, длина отростка 100-200 нм.
В химическом отношении фаги представлены нуклеиновыми
кислотами и небольшим количеством белков.(в состав которых входят
полиамины: спермин и путресцин, кислоторастворимый полипептид,
содержащий аспарагиновую и глутаминовую кислоты, лизин и
кислотонерастворимый белок).
Фаги по сравнению с бактериями являются более устойчивыми к
действию химических и физических факторов.
Фаги могут существовать в двух формах:
1) внутриклеточной (это профаг, чистая ДНК);
2) внеклеточной (это вирион).
Фаги, как и другие вирусы, обладают антигенными свойствами и
содержат группоспецифические и типоспецифические антигены.
Различают два типа взаимодействия фага с клеткой:
1) литический (продуктивная вирусная инфекция). Это тип взаимодействия,
при котором происходит репродукция вируса в бактериальной клетке. Она
при этом погибает.
Взаимодействие фага и бактерий протекает стадийно.
1. Первая стадия – адсорбция фага на рецепторные участки клеточной
стенки бактерий. К ним фаг прикрепляется концевыми нитями отростков.
2. Проникновение – на этой стадии ДНК фага через отросток проникает в
клетку. При этом слои клеточной стенки разрушаются под действием
фагового лизоцима.
3. Третья стадия – на этой стадии начинается биосинтез фаговой
информационной РНК, белков капсида, которые участвуют в биосинтезе
фаговой ДНК. Латентный период продолжается в пределах 15 минут.
4. Четвертая стадия – морфогенез фага, т.е. пустотелые фаговые капсиды
заполняются нуклеиновой кислотой и формируются зрелые вирионы
(частицы фага).
5. Пятая стадия – выход фаговых частиц из клетки. Это происходит
благодаря
лизису
зараженной
бактерии
фаговым
лизоцимом,
накапливающимся в процессе репродукции фага.
35
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 36 из 142
Количество зрелых фаговых частиц (вирионов) колеблется от единиц до
нескольких тысяч. Затем фаги вновь внедряются в еще незараженные клетки
и процесс повторяется.
2) лизогенный. Это умеренные фаги. При проникновении нуклеиновой
кислоты в клетку идет интеграция ее в геном клетки, наблюдается
длительное сожительство фага с клеткой без ее гибели. При изменении
внешних условий могут происходить выход фага из интегрированной формы
и развитие продуктивной вирусной инфекции.
Клетка, содержащая профаг в геноме, называется лизогенной и
отличается от исходной наличием дополнительной генетической
информации за счет генов профага. Это явление лизогенной конверсии.
По признаку специфичности выделяют:
1. поливалентные фаги (лизируют культуры одного семейства или рода
бактерий);
2. моновалентные (лизируют культуры только одного вида бактерий);
3. Типовые (способны вызывать лизис только определенных типов
(вариантов) бактериальной культуры внутри вида бактерий)
Методы выделения и титрования фагов. Для выделения фага
из субстрата (культуральная жидкость, гой ран, сточные воды и т.д.)
суспензию фильтруют через мелкопористые фильтры. Затем фильтрат,
внося в соответствующие молодые культуры бактерий. При наличии фага в
испытуемом
материале
бактерии
растворяются,
жидкость
просветляется, а на поверхности агара на месте нанесения фильтратов
образуются «стерильные пятна», «бляшки», «негативные колонии».
Бактериофаг проверяют на чистоту, специфичность, а также
определяют его титр. Титром бактериофага называется то его
наибольшее разведение, которое способно вызывать растворение
соответствующих бактерий.
5. Применение бактериофагов
1.
2.
3.
4.
Для лечения и профилактики (колибактериоз, сальмонеллез,
пуллороз).
Для дифференциации бактериальных культур (сибирская язва,
стафилококки, рожа, сальмонеллы, эшерихии). Для установления рода
и вида бактерий, выделенных в ходе бактериологического
исследования.
проводят индикацию патогенных бактерий во внешней среде (вода,
выделениях животных, пищевых продуктов) с помощью реакции
нарастания титра фага.
Бактериофаги имеют большое значение для промышленности,
которое проявляется: 1. отрицательной ролью – фаголизис; 2.
положительной ролью – в генетике и селекции промышленных
36
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 37 из 142
продуцентов. Умеренные фаги используются в качестве векторов для
получения рекомбинатных ДНК в генной инженерии и биотехнологии.
Понятийный аппарат к лекции 7 (Тезаурус)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Психрофилы
Мезофиллы
Термофилы
Стерилизация
Дезинфекция
Бактериофаги (поливалентные фаги, моновалентные, типовые)
Антибиотики (принципы классификация антибиотиков)
Бактериостатическое действие, бактерицидное действие
Литература основная
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1987.- 368с.
2.Радчук М. «Ветеринарная микробиология и иммунология». Москва, 1991.-.
383с.
2. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
3. Блейм Т.Н. Сборник тестов по микробиологии. Учебное пособие. –
Семипалатинск: СГУ имени Шакарима,2005. – 112 с.
Литература дополнительная:
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. – 287с.
2. Трушина Т.П. Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии
для общепита.-Ростов-на-Дону: «Феникс»,2000.- 384с.
3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1978.- 368с.
ЛЕКЦИЯ №8
Тема: Превращение микроорганизмами соединений углерода, азота и
других элементов
План:
1. Превращения азотсодержащих веществ (гниение; практическое
значение процессов гниения.).
2. Превращения безазотистых органических веществ (спиртовое
брожение, молочнокислое брожение, пропионовокислое брожение,
маслянокислое брожение, уксуснокислое брожение, лимоннокислое
брожение)
37
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 38 из 142
В процессе обмена веществ микроорганизмы осуществляют
разнообразные химические реакции, в результате которых образуются
спирты, кислоты, эфиры, витамины, ферменты и др. Эти продукты
жизнедеятельности микробов используют в медицине, промышленности,
быту. Многие биохимические процессы, вызываемые микроорганизмами,
применяются в пищевой и легкой промышленности, велика роль их в
круговороте веществ в природе.
Многие микробы способны к дыханию в среде, не содержащей
свободного кислорода. Такой тип дыхания называется брожением. Именно
брожения наиболее важны в практическом отношении. По субстрату, на
который воздействуют хемоорганотрофные микроорганизмы.
Все
процессы можно разделить на две основные группы: превращение
органических веществ, не содержащих азота (различные виды брожения и
окисления); превращения органических веществ, содержащих азот
(гниение).
1.Превращения азотсодержащих веществ (гниение; практическое
значение процессов гниения).
Два процесса в природе происходят при активном участии микробов:
- синтез из минеральных веществ сложных органических соединений;
- разложение органических веществ до минеральных.
В круговороте азота с участием микроорганизмов различают
следующие этапы:
1) усвоение атмосферного азота
2) аммонификация (гниение)
3) нитрификация
4) денитрификация
Различают две формы микроорганизмов способных усваивать
атмосферный азот: свободно живущие азотфиксаторы (азотобактер) и
клубеньковые бактерии.
Аммонификация
(или
минерализация
азота)
–
это
микробиологический процесс, в результате которого происходит
гидролиз азотсодержащих органических веществ с образованием
конечных продуктов (аммиака, сероводорода, углекислого газа и
метана). Этот процесс является процессом гниения, в котором
участвуют
микроорганизмы,
обладающие
протеолитическими
свойствами. В результате аммонификации почва очищается от
останков животного и растительного мира – с одной стороны, и с
другой стороны ведет к обогащению почвы азотистыми продуктами.
Аммонификацию осуществляют бактерии, бациллы, клостридии,
актиномицеты, плесневые грибы.
Следующий
этап
в
превращении
азота
называется
нитрификацией. В процессе нитрификации происходит окисление
аммиака сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту.
38
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 39 из 142
Образовавшаяся азотная кислота в почве вступает в соединение со
щелочами (гидроксид кальция), образуется селитра (нитрат кальция).
Это минеральное удобрение. Селитры хорошо растворяются водой и
усваиваются растениями.
Денитрификация – это процесс восстановления нитратов с
образованием молекулярного азота, возвращающегося из почвы в
атмосферу.
2. Превращения безазотистых органических веществ
Процесс разложения органических безазотистых соединений
называется брожением. Существует много типов брожения, которые
вызываются определенными видами микробов (дрожжами, молочнокислыми стрептококками,
ацетобактерами,
глюконобактерами,
клостридиями и др.). Наибольшее значение в промышленности имеют
следующие
виды
брожений:
спиртовое,
молочнокислое,
пропионовокислое, маслянокислое, уксуснокислое, ацетонобутиловое
брожения.
Понятийный аппарат к лекции 8 (Тезаурус)
1. Аммонификация
2. Нитрификация
3. Денитрификация
4. Азотобактеры (свободноживущие азотфиксаторы)
5. Брожение (спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое,
маслянокислое, уксуснокислое, ацетонобутиловое)
Литература основная
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1987.- 368с.
2.Радчук М. «Ветеринарная микробиология и иммунология». Москва, 1991.-.
383с.
2. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
3. Блейм Т.Н. Сборник тестов по микробиологии. Учебное пособие. –
Семипалатинск: СГУ имени Шакарима,2005. – 112 с.
Литература дополнительная:
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. – 287с.
2. Трушина Т.П. Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии
для общепита.-Ростов-на-Дону: «Феникс»,2000.- 384с.
3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1978 г. с. 368.
ЛЕКЦИЯ №9
Тема: Генетика и селекция микроорганизмов
39
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 40 из 142
План:
1. Структура и функции генома микроорганизмов
2. Изменчивость микроорганизмов и ее причины. Мутации
3. Трансформация, трансдукция, коньюгация (самостоятельно)
4. Генная инженерия
Ключевые слова: генетика, геном микробной клетки, фенотипическая
изменчивость, генотипическая изменчивость, мутации, рекомбинативная
изменчивость.
Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов.
1.
Структура и функции генома микроорганизмов
Геном – носитель генетической информации. Геном прокариотной
клетки находится в нуклеоиде в виде одной хромосомы, представленой
громадной 2-х спиральной молекулой ДНК, включающей в зависимости от
вида и размера микробной клетки от 50 до 2-3 тысяч генов. В среднем
каждый ген состоит из 1000 пар нуклеотидов. Геном вируса гепатита В имеет
самое маленькое число генов. Геном состоит из 4 генов и имеет
молекулярную массу 1,6 Д. Геном вируса – возбудителя СПИДа представлен
молекулой РНК, который состоит из 9213 нуклеотидов, образующих 9 генов.
Геном бактериофагов – из 9-200 генов, у хламидий – из 400-600 генов, у
риккетсий – из 1000 генов. E.coli имеет молекулярную массу 2,8 х 10 (9) Д и
содержит 2500-3000 генов.
ДНК большинства растений и животных состоит из нескольких
миллиардов пар нуклеотитов. Геном человека составляет 3,5 х 10 (9) пар
нуклеотидов – 3,5 х 10 (6) пар генов.
Молекула ДНК является носителем генетической информации и
состоит из генов, которые располагаются линейно вдоль хромосомы. Каждый
ген представлен определенным участком молекулы ДНК. Специфическая
информация, содержащаяся в гене, определяется последовательностью
оснований в цепи ДНК. «Алфавит», с помощью которого записана эта
информация ДНК, вкдючает четыре «буквы» основания: аденин, гуанин,
тимин и цитозин.
Гены
являются
функциональной
единицей
наследственности. В генах записана информация относительно всех свойств,
присущих клетке. Каждый ген может существовать в виде ряда структурных
форм – аллелей. Совокупность аллелей всех генов клетки составляет генотип.
В настоящее время созданы генетические карты микроорганизмов,
отражающие расположение генов на хромосоме. Бактерии гаплоидны, т.е.
имеют один набор хромосом.
Возникает вопрос, каким же образом сохраняется наследственная
информация при росте и размножении бактерий. Перед делением клетки
происходит репликация генов (удвоение) и на каждой цепи по принципу
комплементарности осуществляется синтез двух новых цепей. Таким
образом, две новые цепи содержат одну родительскую и одну вновь
40
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 41 из 142
синтезированную. Эта точная репликация ДНК гарантирует сохранение
генетической информации.
ДНК, будучи носителем генетической информации, тем не менее не
служит матрицей для синтеза полипептидов. Биосинтез белков происходит
на рибосомах, которые свободно располагаются в цитоплазме и не никак не
контактируют с ДНК.
Синтез белка идет в два этапа:
- на первом этапе происходит переписывание (транскрипция) информации
с ДНК на РНК, которую именуют матричная или информационная РНК.
иРНК представляет точную копию ДНК с той лишь разницей, что тимин
ДНК заменен в РНК на уроцил.
- на втором этапе на рибосомах осуществляется соединение аминокислот в
полипептидную цепь в порядке, определяемом триплетами мРНК
(трансляция (перевод)). В этом процессе кроме мРНК и рибосом
принимают участие тРНК, ряд ферментов и др.факторы. тРНК подносит
триплеты (колоны), каждый из которых кодирует одну аминокислоту и таким
образом
осуществляется
синтез
определенной
нуклеотидной
последовательности, определяющей структуру специфического белка. К
мРНК как правило присоединяется несколько рибосом и такой комплекс
мРНК и рибосом называется полисомами.
Кроме того, некоторая часть генетической информации содержится вне
хромосомы в цитоплазме в виде так называемой плазмиды (замкнутая в
кольцо цепь нуклеиновой кислоты, состоящей не более чем из 40 триплетов и
составляющую примерно 1/100 длины ДНК хромосомной). Плазмиды
разнообразны по генетическим свойствам и молекулярным размерам. М.м.
плазмид от 4,5 х 10 (6) до 9,4 х 10(6).
Плазмиды придают бактериям дополнительные свойства, но не
обязательные. Бактерии могут терять плазмиды, но потеря не влияет на
основные свойства клетки. Плазмиды имеются у многих бактерий.
Наиболее изученными являются:
- половой фактор (F);
- фактор множественной лекарственной устойчивости (R);
-фактор бактериоциногении (Col);
- плазмиды, контролирующие у E.coli синтез энтеротоксина (Hly);
- плазмиды, детерминирующие синтез поверхностных антигенов (К88, К99);
- известны плазмиды, контролирующие метаболические процессы,
ферментацию углеводов, образование H2S, резистентность к действию
тяжелых металлов (ртути) и др.
Например:
плазмида
бактериоциногении
контролирует(
детерминирует) синтез белковых веществ колицинов (антибиотических
веществ), которые подавляют рост и размножение чувствительных к ним
бактерий (близкородственных).
41
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 42 из 142
Впервые способность выделять колицины установлена в 1925 г. Gratta
у штамма E.coli, поэтому феномен получил название колициногении и
плазмида – Col. Другие многие бактерии также выделяют белклвоподобные
вещества, летальные для близких видов. Вещества эти называют –
бактериоцины, феномен – бактериоциногении (туберкулоцины, пестицины,
вибриоцины). Колицины, адсорбируются на чувствительных клетках
(лишенных –Col-фактора), не проникают внутрь клетки, вызывают
нарушение метаболизма, приводят клетку к гибели.
У бактерий может быть одновременно до 4 плазмид.
Плазмиды (F-фактор) способные интегрировать в хромосому и
реплицировать вместе с ней получили название эписом.
Практическое применение плазмид. Плазмиды обладают
способностью передаваться от бактерий при конъюгации. Их называют
конъюгативными. Внедряясь в клетку реципиента, коньюгативные
плазмиды сообщают ей свойства донора. Это свойство применяется при
создании новых штаммов – продуцентов полезных веществ.
Таким образом, геном и плазмида обуславливают все фено- и
генотипические свойства микроорганизмов.
Функции генома – сохранение генетического постоянства ДНК,
проявление внешних признаков.
2.Типы изменчивости у микроорганизмов.
Наследственность бактерий – свойство микробов, обуславливающее
воспроизводства одних и тех же морфологических и других свойств в ряде
поколений, а также обуславливает специфический характер индивидуального
развития.
Изменчивость – свойство противоположное наследственности. У
бактерий она может осуществляться путем изменения генотипа ( мутации
генов, различным сочетанием генов двух бактерий при рекомбинациях) и
фенотипа (различным проявлением признаков, зависящих от внешних
условий - модификационная изменчивость).
У бактерий различают фенотипическую и генотипическую
изменчивость. К фенотипическим изменениям относят адаптацию и
модификацию. Адаптация – приспособление микроорганизмов к
условиям среды. Приспособленные клетки размножаются (при действии
антибиотиков), а остальные погибают, то есть происходит естественный
отбор. В геноме бактерий всегда имеются запасные возможности, т.е.гены,
определяющие выработку адаптивных ферментов. Например, кишечная
палочка, растущая на среде, не содержащей углевод лактозу, не
вырабатывает фермент лактазу, но если пересеять культуру на среду с
лактозой, то она начнет вырабатывать этот фермент. Адаптивные ферменты
позволяют микробам приспосабливаться к определенным условиям
существования.
42
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 43 из 142
Модификации – изменение микроорганизмов под влиянием
условий среды. Изменяются только внешние (фенотипические) признаки
клетки (форма, размеры). Так, добавление в среду глицерина и аланина
вызывает полиморфизм у холерного вибриона. При добавлении среду
кальция хлорида клетки кишечной палочки сильно укорачиваются. После
удаления этого вещества из среды палочки вновь принимают исходную
форму.
Изменениям подвержен и генотип. Генотипическая изменчивость
играет большую роль в эволюции микроорганизмов. Если бы клетки не
обладали способностью к изменению генотипа, то любое неблагоприятное
изменение условий среды привело бы к вымиранию вида. Например,
появление бактериофагов в культуре вызвало бы полную гибель ее, если бы
гены, определяющие фагочувствительность, не подвергались изменениям и
клетки в силу этого не приобрели свойство фагорезистентности.
В основе генетической изменчивости лежат мутации и рекомбинации.
Они происходят в генетическом аппарате клетки - в ДНК и проявляются
стабильностью изменения каких-либо свойств.
Мутации (mutacio – изменение) характеризуются изменением
последовательности нуклеотидов в ДНК, возникающие под влиянием
эндогенных факторов или при действии химических и физических факторов
(мутантов). Измененнные бактерии называются мутантами. Мутации
приводят к стойким передающимся по наследству изменениям свойств
бактерий. Мутации делятся на две группы:
1. Мутации спонтанные
43
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 44 из 142
2. Мутации индуцированные
Мутации спонтанные – происходят в природе, независимо от воли и
деятельности человека. Например от действия радиоактивных элементов.
Примером спонтанным мутаций возникающих при
культивировании
бактерий может быть феномен диссоциации, т.е. разъединение бактерий и
возникновение S- и R- форм. Есть и переходные формы: М-(слизистая) и О(переходная) формы. Следует отметить, что большинство патогенных
бактерий имеют S-форму, R-формы являются слабовирулентными. Однако
такие бактерии как возбудители сибирской язвы и туберкулеза патогенны в
R-форме.
Свойства клеток колоний S- и R-форм
S-форма
Колонии прозрачные, с гладкой
блестящей поверхностью, круглые, с
ровными краями, выпуклые
Подвижные виды имеют жгутики
У капсульных видов хорошо видна
капсула или слизистый слой
Биохимически более активны
У патогенных видов выражены
вирулентные свойства
Полноценны в антигеном отношении
R-форма
Колонии шероховатые, неправильные
с
неровными
краями,
часто
морщинистые
Жгутики часто отсутствуют
Капсулы
или слизистый слой
отсутствуют
Биохимически менее активны
Слабовирулентные или авирулентные
Неполноценны
в
антигеном
отношении
Чувствительны к фагу
Слабочувствительны к фагу
Взвесь клеток в физиологическом Взвесь быстро оседает. Осадок
растворе гомогенная, стойкая. Клетки крошковидный,
клетки
нормальных размеров
полиморфные.
Мутации индуцированные - такие изменения генотипа, которые
происходят путем определенных воздействий на бактерию различными
мутагенами, для получения клеток с заранее заданными свойствами.
ПРИМЕРЫ. Одним и з первых, кто изучал изменчивость у бактерий
основных при знаков был Л.Пастер. Он показал как можно ослабить
вирулентные свойства у микробов под влиянием физических, химических и
биологических факторов.
Так Луи Пастер в 1881 г. приготовил вакцину против сибирской язвы.
Он выращивал возбудителя при температуре -42,5С (вместо 37С) в течение
12 и 24 дней, что привело к снижению патогенности.
Таким же образом была получена вакцина против бешенства в 1885 г.
путем 133 последовательных заражений кроликов интрацеребрально. Тем
44
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 45 из 142
самым он ослабил вирус для людей. При подкожном введении предупреждал
у покусанных бешество (фиксированный вирус – virus fixe). Мутация при
пассаже на кроликах. Пассаж самая распространенная форма
индуцированной мутации применяемой на практике для получения
вакцин. (Пассаж – это многократные пересевы микробов. Мутации при
пассажи –пересев в системах культивирования не свойственных данному
микроорганизму в природе).
Путем мутации при пассаже на искусственной питательной среде
была получена вакцина против туберкулеза. Кальмет и Герен во Франции в
1919 г. путем длительных пассажей на картофельной среде с желчью и
глицерином, при Т-38 С
значительно снизили патогенные свойства
возбудителя туберкулеза бычьего вида. Таким образом полученный штамм
был назван вакциной БЦЖ (BCG – от фр.: Bacilla Calmet –Geren)/
Мутации могут быть точечными, которые затрагивают только одну
пару нуклеотидов и могут быть мутации-абберации – они затрагивают
изменение двух и более пар нуклеотидов в структуре генома.
Точечные мутации могут происходить в результате: замены пары
нуклеотидов, в результате выпадения (делеции) пары нуклеотидов, или в
результате вставки пары нуклеотидов. Самая легкая мутация это замена.
Изменения происходят только в одном триплете, т.е. изменяется кодировка
только одной аминокислоты. Мутация замены не всегда приводит к
изменением фенотипа бактерий. Это обусловлено эффектом вырожденности
генетического кода, когда одна и та же аминокислота может кодироваться не
одним, а несколькими триплетами. Генотип изменяется.
Делеция и вставка – это сложные мутации, так как одновременно
меняется кодировка всех последующих аминокислот. Образуются другие
белки. (Плакат)
Мутации абберации – занимают большое место. Они могут
происходить в результате замены, вставки и выпадения двух и более пар
нуклеотидов, а также в результате инверсии. Это такая мутация, когда часть
нуклеотидной последовательности в составе нуклеиновой кислоты
разворачивается на 180С.
Мутации могут иметь различные последствия для бактерий. В
некоторых случаях меняется генотип, фенотипические свойства. В других
случаях, когда нарушатся синтез жизненно важного белка, мутация является
летальной. Мутация может быть условно летальной, если жизненноважный
белок сохраняет свою функцию только при определенных условиях внегней
среды (температура 37-40С).
Мутации по механизму действия могут быть прямыми и
обратимыми. Прямые мутации изменяют фенотип, а обратимые мутации
(реверсии) востанавливают его до такого состояния, каким он был перед
прямой мутацией (L-формы бактерий – утрачивают клеточную стенку под
воздействием различных факторов).
45
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 46 из 142
Мутагены – факторы, ведущие к проявлению мутации. Они бывают
физической, химической, биологической природы.
1. Физические мутагены.
1.1 Повышенная температура до 40-50 С. Она способствует
удалению пуринового основания – гуанина из цепочки ДНК. На его место
может встать любое азотистое основание.
1.2 УФО, рентгеновские лучи способствуют изменению химической
структуры пиримидиновых оснований (аденин, тимин). Под воздействием
этих лучей увеличивается внутримолекулярная энергия пиримидиновых
оснований и между двумя соседними молекулами пиримидиновых оснований
образуются мостики – ковалентные связи. Образуется димер, который не
может играть никакой информативной роли.
2. Химические мутагены.
2.1 Первая группа – это вещества, которые реагируют с нуклеиновой
кислотой только во время ее репликации. Такие химические веществ, а по
своей структуре сходны с пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, но
не несут никакой информации и если в момент репликации ДНК такие
вещества окажутся в нуклеоиде, они могут встать в структуру ДНК на место
нуклеотидов.
2.2 Вторая группа – это такие химические вещества, которые
вступают в реакцию с покоящейся молекулой ДНК, но для проявления
мутации необходима последующая репликация ДНК.
Таким образом мутации классифицируются:
По локализации различают мутации:
1.
Генные (точечные)
2.
Хромосомные
3.
Плазмидные.
По происхождению мутации могут быть:
1. спонтанными ( образующиеся самопроизвольно и без видимого внешнего
воздействия);
2. индуцированными (проявляющиеся в результате обработки микробной
популяции мутагенными агентами).
По направлению мутационного изменения мутации подразделяются на:
1. Прямые (возникают в геноме «дикого типа» у бактерий в естественных
условиях обитания. Образовавшиеся особи являются мутантами).
2. Обратные (завершающиеся возвратом от мутантного типа к дикому).
3. Одной из форм мутации является диссоциация (мутация, в результате
которой в популяции микроорганизмов возникают особи, отличающиеся от
исходных внешним видом и структурой колоний, так называемые –S-формы
и R-формы).
3. Трансформация, трансдукция, коньюгация (самостоятельно)
46
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 47 из 142
Генетические рекомбинации возникают в результате обмена
генетичеким материалом между бактериями. Получаются рекомбинанты,
обладающие свойствами обоих родителей. Рекомбинации осуществляются
путем трансформации, трансдукции, коньюгации.
Трансформация – вставка в струкрупу генома реуипиентной бактерии
свободного участка ДНК из среды, целого генома или части генома другой
бактерии (донорной) из среды. В результате трансформации образуется
полиплоидная бактерия.
Коньюгация
–
замена
участка
генома
одной
бактерии
соответствующим участком генома другой бактерии при непосредственном
контакте (половое разхмножение у бактерий).
Трансдукция – вставка в геном бактерий чужеродной генетической
информации, главным образом вирусов (бактериофагов).
4. Генетическая инженерия
Изучение генетики микроорганизмов позволило конструировать
рекомбинантные молекулы ДНК вне живой клетки (70-е г.20ст.)
Молекулярная генетика (50-60г.20ст)
Биотехнология –на стыке микробиологии, генетики и молекулярной
биологии. Биотехнология использует методы генетической и клеточной
инженении для получения биологических веществ с заданными свойствами
по производству антибиотиков, витаминов, вакцин, моноклональных
антител, диагностикумов.
Заключение
Генетическая система бактерий имеет четыре особенности, присущие
только им.
1.
Хромосомы бактерий, располагаются свободно в цитоплазме, не
имеющие мембран, но связаны с определенными рецепторами на
цитоплазматической мембране. Хромосома у E.coli мм, т.е. во много раз
превышает длину бактериальной клетки (1,5-3мкм в среднем).ДНК
компактным образом упакована, в виде спирали свернута.
2.
Бактерии являются гаплоидными организмами, т.е. имеют один
набор генов, которые определяют все основные свойства организма.
Содержание ДНК у них не постоянно (при благоприятных условиях ДНК по
массе может соответствовать 2, 4, 6 – 8 хромосомам). У всех других живых
существ содержание ДНК постоянное, и оно удваивается перед делением.
3.
У бактерий в естественных условиях передача генетической
информации происходит не только по вертикали, т.е. от родительской клетки
дочерним, но и по горизонтали с помощью различных механизмов:
конъюгации, сексдукции, трансдукции, трансформации. Практическое
применение.
47
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 48 из 142
4.
У
бактерий
кроме
хромосомного
генома
имеется
дополнительный
плазмидный
геном,
наделяющий
их
важными
биологическими свойствами, нередко – специфическими (приобретенными)
иммунитетом к различным антибиотикам и др. химиопрепаратом.
Понятийный аппарат (тезаурус)
1. Геном
2. Плазмида
3. Фенотипическая изменчивость (адаптация, модификация)
4. Генотипическая изменчивость (мутации, рекомбинации)
5. Мутации (спонтанные, индуцированные, прямые, обратные
(реверсионные), генные (точечные), хромосомные (мутацииабберации), плазмидные, диссоциация)
6. Пассаж
7. Рекомбинативная изменчивость (трансформация, трансдукция,
конъюгация)
8. Генетическая инженерия
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Сформулируйте цели и задачи генетики микроорганизмов.
2. Что вы понимаете под термином «ген»?
3. Что вы понимаете под термином «диссоциация культуры»?
4. Что означает термин «фенотипическая изменчивость»?
5. Что означает термин «генотипическая изменчивость»?
6.Что вы понимаете под термином «мутация»?
7.Что такое трансформация, трансдукция, конъюгация?
8. Что такое колицины (бактериоцины)?
9. Что такое «плазмиды»?
10. Назовите задачи, которые решает генетическая инженерия.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ литература
Основная
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство
«Колос», 1987.- 368с.
2.Радчук М. «Ветеринарная микробиология и иммунология». Москва,
1991.-. 383с.
2. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
3. Блейм Т.Н. Сборник тестов по микробиологии. Учебное пособие. –
Семипалатинск: СГУ имени Шакарима,2005. – 112 с.
Литература дополнительная:
48
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 49 из 142
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. –
287с.
2.Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.Алматы,2007. – 417 с.
3.Трушина Т.П. Основы микробиологии, физиологии питания и
санитарии для общепита.-Ростов-на-Дону: «Феникс»,2000.- 384с.
4. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство
«Колос», 1978 г. с. 368.
ЛЕКЦИЯ №10
Тема: Инфекция и иммунитет
ПЛАН:
1. Определение понятий «инфекция», «инфекционный процесс»,
«инфекционная болезнь».
2. Патогенность и вирулентность микробов
3. Иммунитет. Виды иммунитета. Практическое применении реакций
иммунитета.
4. Неспецифические (физиологические, естественные) и специфические
факторы защиты
1. Определение понятий «инфекция», «инфекционный процесс»,
«инфекционная болезнь»
Инфекция (по Богданову) – сложный биологический процесс,
возникающий в результате проникновения патогенных микробов в
организм и нарушения постоянства его внутренней среды.
Инфекция (лат.infectio – впитывание, заражение) – состояние
зараженности, при котором развивается эволюционно сложившийся
комплекс биологических реакций взаимодействия макроорганизма и
патогенных микроорганизмов.
Инфекционный процесс – динамика реакций взаимодействия микро- и
макроорганизмов.
Наиболее яркой формой проявления инфекции является инфекционная
болезнь.
Отличия инфекционной болезни от неинфекционной.
1.
Инфекционная болезнь вызывается определенным патогенным
возбудителем.
2.
Заболевший организм становится источником возбудителя инфекции.
3.
В больном организме образуются антитела. Он становится
невосприимчивым к повторному заражению
49
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 50 из 142
4.
Контагиозность.
5.
Цикличность в развитии инфекционной болезни (инкубационный
период, период предвестников, разгар болезни, исход болезни).
Чтобы возникла инфекционная болезнь возбудитель должен обладать
патогенностью и вирулентностью.
Типы биотических взаимоотношений микроорганизмов с
макроорганизмами
а) мутуализм
в) комменсализм
с) паразитизм
2.Патогенность и вирулентность микробов
Патогенность – видовой генетический признак микроорганизма, его
потециальная возможность вызывать при благоприятных условиях
инфекционную болезнь. – Патогенные, условно-патогенные и сапрофиты.
Вирулентность
–
это
степень
патогенности
конкретного
микроорганизма. Вирулентным считается тот микроорганизм, который даже в
исключительно-малых дозах приводит к болезни.
Факторы вирулентности. инвазивные и 2. токсигенные
Инвазивные
факторы – капсула, ферменты (гиалуронидаза,
нейроминидаза), жгутики и другие химические компоненты.
Токсигенные факторы – токсины микроорганизмов: экзотоксины и
эндотоксины.
3.Иммунитет. Виды иммунитета
Иммунология. История развития иммунологии. Иммунология –
наука об иммунитете. Она изучает проявление, механизмы и способы
управления иммунитетом, а также разрабатывает иммунологические методы
диагностики, лечения и профилактики болезней человека и животных.
Давно было известно, что человек перенесший опасную заразную
болезнь, как правило, второй раз ею не болеют. Об этом писал около 460-400
лет до н.э. в своей «Истории» древнегреческий историк Фукидид. Описывая,
Пелопоннесскую войну он отмечал, что во время эпидемии никто дважды не
заболел и что уход за больными осуществляли переболевши.
Эти наблюдения люди использовали, чтобы обезопасить себя от
заразных болезней таких как оспа. В Китае еще в 11 веке до н.э. оспенные
корочки (струпья) растирали в порошок и вносили в нос. В Индии натирали
кожу до ссадин и прикладывали к ней ткань, пропитанную оспенным гноем. В
результате развивалась легкая форма оспы. Этот метод предупреждения
заболевания назван вариоляцией. Он использовался до 18 века н.э. Однако,
этот метод был далеко не безопасен, так как мог вызвать и тяжелые формы
оспы. Тем не менее вариоляция наглядно доказала возможность
исскуственного воспроизведения иммунитета, путем перенесения заболевания
в легкой форме и подготовила общественную мысль к восприятию идеи
50
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 51 из 142
вакцинации, предложенной в 1798г. английским врачом Э.Дженнером (17491823). Он заметил, что люди переболевшие коровьей оспой, не болеют
натуральной оспой. Во время эпидемий оспы чаще всего не заболевали оспой
доярки. Известно , что оспа у коров протекает с поражением кожи, чаще кожи
сосков и вымени с образованием оспенных пустул. У доярок пустулы
образуются на руках. Дженнер пришел к выводу, что после заражения и
переболевания коровьей оспой люди становятся невосприимчивыми к
заражению человеческой оспой. В подтверждение этого Дженнер привил в
1976г. мальчику Джеймсу Фипсу коровью оспу – вакцину (от лат. Vacca –
корова), а спустя 1,5 месяца оспу человека, и мальчик не заболел. Его метод
быстро распространялся. Через два года было привито более 100000 человек.
В России первая прививка против оспы по методу Дженера была сделана в
1801 г. мальчику из сиротского дома Антону Петрову, получившему после
этого фамилию Вакцинов. Однако Дженнер не увидел в открытом им способе
борьбы с оспой принципа предохранения от других инфекционных болезней.
ОткрытиеДженнера мало способствовало развитию иммунологии, так как
нужно было знать природу заразных болезней.
Основоположником современной научной иммунологии признан Луи
Пастер. Так,в 1881г. Л.Пастер сообщил, что куры зараженные ослабленным
возбудителем холеры кур, становятся невосприимчивыми к заражению
вирулентными культурами. Его опыты с возбудителями куриной холеры,
сибирской язвы и бешенства доказали возможность искусственного
получения вакцин. Пастер в честь первооткрывателя предохранительных
прививок против оспы Дженнера назвал ослабленные культуры возбудителей
вакцинами. В дальнейшем было установлено, что иммунитет можно создавать
и убитыми микроорганизмами, а также токсинами, выделяемыми микробами.
Таким образом, Л.Пастер научно обосновал основной принцип борьбы с
инфекционными болезнями – создание искусственного иммунитета против
них.
К концу 19 и в начале 20 столетия были сделаны многие открытия,
создавшие научный фундамент иммунологии.
- И.Мечников открыл фагоцитоз в 1883 г. и ввел понятие «клеточный
иммунитет»
- П. Эрлих развил гуморальную теорию иммунитета в эти же годы. В 1908 г.
им была вручена Нобелевская премия за выдающиеся открытия по
иммунитету.
Крупнейшим обобщением последних лет явилось выделение двух
независимых, но совместно функционирующих клеточных популяций в
иммунном ответе Т- и В-лимфоцитов.
Иммунология состоит из двух больших взаимосвязанных разделов.
Первый раздел – учение об иммунной системе организма, т.е о той
реагирующей системе, которая обеспечивает распознавание генетически
чужеродных веществ. Иммунная система обеспечивает иммунитет – защиту
51
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 52 из 142
от бактерий, вирусов, паразитов; элиминацию отмирающих и мутационно
изменившихся собственных клеток тела. Второй раздел – учение об
антигенах, их свойствах и структуре, которые включают иммунную систему
организма.
Иммунология делится на общую и частну. К числу направлений общей
иммунологии относят молекулярную иммунологию, иммуноморфологию,
иммуногенетику,
иммунохимию,
эволюционную
иммунологию.
К
направлениям частной иммунологии относят иммунопрофилактику
инфекционных болезней, клиническую иммунологию, иммунологию
репродукции и эмбриогенеза, иммунопатологию, иммуноонкологию,
трансплантационную иммунологию.
Развитию ветеринарной иммунологии способствовали труды виднейших
ученых Н.Н.Гинсбурга, С.Н.Вышелеского, А.А. Владимирова, С.Г.Колесова,
Я.Е. Колякова, С.Я. Любашенко и др.
Задачи иммунологии:
1. Создание новых и совершенствование имеющихся вакцин, сывороток и
диагностикумов
2. Изучение и профилактика иммунных болезней
3. Расширение исследований в области неинфекционной иммунологии(
возрастная иммунология, иммунология размножения, неспецифические
механизмы резистентности).
Иммунитет (от лат. Immunitas – освобождение или избавление от
чего-либо) состояние невосприимчивости организма к воздействию
патогенных микробов, их токсинов и других чужеродных веществ
биологической природы.
Иммунитет – это способ защиты от тел и веществ, несущих
признаки генетической чужеродности. Таким чужеродными веществами
могут быть патогенные бактерии, чужеродные белки, липополисахариды,
полисахариды, собственные измененные клетки, т.е. организмы человека и
животных точно дифференцируют «свое» и «чужое» и осуществляют защиту
против них. Следовательно, главное значение иммунитета состоит в
распознавании «своего» и «чужого», что жизненно важно, что обеспечивает
постоянство внутренней среды организма – гомеостаз (Бернет –
австралийский ученый,1964г). Иммунитет- одно из проявлений гомеостаза. В
связи с этим иммунитет является свойством всего живого: человека,
животных, растений и даже бактерий.
Система органов и клеток, осуществляющая реагирование на
чужеродные вещества, называется иммунной системой организма.
Иммунная система распределена по всему организму, ее клетки постоянно
рециркулируют по всему телу через кровоток. Она обладает способностью
вырабатывать специфические антитела, различные по своей специфике в
отношении каждого антигена.
52
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 53 из 142
По происхождению различают два вида иммунитета: врожденный и
приобретенный.
Врожденный (наследственный, видовой, генетический иммунитет –
передается по наследству. Специфическое видовое свойство.
Приобретенный – возникает при жизни человека, животного.
Приобретенный иммунитет подразделяется на естественный и искусственный.
Естественный иммунитет возникает в результате естественного заражения
и переболевания. Он в свою очередь делиться на активный и пассивный.
Активный – постинфекционный, его продолжительность 1-2 года, иногда
пожизненно. Пассивный (колостральный, плацентарный, трансовариальный) –
продолжительность от нескольких недель до нескольких месяцев.
Искусственный иммунитет возникает с помощью человека. Он
подразделяется на активный и пассивный. Активный искусственный
иммунитет возникает после вакцинации через 7-14 дней и продолжается до 1
года и более. Пассивный искусственный иммунитет возникает после введения
сывороток содержащих защитные вещества – антитела. Такой иммунитет
продолжается не более 15 дней. Пассивный колостральный иммунитет
возникает при иммунизации беременных матерей.
Иммунитет может быть стерильным и нестерильным . Стерильный
иммунитет возникает, если организм освобождается от возбудителя. Сохраняя
невосприимчивость. Нестерильный иммунитет продолжается до тех пор пока
в организме находится возбудитель.
В зависимости от механизмов защиты иммунитет может быть гуморальным
и клеточным. Гуморальный иммунитет обусловлен выработкой антител, а
клеточный – образованием специфических (антигенреактивных) Тлимфоцитов, реагирующих с возбудителем.
4. Неспецифические (физиологические, естественные) и специфические
факторы защиты.
Организм человека и животных обладает целым комплексом защитных
приспособлений. Они препятствуют проникновению патогенных микробов и
губительно действуют на них. Эти приспособления называют
неспецифическими (врожденные внутренние механизмы поддержания
постоянства внутренней среды). Они появились, по-видимому, в результате
постоянного контакта организма с микроорганизмами.
К ним относят кожу, слизистые оболочки, лимфатические узлы,
фагоцитоз, нормальные антитела, лизоцим, секреторный иммуноглобулин А,
пропердин, лизины, лактоферрин, комплемент, интерферон.
Кроме неспецифических факторов защиты выделяют специфические, т.е.
под воздействием определенного микроорганизма (антигена) в организме
могут вырабатываться специфические защитные вещества, называемые
антителами.
53
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 54 из 142
Антигенами называют вещества , которые несут признаки
генетической чужеродности и при введении в организм вызывают
развитие специфических иммунологических реакций. Если говорить от
иммунитете, то антигены это вещества стимулирующие образование антител
и вступающие с ними в реакцию.
К антигенам относят микробы и их токсины, чужие эритроциты и
сыворотки, вирусы, микроскопические грибы, яды животных (змей,
скорпионов, пчел), яды растительного происхождения (рицин, кортин).Чаще
антигены белковой природы. Но могут быть и сложные комплексы из
полисахаридов, липидов, белков.
Антитела это белки, иммуноглобулины, которые вырабатываются
иммунной системой организма при воздействии на него антигенов
(микробов). Антитела строго специфичны. Антитела способны вступать в
реакцию с антигенами и обезвреживать их действие.
Клонально-селекционная теория образования антител Ф.Бернета,
1964г.
Сущность этой теории заключается в том, что вся популяция лимфоидных
клеток (10-12_ состоит из клеточных клонов, которые продуцируют
различные гамма-глобулины. Клон- популяция клеток, происходящая от
одного предшественника путем размножения, исключающего обмен
генетическим материалом. Каждый клон содержит иммунокомпетентные
клетки, генотипом которых преопределен синтез специфических гаммаглобулинов. Так, Бернет условно считал, что число возможных антигеном
равняется 10000. значит в лимфоидной популяции должно быть 10000 клонов
с генетически заложенной способностью вырабатывать соответствующие
антитела к тому или иному антигену.
Антитела образуются В-лимфоцитами в лимфоидной ткани селезенки,
лимфатических узлах.
В зависимости от характера реакции с антигенами антитела получили
разные
названия:
агглютинины,
преципитины,
опсонины,
бактериолизины, антитоксины.
Агглютинины вызывают склеивание микробов и дают реакцию
агглютинации, так как антигеном в данном случае являются микробы
имеющие корпускулярное строение.
Преципитины осаждают (преципитируют ) белок. Антигеном служит
экстракт бактерийный клеток или тканей и представляет собой прозрачную
жидкость.
Опсонины протравливают микробную клетку и облегчают ее фагоцитоз.
Бактериолизины в присутствии комплемента лизируют (растворяют)
бактерии.
Антитоксины нейтрализуют действие токсинов.
Взаимодействие антител с антигеном происходит за счет наличия у антител
активного центра, который соответствует пространственной конфигурации
54
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 55 из 142
антигенной
детерминанте.
Активный
центр
должен
быть
комплементарным (т.е. соответствовать как перчатка руке) детерминантной
группе антигена, иначе не произойдет их сцепление, взаимодействие.
Учение
об
иммунитете
имеет
практическое
значение.
В
иммунопрофилактике (вакцины, сыворотки), иммунотерапии (лечебнопрофилактические сыворотки и иммуноглобулины) и диагностике (
диагностические иммунные сыворотки и иммуноглобулины, диагностические
антигены и аллергены, бактериофаги) инфекционных болезней.
Понятийный аппарат
Инфекция
1. Типы
биотических
взаимоотношений
между
микрои
макроорганизмами (мутуализм, комменсализм, паразитизм)
2. Инфекция
(инфекционная
болезнь,
микробоносительство,
иммунизирующая субинфекция)
3. Инфекционный процесс
4. Патогенность
5. Вирулентность
6. Факторы вирулентности (инвазивные- капсула, ферменты, жгутики и
токсигенные - токсины)
Иммунитет
1. Виды инфекций
2. Иммунитет
3. Виды иммунитета:
- активный и пассивный;
-врожденный и приобретенный;
- гуморальный и клеточный;
- естественный и искусственный;
- местный;
- стерильный и нестерильный
4. Неспецифические факторы защиты (кожа, слизистые оболочки,
лимфатические узлы, фагоцитоз, нормальные антитела, лизоцим,
секреторный иммуноглобулин А, пропердин, лизины, лактоферрин,
комплемент, интерферон.)
5. Специфические факторы защиты (антитела и антигенреактивные Тлимфоциты)
Антигены и антитела
1. Антигены (полноценные антигены, гаптены)
2. Антитела, иммуноглобулины (агглютинины, преципитины, гемолизины,
опсонины, бактериолизины, антитоксины, комплементсвязывающие антитела)
3. Активный центр
4. Валентность
5. Антигенная детерминанта
55
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 56 из 142
6. Аффинитет
7. Авидность
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Литература основная:
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1987.- 368с.
2.Радчук М. «Ветеринарная микробиология и иммунология». Москва, 1991.-.
383с.
2. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
3. Блейм Т.Н. Сборник тестов по микробиологии. Учебное пособие. –
Семипалатинск: СГУ имени Шакарима,2005. – 112 с.
Литература дополнительная:
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. – 287с.
2.Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.- Алматы,2007. –
417 с.
3.Трушина Т.П. Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии
для общепита.-Ростов-на-Дону: «Феникс»,2000.- 384с.
4. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1978 – 368с.
Лекция №11
Тема: Микробиология воды и воздуха
ПЛАН:
1. Микрофлора воды
2. Микрофлора воздуха.
3. Санитарно-микробиологическая оценка воды и воздуха (общее
микробное число, коли-титр, коли-индекс)
«Мириады микробов населяют стихии и повсюду окружают нас.
Незримо они сопутствуют человеку на всем его жизненном пути, властно
вторгаясь в его жизнь то в качестве врагов, то как друзья. В громадном
количестве они встречаются в пище, которую мы принимает. В воде,
которую пьем, и в воздухе, которым дышим. Окружающие нас предметы,
наша одежда, поверхность нашего тела, все это буквально кишит
микробами, среди которых встречаются и болезнетворные виды» - так
образно охарактеризовал микрофлору, которая нас окружает выдающийся
русский микробиолог В.Л.Омелянский. По всей вероятности в природе нет
среды, где бы ни встречались микроорганизмы. Везде где есть хотя бы какиенибудь источники энергии, азота и углерода встречаются микроорганизмы.
56
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 57 из 142
Они различаются по свойствам и физиологическим потребностям. Именно это
разнообразие, в основе которого лежит способность использовать даже самые
маленькие возможности для своего существования, исторически обусловило
вездесущность микроорганизмов.
С другой стороны, активное участие миллиардов микробов в
круговороте веществ в природе имеет исключительно важное значение для
поддержания динамического равновесия всей биосферы, нарушение которого
привело бы к катастрофическим последствиям.
Естественной средой обитания микроорганизмов служат почва, вода и
воздух. Они также заселяют кожные покровы и слизистые оболочки,
кишечник человека и животных.
1. Микрофлора воды.
Вода является вторым
резервуаром микроорганизмов в природе.
Микроорганизмы обитают как в открытых водоемах, так и в грунтовых водах.
В воде обитают палочки, кокки, вибрионы, спириллы, спирохеты, грибы,
простейшие. Численность микробов зависит от содержания органических
веществ в воде, которые подвергаются таким же превращениям, как и в почве.
Численность микробов в открытых водоемах колеблется и зависит от
климатических условий, времени года, от степени загрянения рек, озер и
морей сточными и канализационными водами и отходами промышленных и
др. предприятий. При сильном загрязнении вода не успевает самоочищаться,
В результате возникла и сохраняется глобальная экологическая проблема.
По степени микробного загрянения различают три категории воды (или
зоны водоема).
1. Полисапробная зона – наиболее сильно загрязненная вода, бедная
кислородом, богатая органическими кислотами. В 1мл воды содержание
микробов достигает 1 млн. более, преобладают кишечные палочки и
анаэробные бактерии, вызывающие процессы гниения и брожения.
2. Мезосапробная зона – вода загрязнена умеренно, в ней активно
происходит минерализация органических веществ с интенсивными
процессами окисления и нитрификации. Содержание микробов в 1 мл – сотни
тысяч бактерий, количество кишечных палочек значительно меньше.
3. Олигосапробная зона – зона чистой воды, количество микробов в 1 мл
воды десятки или сотни, не более. Кишечные палочки отсутствуют или
встречаются в количестве нескольких клеток на 1 мл воды.
Видовой состав микробов в воде зависит от вида водоема (речная вода –
серо-железобактерии, гнилостные, нитрифицирующие, азотфиксирующие;
морская вода – галлофилы, психрофилы, хромогенные).
В воде также как и в почве могут обитать патогенные микроорганизмы.
которые попадают туда от больных людей и животных. Это возбудители
кишечных инфекций (холерный вибрион, дизентерийная палочка и палочка
брюшного тифа, сальмонеллы, патогенные эшерихии), возбудители
зооантропонозных заболеваний (бациллы сибирской язвы, бактерии
57
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 58 из 142
туберкулеза , бруцеллеза, туляремии, сапная, рожистая палочка, листерии,
лептоспиры). Возможно загрязнение пастереллами, мытным стрептококком,
патогенными анаэробами, вирусом полиомиелита, гепатита, ящура.
Вода не является благоприятной средой для размножения, но тем не менее
они могут долго там сохраняться. На выживаемость микробов влияют
различные факторы: загрязненность микробами – антагонистами, наличие
бактериофагов, рН, температура, солнечная радиация и др.
О безопасности воды в эпидемиологическом отношении судят по
результатам санитарно-бактериологических исследований воды (ОМЧ, колититр, коли-индекс). Существуют стандарты по этим показателям.
Очистку и обеззараживание воды можно проводить путем отстаивания,
коагуляции, фильтрации, хлораммониации, озонирования, УФЛ.
3. Микрофлора воздуха.
Воздух
является
неблагоприятной
средой
для
развития
микроорганизмов. В воздухе мало органических веществ, влаги. Солнечные
лучи оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы. Поэтому
микрофлора воздуха непостоянная. Микроорганизмы в воздухе находятся
непродолжительное время, попадая в основном из почвы, воды, с поверхности
растений, с выдыхаемым воздухом больных людей и животных. Более 100
сапрофитов встречается в воздухе. Это микрококки, стафилококки,
гнилостные бациллы, мукор, торула.
Вместе с тем в воздух могут попадать патогенные микроорганизмы во
время чихания, кашля – возбудители вирусных болезней, туберкулеза,
сибирской язвы, столбняка.
Для обеззараживания воздуха производственных цехов, холодильных
камер на предприятиях мясной, молочной, бродильной промышленности
широко используют УФО. Обеззараживать воздух можно и химическим путем
– триэтиленгликолем, молочной кислотой, хлорсодержащими препаратами. В
сочетании с влажной уборкой эффективность обеззараживания воздуха
повышается.
4.Санитарно-микробиологическая оценка почвы, воды и воздуха
(общее микробное число, коли-титр, коли-индекс)
Санитарно – микробиологическую оценку почвы, воды и воздуха
проводят, главным образом, по двум показателям: общему микробному числу
и
по
санитарно-показательному
микроорганизму.
Санитарнопоказательным микроорганизмом для почвы и воды является кишечная
палочка (коли-титр, коли-индекс), а для воздуха гемолитический
стрептококк.
Обще микробное число - это количество микроорганизмов в единице
объема (1 г, 1 мл, 1 м3).
Коли-титр – это наименьшее количество субстрата (почвы, воды) в
котором обнаруживается хотя бы одна кишечная палочка.
Коли-индекс – количество кишечных палочек в 1л воды.
58
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 59 из 142
По всем показателям существуют стандарты (посмотреть в литературе).
Таким образом, почва, вода и воздух являются естественными
резервуарами микроорганизмов в природе, из которых почва является самой
благоприятной средой для существования микроорганизмов. Поэтому
микробный пейзаж почвы более разнообразен.
В почве, воде и воздухе обитают и встречаются как безобидные
сапрофиты, так и патогенные микроорганизмы, поэтому они могут служить
факторами передачи возбудителей инфекционных заболеваний.
Микробиологический контроль почвы, воды и воздуха проводят по
ОМЧ и санитарно-показательному микроорганизму (кишечной палочке –
почва и вода; гемолитическому стрептококку – воздух).
Понятийный аппарат к лекции 11 (Тезаурус)
1. Полисапробная зона
2. Мезосапробная зона
3. Олигосапробная зона
4. Общее микробное число
5. Коли-титр
6. Коли-индекс
7. Санитарно-показательные микроорганизмы
гемолитический стрептококк)
(кишечная
палочка,
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1.Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987.
2. Бияшев Б.К. Ветеринарная микробиология и иммунология.- Алматы,2007.
– 417 с.
3. Ветеринарная микробиология и иммунология /Под ред.проф.
Н.А.Радчука.-М.,1991..
4. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
Дополнительная
4. Блейм Т.Н.Сборник тестов по микробиологии. Семей,2005.-112с.
5. Сидоренко О.Д., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология: Учебник для
агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005.-287 с.
6. Емельяненко П.А. Ветеринарная микробиология. – М.,1982.
7. Ассонов Н.Р. Микробиология.-М.1989.
ЛЕКЦИЯ №12
Тема: Микробиология почвы
План
59
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 60 из 142
1. Микрофлора почвы
2. Развитие взглядов на роль микроорганизмов в образовании почвы
3. Почвенное микронаселение, методы определения его состава и
активности
4. Роль микроорганизмов в первичном почвообразовательном
процессе, в образовании перегноя
5. Факторы среды, определяющие формирование микробных
ассоциаций почвы
1. Микрофлора почвы
Почва – среда обитания и крупнейший резервуар микроорганизмов в
природе. В 1г почвы количество микробов составляет сотни и тысячи млн
клеток. Количество микроорганизмов зависит от вида почвы, от глубины, от
содержания в ней органических веществ и влаги, структуры почвы,
климатических условий, характера растительного покрова, степени заселения
и хозяйственной деятельности людей и др. факторов.
В почве могут обитать полезные микроорганизмы – сапрофиты (их
большинство) и патогенные – паразиты.
Полезные микроорганизмы принимают участие в круговороте веществ в
природе и в процессах самоочищения почвы (нитрифицирующие,
азотфиксирующие, денитрифицирующие, гнилостные микроорганизмы).
Патогенные микроорганизмы могут стать причиной заражения животных
и человека. Это такие микроорганизмы как: возбудители кишечных
инфекций (дизентерии, брюшного тифа, холеры), чумы, бруцеллеза,
туляремии, туберкулеза. Возбудители перечисленных заболеваний
сохраняются в почве от нескольких часов до нескольких месяцев. Есть
возбудители которые сохраняются в почве годами, десятками лет. Такие
микроорганизмы имеют спору (возбудитель сибирской язвы, столбняка,
ботулизма, газовой гангрены). Отдельные патогенные микроорганизмы
могут даже размножаться в почве – листерии, возбудитель рожи свиней,
сибирской язвы.
Попадают патогенные микробы в почву с испражнениями, мочой, гноем,
мокротой, слюной, с трупами людей и животных, погибших от
инфекционных заболеваний.
В почве кроме бактерий обитает много плесневых грибов (Fusarium) ,
которые, попадая на злаковые растения, в процессе развития вырабатывают
токсические вещества. При употреблении хлеба, выпеченного из такого зерна
у человека, возникает токсикоз, известный под названием «пьяный хлеб».
Санитарную оценку почвы проводят по результатам химического,
микробиологического и гельминтологического исследований.
Микробиологическое исследование почвы проводят для санитарной
оценки почвы, характеристики процессов самоочищения, оценки почвенного
60
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 61 из 142
и биотермического методов обезвреживания отбросов, при определении
пригодности участков для строительства и т.д.
Применяют краткий и полный анализ почвы.
Краткий анализ почвы включает определение двух показателей:
1. Общее микробное число. 2. Коли-титр (коли-индекс)
Полный анализ – 1. Общее микробное число. 2. Коли-титр(колииндекс). 3. Титр анаэробов (Cl. perfringens). 4. Протей. 5. Термофилы.
2.Развитие взглядов на роль микроорганизмов в образовании
почвы
Количество микробов в 1г различных почв
Таблица 1
№ п/п Разновидность почвы
1
Огородная земля
2
Обработанная почва
3
Травянистое болото
4
Заболоченный луг
5
Подзол
Количество микроорганизмов
10 520 000 000
872 000 000
1 414 000 000
1 098 000 000
982 000 000
Зависимость количества микробов в почве от глубины
Таблица 2
Место
исследования
почвы
Количество микробов в 1 г
Лесная земля
На поверхности 600 000
почвы
На глубине 1 м
128 000
Луговая земля
1 400 000
Пахотная земля
1 500 000
134 000
330 000
Санитарные показатели загрязненности почвы
Таблица 3
Показатели
ОМЧ (в 1г)
Коли-титр
Титр
Cl.perfringens
Относительно
чистая
10 000
100 мг
100 мг и ниже
Умеренно
загрязненная
Сотни тысяч
50 мг
100-10 мг
61
Сильно
загрязненная
Миллионы
1-2мг
10 мг и ниже
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 62 из 142
Характер взаимоотношений микроорганизмов
Таблица 4
№ Экологические Определение
п/ взаимоотношен
п
ия
1
Одни
организмы Лишайники –ассоциация
СИНТРОФИЗ
обеспечивают
пищу грибов и водорослей
М
другим организмам
2
Тесное «сожительство»
СИМБИОЗ
двух
различных
организмов, приносящих
взаимную пользу
2.1 МУТУАЛИЗМ Создаются
Между
организмом
благоприятные моменты человека
и
его
для обоих партнеров
бактериальной средой
2.2 НЕЙТРАЛИЗМ Партнеры
могут
не
оказывать друг на друга
никакого влияния
2.3 АНТАГОНИЗ
Один из партнеров по Между
самими
симбиозу
испытывает микроорганизмами, между
М
вредное
воздействие микроорганизмами
и
другого
животными,
между
микроорганизмами
и
растениями
2.4 ПАРАЗИТИЗМ Патогенные
Среди
грибов
чаще
микроорганизмы,
встречаются
паразиты.
живущие за счет другого Риккетсии и хламидии у
организма
животных и возбудители
и причиняющие вред болезней у растений.
ему
2.Характер взаимоотношений микроорганизмов
На
характер
функционирования
комплекса
почвенных
микроорганизмов большое влияние оказывают биотические факторы, и
прежде всего взаимоотношения различного типа. В процессе эволюции
выработались отношения зависимости – взаимной или односторонней.
Естественно, что создалось множество партнерских отношений между
микроорганизмами.
Экологические взаимоотношения, при которых одни организмы
обеспечивают пищу другим организмам, называются синтрофизмом.
Существуют синтрофизмы в отношении углеводов (клетчатка – моносахара),
62
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 63 из 142
белков (пептиды-аминокислоты), которые в ходе гидролиза на каждой стадии
расщепления служат источником энергии и питания для различных групп
микроорганизмов. Синтрофизм – лишайники представляют сложную
ассоциацию грибов и водорослей, которые в определенных условиях не
могут жить по отдельности.
Тесное «сожительство» двух различных организмов, приносящих
взаимную пользу, называется симбиозом.
Выделяют несколько вариантов извлечения пользы партнерами:
создаются благоприятные моменты для обоих партнеров – мутуализм
(mutuus –взаимный). (между организмом человека и его бактериальной
средой, бактерии в рубце животных с животными) Это так называемые
синтрофные ассоциации между микроорганизмами.
Во многих случаях партнеры могут не оказывать друг на друга
никакого
влияния
–
нейтрализм.
В
микромире
существуют
взаимоотношения, когда один из партнеров по симбиозу испытывает вредное
воздействие другого – антагонизм. Такие взаимоотношения существуют
между самими микроорганизмами, между микроорганизмами и животными,
между
микроорганизмами
и
растениями.
Антагонизм
между
микроорганизмами может быть вызван конкуренцией за источники питания и
действием антибактериальных веществ, получивших название антибиотиков.
Бактерии-антогонисты, подавляя и уничтожая некоторые виды
микроскопических грибов и бактерий, имеют большое значение в природе,
почвообразовательных процессах и особенно в борьбе с болезнетворными
микробами, защищая корни растений от фитопатогенных грибов. В почве
могут находится и патогенные бактерии (возбудители столбняка, ботулизма,
газовой гангрены, сибирской язвы, кишечных заболеваний). Некоторые из
них даже размножаются в почве.
Существует у бактерий и прямой паразитизм. Описаны хищные
бактерии, образующие кольца, или сети. Среди грибов чаще встречаются
паразиты. Риккетсии и хламидии у животных и возбудители болезней у
растений.
Теоретические
и
практические
вопросы
паразитизма
микроорганизмов и их хозяев исследует ветеринарная и медицинская
микробиология, а также фитопатология.
3.Особенности взаимоотношений организмов в биоценозах
Особенности взаимоотношений организмов в биоценозах
Таблица 5
№ Микробоценозы
Определение
п/п
Сожительство двух или более видов микробов
1
Симбиоз
между собой или другими существами
2
Комменсализм Один организм использует пищу или выделения
63
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
3
Метабиоз
4
Сателлизм
5
Синергизм
6
Фагия
7
Антогонизм
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 64 из 142
другого, не принося ему вреда
Один из микробов использует продукты
жизнедеятельности другого и тем самым создает
благоприятные
условия для его развития
Это стимуляция роста одного микроба продуктами
жизнедеятельности другого, который затем
становится его спутником
Это одинаковые физиологические процессы
разных особей микробной ассоциации, в
результате чего происходит увеличение конечных
продуктов (гетороауксин)
Это особый способ жизни, при котором один
организм (хищник) живет за счет другого
(жертвы), убивая его
Враждебное взаимоотношение, когда продукты
жизнедеятельности одного микроба губительно
действуют на таковые другого
В природе все связано и взаимосвязано. Живые существа объединены в
устойчивые экологические системы – биоценозы. Для каждого из них
характерны видовое и количественное соотношения популяций, структура,
взаимоотношения и другие признаки. Среди разных ценозов большое место
в природе занимают микробоценозы – сообщества микроорганизмов.
Между ними и другими живыми организмами существуют самые
разнообразные взаимоотношения.
Симбиоз – сожительство двух или более видов микробов между собой
или другими существами.(аэробы и анаэробы; грибы и водоросли;
клубеньковые бактерии и бобовые растения)
Комменсализм – при этом один организм использует пищу или
выделения другого, не принося ему вреда. Комменсалы – представители
нормальной микрофлоры животных, обитающих в ЖКТ, дыхательных путях,
на коже, а также эпифитные микробы растений.
Метабиоз. Это форма взаимоотношений, при которой один из микробов
использует продукты жизнедеятельности другого и тем самым создает
благоприятные условия для его развития ( сожительство аммонификаторов и
нитрификаторов, целлюлозоразлагающих и азотфиксирующих бактерий).
Сателлизм. Это стимуляция роста одного микроба продуктами
жизнедеятельности другого, который затем становится его спутником.
Выделяемые азотобактером витамины и другие БАВ стимулируют развитие
микробов, превращающих органические формы фосфора в неорганические,
что благоприятно сказывается на развитии высших растений.
64
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 65 из 142
Синергизм. Это одинаковые физиологические процессы разных особей
микробной ассоциации, в результате чего происходит увеличение конечных
продуктов (увеличение гетероауксина –стимулятора роста растений при
совместном культивировании азотобактера и грибовидной бациллы).
Фагия (хищничество). Это особый способ жизни, при котором один
организм (хищник) живет за счет другого (жертвы), убивая его.
Антагонизм.
Враждебное
взаимоотношение,
когда
продукты
жизнедеятельности одного микроба губительно действуют на таковые
другого. Гнилостные микробы не могут жить в одной среде с молочнокислыми, так как образуемая молочная кислота понижает рН и подавляет
рост алкалофильных организмов. На этом явлении основаны процессы
силосования, квашения, приготовления и сохранения кисломолочных
продуктов. Антагонизм между микробами широко распространен в природе.
В борьбе с возбудителями разных болезней его использует человек.
Применяемые антибиотические вещества имеют специфическое действие.
Этим они отличаются от других продуктов жизнедеятельности микробов.
Антибиотики – это специфические соединения (вторичные метаболиты),
способные в незначительных количествах избирательно задерживать рост
или убивать микроорганизмы.
Понятийный аппарат к теме № 12 (тезаурус)
1.Микробоценозы (Симбиоз, комменсализм, метабиоз, сателлизм,
синергизм, фагия, антогонизм).
2.Санитарные показатели загрязненности почвы (общее микробное число,
коли-титр)
3.
В.В.Докучаев,
К.А.Тимирязев,
П.А.Костычев,
В.Р.Вильямс,
С.Н.Виноградский, В.Л.Омелянский, В.Л.Исаченко, Н.Н.Худяков,
Н.Н.Буткевич - их роль в почвоведении
4. Влияние температуры, влажности, воздуха, активной кислотности
почвы на микроорганизмы почвы
Литература основная:
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1987.- 368с.
2.Радчук М. «Ветеринарная микробиология и иммунология». Москва, 1991.-.
383с.
2. Костенко Т.С., Скаршевская Е.И., Гительсон С.С. Практикум по
ветеринарной микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- 272с.
3. Блейм Т.Н. Сборник тестов по микробиологии. Учебное пособие. –
Семипалатинск: СГУ имени Шакарима,2005. – 112 с.
Литература дополнительная:
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.: ИНФА-М,2005. – 287с.
65
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 66 из 142
2. Трушина Т.П. Основы микробиологии, физиологии питания и санитарии
для общепита.-Ростов-на-Дону: «Феникс»,2000.- 384с.
3. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. – Издательство «Колос»,
1978 г. с. 368.
ЛЕКЦИЯ №13
Тема: Микрофлора растений
План
1.Микрофлора ризосферы и ризопланы.
2.Эпифитные микроорганизмы.
2.1 Микроорганизмы филлосферы
2.2. Микроорганизмы спермосферы. Микрофлора зерна
1. Микрофлора ризосферы и ризопланы.
Рассмотрим состав микрофлоры зоны корня. Считается, что почва
вокруг него наиболее богата микроорганизмами.
Различают микрофлору ризопланы и ризосферы. Микрофлора
ризопланы - это микроорганизмы, поселяющиеся на самой поверхности
корня. Микрофлора ризосферы - это группа микроорганизмов,
обитающих в слое почвы, прилегающих к корню.
Количество микроорганизмов в ризоплане и ризосфере в сотни раз
больше, чем в остальной массе почвы.
Почему на поверхности корней и в зоне корня наибольшее количество
микроорганизмов? Да, потому что корни растений выделяют в окружающую
среду питательные вещества: сахара, аминокислоты и другие вещества,
используемые микроорганизмами.
Микрофлора ризопланы и ризосферы несколько отличается. Так, в
ризоплане богаче представлен род Pseudomonas, слабо размножаются
Azotobacter, целлюлозоразлогающие микроорганизмы.
В ризосфере чаще встречаются аммонификаторы, нитрификаторы,
азотфиксаторы, денитрификаторы, целлюлозоразрушающие бактерии
(палочковидные бактерии рода Pseudomonas, меньше - молочнокислые,
маслянокислые, гнилостные бактерии. Среди гнилостных бактерий чаще
встречаются: Bac.mycoides, Bac.mesentericus, Bac.subtilis, Bac.megatherium.).
В микрофлоре ризосферы могут быть грибы, относящиеся к родам
Penicillum, Fusarium, Botrytis, Trichoolerma и др. дрожжи, актиномицеты.
Следует отметить, что состав микрофлоры меняется с возрастом
растений. Например, бациллы, актиномицеты и целлюлозоразлагающие
микроорганизмы, практически отсутствуют в ризосфере молодых растений.
Они появляются при более позднем развитии растений.
Перечисленные микроорганизмы относят к сапрофитам.
66
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 67 из 142
В свою очередь растения привлекают микроорганизмы почвы
корневыми выделениями, которые являются мощным фактором отбора и
накопления определенных видов микроорганизмов почвы.
Микроорганизмы образуют «живой футляр» непосредственно вокруг
корня. Иногда ризосфера распространяется в почве на несколько
сантиметров от корней.
Какое же значение имеют сапрофитные микроорганизмы зоны
корня в жизни растений?
1. Установлены мутуалистические отношения: например почвенные
бактерии (клубеньковые) связывают азот. Ассоциация корней с грибами
(микориза). Растения корни которых связаны с грибами (грибокорень)
легче переносят засуху, так как грибы увеличивают рабочую поверхность
корневой системы растения, повышая ее поглотительную способность и
поступление из почвы влаги и питательных веществ. (Большинство
грибов не способны фиксировать атмосферный азот).
2. Выступают в роли разрушителей органических и минеральных
соединений, подготавливающих минеральную пищу для растений.
3. Бактерии ризосферы (микроорганизмы-активаторы) вырабатывают
витамины – тиамин, фитогормоны (ростовые вещества) - гиббереллин,
гетероауксин и тем самым стимулируют рост растений.
4. На интенсивность образования биотических веществ (витаминов,
аминокислот) большое влияние оказывают так называемые спутники
микроорганизмов. Например, азотобактер в чистой культуре синтезирует
173 мг гетероауксина, а в присутствии Bac. Mycoides – 220 мг. Растения
усваивают биотические вещества в том виде, в каком они образуются
микробами. В настоящее время ученые разрабатывают бактериальные
препараты защитного и стимулирующего действия и применения их для
повышения урожайности с.-х. культур.
5. Микрофлора
зоны
корня
представляет
собой
определенный
биологический барьер, влияющий на взаимоотношения высших растений
и паразитов. Многие сапрофитные микроорганизмы вырабатывают
антибиотические вещества, подавляющие развитие фитопаразитов.
6. Велика роль микрофлоры, окружающей корень растений, в потерях азота
путем денитрификации.
Кроме сапрофитов в зоне корня растений могут встречаться и
различные фитопаразиты - возбудители болезней растений. В процессе
вегетации микроорганизмы переходят на надземную часть растения и
продолжают там развиваться. Сначала микроорганизмы поселяются на
стеблях, листьях, цветках, затем переходят на завязь и созревающие зерно в
колосе, початке и т.д.
Из-за недостатка питательных веществ на поверхности растения, там
развивается ограниченное число специфических видов микроорганизмов
(бактерий).
67
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 68 из 142
Таким образом, основные функционвльные группы микроорганизмов
ризосферы
(аммонификаторы,
нитрификаторы,
азотфиксаторы,
денитрификаторы, целлюлозоразрушающие бактерии) активно участвуют в
изменении структуры почвы, питания растений (главным образом в обмене
азота и растворении минеральных элементов) и поддержании растений в
здоровом состоянии (борьба с патогенными инфекциями). Можно
утверждать, что влияние ризосферы сопровождается увеличением
численности бактерий, нуждающихся в аминокислотах, по сравнению с
численностью бактерий, потребляющих минеральные соли. Другими
словами, в ризосфере происходит избирательная стимуляция микробов со
слабой синтетической способностью.(Сидоренко О.Д.,2005).
2.Эпифитные микроорганизмы.
2.1 Микроорганизмы филлосферы
Микроорганизмы, живущие на поверхности растений и питающиеся
соками, выделяемыми из тканей растений, называются – эпифитными
(греч.epi – на, phyton – растение) или микроорганизмами филлосферы
(греч. phyllon - лист).. Они не способны проникать через оболочку
растительных клеток и поэтому не оказывают вредного влияния на развитие
растений.
Морфологические особенности растений (узкие листья, иглы, широкие
листья с зубчатыми краями) определяют толщину пограничного слоя.(зона
вблизи поверхности растения, где движение воздуха замедляется). Толщина
пограничного слоя достигает несколько миллиметров.
Общая поверхность надземной части растений значительно превышает
площадь на которой они произрастают. Благодаря этому растения
эффективно захватывают различные компоненты атмосферы, в том числе
загрязнители. Загрязнители атмосферы могут быть корпускулярной природы
(частицы пыли, капли жидкости, полутвердые частицы с прикрепленными
микроорганизмами) или же представлять собой растворы различных
соединений ( в том числе газов) в каплях дождя. Почти все они изменяют
смачиваемость, проницаемость, величину рН поверхности, что влияет на
состав эпифитной микрофлоры, оказывая непосредственное токсическое
воздействие. Иногда загрязнители могут служить дополнительным
источником питания растения и, по-видимому, влиять на урожай.
Количественный и качественный состав микроорганизмов воздуха
находится в прямой зависимости, прежде всего от микрофлоры почвы. Чаще
в воздухе встречаются спорогенные и пигментные виды, споры различных
грибов и дрожжей как наиболее устойчивые против высыхания и действия
УФЛ. Микроорганизмов постоянно живущих в атмосфере, не существует. В
воздух они попадают из почвы или воды. Оседая на поверхности надземной
68
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 69 из 142
части, эпифитные микроорганизмы составляют неотъемлемую часть ценоза
растительного организма.
Среди эпифитов на поверхности листа растения обнаруживаются
патогенные организмы. Место прикрепления и пути проникновения
патогенного фактора в значительной мере определяются физической и
химической природой поверхности растения. Контакту с поверхностью
способствуют также морфологические особенности и активность патогенна.
Нередко грибы секретируют специфические антибиотики, подавляющие рост
бактерий и других видов грибов.
Вирусы растений не способны к движению, поэтому для
проникновения внутрь растения они нуждаются в разного рода переносчиках
(жалящие и и сосущие насекомые, тли и клещи, нематоды и гусеницы,
человек).
К эпифитным микроорганизмам относят:
1. Бактерии из рода Pseudomonas - гл. Ps.herbicola ("травяная палочка") и
Ps.fluorescens
Ps. herbicola - Гр(-), спор не образуют аэроб. На МПА - образует
зернистые колонии, которые вначале сероватые, затем золотистожелтые.
Ps.fluorescens - более мелкая палочка, подвижная, ГР (-), на МПА сероватые или бесцветные колонии, образующие зеленовато-желтый
флюоресцирующий пигмент, который проникает в субстрат, окрашивая его
в соответствующий цвет.
2. Кокки, спорообразующие бактерии, плесневелые грибы.
2.2. Микроорганизмы спермосферы. Микрофлора зерна
Микроорганизмы постепенно переходят на завязь, а потом и на зерно.
На поверхности семян распространяется эпифитная микрофлора,
называемая микроорганизмами спермосферы. Большая часть микробов на
зерне представлена бактериями, среди них преобладает Erwinia. Бациллы
встречаются реже. Количество грибов обычно колеблется в пределах
нескольких тысяч на 1 г зерна. При хранении зерна количество грибов
уменьшается. Актиномицеты не являются существенным компонентом
микрофлоры зерна.
При созревании зерна содержание сахаров уменьшается, но возрастает
запас крахмала, снижается активность ферментативных процессов,
происходит потеря влажности (до 25%).В спелом зерне вся влага находится в
связанном состоянии и недоступна микроорганизмам. В результате этих
изменений зерно становится неблагоприятным субстратом для развития
микроорганизмов, и они на сухом зерне переходят в состояние анабиоза
(покоя).
При появлении свободной воды, т.е. когда степень увлажнения
превышает уровень связанной воды, микроорганизмы начинают развиваться
69
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 70 из 142
на зерне. Степень увлажнения хранящегося зерна зависит от влажности
окружающего воздуха.
Микрофлора свежеубранного зерна. От чего зависит обсемененность
зерна? Прежде всего, от процесса уборки и обмолота (пыль, песок, сорные
примеси) условий погоды, от чистоты транспортных средств (могут быть
возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных), от
механических повреждений зерна в процессе его обработки.
Микрофлора доброкачественного свежеубранного зерна большинства
зерновых культур представлена:
1. Бактерии из рода Erwinia - которые могут составлять 90-99% от
общего числа микроорганизмов - E.herbicola - этот микроорганизм
служит как бы показателем свежести и доброкачественного зерна.
2. Плесневелые грибы - составляют десятые доли процента - до нескольких
процентов - Alternaria, Cladosporium, Fusarium, Trichoderma, Ascochyta.
Количество микроорганизмов на поверхности зерна зависит от
строения его оболочек, наличия цветочных пленок, створок бобов и т.д.
Например, на фасоли, горохе микроорганизмов всегда меньше (стручок,
поверхность гладкая), зерно пшеницы – имеется бороздка, т.е. созданы
условия для оседания микроорганизмов.
Среди плесеней на свежеубранном зерне встречаются чаще Alternaria и
Cladosporium - поэтому их называют "полевые плесени". В хранящемся зерне
эти плесени погибают и появляются другие - Penicillium, Aspergillus, Mucor которые называют "плесени хранения". Повышенная влажность провоцирует
развитие грибов, из бактерий сначала активно размножаются микрококки,
полностью вытесняющие Erwinia herbicola, позднее появляются
неспороносные палочки и бациллы.
Следует заметить, что многие микроскопические грибы способны
развиваться при крайне ограниченных запасах свободной воды. Поэтому
предметы и продукты чрезвычайно легко покрываются плесенью даже при
слабом их отсыревании. Если к влажному сену, сырому зерну или другому
растительному материалу имеется приток воздуха, отмечается сильное
самонагревание. Явление термогенеза становится осязаемым лишь в
условиях
затрудненной
самоотдачи.
При
этом
самонагревание
сопровождается
четко
выраженной
сменой
или
сукцессией
микроорганизмов.
Первоначально в греющейся массе развиваются мезофиллы.
Постепенно, с повышением температуры на смену им приходят термофилы,
способные развиваться при температуре 75-80 С. Высокий разогрев
достаточно сухой и пористой массы может вызывать ее обугливание и даже
воспламенение, сопровождаемое иногда взрывами, разрушающими
хранилище кормов или элеватор.
Какие же микроорганизмы могут быть обнаружены на зерне,
поступающем на хранение?
70
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 71 из 142
Три основные группы:
1. Сапрофитные микроорганизмы
2. Фитопатогенные микроорганизмы
3. Патогенные микроорганизмы
Сапрофитные микроорганизмы могут вызвать порчу зерна при
хранении. Поэтому важно знать количественный и качественный состав
сапрофитов зерна.
Фитопатогенными называют такие микроорганизмы, которые
способны вызывать заболевания растений и зерна. Главным образом - это
грибы, спорынья, фузариозы и др.
При развитии на злаках, кормах или зерне некоторых грибов
накапливаются ядовитые продукты – микотоксины, вызывающие иногда
тяжелые отравления животных и человека.
Зерно, зараженное спорыньей, вызывает заболевание эрготизм («злая
корча») благодаря наличию ряда алкалоидов: эргокристина и его изомеров,
эргобазина и близких ему соединений. Тяжелые заболевания людей
вызывают грибы рода Fusarium («пьяный» хлеб, полученный из муки
фузариозного зерна); головневые грибы поражают злаки, и при кормлении
животных овсом, пораженным грибом, отмечается падеж лошадей. Грубые
корма, преимущественно солома, зараженные грибком Stachybotris,
вызывают стахиботриотоксикоз также у лошадей.
Помимо микотоксикозов, у лошадей, реже у
рогатого скота
наблюдается кормовая (алиментарная) токсикоинфекция – ботулизм,
вызванная
Clostridium
botulinum.
Это
кормовое
отравление,
характеризующееся параличом двигательной системы жевательного и
глотательного аппарата.
Патогенные микроорганизмы - возбудители инфекционных болезней
человека и животных попадают на зерно случайно. На зерно могут попадать
возбудители сибирской язвы, сапа, туляремии, бруцеллеза и т.д.
Чаще патогенные микроорганизмы попадают на зерно через грызунов,
некоторых птиц и насекомых - бактерионосителей, но могут и с выделениями
от больных сельскохозяйственных животных. Конечно, зерно не является
благоприятной средой для развития патогенных микроорганизмов. Оно
является только фактором передачи. Об этом нужно помнить, особенно если
зерно поступает из районов, где имеют место вышеназванные болезни.
Поверхности растения участвуют в регуляции состава флоры
филлопланы (поверхности листьев) не только непосредственно, но и
косвенным образом. Питательные вещества, вымываемые с поверхности,
способствуют поддержанию нормальной популяции сапротрофовантагонистов, препятствующих развитию патогенных микроорганизмов.
Поэтому современные подходы в борьбе с патогенами должны основываться
на обработке растений микробами-антагонистами или питательными
веществами, усиливающими их рост, и лишь дополняться применением
71
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 72 из 142
фунгицидов, которое отрицательно сказывается на развитии как полезных,
так и патогенных микроорганизмов. Бактериальные препараты – «Бактосем»,
«Алерин.»
Понятийный аппарат к теме № 13 (тезаурус)
1. Микрофлора ризопланы - это микроорганизмы, поселяющиеся на
самой поверхности корня.
2. Микрофлора ризосферы - это группа микроорганизмов, обитающих в
слое почвы, прилегающих к корню.
3. Мутуалистические отношении – взаимовыгодные отношения между
микро- и макроорганизмами.
4. Микориза - ассоциация корней растений с грибами.
5. Фитогормоны - ростовые вещества, выделяемые микроорганизмами.
6. Гиббереллин, гетероауксин – ростовые вещества, стимулирующие
рост растений.
7. Фитопаразиты - возбудители болезней растений.
8. Аммонификаторы – бактерии разлагающие органические вещества,
содержащие азот (гнилостные бактерии).
9. Нитрификаторы – бактерии, которые переводят аммиак в
минеральные соли, усваиваемые растениями.
10. Азотфиксаторы – бактерии фиксирующие азот из воздуха
(азотобактер, клубеньковые бактерии).
11. Денитрификаторы – бактерии возвращающие азот из почвы в
атмосферу.
13. Эпифитные микроорганизмы – бактерии, живущие на поверхности
растений и питающиеся соками, выделяемыми из тканей растений.
14. Микроорганизмы филлосферы - эпифитные микроорганизмы.
15. Микроорганизмы спермосферы – так называется эпифитная
микрофлора на поверхности семян.
16. Термогенез - сильное самонагревание зерна за счет притока воздуха к
влажному зерну, сену.
Литература
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005. – 287 с.
(С.157- 171).
2. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С. 307-317.
ЛЕКЦИЯ №14
Тема: Микробиология кормов
План
72
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 73 из 142
1. Эпифитная
микрофлора.
Микробиологические
процессы,
происходящие при силосовании кормов
2. Условия,
способствующие
правильному
развитию
процесса
силосования
3. Использование заквасок и химических препаратов (АИВ, ААЗ и др.).
4. Химические и микробиологические показатели качества кормов
Корма определяют состояние и продуктивность животных. По
происхождению различают растительные, животные и минеральные корма.
Растительные корма занимают наибольший удельный вес. В зависимости от
содержания влаги в заготовленных растительных кормах различают: сено
(12-17%), сенаж (40-50%), силос (70-80%).
1.Эпифитная
микрофлора.
Микробиологические
процессы,
происходящие при силосовании кормов
Микроорганизмы, которые живут и размножаются на наземных частях
растений, называют эпифитными. Изучение видового состава микробов,
необходимо, чтобы знать какие процессы они могут вызвать при заготовке и
хранении кормов. Количество микробов на растениях зависит от фазы
развития растения, влажности, температуры и др.факторов. при увлажнении
численность микроорганизмов возрастает. Чем старше растение, тем больше
микробов.
На поверхности листьев растений содержится большое количество
аммонификаторов и меньше других - молочнокислых, маслянокислых,
дрожжей, эшерихий.
Для эпифитов характерно то, что они, находясь на поверхности растений,
хорошо переносят действие фитонцидов, солнечных лучей и питаются
веществами, выделяемыми растениями. Устойчивость эпифитов к
фитонцидам гораздо выше, чем у почвенных микробов. Вместе с тем рост
микробов на поверхности растений ограничен, так как они выделяют
незначительное количество питательных веществ. Эпифиты не повреждают и
не проникают в ткани здорового растения. Велика роль в этом естественного
иммунитета и цидных веществ. (растения выделяют фитонциды)
При изучении эпифитной микрофлоры строгой специфичности к
определенным растениям не выявлено.
После скашивания растений, микробы начинают активно размножаться
так как исчезают преграды, препятствующие проникновению микробов в их
ткани. Происходит потеря питательных веществ и порча корма. Он
приобретает гнилостный, затхлый запах, изменяет окраску. Растения легко
разрываются, их консистенция становится мажущейся. Такой корм плохо
поедается животными и представляет опасность для их здоровья.
Микрофлора силоса.
73
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 74 из 142
Молочнокислые бактерии в силосуемой массе представлены кокковыми и
палочковыми формами. Все они факультативные анаэробы. Кокковые формы
развиваются при более низкой температуре (25-35С), палочковидные – при
более высокой (40-45С), они термофилы. Возбудителей молочнокислоко
брожения делят на две группы: 1( гомоферментативные, образующие из
сахаров в основном молочную кислоту; 2) гетероферментативные,
которые, кроме молочной, образуют уксусную кислоту, углерода
диоксид, иногда этиловый спирт.
При типичном молочнокислом брожении корма имеют приятный запах и
вкус. Молочнокислые бактерии используют простые сахара. Их количество
определяет степень силосуемости кормов. Протеолитическая способность
молочнокислыми бактериями осуществляетмся слабо и при рН выше 5.0-5.5.
Эшерихии (бактерии группы кишечной палочки). В растительной массе
могут
находиться
эшерихии.
Они
принимают
участие
в
гетероферментативном молочнокислом брожении и образуют большое
количество газов. Типичные представители этой группы –E.coli E.aerogenes.
Под их действием протеины подвергаются гнилостному распаду. Процесс
проходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Эшерихии в
кормовой массе встречаются в начале силосования,с накоплением молочной
кислоты их численность уменьшается. В результате жизнедеятельности
эшерихий происходит превращение сахаров в малоценные продукты, что
снижает питательность корма.
Аммонификаторы (гнилостные микробы) всегда имеются на
поверхности растений. Среди них бывают аэробы, анаэробы и
факультативные анаэробы. Основные представители этой группы: сенная,
картофельная, капустная и другие бациллы, а также эшерихии и протей.
Аммонификаторы вызывают энергисное разложение белков в начале
процесса силосования, когда рН выше 4.5-4.7. Если рН ниже, то
жизнедеятельность гнилостных микробов и вызываемые ими процессы
приостанавливаются. При медленном подкислении корма аммонификаторы
продолжают усиленно размножаться, накапливаются продукты распада
протеина, которые могут вызывать отравления животных.
Дрожжи и плесневые грибы всегда могут быть в растительной массе.
Содержание дрожжей даже в хороших силосах до некоторой степени
желательно. Они сбраживают сахара до спирта, придают корму приятный
запах и вкус, что возбуждает у животных аппетит. Дрожжи продуцируют
витамины и другие биологически активные вещества и тем самым
способствуют развитию микроорганизмов. Однако дрожжи для своей
жизнедеятельности используют сахара, а следовательно, уменьшают
образование молочной кислоты.
Некоторые из дрожжей разлагают
органические кислоты, отчего тормозится процесс силосования. Обычно
дрожжи размножаются в начале процесса, а затем их численность
уменьшается.
74
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 75 из 142
Плесневые грибы в силосной массе сохраняются недолго. Они хорошо
переносят кислую среду, но являются аэробами. Среди плесневых грибов
чаще встречаются представители родов –пенициллиум, аспергиллус. Они при
доступе воздуха усиленно размножаются и используют молочную кислоту.
Это ведет к повышению рН, созданию условий для развития споровых форм
микробов – маслянокислых и аммонификаторов, в результате чего корм
становится непригодным к скармливанию животным.
Маслянокислые бациллы попадают на растения из почвы. Это
облигатные анаэробы, и поэтому при хорошем уплотнении силосуемой
массы создаются условия для их развития. Они сбраживают сахара с
образованием масляной кислоты, углерода диоксида и водорода. Масляная
кислота придает горький вкус и неприятный запах корму, поэтому он плохо
поедается животными. При рН 4,7 и ниже маслянокислые бацилл развиваться
не могут.
Уксуснокислые и целлюлозоразлагающие микробы. Уксуснокислые
бактерии аэробы, в хорошо засилосованном корме нет условий для их
развития. Уксусная кислота может образовываться и другими микробами,
поэтому она всегда присутствует в силосе. Целлюлозоразрушающие
микробы не выдерживают кислой среды, не размножаются в силосе.
Динамика процесса силосования. Выделяют три фазы.
1.
Первая фаза – развитие смешанной микрофлоры. После скашивания
растений образуется сок, а вместе с ним и легкорастворимые сахара.
В некоторых местах остается воздух и создаются условия для
развития разных физиологических групп микробов. Но с
уплотнением силосной массы, прекращается доступ кислорода
воздуха, более усиленно развиваются молочнокислые бактерии,
накапливаются
кислоты,
тормозится
развитие
других
физиологических групп микробов.
2.
Вторая фаза – основное брожение, в котором преобладают
молочнокислые бактерии. Они и дальше подкисляют корм,
происходит гибель и задержка роста некоторых неспорообразующих
микробов, сохраняются бациллы. Молочнокислые кокки, которые
сильно размножаются в начале фазы, заменяются молочнокислыми
палочками. Ко времени массового развития молочнокислых палочек
питательные вещества корма (в основном сахара) бывают в
значительной степени израсходованы, наступают неблагоприятные
условия для развития микроорганизмов, поэтому их количество
постепенно уменьшается.
3.
Третья фаза характеризуется накоплением большого количества
молочной кислоты и постепенным отмиранием кокковых и
палочковидных форм микробов. Этой фазой заканчиваются
микробиологические процессы в силосуемой массе.
75
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 76 из 142
2. Условия, способствующие правильному развитию процесса
силосования
Силос – один из древнейших видов корма для животных. Слово
«силос»- испанское, что означает «яма».
Силосование – это сложный биохимический процесс превращения
свежей растительной массы в заквашенный корм.
Силосуемую массу закладывают в траншеи, ямы, башни, уплотняют и
изолируют от воздуха. В таком состоянии корм хорошо сохраняется
благодаря микробиологическим процессам, происходящим в нем.
Для силосования используют ботву свеклы, картофеля, отходя
крахмально-паточного производства (которые часто не используются в
хозяйствах), кукурузу, подсолнечник и др. Силос может храниться
десятилетиями.
В нашей стране используется холодный способ силосования. Он
осуществляется при температуре 25-35С. Такая температура достигается
плотной укладкой силосуемой массы и хорошей изоляцией ее от воздуха. В
таких условиях развитие аммонификаторов не только сдерживается, но и
подавляется.
На силосуемость растений оказывает влияние количество сахара в них.
Есть такое понятие сахарный минимум – это процент сахара в растениях,
необходимый для накопления молочной кислоты в количестве,
обеспечивающем смещение рН силоса до 4,2 при данной буферности
исходного сырья. Микроорганизмы способны превращать сахара в
молочную, уксусную, пропионовую и др. кислоты. Молочная кислота –
главное консервирующее средство и обуславливает качество силоса. Летучие
кислоты (уксусная, пропионовая) придают корму острый специфический
запах.
По содержанию сахара все растения, используемые на силос, делят на три
группы: легкосилосующиеся, трудносилосующиеся и несилосующиеся.
К легкосилосующимся растениям относят кукурузу, арбуз, тыкву,
капусту столовую, овес зеленый, подсолнечник – молочной кислоты
образуется 60-70%.
Дрожжевание – микробиологический способ подготовки кормов к
скармливанию. Дрожжи обогащают корм не только белком, но и
витаминами, ферментами. Питательная ценность дрожжей высокая. В них
содержится: 48-52% белков, 13-16 углеводов, 2-3 жиров,22-40 БЭВ, 6-10
золы.
Понятийный аппарат к теме № 14 (тезаурус)
1.Эпифитная микрофлора ( молочнокислые, маслянокислые, дрожжи,
эшерихии)
2.Силос. Силосование
76
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 77 из 142
3. Дрожжевание
4. Сахарный минимум
5. Динамика процесса силосования
6. Аммонификаторы (гнилостные микробы)
7. Возбудителей молочнокислого брожения (гомоферментативные и
гетероферментативные)
Литература
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005. – 287 с.
(С.157- 171).
2. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С. 307-317.
ЛЕКЦИЯ №15
Тема: Микрофлора плодов и овощей
1. Микробиологическое исследование плодов и овощей.
Пороки.
2. Микробиологическое исследование овощей.
Пороки.
Картофель. Микрофлора. На спиртовые заводы поступает картофель
различного качества: здоровый, мороженый, дефектный, пораженный
болезнями и вредителями. При хранении здорового картофеля на
неповрежденном эидермисе клубней, большая часть микроорганизмов
находится в неактивном состоянии и не размножается. На клубнях с
механическими повреждениями, мицелий паразитических
полупаразитических грибов прорастает во внутренние ткани и разрушает
клеточные стенки. В вытекающем клеточном соке развиваются различные
микроорганизмы
и
клубни
загнивают.
Активное
размножение
микроорганизмов наблюдается в подмороженных и мороженных (однократно
и многократно), затем оттаявших клубнях. Такой картофель может стать в
производстве источником бактерий, споры которых имеют повышенную
термоустойчивость, а клетки способны размножаться в кислой среде.
Значительные потери картофеля связаны с болезнями, которые
поражают клубни в процессе вегетации, так и при хранении.
Фитофтороз или бурая гниль (возбудитель – Phytophtora inbestans
класс – O.omycetes) – на поверхности клубней заметны бурые, слегка
вдавленные пятна, на срезах – участки пораженной ткани, неравномерно
углубляющейся в виде языков и клиньев в середину картофеля. Отмершая
ткань так же бурая и твердая. При хранении на картофеле, зараженном
фитофторозом, развиваются грибы – сапрофиты рода Fuzarium, клубни
77
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 78 из 142
становятся сухими и трухлявыми. При размножении бактерий, процесс
завершается стадией «мокрой гнили».
Рак (возбудитель – Synchytrium endobioticum), класс –
chytridiomycetes – на поверхности клубней в виде глазков образуются в
начале небольшие, гладкие и светлые бугорки, которые разрастаются в
бугорчатые наросты, клубень покрывается бугорками и теряет товарный вид.
Наросты со временем разрушаются и превращаются в слизистую массу с
неприятным запахом.
Обыкновенная парша. Возбудители - Streptomyces scabies; S.
tricolor. Это повсеместно встречающееся заболевание картофеля,
выращиваемого на легких песчаных, супесчаных и известковых почвах. На
поверхностях клубней образуются округлые, плоские или слегка выпуклые
звездоподобно растрескивающиеся бородавочки или язвочки. Пораженные
клубни быстро подвядают. Через трещины в них попадают грибы, паразиты и
бактерии, вызывающие гниение картофеля.
Порошистая парша. Возбудитель – Sporogospora subternarea.
Распространен в тяжелых глинистых, суглинистых и торфянистых почвах.
Заболевание в виде бородавочек диаметром 3-4 мм поражает молодые
клубни. Бородавочки со временем подсыхают, эпидермис растрескивается и
внутри обнаруживается твердая порошистая масса – покоящиеся споры
гриба.
Серебристая парша. Возбудитель – Sponolilocladium atrovires, класс
- Deuteromycetes. Развивается ближе к весне и образует пятна серебристого
отлива. Характерна для картофеля, растущего в северных районах, на
торфянистых почвах. На пораженных участках ткань становится слегка
вдавленной и приобретает явно выраженный металлический блеск.
Черная парша. Возбудитель –Rhizoctonia solani, класс –
Deuteromycetes или ризоктониоз, проявляется в виде прилипших к
поверхности клубней плоских склероциев гриба, напоминающих комочки
грязи. В этой форме при хранении ризоктониоз не причиняет вреда клубням.
Гриб опасен в период развития всходов картофеля.
Фузариоз. Возбудитель –Fuzarium solani, класс – Deuteromycetes
или сухая гниль, обнаруживается в середине периода хранения картофеля.
Пораженная грибом ткань становится сухой, кожура – складчатой.
Поверхность покрывается беловато-розовым налетом с огромным
количеством нидий серповидных. При дальнейшем хранении клубень
ссыхается, сморщивается и становится твердым. Развитию сухой гнили
способствуют повреждения картофеля (ушибы, порезы), переохлаждение,
поражение слизнями и др. вредителями.
Фомоз. Возбудитель – Phoma tuberoza, класс – Deuteromycetes или
пуговичная болезнь, проявляется в образовании на клубнях округлых,
несколько вдавленных пятен, напоминающих вмятины от нажима пальцем
или вдавливания пуговицы. На разрезе ткань под пятном коричневая, по
78
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 79 из 142
краям – черная. Пораженные участки со временем сморщиваются и
растрескиваются. В период хранения картофель поражают грибы –
сапрофиты родов Penicillium, Phizoma и др. Они развиваются на отмерших
тканях картофеля и завершабт разрушение клубней.
Бактериальное заболевание картофеля кольцевидная гниль.
Возбудитель –Corynebacterium sepedonicium, обнаруживается на срезе
клубня в виде характерного сплошного или прерывистого кремового, затем
желтого и бурого кольца. Поражение тканей бактериями отличается от
других поражений тем, что сосуды размягчаются и при надавливании из них
выступают капельки слизистой беловатой массы. Для ямчатой гнили
характерно образование желтоватых, маслянистых округлых пятен под
кожурой клубня, обнаруживаемых только при снятии кожуры.
Железистая пятнистость или ржавость клубней – неинфекционное
заболевание, обнаруживаемое только на разрезе. В мякоти клубня
образуются ржавые пятна разной величины и формы.
Отбор проб. Среднюю пробу составляют из выемок (разовых проб),
отбираемых из верхнего, среднего и нижнего слоев картофеля в разных
местах транспорта(автомашины, вагоны, баржи) или бурта, заложенного на
территории завода. Каждая выемка должна быть не менее 3 кг. Отобранные
выемки высыпают на гладкий помост или брезент, смешивают, разравнивают
и делят на четыре части. Для анализа берут столько частей, чтобы общая
масса средней пробы составляла не менее 10 кг., а для картофеля
пониженного количества – 15-20 кг.
В пробах определяют размер клубней (по наибольшему диаметру),
количество мелких, позеленевших, увядших, поврежденных механически и
вредителями, явно загнивших, с наростами клубней. Определяют внешние
признаки поражения картофеля болезнями и гнилью, обращая внимание на
запах, разрушение кожуры, ее потемнение и частичное разрушение тканей
клубней. Для обнаружения внутренней гнили и других заболеваний из
оставшейся пробы отбирают без выбора 15% общего количества и разрезают
их в продольном направлении.
2. Микробиологическое исследование фруктово-ягодных полуфабрикатов,
пюре, варенья.
Фруктово-ягодные полуфабрикаты. Микрофлора.
Во фруктовоягодных полуфабрикатах (пюре, варенье, повидло) в процессе хранения
могут развиваться различные микроорганизмы, устойчивые к высокой
температуре, кислотам и консервантам. Особенно подвержено порче пюре,
для изготовления которого плоды после мойки и ошпаривания протирают,
добавляют консерванты (сернистую кислоту 0,1-0,2% или натриевую соль
сорбиновой кислоты 0,07%) и разливают в бочки. В пюре может происходить
спиртовое брожение, уксунокислое и молочнокислое закисание. На его
79
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 80 из 142
поверхности иногда появляется пленка дрожжей и мицелиальных грибов. В
результате изменяется химический состав продукта ,ухудшается вкус и запах.
Повидло является более стойким, т.к его уваривают после добавления
сахара. Однако при неправильном хранении или в случае нарушения
технологических режимов изготовления, в готовом продукте могут
происходить микробиологические процессы. Брожение повидла вызывают
осмофильные дрожжи рода Saccharomyces. Их источником может стать
сахар, загрязненная тара и воздух. Плесневение повидла происходит при
развитии на его поверности мицелиальных грибов. Следствием указанных
процессов является снижение количества сахара в продукте, появление
постороннего вкуса и запаха.
Определение количества микроорганизмов.
Фруктовое пюре и повидло анализирует на общее количество
микроорганизмов, а также на наличие дрожжей и грибов. Коли-титр
не определяют, так как высокая кислотность полуфабрикатов не
благоприятствует развитию кишечной палочки.
Понятийный аппарат к теме № 15 (тезаурус)
1.Фитофтороз или бурая гниль (возбудитель – Phytophtora inbestans
класс – O.omycetes)
2. Рак (возбудитель – Synchytrium endobioticum), класс – chytridiomycetes
3.Обыкновенная парша. Возбудители - Streptomyces scabies; S. tricolor.
4.Порошистая парша. Возбудитель – Sporogospora subternarea.
5.Серебристая парша. Возбудитель – Sponolilocladium atrovires, класс Deuteromycetes.
6.Черная парша. Возбудитель –Rhizoctonia solani, класс – Deuteromycetes
или ризоктониоз
7.Фузариоз. Возбудитель –Fuzarium solani, класс – Deuteromycetes или
сухая гниль
8. Фомоз. Возбудитель – Phoma tuberoza, класс – Deuteromycetes или
пуговичная болезнь
9.Бактериальное заболевание картофеля кольцевидная гниль.
Возбудитель –Corynebacterium sepedonicium.
10.Железистая пятнистость или ржавость клубней
Литература
1. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И.
Микробиология: Учебник для агротехнологов. – М.:ИНФРА-М,2005. – 287 с.
(С.157- 171).
2. Мишустин С.Н., Емцев В.Т.Микробиология. - М., 1987. - С. 307-317.
80
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 81 из 142
3 ПРАКТИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ТЕМА №1: Микробиологическая лаборатория, ее задачи.
Иммерсионная система. Морфология бактерий
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента; окрашенные
препараты различных форм бактерий; иммерсионное масло.
Учебные пособия:
Таблицы: ход лучей в микроскопе; основные формы бактерий;
непостоянные элементы микробной клетки.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.21-28.
Целевая установка: ознакомить студентов с морфологией бактерий
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Строение бактериальной клетки
2. Формы микроорганизмов
3. Ход лучей в иммерсионной системе
4. Строение микроскопа
5. Правила работы в микробиологической лаборатории
Краткое содержание занятия: знакомство со студентами группы,
закрепление рабочих мест, назначение дежурного студента. Знакомство с
правилами работы в бактериологической лаборатории. Знакомство с учебнометодическим комплексом дисциплины «Микробиология и вирусология».
Продемонстрировать основные части микроскопа. По плакату разобрать ход
лучей в иммерсионной и сухой системах микроскопа. Демонстрация работы с
иммерсионной системой микроскопа. Знакомство с морфологией бактерий.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1.После демонстрации преподавателя, дежурный студент раздает
каждому студенту по одному готовому (окрашенному) бактериальному
препарату. На бактериальный препарат нанести иммерсионное масло . Затем
на препарат навести иммерсионный объектив (с черной полосой, увеличение
90) микроскопа, поворачивая револьвер до щелчка, и погрузить его в
иммерсионное масло с помощью макрометрического винта. Винт можно
поднимать или опускать до появления изображения, не выходя из
иммерсионного масла. Увиденную форму бактерий зарисовать в рабочей
тетради и обозначить русским и латинским названием.
2. Дежурный студент раздает каждому студенту по четыре готовых
(окрашенных) бактериальных препарата под номерами. Задача студента
определить форму бактерий. На каждый бактериальный препарат нанести
иммерсионное масло (по очереди). Затем на препарат навести иммерсионный
объектив (с черной полосой, увеличение 90) микроскопа, поворачивая
револьвер до щелчка, и погрузить его в иммерсионное масло с помощью
макрометрического винта. Винт можно поднимать или опускать до
появления изображения, не выходя из иммерсионного масла. Резкость
81
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 82 из 142
контролируется с помощью микрометрического винта. Увиденные формы
бактерий зарисовать в рабочей тетради, определить форму (морфологию),
обозначить русскими и латинскими названиями. Студент в обязательном
порядке отчитывается перед преподавателем по всем четырем препаратам.
Используя плакат «Основные формы бактерий» зарисовать в тетради
основные формы бактерий с обозначением названий на русском и латинском
языках.
ТЕМА № 2: Краски и красящие растворы. Приготовление
бактерийных препаратов. Простой способ окрашивания.
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, краски в растворах,
пробирки с культурой на МПА, сенным настоем и капустным (огуречным)
рассолом. Демонстрация: краски сухие, реактивы для химической фиксации,
фиксажница с водой.
Учебные пособия:
Таблицы: основные формы бактерий; анатомия микробной клетки.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.21-28.
Целевая установка: ознакомиться с красками и методами приготовления их
растворов. Научиться готовить и окрашивать бактериальные препараты
простым методом. Убедиться в вездесущности микроорганизмов.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Строение бактериальной клетки
2. Формы микроорганизмов
3. Краски, применяемые для окраски бактерий. Техника приготовления.
4. Техника приготовления мазка из культуры выращенной на плотной
питательной среде.
5. Сущность простого метода окрашивания бактериальных препаратов.
По 3,4,5 вопросам составить конспекты.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия. Беседа о вездесущности
микроорганизмов. Ознакомление с техникой приготовления бактерийных
препаратов, методами их фиксации и окраски. Демонстрация техники
приготовления препаратов, фиксации химическим и физическим способами,
техники окраски простым способом. Демонстрация сопровождается беседой
о цели и методах фиксации, о принципах приготовления красящих растворов,
цели простого метода окраска. Проведение аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
82
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 83 из 142
1-час. Приготовить насыщенный спиртовый раствор фуксина. Для
этого краску залить 96% раствором спирта в соотношении 1:10. Для
насыщения спиртовый раствор поместить в термостат и выдержать до
полного растворения. Затем из насыщенного раствора приготовить
карболовый фуксин (Циля). Взять 10 мл насыщенного спиртового раствора
основного фуксина и 100 мл 5% водного раствора фенола. Второй раствор
при постоянном взбалтывании постепенно прилить к первому (а не
наоборот). Готовый раствор профильтровать через бумажный фильтр в
бутыль из темного стекла. Краску использовать для окрашивания
бактериальных препаратов, приготовленных самостоятельно.
2-час. АКР. После демонстрации техники приготовления и окраски
бактериального препарата каждый студент получает культуру, выращенную
на плотной питательной среде (МПА), из которой готовит бактериальный
препарат, сушит его, фиксирует над пламенем горелки и окрашивает одним
из красителей. Приготовленные препараты микроскопировать. Определить
морфологию бактерий и зарисовать в рабочую тетрадь и обозначить форму.
В тетрадь записать схему: мазок – сушка – фиксация – окраска.
ТЕМА №3: Сложные методы окраски.
Сущность окраска по методу Грамма и Циля-Нильсена
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, пробирки со смесью
(смыв) культур кишечной палочки и стафилококка, стерильные тампоны
(спички) для приготовления мазков из зубного налета. Краски для метода
Грама. Препарат, окрашенный по методу Циля-Нильсена для демонстрации.
Учебные пособия:
Таблицы: окраска по методу Грама; окраска по методу ЦиляНильсена; химический состав бактерий; анатомия клетки.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.29-34.
Целевая установка: уяснить сущность дифференциальных методов окраски.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Строение бактериальной клетки.
2. Химический состав микробной клетки.
3. Сущность сложных методов окраски бактериальных препаратов.
4. Строение клеточной стенки грамотрицательных и грамположительных
бактерий.
5. Техника окраски по методу Грама.
83
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 84 из 142
6. Сущность окраски по методу Циля-Нильсена.
По 3,4,5,6 вопросам составить конспект в рабочей тетради для лабораторных
занятий. 1 и 2 вопросы повторить.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, опрос по текущей теме,
проверка конспектов; демонстрация техники окраски по методу Грама,
выяснение сущности и значения этого метода при определении вида
микроорганизмов,
диагностике
инфекционных
болезней,
по
демонстрационному препарату - разбор сущности и техники окраски
препаратов по методу Циля-Нильсена; проведение аудиторной контрольной
работы по усвоению метода Грама..
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1. Приготовить бактерийные препараты из смеси культур, зубного
налета и окрасить по методу Грама. Окрашенные препараты просмотреть под
микроскопом, микроскопическую картину зарисовать в рабочую тетрадь
(рисунки должны быть цветными) и подписать. Подчеркнуть значение этого
метода при определении вида микроорганизмов.
2. Изучить демонстрационный препарат, окрашенный по методу ЦиляНильсена. Микроскопировать. Зарисовать и обозначить. Подчеркнуть
значение этого метода.
ТЕМА №4: Методы обнаружения спор и капсул
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, предметные стекла с
луночками. Демонстрационный мазок с окрашенными спорами. Набор
красок для окраски спор по методу Виртца (бумага пропитанная малахитовой
зеленью и сафранином). Препараты, приготовленные из органов мышки
павшей от сибирской язвы и окрашенные по методу Ольта. Демонстрация
подвижности бактерий в «темном поле» микроскопа
Учебные пособия:
Таблицы: непостоянные элементы микробной клетки; окраска спор и
капсул; анатомия микробной клетки.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.29-34 .
Целевая установка: уяснить сущность и значение окраски спор, капсул.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Строение бактериальной клетки
2. Сущность методов окраски спор
3. Сущность методов окраски капсул
4. Значение непостоянных элементов в лабораторной практике
84
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 85 из 142
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, опрос по текущей теме,
проверка конспектов, демонстрация техники окраски спор и капсул;
выяснение сущности окраски спор и капсул и значения при определении вида
микроорганизмов, диагностике инфекционных болезней. Проведение
аудиторной контрольной работы по усвоению методов обнаружения спор и
капсул.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1.Изучить готовые бактериальные препараты, окрашенные по методу
Ольта с целью обнаружения капсул. Микроскопировать и зарисовать
2. Изучить готовые препараты, окрашенные по методу Виртца, для
обнаружения спор.
Микроскопировать, зарисовать. Обозначить.
(Демонстрация)
Окраска по методу Виртца. На мазок положить бумагу, пропитанную
малахитовой зеленью. Смочить дистиллированной водой. Нагревать 3-4 раза
в течение 7 минут до появления паров периодически снимая с огня. Краску
смыть и нанести на препарат бумагу, пропитанную раствором сафранина.
Смочить дистиллированной водой и красить 45 секунд. Смыть водой.
Просушить фильтровальной бумагой.
ТЕМА №5: Определение подвижности бактерий
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, предметные стекла с
луночками. Демонстрационный мазок с окрашенными спорами. Набор
красок для окраски спор по методу Виртца (бумага пропитанная малахитовой
зеленью и сафранином). Препараты, приготовленные из органов мышки
павшей от сибирской язвы и окрашенные по методу Ольта. Демонстрация
подвижности бактерий в «темном поле» микроскопа
Учебные пособия:
Таблицы: непостоянные элементы микробной клетки; окраска спор и
капсул; анатомия микробной клетки.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.29-34 .
Целевая установка: уяснить сущность и значение окраски спор, капсул.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Строение бактериальной клетки
2. На какие группы делятся микроорганизмы в зависимости от
расположения и количества жгутиков? Зарисовать.
3. Методы обнаружения подвижности микробов: метод «висячая капля»;
метод «раздавленная капля»; прямые методы обнаружения жгутиков
(окраска по Морозову).
85
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 86 из 142
4. Значение непостоянных элементов в лабораторной практике
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, опрос по текущей теме,
проверка конспектов.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1. Изучить подвижность микроорганизмов методом «раздавленная капля»
в темном поле микроскопа и «висячая капля» по демонстрационному
препарату.
2. Микроскопировать готовый препарат, окрашенный по методу
Морозова (прямой метод обнаружения жгутиков у бактерий)
ТЕМА № 6: Морфология плесневых грибов, дрожжей и актиномицет
Материальное обеспечение: ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ – микроскопы с
готовыми препаратами плесневых грибов, дрожжей и актиномицет; три вида
плесневых грибов (пеницилл, аспергилл, мукор) на хлебе. Микроскопы,
предметные стекла, покровные стекла, препаровальные иглы, бактериальные
петли, спиртовки, спички, физраствор, иммерсионное масло.
Учебные пособия:
Таблицы: морфология плесневых грибов, актиномицет и дрожжей;
строение дрожжевой клетки, актиномикоз у крупного рогатого скота.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.-С.34-43.
Целевая установка: ознакомится с морфологией грибов и техникой их
микроскопического исследования.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Основные виды плесневых грибов (аскомицеты, мукоровые грибы), их
строение и морфология, способы размножения.
2. Несовершенные грибы (кладоспориум, молочная плесень, альтернария,
катенулярия, фома), их строение и морфология, способы размножения.
3. Строение и морфология дрожжей, способы размножения.
4. Строение и морфология актиномицет, способы размножения.
5. Практическое значение плесневых грибов, несовершенных грибов,
дрожжей, актиномицет в биотехнологии. Использование продуктов
жизнедеятельности.
В рабочей тетради дать письменные ответы на поставленные вопросы и
сделать схематические зарисовки морфологии плесневых грибов (пеницилл,
аспергилл, мукор), несовершенных грибов (кладоспориум, молочная плесень,
альтернария, катенулярия, фома), дрожжей и актиномицет – представителей
многоклеточных и одноклеточных организмов
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, опрос по текущей теме,
86
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 87 из 142
проверка конспектов, изучение морфологии плесневых грибов по
демонстрационным препаратам, изучение готовых препаратов актиномицет и
дрожжей, демонстрация преподавателем техники приготовления препаратов
из плесневых грибов, самостоятельное приготовление препаратов из
плесневых грибов, проведение аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: Ход выполнения АКР.
1 час. Изучить демонстрационные препараты плесневых грибов,
расположенных под номерами (№1, №2, №3), приготовленные лаборантом,
сопоставить с табличным материалом. В процессе дискуссии определить
принадлежность гриба к определенному роду.
Дежурный студент раздает по два готовых бактериальных препарата
каждому студенту, где они изучают морфологию дрожжей и актиномицет.
Делают зарисовки увиденной картины. Препараты можно смотреть под
объективом на 40.
2 час. Рассмотреть три вида плесневых грибов, выращенных на хлебе.
Изучить культуральные свойства грибов. Затем из каждого гриба
приготовить с помощью бактериальных игл препараты на предметном
стекле, накрыть покровным стеклом и рассматривать под объективом на 40 в
затемненном поле микроскопа. Зарисовать.
Для того чтобы определить род гриба необходимо найти
плодоносящую часть гриба и сопоставить с табличным материалом.
ТЕМА № 7: Методы стерилизации. Питательные среды. Компоненты,
классификация. Методы стерилизации.
Материальное обеспечение: автоклавы, стерилизатор со шприцами и
инструментами, печь Пастера, аппарат Коха, фильтры зейтца, ручной насос
Комовского, лабораторная посуда( пипетки градуированные и пастеровские,
чашки Петри, ступки, пестики, бюксы, пробирк, вата, марля,бумага,
нарезанная для завкртывания чашек Петри и пипеток.
Учебные пособия:
Таблицы: мезофиллы, психрофилы, термофилы
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.-С.43-52.
Целевая установка:
разобрать методы стерилизации (сухим жаром,
влажным жаром). Ознакомиться с устройством и правиламит работы
основных приборов, используемых для «горячей» и «холодной»
стерилизации.
Уяснить понятия «дезинфекция», «асептика» и
«антисептика».
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
87
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 88 из 142
1. Понятия «стерилизация», «дезинфекция», «асептика», «антисептика»,
«пастеризация».
2. Методы влажной стерилизации (кипячении, стерилизация паром под
давлением, дробная стерилизация – текучим паром и тиндализация).
3. Устройство автоклава и правила работы с ним.
4. методы сухой стерилизации ( прокаливание на огне, стерилизация в
печах Пастера).
5. Механическая стерилизация (фильтрование – фильтры Зейтца, свечи
Шамберлана, свечи Беркефельда).
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, разбор методов стерилизации.
Демонстрация оборудования, используемого для стерилизации (автоклавы,
сушильные шкафы, УФЛ) – экскурсия в лабораторию кафедры. Проведение
аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
Подготовить посуду к стерилизации – пипетки, чашки Петри, предметные
стекла, колбы. Приготовить ватно-марлевые пробки. Провести стерилизацию
пинцетов и ножниц методом кипячения.
2. Приготовление питательных сред.
Материальное обеспечение: образцы питательных сред: плотные, жидкие,
полужидкие. Обычные, специальные, дифференциальные (Эндо, среды
Гисса). Ингредиенты питательных сред (МПА, МПБ, Эндо) – мясная вода,
пептон, сухой агар. Колбы, пробирки с пробками, чашки Петри стерильные,
дистиллированная вода, рН – метр, весы, разновесы. Чашки Петри с МПА
для каждого студента
Учебные пособия:
Таблицы:
классификация
питательных
сред.
Требования,
предъявляемые к питательным средам. Методы выделения чистой культуры.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С60-67..
Целевая установка.
Разобрать технику приготовления МПА, МПБ,
МПЖ. Самостоятельно приготовить агар Эндо и МПБ из сухих питательных
сред. Уяснить понятия «чистая культура», «микробная культура», «аэробы»,
«анаэробы», «микроаэрофилы», «факультативные анаэробы». Разобрать
основные методы получения чистых культур и способы создания анаэробных
условий для культивирования анаэробов.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Характеристика и классификация питательных сред.
2. Требования, предъявляемые к питательным средам.
3. Техника приготовления питательных сред (МПА, МПБ, МПЖ). Их
стерилизация.
88
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 89 из 142
4. Понятия «чистая культура», «микробная культура», «аэробы»,
«анаэробы», «микроаэрофилы», «факультативные анаэробы».
5. Методы выделения чистой культуры (механические, физические,
химические, биологические). Их преимущества и недостатки.
6. Культивирование аэробов (термостат, принцип его работы).
7. Культивирование анаэробов. Методы создания анаэробных условий.
Все вопросы конспектировать.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа по вопросам темы
занятия, демонстрация ингредиентов и готовых питательных сред, способов
создания анаэробных условий, акцентирование внимания на необходимости
выделения чистых культур микробов, проведение аудиторной контрольной
работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1.
Приготовить 100 мл мясо-пептонного бульона и 100 мл агара Эндо из
сухих сред и с помощью преподавателя определить рН среды. Разлить МПБ в
пробирки, агар Эндо – в чашки Петри. Нарисовать схему приготовления
питательных сред.
2.
Провести посев на МПА из воздуха.
ТЕМА № 8: Коллоквиум.
Вопросы коллоквиума:
1. Предмет и задачи микробиологии.
2. Роль ученых в развитии микробиологической науки.
3. Характеристика постоянных элементов микробной клетки.
4. Морфология прокариот. Размеры и единицы измерения.
5. Морфология актиномицет и их практическое значение.
6. Морфология плесневых грибов, их практическая значимость.
7. Характеристика непостоянных компонентов бактерий: спора,
капсула, жгутики, пили.
8. Принципы классификации и таксономии микроорганизмов.
Понятие: вид, штамм, клон, культура.
9. Строение и морфология дрожжей, их практическая значимость.
10.Полезные и вредные свойства микроорганизмов.
11.Химический состав микробной клетки.
12.Сущность окраски по методу Грама.
13. Сущность окраски по методу Циля-Нильсена.
14. Методы обнаружения спор, капсул, жгутиков.
89
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 90 из 142
15.Способы размножения плесневых и дрожжевых грибов.
16. Размножение бактерий.
17.Типы питания микроорганизмов.
18.Типы дыхания микроорганизмов.
19.Действие физических факторов на микроорганизмы.
20.Действие химических веществ на микроорганизмы. Понятие о
бактериостатическом и бактерицидном действии. Дезинфекция.
21. Действие биологических факторов на микроорганизмы.
ТЕМА № 9: Чистые культуры микробов. Методы выделения.
Культивирование аэробов и анаэробов
Материальное обеспечение: Чашки Петри с МПА для каждого студента,
пробирки с бактериальной куьтурой для посева, пробирка со стерильным
физраствором и ватным тампоном на палочке, бактериологические петли,
спиртовки, стерильные пастеровские пипетки, стерильный шпатель,
карандаши по стеклу, взвесь смешанных культур микроорганизмов. Среда
Китта-Тароццы.
Учебные пособия:
Таблицы: характер роста микроорганизмов на плотных и жидких
питательных средах.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.-С.67-74.
Целевая установка.
Уяснить понятия «чистая культура», «микробная
культура», «аэробы», «анаэробы», «микроаэрофилы», «факультативные
анаэробы». Разобрать основные методы получения чистых культур и
способы создания анаэробных условий для культивирования анаэробов.
Основные вопросы:
11.Понятия «чистая культура», «микробная культура», «аэробы»,
«анаэробы», «микроаэрофилы», «факультативные анаэробы».
12.Методы выделения чистой культуры (механические, физические,
химические, биологические). Их преимущества и недостатки.
13.Культивирование аэробов (термостат, принцип его работы).
14.Культивирование анаэробов. Методы создания анаэробных условий.
Все вопросы конспектировать.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия. Беседа по вопросам темы, где
преподаватель акцентирует внимание на необходимость выделения культур
микробов одного вида, демонстрирует способы создания анаэробных
условий. Проведение аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР .
90
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 91 из 142
Задание 1.Одна группа студентов готовит смывы с объектов внешней
среды, другая – с поверхности кожи и делают посевы на МПА в чашках
Петри. Третья группа производит посевы на МПА в чашках Петри из
воздуха.
Задание 2. Из микробной и чистой культур приготовить мазки. Окрасить
по методу Грама. Микроскопировать. Зарисовать
ТЕМА № 10: Культуральные свойства микроорганизмов.
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, краски в растворах,
каждрму студенту чашка Петри со своими посевами с прошлого занятия.
Пробирки с МПА, МПБ. Демонстрация роста микробов на различных
питательных средах.
Учебные пособия:
Таблицы: характер роста микроорганизмов на плотных и жидких
питательных средах; колонии разных видов микробов; свойства культур из R
- и S - колоний
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.70-74.
Целевая установка: изучить рост микроорганизмов на плотных (МПА),
жидких (МПБ), полужидких (МПЖ) питательных средах
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Характер роста бактерий на плотных питательных средах
2. Характер роста бактерий на жидких питательных средах
3. Характер роста бактерий на полужидких средах
4. Что такое «колония», «чистая культура», «смешанная культура», «вид»,
R - и S- формы бактерий?
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа по основным вопросам
темы, демонстрация роста различных видов микробов на МПА, МПБ, агаре
Эндо и техники пересева изолированной колонии на скошенный МПА,
проведение аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
Студенты получают посевы на чашках Петри с предыдущего занятия и
изучают характер роста микробов, выделенных из разных объектов, на МПА.
Выбирают отдельно выросшую колонию и описывают ее свойства.
Желательно выбрать две колонии R- и S-формы и указать на различия в их
свойствах. Затем из описанной колонии делают посевы на скошенный МПА
и МПБ (с целью выделения чистой культуры) и готовят бактерийный
препарат. Препарат окрашивают по методу Грама, Микроскопируют,
определяют морфологию и тинкториальные свойства, зарисовывают
91
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 92 из 142
ТЕМА № 11: Ферментативные свойства микроорганизмов.
Определение вида микроорганизмов
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, краски в растворах,
набор сред для определения сахаролитических (пестрый ряд) и
протеолитических (МПБ, индикаторные бумаги на индол и сероводород)
свойств. Демонстрация посевов микробов, обладающих протеолитическими,
сахаролитическими, гемолитическими и редуцирующими свойствами.
Чистые культуры на скошенном МПА, выделенные студентами на
предыдущем занятии.
Учебные пособия:
Таблицы: рост микробов (E. coli, Salmonella) на средах Гиса, агаре
Эндо. Классификация микробных ферментов
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.74-80.
Целевая установка: изучить сахаролитические, протеолитические,
гемолитические, редуцирующие свойства микроорганизмов. Ознакомиться с
питательными средами для изучения перечисленных свойств и учетом
результатов.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Классификация ферментов. Их значение в жизни микроорганизмов.
2. Значение ферментативной активности микробов в лабораторной
практике.
3. Определение сахаролитических свойств. Питательные среды. Учет
результатов.
4. Определение протеолитических свойств. Питательные среды. Учет
результатов.
5. Определение гемолитических свойств. Питательные среды. Учет
результатов.
6. Определение редуцирующих
свойств. Питательные среды. Учет
результатов.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа по основным вопросам
темы (акцентировать внимание на роль микробных ферментов при
определении вида и
ферментах как факторах вирулентности
микроорганизмов), демонстрация ферментативной активности различных
микроорганизмов, проведение аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР .
92
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 93 из 142
Из чистых культур микроорганизмов произвести посев на пестрый ряд
(среды Гисса) и МПБ для определения ферментативных свойств. В пробирку
с МПБ под пробку вставить индикаторные бумажки на индол и сероводород.
На втором занятии в ходе АКР студенты анализируют результаты
посевов на пестрый ряд и МПБ. Определяют сахаролитические и
протеолитические свойства микробов.
Самостоятельно изучают
редуцирующие и гемолитические свойства микробов на метиленовом и
лакмусовом молоке и на агаре с кровью, соответственно. Результаты заносят
в тетрадь в виде таблицы (С.102 – Нецепляев С.В.) и делают заключение о
ходе определения вида микроорганизма.
ТЕМА № 12:
Микрофлора почвы
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, краски в растворах.
Посевы почвы в чашке на полосках фильтровальной бумаги со стеклом
(Среда Виноградского) на наличие азотобактера. Аппарат Кротова и одна
чашка с МПА. Набор среды Булира. Один набор с посевом, второй
стерильный, пипетки стерильные на 1.2,5 мл и мензурки. Фильтр Зейтца,
стерильные нитроцеллюлозные фильтры. Чашка Петри со средой Эндо. Вода
речная в колбе. Цилиндры для взятия проб воды водопроводной. Для
каждого студента чашка Петри с МПА. Насос Камовского.
Учебные пособия:
Таблицы: санитарная оценка воды, почвы, воздуха.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.94-104.
Целевая установка: усвоить правила отбора проб воды, почвы и овладеть
бактериологическими методами определения микрофлоры воды, воздуха и
почвы.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
1. Микрофлора почвы.
2. Санитарно-показательные
микроорганизмы.
Требования,
предъявляемые к ним.
3. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов (кишечная
палочка, гемолитический стрептококк)
4. Определение ОМЧ, коли-титра, коли-индекса почвы.
5. Методы санитарно-бактериологической оценки почвы.
6. Нормативы по содержанию микробов в 1г почвы.
Коли-индекс, коли-титр почвы.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа со студентами о
93
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 94 из 142
микроорганизмах почвы. воды и воздуха, о санитарном значении микробов и
методах санитарно-бактериологической оценки почвы, воздуха и воды.
Преподаватель демонстрирует определение коли-титра методом Булира и
коли-индекса методом мембранных фильтров на среде Эндо, а также
производит посев из воздуха с помощью аппарата Кротова. Проведение
аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1. Дежурному студенту продемонстрировать порядок взятия проб
водопроводной воды. Из водопроводной (речной) воды приготовить
разведения 1:10, 1:100, 1:1000 и произвести посев на чашки Петри с МПА.
Посевы поместить в термостат для культивирования на 24 ч. Общее
микробное число посчитать на следующее занятие по формуле:
ОМЧ=число выросших колоний Х на степень разведения.
2. Приготовить мазки из посевов почвы для определения азотобактера,
окрасить простым способом, микроскопировать, зарисовать.
3. Каждому студенту сделать посев из воздуха на чашки Петри С МПА
для определения ОМЧ воздуха. Посевы поместить в термостат для
культивирования на 48 ч при температуре 37 С. ОМЧ воздуха определяют по
формуле. ОМЧ=число выросших колоний х 100 : 78,5 х 100, где 78,5 –
площадь чашки Петри
4. Под контролем преподавателя студенты осваивают метод мембранных
фильтров для определения коли-индекса.
Тема №13: Микрофлора воды и воздуха
Материальное обеспечение: микроскоп для каждого студента;
иммерсионное масло, бактериальные петли, предметные стекла, спиртовки,
спички, фильтровальная бумага, карандаши по стеклу, краски в растворах.
Посевы почвы в чашке на полосках фильтровальной бумаги со стеклом
(Среда Виноградского) на наличие азотобактера. Аппарат Кротова и одна
чашка с МПА. Набор среды Булира. Один набор с посевом, второй
стерильный, пипетки стерильные на 1.2,5 мл и мензурки. Фильтр Зейтца,
стерильные нитроцеллюлозные фильтры. Чашка Петри со средой Эндо. Вода
речная в колбе. Цилиндры для взятия проб воды водопроводной. Для
каждого студента чашка Петри с МПА. Насос Камовского.
Учебные пособия:
Таблицы: санитарная оценка воды, почвы, воздуха.
Учебник: Костенко Т.С. и др. Практикум по ветеринарной
микробиологии и иммунологии. – М.,1989.- С.94-104.
Целевая установка: усвоить правила отбора проб воды, почвы и овладеть
бактериологическими методами определения микрофлоры воды, воздуха и
почвы.
Основные вопросы по теме лабораторной работы:
94
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 95 из 142
1. Микрофлора воды, воздуха и почвы.
2. Санитарно-показательные
микроорганизмы.
Требования,
предъявляемые к ним.
3. Характеристика санитарно-показательных микроорганизмов (кишечная
палочка, гемолитический стрептококк)
4. Определение ОМЧ, коли-титра, коли-индекса.
5. Методы санитарно-бактериологической оценки воды, почвы, воздуха.
6. Нормативы по содержанию микробов в 1мл воды, в 1г почвы, в 1м
воздуха. Коли-индекс, коли-титр воды, почвы. Содержание гемолитических
стрептококков в 1 м воздуха.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа со студентами о
микроорганизмах почвы. воды и воздуха, о санитарном значении микробов и
методах санитарно-бактериологической оценки почвы, воздуха и воды.
Преподаватель демонстрирует определение коли-титра методом Булира и
коли-индекса методом мембранных фильтров на среде Эндо, а также
производит посев из воздуха с помощью аппарата Кротова. Проведение
аудиторной контрольной работы.
Самостоятельная работа: ход выполнения АКР.
1. Дежурному студенту продемонстрировать порядок взятия проб
водопроводной воды. Из водопроводной (речной) воды приготовить
разведения 1:10, 1:100, 1:1000 и произвести посев на чашки Петри с МПА.
Посевы поместить в термостат для культивирования на 24 ч. Общее
микробное число посчитать на следующее занятие по формуле:
ОМЧ=число выросших колоний Х на степень разведения.
2. Приготовить мазки из посевов почвы для определения азотобактера,
окрасить простым способом, микроскопировать, зарисовать.
3. Каждому студенту сделать посев из воздуха на чашки Петри С МПА
для определения ОМЧ воздуха. Посевы поместить в термостат для
культивирования на 48 ч при температуре 37 С. ОМЧ воздуха определяют по
формуле. ОМЧ=число выросших колоний х 100 : 78,5 х 100, где 78,5 –
площадь чашки Петри
4. Под контролем преподавателя студенты осваивают метод мембранных
фильтров для определения коли-индекса.
Тема №14: Микрофлора кормов
Целевая установка: освоить методы микробиологической оценки силоса,
изучить микрофлору высококачественного и испорченного силоса.
Материальное обеспечение: силос, весы и разновесы, конические колбы
500 мл, широкие пробирки, колбы на 100 и 250 мл, воронки, бумажные
фильтры, пипетки на 10 и 2 мл, фарфоровые чашки, пинцеты, индикаторы:
95
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 96 из 142
смесь разных частей бромтимолбляу и метилрота, фенолфталеин,
метиленовый синий. Раствор Люголя (1:2), питательные среды, стерильные
чашки Петри, стерильные пипетки на 1 мл, стерильная вода в пробирках по 9
мл и в колбах по 50 мл, микроскопы, краски и предметные стекла.
Учебные пособия:
Методические указания: определение микрофлоры силоса.
Учебник: Толысбаев Б.Т.,Мыктыбаева Р.Ж. Большой практикум по
ветеринарной и санитарной микробиологии. – Алматы: «Нур-Принт».,2010.С.226-230..
Основные вопросы:
1. Микрофлора качественного силоса.
2. Микрофлора испорченного силоса.
3.
Какие процессы в силосе вызывают молочнокислые бактерии, дрожжи,
плесени, маслянокислые бактерии. Их значение.
4.
Фазы микробиологических процессов при холодном и горячем
силосовании.
Краткое содержание занятия: назначение дежурного, закрепление
теоретического материала прошлого занятия, беседа по основным вопросам
темы.
Взятие проб силоса. Пробы силоса необходимо брать в три срока:
1. Во время закладки силоса для определения эпифитной микрофлоры.
2. Через 10-15 дней после закладки для определения микрофлоры
созревшего силоса.
3. В момент вскрытия силосной башни.
Самостоятельная работа: ход выполнения.
Задание 1. Провести микроскопическое исследование силоса:
В фарфоровой ступке растереть кусочек силоса с небольшим количеством
стерильной дистиллированной воды. Из растертой массы приготовить мазок,
зафиксировать и окрасить эритрозином. Мазок изучают под иммерсионной
системой микроскопа. В хорошем силосе встречаются единичные палочки и
кокки, в плохом силосе обнаруживается большое количество кокков и
палочек.
Задание 2. Провести микробиологическое исследование силоса путем
посевов на питательные среды:
МПА – для определения гнилостной микрофлоры
СА – дрожжей и плесеней
САМ – молочнокислых бактерий
Молоко – молочнокислых бактерий
Среда с лактозой – для обнаружения кишечных бактерий
Картофельная среда Рушмана – для маслянокислых бацилл
Перед посевами приготовить разведения силосной массы. Взять 40 г
силосной массы и соединить с 360 мл стерильной воды в стерильной банке с
притертой крышкой, что соответствует разведению 1:10. Силос 10 минут
96
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 97 из 142
взбалтывать руками или на шуттель-аппарате. Затем приготовить
последующие разведения - всего семь (1:100, 1:1000 и т.д.).
Подсчет колоний ведут из трех разведений, в которых выросло не
менее 10 колоний.
По результатам оформить протокол.
ТЕМА № 15:
Вопросы для коллоквиума
1. Понятия «стерилизация», «дезинфекция», «асептика», «антисептика»,
«пастеризация».
2. Методы влажной стерилизации (кипячении, стерилизация паром под
давлением, дробная стерилизация – текучим паром и тиндализация).
3. Устройство автоклава и правила работы с ним.
4. Методы сухой стерилизации (прокаливание на огне, стерилизация в
печах Пастера).
5. Механическая стерилизация (фильтрование – фильтры Зейтца, свечи
Шамберлана, свечи Беркефельда).
6. Характеристика и классификация питательных сред.
7. Требования, предъявляемые к питательным средам.
8. Техника приготовления питательных сред (МПА, МПБ, МПЖ). Их
стерилизация.
9. Понятия «чистая культура», «микробная культура», «аэробы»,
«анаэробы», «микроаэрофилы», «факультативные анаэробы»,
«вид», «колония».
10. Методы выделения чистой культуры.
11. Культивирование аэробов и анаэробов
12. Характер роста бактерий на плотных, жидких и полужидких
питательных средах
13. Классификация ферментов. Их значение в жизни микроорганизмов и
лабораторной практике.
14. Определение сахаролитических, протеолитических, гемолитических и
редуцирующих свойств. Питательные среды. Учет результатов.
15. Микрофлора воды, воздуха и почвы.
16. Определение ОМЧ, коли-титра, коли-индекса.
17. Нормативы по содержанию микробов в 1мл воды, в 1г почвы, в 1м
18. Микрофлоры молока и молочнокислых продуктов.
19. Пороки молока и кисломолочных продуктов.
20. Микрофлора мяса и мясных продуктов
21. Пороки мяса и мясных изделий.
4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
97
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
№ Наименование
те темы
мы
1
История
развития
микробиологии
2
Особенности
вирусов
3
Эпифитная
ризосферная
микрофлора.
4
Микрофлора
почвы
обработанной
азотистыми
удобрениями
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 98 из 142
Содержание
Вклад ученых в развитие микробиологии
Работы
А.Левенгука,
период
описательной
микробиологии. Открытия Л.Пастера. Основные
исследования Л.Пастериа, посвященные процессам
брожения и болезнетворным микроорганизмам.
Физиологический период развития микробиологии в
России и других странах. Работы Р.Коха,
И.И.Мечникова,
Д.И.Ивановского,
В.С.Виноградского, М.Бейеринка, В.Л.Омелянского,
С.П.Костычева,
Н.Н.Худякова,
В.С.Буткевича,
Е.Н.Мишустина и других ученых.
Казахстанские ученые Х.Ж.Жуматов, Д.Л.Шамис,
А.Н.Илялетдинов, М.Х.Шигаева, К.А.Тулемисова,
М.М.Кулдыбаев и др.
Строение и химический состав вирусов.
и Корневая и прикорневая микрофлора растений
(ризоплана
и
ризосфера).
Специфичность
микрофлоры корневой зоны разных видов растений.
Влияние отдельных представителей ризосферных
микроорганизмов на всхожесть семян и развитие
растений. Повышение полевой всхожести семян
путем
регулирования
состава
ризосферных
микроорганизмов (протравливание, бактеризация).
Микориза растений. Эндотрофная, эктотрофная и
эндоэктотрофная микориза растений. Роль микоризы
в питании растений.
Эпифитная микрофлора и ее состав. Роль эпифитных
микроорганизмов в жизни растений. Микрофлора
зерна и ее изменение при разных условиях хранения
зерна. Использование видового состава эпифитной
микрофлоры при оценке качества зерна.
Роль биологического и технического азота в
земледелии Республики Казахстан. Активация
деятельности
симбиотических
азотфиксаторов.
Использование свободноживущих азотфиксаторов.
Повышение коэффициента использования азотных
удобрений
растением
путем
подавления
98
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 99 из 142
денитрификации.
Микрофлора
Влияние гербицидов и других токсических
почвы
соединений (пестицидов) на почвенную микрофлору.
обработанной
Разрушение
микроорганизмами
пестицидов.
пестицидами и Факторы, определяющие скорость разложения в
гербицидами
почве пестицидов.
Методы
Методы силосования кормов. Микробиологические
силосования.
процессы, происходящие при силосовании кормов, и
их регулирование. Буферность растений и
силосуемость кормов. «Сахарный минимум».
Условия, способствующие правильному развитию
процесса силосования. Использование заквасок и
химических препаратов (АИВ, ААЗ и др.) при
силосовании
кормов.
Химические
и
микробиологические показатели качества кормов.
Возбудители
Микроорганизмы,
болезней
вызывающие болезни и порчу плодов и овощей.
плодовых
и Болезни
картофеля
и
томатов
овощных культур (помидоров).Возбудители фитофтороза. Возбудители
мокрой и сухой гнили картофеля. Парша картофеля.
Болезни корнеплодов. Возбудители белой, черной,
сухой и серой гнили моркови. Болезни капусты и
лука. Болезни плодов. Возбудители болезни монилоз.
Микрофлора квашеных и соленых плодов и овощей.
Микробиология баночных консервов. Возбудители
ботулизма
5
6
7
ВОПРОСЫ ЭКЗАМЕНА
Предмет и задачи микробиологии и вирусологии.
Роль ученых в развитии микробиологической науки.
Строение бактериальной клетки.
Морфология прокариот. Размеры и единицы измерения.
Строение актиномицет и их практическое значение.
Строение плесневых грибов, их практическая значимость.
Характеристика непостоянных компонентов бактерий: спора,
капсула, жгутики, пили.
8. Принципы классификации и таксономии микроорганизмов.
Понятие: вид, штамм, клон, культура.
9. Строение дрожжей, их практическая значимость.
10.Полезные и вредные свойства микроорганизмов.
11.Химический состав микробной клетки.
12.Тинкториальные свойства микроорганизмов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
99
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 100 из 142
13.Типы питания микроорганизмов.
14.Классификация микроорганизмов по типу дыхания.
15.Механизм аэробного и анаэробного дыхания.
16.Типы биологического окисления.
17.Механизм обмена веществ в бактериальной клетке.
18.Способы размножения плесневых и дрожжевых грибов.
19.Фазность размножения бактерий.
20.Питательные среды и требования, предъявляемые к ним.
Классификация питательных сред.
21.Порядок приготовления питательных сред.
22.Культивирование аэробов и анаэробов.
23.Методы выделения чистой культуры.
24.Стерилизация. Методы стерилизации.
25.Устройство автоклава и принцип его работы.
26.Действие физических факторов на микроорганизмы.
27.Действие химических веществ на микроорганизмы. Понятие о
бактериостатическом и бактерицидном действии. Дезинфекция.
28.Характеристика микроорганизмов – продуцентов антибиотиков.
Механизм их действия на микробную клетку.
29.Бактериофаги. Строение. Механизм взаимодействия с микробной
клеткой. Применение бактериофагов.
30.Фенотипическая
изменчивость
микробов
(модификация,
диссоциация).
31.Генотипическая
изменчивость
бактерий.
Классификация.
Спонтанные и индуцированные мутации.
32.Рекомбинативная изменчивость бактерий. Трансформация,
конъюгация, трансдукция.
33.Инфекция, инфекционный процесс, инфекционная болезнь.
34.Понятие о патогенности и вирулентности бактерий, методы
ослабления и усиления вирулентности.
35.Факторы вирулентности микроорганизмов. Инвазивные и
токсигенные свойства микроорганизмов.
36.Определение понятия иммунитет. Иммунная система и ее
функции.
37.Виды иммунитета.
38.Неспецифические факторы защиты.
39.Антигены бактериальной клетки, их основные свойства.
40.Антитела. Природа и функции антител.
41.Понятие о росте и размножении бактерий, бесполое и половое
размножение.
42.Характер роста микроорганизмов на плотных и жидких
питательных средах.
100
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 101 из 142
43.Ферменты микроорганизмов, их классификация. Получение
ферментов.
44.Определение ферментативной активности микроорганизмов.
45. Витамины. Их получение.
46.Микрофлора воды. Микробиологические показатели.
47.Микрофлора почвы. Микробиологические показатели.
48.Микрофлора воздуха. Микробиологические показатели.
49.Методы микробиологической оценки воды, почвы, воздуха.
50.Роль микроорганизмов в круговороте азота в природе:
аммонификация, нитрификация.
51.Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе.
52.Роль микроорганизмов в превращении соединений фосфора, серы,
железа.
53.Роль микроорганизмов в биотехнологических процессах
(спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое и
др.виды брожений).
54.Микрофлора тела животных и человека.
55.Микробиология молока и молочных продуктов.
56. Микробиология мяса и мясных продуктов.
57.Микробиология рыбы.
58.Микробиология яиц и яичных продуктов.
59.Дезинфекция. Средства дезинфекции.
60.Морфология и строение риккетсий, микоплазм, хламидий
Примеры тестовых заданий
1 Морфология и тинкториальные свойства микроорганизмов. Классификация
1. Кто первым увидел и описал микроорганизмы?
А) Гиппократ
В) Л. Пастер
С) А. Левенгук
D) Р.Кох
Е) И.И. Мечников
2. Кто был основоположником физиологического этапа в развитии
А) Гиппократ
В) Л. Пастер
С) А. Левенгук
D) Д.И. Ивановский
Е) И.И. Мечников
микробиологии?
3. Назовите имя ученого доказавшего, что причиной брожения и гниения являются
микроорганизмы:
101
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 102 из 142
А) Р.Кох
В) Л. Пастер
С) С.Н. Виноградский
D) Д.И. Ивановский
Е) И.И. Мечников
4. Основоположник почвенной микробиологии:
А) Р.Кох
В) Л. Пастер
С) С.Н. Виноградский
D) Д.И. Ивановский
Е) И.И. Мечников
5. Явление фагоцитоза открыл:
А) П.Эрлих
В) Л. Пастер
С) Д. Ивановский
D) И. Мечников
Е) Н. Гамалея
6. Назовите микроорганизмы, обладающие строгим внутриклеточным паразитизмом:
А) бациллы
В) риккетсии
C) актиномицеты
D) дрожжи
Е) стрептококки
7. Кем был открыт вирус?
А) Л.Пастером
В) Л. Пастером
С) Д. Ивановским
D) И. Мечниковым
Е) Р.Кохом
8. Назовите три основные группы бактерий, подразделяющихся по форме
А) монококки, стрептококки, стафилококки
В) кокки, бактерии, вибрионы
С) бактерии, бациллы, клостридии
D) вибрионы, спириллы, спирохеты
Е) стрептококки, бактерии, спириллы
9. К шаровидным формам бактерий относят:
А) клостридии
В) сарцины
С) вибрионы
D) бациллы
Е) стрептобактерии
10. К палочковидным бактериям относят:
А) сарцины
В) вибрионы
102
клеток:
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 103 из 142
С) клостридии
D) аспергиллы
Е) актиномицеты
11. К извитым формам бактерий относят:
А) сарцины
В) вибрионы
С) клостридии
D) аспергиллы
Е) актиномицеты
12. Как называются кокки, располагающиеся цепочкой?
А) диплобактерии
В) стрептобациллы
С) стрептококки
D) стафилококки
Е) сарцины
13. Как называются бактерии располагающиеся цепочкой?
А) стрептобактерии
В) стрептобациллы
С) стрептококки
D) стафилококки
Е) сарцины
14. Микроорганизмы, располагающиеся в виде грозди винограда,
А) стрептобактерии
В) стрептобациллы
С) стрептококки
D) стафилококки
Е) сарцины
называются:
15. Сарцинами называют микроорганизмы, располагающиеся после деления:
А) по одной клетке
В) по две клетки
С) цепочкой
D) пакетами
Е) скоплениями клеток
16. Стафилококками называют клетки, располагающиеся после деления:
А) по одной клетке
В) по две клетки
С) в виде цепочки
D) пакетами
Е) скоплениями клеток
17. Стрептококки расположены:
А) по одной клетке
В) по две клетки
С) в виде цепочки
103
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
D) пакетами
Е) скоплениями клеток
18. Попарно соединенные кокки называются:
А) тетракокки
В) диплобактерии
С) диплобациллы
D) диплококки
Е) стрептококки
19. Палочки с булавовидными утолщениями на концах называются:
А) бактерии
В) бациллы
С) коринебактерии
D) клостридии
Е) фузобактерии
20. Спирохеты имеют:
А) 5 завитков
В) более 5 завитков
С) менее 5 завитков
D) 1 завиток
Е) 2 завитка
21. К извитым формам относят:
А) сарцины
В) стрептококки
С) стрептобактерии
D) спириллы
Е) стафилококки
22. Вибрионы по форме напоминают:
А) точку
В) запятую
С) двоеточие
D) две запятые
Е) две точки
23. Назовите микроскопический гриб:
А) микрококки
В) спирохеты
С) сарцины
D) клостридии
Е) пеницилл
24. Леечной плесенью называют:
А) аспергилл
В) пеницилл
С) мукор
104
стр. 104 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
D) актиномицеты
Е) молочную плесень
25. Кистевидной плесенью называют:
А) аспергилл
В) пеницилл
С) мукор
D) актиномицеты
Е) молочную плесень
26. Основной способ размножения у плесневых грибов:
А) прямое деление
В) почкование
С) спорообразование
D) конъюгация
Е) имплантация
27. Лофотрихи это бактерии:
А) с одним жгутиком
В) с пучком жгутиков на одном полюсе
С) с пучками жгутиков на двух полюсах
D) со жгутиками по всей поверхности
Е) не имеющие жгутиков
28. Перитрихи это бактерии:
А) с одним жгутиком
В) с пучком жгутиков на одном полюсе
С) с пучком жгутиков на двух полюсах
D) со жгутиками по всей поверхности
Е) не имеющие жгутиков
29. Величина бактерий измеряется:
А) см
В) мм
С) нм
D) мкм
Е) Аْ
30. Атрихии это бактерии:
А) с одним жгутиком
В) с пучком жгутиков на одном полюсе
С) с пучками жгутиков на двух полюсах
D) со жгутиками по всей поверхности
Е) не имеющие жгутиков
31.Головчатой плесенью называют:
А) аспергилл
В) пеницилл
С) мукор
D) актиномицеты
Е) молочную плесень
105
стр. 105 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
32. Какие из перечисленных микроорганизмов образуют споры?
А) стрептобациллы
В) стрептобактерии
С) диплобактерии
D) спирохеты
Е) стрептококки
33. Амфитрихи это бактерии:
А) с одним жгутиком
В) с пучком жгутиков на одном полюсе
С) с пучками жгутиков на двух полюсах
D) со жгутиками по всей поверхности
Е) не имеющие жгутиков
34. Какую функцию выполняет спора у бактерий?
А) размножения
В) защиты от неблагоприятных факторов внешней среды
С) защиты от иммунных факторов макроорганизма
D) вирулентности
Е) патогенности
35. Бактерии, имеющие один жгутик, называются:
А) лофотрихи
В) амфитрихи
С) монотрихи
D) перитрихи
Е) атрихии
36. Какую функцию выполняет спора у микроскопических грибов?
А) размножения
В) защиты от неблагоприятных факторов внешней среды;
С) защиты от иммунных факторов макроорганизма;
D) вирулентности
Е) патогенности
37. Структурный основной элемент плесневых грибов:
А) капсула
В) пили
С) пептидогликан
D) эндоспора
Е) мицелий
38. Укажите признак общий для актиномицет и плесневых грибов:
А) наличие ворсинок
В) наличие жгутиков
С) отсутствие сформированного ядра
D) наличие мицелия
Е) отсутствие мицелия
39. Укажите признак, общий для бактерий и актиномицет:
106
стр. 106 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 107 из 142
А) наличие ворсинок
В) наличие жгутиков
С) отсутствие сформированного ядра
D) наличие мицелия
Е) отсутствие мицелия
40. Какой структурный компонент клетки имеется у дрожжей в отличие от
бактерий?
А) клеточная стенка
В) капсула
С) оформленное ядро
D) нуклеоид
Е) ворсинки
41. Каким белком образованы жгутики бактерий?
А) пилином
В) пептидогликаном
С) флагелином
D) желатиной
Е) нуклеопротеидом
42. Какой белок входит в состав фимбрий бактерий?
А) пилин
В) пептидогликан
С) флагелин
D) желатин
Е) нуклеопротеид
43. Под таксисом понимают способность бактерий:
А) расщеплять сахара
В) к направленным формам движения
С) к антагонизму
D) расщеплять белки
С) ориентироваться в магнитном поле
44. В каком процессе принимают участие секс-пили?
А) трансформации
В) конъюгации
С) трансдукции
D) окрашивания
Е) в обмене веществ
45. Каким методом определяют подвижность бактерий?
А) посевом на МПА
В) окрашиванием по методу Грама
С) методом раздавленная капля
D) пробой на редуктазу
Е) посевом на агар Эндо
107
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
46. Основная номенклатурная единица бактерий:
А) класс
В) род
С) вид
D) семейство
Е) порядок
47. Какая таксономическая категория следует за царством (regnum)?
А) вид (species)
В) род (genus)
С) семейство (familia)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
48. Какая таксономическая категория следует за секцией (section)?
А) вид (species)
В) род (genus)
С) семейство (familia)
D) класс (classis)
Е) отдел (division)
49. Какая таксономическая категория следует за отделом (division)?
А) вид (species)
В) род (genus)
С) семейство (familia)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
50. Какая таксономическая категория следует за семейством (familia) ?
А) вид (species)
В) род (genus)
С) порядок (ordo)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
51. Какая таксономическая категория следует за классом (genus)?
А) вид (species)
В) порядок (ordo)
С) семейство (familia)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
52. Какая таксономическая категория следует за порядком (ordo)?
А) вид (species)
В) род (genus)
С) семейство (familia)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
108
стр. 108 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 109 из 142
53. Какая таксономическая категория следует за родом (genus)?
А) вид (species)
В) порядок (ordo)
С) семейство (familia)
D) секция (section)
Е) отдел (division)
54. Как называется наука, занимающаяся вопросами классификации, номенклатуры и
идентификации микроорганизмов?
А) таксономия
В) микробиология
С) биология
D) биотехнология
Е) морфология
55. Отнесение микроорганизмов к определенному таксону (виду) на основании
конкретных признаков, называется:
А) идентификация
В) дифференциация
С) классификация
D) нитрификация
Е) агглютинация
56.
Совокупность микроорганизмов, имеющих единый генотип, сходных по
морфологическим
и биологическим свойствам, способных вызывать
специфические процессы, определяется как:
А) клон
В) вид
С) смешанная культура
D) чистая культура
Е) штамм
57. Культура, полученная из одной клетки, называется:
А) клон
В) вид
С) смешанная культура
D) чистая культура
Е) штамм
58. Микроорганизмы, выращенные на питательных средах в условиях лаборатории,
называют:
А) клоном
В) видом
С) смешанной культурой
D) культурой
Е) штаммом
59. Смесь неоднородных микроорганизмов, выделенных из исследуемого материала,
называют:
109
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 110 из 142
А) клоном
В) видом
С) смешанной культурой
D) культурой
Е) штаммом
60. Культура одного и того же вида, выделенная из разных объектов и отличающаяся
незначительными изменениями свойств, называется:
А) клоном
В) чистой культурой
С) смешанной культурой
D) культурой
Е) штаммом
61. Культуру микроорганизмов, полученную из особей одного вида, называют:
А) клоном
В) видом
С) смешанной культурой
D) культурой
Е) чистой культурой
62. Особей одного вида, отличающихся по антигенным признакам, называют:
А) сероваром
В) биоваром
С) фаговаром
D) патоваром
Е) подвидом
63. Особей одного вида, отличающихся по биохимическим свойствам, называют:
А) сероваром
В) биоваром
С) фаговаром
D) патоваром
Е) подвидом
64. Особей одного вида, отличающихся отношением к фагам, называют:
А) сероваром
В) биоваром
С) фаговаром
D) патоваром
Е) подвидом
65. Особей одного вида, отличающихся патогенностью, называют:
А) сероваром
В) биоваром
С) фаговаром
D) патоваром
Е) подвидом
66. Культуру с отклонениями от типичных видовых свойств, рассматривают как:
110
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 111 из 142
А) серовар
В) биовар
С) фаговар
D) патовар
Е) подвид
67. Наиболее распространенный способ вегетативного размножения дрожжей:
А) деление
В) спорообразование
С) конъюгация
D) почкование
Е) фрагментация
68. Основу клеточной стенки микробной клетки составляет:
А) капсула
В) полипептид
С) липопротеид
D) пептидогликан
Е) нуклеопротеид
69. Постоянные элементы микробной клетки:
А) капсула, спора, нуклеоид
В) оболочка, цитоплазматическая мембрана
С) спора, жгутики, капсула
D) оболочка, цитоплазма, нуклеоид
Е) рибосома, плазмиды, цитоплазма
70. Назовите непостоянные элементы микробной клетки:
А) капсула, спора, нуклеоид
В) оболочка, цитоплазматическая мембрана
С) спора, жгутики, капсула
D) оболочка, цитоплазма, нуклеоид
Е) рибосома, плазмиды, цитоплазма
71. Что характерно для извитых форм:
А) наличие капсулы
В) наличие споры
С) наличие завитков
D) наличие ядра
Е) наличие жгутиков
72. Непостоянный компонент микробной клетки:
А) клеточная стенка
В) цитоплазма
С) нуклеоид
D) эндоспора
Е) рибосома
73. Простой способ окрашивания препарата позволяет определить:
А) капсулу
В) строение
111
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 112 из 142
С) морфологию
D) тинкториальные свойства
Е) спору
74. Какое явление лежит в основе окрашивания капсул?
А) протрава
В) метахромазия
С) серебрение по Морозову
D) люминесценция
Е) раздавленная капля
75. Как называется подготовка препарата в процессе окрашивания спор?
А) стерилизация
В) дезинфекция
С) метахромазия
D) протрава
Е) фламбирование
76. Чем обусловлено различное окрашивание грамположительных и грамотрицательных
бактерий?
А) строением клеточной стенки
В) строением внутренних структур клетки
С) размером клетки
D) содержанием углеводов
Е) наличием капсулы
77. Чем отличаются споры от вегетативных клеток?
А) особым составом белков клеточной стенки
В) органоидами
С) малым количеством свободной воды в цитоплазме
D) малым количеством связанной воды в цитоплазме
Е) малым количеством свободной воды в клеточной стенке
78. Чем обусловлена термоустойчивость спор?
А) особым составом белков клеточной стенки
В) появлением дипикалиновой кислоты в виде Са-хелата
С) особым составом липидов клеточной стенки
D) малым количеством свободной воды в цитоплазме
Е) образованием термоустойчивых ферментов
2 Физиология микроорганизмов
79. Основной компонент бактериальной клетки:
А) белки
В) углеводы
С) вода
D) жиры
Е) макроэлементы
112
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 113 из 142
80. Раздел микробиологии, изучающий химический состав, процессы питания, дыхания,
рост и размножение микроорганизмов, называется:
А) морфология
В) физиология
С) генетика
D) селекция
Е) инфекция
81. Назовите ведущие органогены микробной клетки:
А) кислород, азот, углерод, фосфор
В) кислород, азот, натрий, углерод
С) кислород, азот, углерод, водород
D) кислород, фосфор, углерод, водород
Е) азот, углерод, водород
82. Вода в микробной клетке составляет:
А) 20%
В) 40%
С) 60%
D) 80%
Е) 100%
83. Сухое вещество в микробной клетке составляет:
А) 20%
В) 40%
С) 60%
D) 80%
Е) 100%
84. Ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лиазы
Е) изомеразы
85. Ферменты, катализирующие перенос отдельных радикалов, частей молекул или целых
атомных группировок от одних соединений к другим, называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лиазы
Е) изомеразы
86. Ферменты, катализирующие отщепление от субстратов определенных химических
групп с образованием двойных связей, называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лиазы
Е) изомеразы
113
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 114 из 142
87. Ферменты, осуществляющие превращение органических соединений в их изомеры,
называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лиазы
Е) изомеразы
88. Ферменты, катализирующие реакции расщепления и синтеза сложных соединений с
участием воды, называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лиазы
Е) изомеразы
89.Ферменты, катализирующие синтез сложных органических соединений из простых
веществ, называются:
А) оксидоредуктазы
В) трансферазы
С) гидролазы
D) лигазы
Е) изомеразы
90. Оптимальная температура для действия ферментов:
А) 30-40ْ С
В) 40-50ْ С
С) 60-70ْ C
D) 70-80ْ С
Е) 20-30ْ С
91. Сахаролитические свойства бактерий определяют на:
А) средах Гисса
В) мясопентонном агаре
С) мясопентонном желатине
D) среде Левенштейна-Иенсена
Е) среде Сабура
92. Протеолитические свойства бактерий определяют на среде:
А) Гисса
В) мясопентонном агаре
С) мясопентонном желатине
D) Левенштейна-Иенсена
Е) Сабура
93. Какой цвет приобретает индикаторная бумага, при расщеплении белков до
сероводорода?
А) синий
В) желтый
С) черный
114
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 115 из 142
D) розовый
Е) оранжевый
94. Какой цвет приобретает индикаторная бумага, при расщеплении белков до индола?
А) синий
В) желтый
С) черный
D) розовый
Е) оранжевый
95. Что происходит с желатином при протеолитической активности микроорганизмов?
А) свертывание
В) разжижение
С) изменение цвета
D) выпадение в осадок
Е) остается без изменений
96. Что происходит
микроорганизмов?
А) свертывание
В) разжижение
С) изменение цвета
D) выпадение в осадок
Е) остается без изменений
со
средами
при
сахаролитической
активности
97. Как называются микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод из
углекислого газа воздуха и из органических соединений?
А) миксотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) сапрофиты
Е) паразиты
98. Микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод из
газа воздуха, называются:
А) миксотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) сапрофиты
Е) паразиты
углекислого
99. Как называются микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод,
главным образом, из органических соединений?
А) миксотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) метанотрофы
Е) хемотрофы
115
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 116 из 142
100. Как называются микроорганизмы, обладающие способностью усваивать углерод из
мертвых органических соединений?
А) миксотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) сапрофиты
Е) паразиты
101. Как называются микроорганизмы, получающие энергию в результате окисления
неорганических субстратов?
А) хемотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) фототрофы
Е) паразиты
102. К какой группе относятся микроорганизмы, использующие световую энергию для
построения органических веществ своего тела?
А) хемотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) фототрофы
Е) паразиты
103. Как называются микроорганизмы, питающиеся за счет других организмов?
А) миксотрофы
В) аутотрофы
С) гетеротрофы
D) сапрофиты
Е) паразиты
104. Основным источником азотного питания у аутотрофов являются:
А) соли азота
В) аминокислоты
С) белки
D) пептоны
Е) сахара
105. Назовите универсальный источник азота и углерода в питательных средах для
культивирования патогенных микробов:
А) соли азота
В) аминокислоты
С) белки
D) пептоны
Е) сахара
106. Основным источником азотного питания у гетеротрофных микроорганизмов
являются:
А) соли азота
В) аминокислоты
С) белки
116
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 117 из 142
D) пептоны
Е) сахара
107. Бактерии, растущие при низкой концентрации кислорода, называются:
А) аэробы
В) микроаэрофилы
С) факультативные анаэробы
D) анаэробы
Е) макроаэрофилы
108. Как называются бактерии, растущие без доступа кислорода?
А) аэробы
В) микроаэрофилы
С) факультативные анаэробы
D) анаэробы
Е) макроаэрофилы
109. Бактерии, растущие в кислородной среде, относятся к:
А) аэробам
В) микроаэрофилам
С) факультативным анаэробам
D) анаэробам
Е) макроаэрофилам
110. Определите название бактерий, растущих как в кислородной, так и в бескислородной
среде:
А) аэробы
В) микроаэрофилы
С) факультативные анаэробы
D) анаэробы
Е) макроаэрофилы
111. В основе механизма аэробного дыхания лежит отщепление от субстрата:
А) водорода и присоединение его к солям кислот
В) водорода и присоединение его к азоту воздуха
С) водорода и присоединение его к кислороду воздуха
D) водорода и присоединение его к субстрату
Е) кислорода и присоединение его к водороду воздуха
112. Сущность механизма анаэробного дыхания заключается в отщеплении от субстрата:
А) водорода и присоединении его к солям кислот
В) водорода и присоединении его к азоту воздуха
С) водорода и присоединении его к кислороду воздуха
D) водорода и присоединении его к водороду субстрата
Е) кислорода и присоединении его к водороду воздуха
113. Назовите ферменты, участвующие в процессах дыхания:
А) дегидрогеназы
В) аминотрансферазы
С) липазы
D) фосфотазы
117
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 118 из 142
Е) карбоксилазы
114. Под “ростом микроорганизмов” понимают:
А) увеличение количества микробных клеток
В) увеличение количества нуклеоидов
С) увеличение массы цитоплазмы
D) переход в вегетативную форму
Е) переход в споровую форму
115. Под “размножением микроорганизмов” понимают:
А) увеличение количества микробных клеток
В) увеличение количества нуклеоидов
С) увеличение массы цитоплазмы
D) переход в вегетативную форму
Е) переход в споровую форму
116. У каких бактерий колонии имеют соответствующий цвет?
А) выделяющих токсины
В) растущих на МПА
С) образующих пигменты
D) растущих на МПБ
Е) образующих антибиотики
117. К питательной дифференциально-диагностической среде относится:
А) среда Китта-Тароцци
В) среда Гисса
С) МПБ
D) среда Чапека
Е) бульон Хоттингера
118. Какая из перечисленных сред применяется для культивирования анаэробов?
А) среда Китта-Тароцци
В) среда Гисса
С) МПБ
D) среда Чапека
Е) бульон Хоттингера
119. Для культивирования плесневых грибов используется среда:
А) Китта-Тароцци
В) Гисса
С) МПБ
D) Чапека
Е) бульон Хоттингера
120. К питательной универсальной среде относится, среда:
А) Китта-Тароцци
В) Гисса
С) МПБ
D) Чапека
Е) бульон Хоттингера
118
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 119 из 142
121. Каким методом выделяют чистую культуру спорообразующих микробов?
А) Дригальского
В) Коха
С) Шукевича
D) химическим
Е) физическим
122. Чистую культуру подвижных видов микробов выделяют методом:
А) Дригальского
В) Коха
С) Шукевича
D) химическим
Е) физическим
123. Элективные (селективные) питательные среды применяют для:
А) предупреждения отмирания патогенных бактерий
В) накопления определенной группы бактерий
С) предупреждения отмирания сапрофитных бактерий
D) пересева с консервирующих сред или сред обогащения
Е) изучения и индикации отдельных видов бактерий
124. Какие микроорганизмы размножаются подобно плесневым грибам?
А) актиномицеты
В) бациллы
С) спирохеты
D) сарцины
Е) микобактерии
125. Среды Сабуро, Чапека относятся к:
А) универсальным средам
В) дифференциально-диагностическим средам
С) селективным средам
D) специальным средам
Е) средам обогащения
126. Среды Гисса являются:
А) универсальными средами
В) дифференциально-диагностическими средами
С) селективными средами
D) специальными средами
Е) средами обогащения
127. Среда Эндо относится к:
А) универсальным средам
В) дифференциально-диагностическим средам
С) селективным средам
D) специальным средам
Е) средам обогащения
128. МПА, МПБ относятся к:
119
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 120 из 142
А) универсальным средам
В) дифференциально-диагностическим средам
С) селективным средам
D) специальным средам
Е) средам обогащения
129. На какой из перечисленных сред микробы образуют колонии?
А) МПБ
В) МПЖ
С) МППБ
D) Среда Гисса
Е) МПА
130. На какой среде микробы образуют пристеночное кольцо и поверхностную пленку?
А) Китта-Тароццы
В) МПА
С) МПБ
D) Гисса
Е) Кесслера
3 Действие физических, химических и биологических факторов на микроорганизмы
131. Стерилизация это:
А) полное уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды
В) освобождение от микробов разнообразных объектов
С) предотвращение проникновения микроорганизмов в макроорганизм
D) уничтожение микроорганизмов при помощи химических веществ
Е) обработка объекта при температуре ниже 100ْ С
132. Антисептика это:
А) полное уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды
В) освобождение от микробов разнообразных объектов
С) предотвращение проникновения микроорганизмов в макроорганизм
D) уничтожение микроорганизмов при помощи химических веществ
Е) обработка объекта при температуре ниже 100ْ С
133. Асептика это:
А) полное уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды
В) освобождение от микробов разнообразных объектов
С) предотвращение проникновения микроорганизмов в макроорганизм
D) уничтожение микроорганизмов при помощи химических веществ
Е) обработка объекта при температуре ниже 100ْْ С
134. Дезинфекция это:
А) полное уничтожение патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды
В) освобождение от микробов разнообразных объектов
С) предотвращение проникновения микроорганизмов в макроорганизм
D) уничтожение микроорганизмов при помощи химических веществ
Е) обработка объекта при температуре ниже 100ْ С
135. Что такое “пастеризация”?
120
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 121 из 142
А) обработка продукта под давлением
В) обработка продукта при 100ْ С
С) обработка продукта кипячением
D) обработка продукта при температуре ниже 100ْ С с последующим охлаждением
Е) производство продукта в асептических условиях
136. Что понимают под термином “фламбирование”?
А) стерилизация текучим паром
В) стерилизация паром под давлением
С) стерилизация ультразвуком
D) стерилизация пламенем
Е) дробное кипячение
137. Что такое тиндализация?
А) стерилизация текучим паром
В) стерилизация паром под давлением
С) стерилизация ультразвуком
D) стерилизация пламенем
Е) дробная стерилизация на водяной бане
138. Определение активности антибиотиков основано:
А) на подавлении роста кишечной палочки
В) на подавлении роста золотистого стафилококка
С) на подавлении роста чувствительного тест-микроба
D) на титровании по количеству действующего вещества
Е) на измерении оптической плотности раствора антибиотика
139. Что такое автоклавирование?
А) стерилизация текучим паром
В) стерилизация паром под давлением
С) стерилизация ультразвуком
D) стерилизация пламенем
Е) дробное кипячение.
140. Что такое бактериофаг?
А) вектор для переноса генетической информации
В) вирус, обнаруживаемый у растений
С) вирус, обнаруживаемый в клетках человека
D) вирус, обнаруживаемый во всех группах бактерий
Е) вирус, обнаруживаемый только у патогенных бактерий
141. Конверсия бактерий это изменение свойств бактерий под влиянием:
А) химических веществ
В) высокой температуры
С) низкой температуры
D) фагов
Е) антибиотиков
142. Что происходит с бульонной культурой под действием фага?
А) изменение биохимических свойств культуры
В) изменение патогенных свойств микроорганизмов
121
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 122 из 142
С) гемолиз культуры, с просветлением культуры
D) лизис культуры, с просветлением культуры
Е) образование осадка
143. Температурный оптимум для психрофилов:
А) 0-5ْ С
В) 5-10ْ С
С) 15-20ْ С
D) 35-45ْ С
Е) 50-60ْ С
144. Температурный оптимум для термофилов:
А) 0-5ْ С
В) 5-10ْ С
С) 15-20ْ С
Д) 35-45ْ С
Е) 50-60ْ С
145. Температурный оптимум для мезофилов:
А) 15-20ْ С
В) 25-30ْ С
С) 30-37ْ С
D) 40-45ْ С
Е) 50-70ْ С
146. Что такое “лиофилизация”?
А) замораживание микробной культуры
В) высушивание микробной культуры из замороженного состояния под
С) высушивание жидкой микробной культуры под вакуумом
D) переход льда из твердого состояния в парообразное
Е) переход льда в жидкое состояние
вакуумом
147. Что происходит с микробной клеткой при воздействии высокой температуры?
А) повреждение генома
В) денатурация белка
С) нарушение синтеза белка
D) изменения в рибосомах
Е) повреждение цитоплазмы
148. Что происходит с микробной клеткой при воздействии ионизирующей радиации?
А) повреждение генома
В) денатурация белка
С) нарушение синтеза белка
D) изменения в рибосомах
Е) повреждение цитоплазмы
149. Как называются микроорганизмы устойчивые к высокому
давлению?
А) галофилы
В) сапрофиты
С) барофилы
122
гидростатическому
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 123 из 142
D) мезофилы
Е) термофилы
150. В процессе пастеризации уничтожаются:
А) все микроорганизмы
В) все микроорганизмы, кроме вирусов
С) споровые формы микробов
D) вегетативные формы микробов
Е) микроорганизмы не уничтожаются
151. Как называются микроорганизмы устойчивые к высокому осмотическому давлению?
А) галофилы
В) сапрофиты
С) барофилы
D) мезофилы
Е) термофилы
152. При попадании бактерий в среду с высоким осмотическим давлением происходит:
А) гемолиз
В) плазмолиз
С) плазмоптис
D) анабиоз
Е) протеолиз
153. При попадании бактерий в среду с низким осмотическим давлением происходит:
А) гемолиз
В) плазмолиз
С) плазмоптис
D) анабиоз
Е) протеолиз
154. Организмы, нуждающиеся в факторах роста, называются:
А) прототрофы
В) ауксотрофы
С) метилотрофы
D) автотрофы
Е) гетеротрофы
155. Микроорганизмы, использующие в качестве источника энергии метан, называются:
А) ацидофилы
В) ауксотрофы
С) алкалофилы
D) метилотрофы
Е) прототрофы
156. Ацидофилы – это микроорганизмы растущие при:
А) добавлении 5% поваренной соли
В) рН 7,0-7,5
С) рН 5,0-5,5
D) рН 8,0-8,5
123
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 124 из 142
Е) рН 1,0-1,5
157. Экстремальные галофилы – это микроорганизмы, растущие при концентрации
поваренной соли:
А) 10-12%
В) 20-25%
С)30-32%
D) 40-42%
Е) 50-52%
158. Оптимальная концентрация поваренной соли для галофилов:
А) 10-12%
В) 20-25%
С)30-32%
D) 40-42%
Е) 50-52%
159. К какому из перечисленных семейств микроорганизмов относятся галлофилы:
А) Halobactetiaceae
В) Enterobacteriaceae
С) Bacillaceae
D) Micrococcaceae
Е) Mycobacteriaceae
160. Оптимальное значение рН для алкалофильных микроорганизмов:
А) 5-6
В) 7-8
С) 9-10
D) 10-11
Е)11-12
161. Миксотрофия это способ питания бактерий с использованием:
А) органических веществ и углекислоты
В) белков и витаминов
С) углекислоты и витаминов
D) углеводов и микроэлементов
Е) органических веществ и витаминов
162. Паратрофами называют:
А) факультативные анаэробы
В) факультативные паразиты
С) облигатные анаэробы
D) облигатные паразиты
Е) облигатные аэробы
163. Прототрофы – это:
А) микробы, нуждающиеся в факторах роста
В) микробы, не нуждающиеся в факторах роста
С) микробы со смешанным типом питания
D) облигатные паразиты
124
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 125 из 142
Е) факультативные паразиты
164. Чем отличаются эубактерии от архебактерий?
А) отсутствием клеточной стенки
В) наличием клеточной стенки
С) отсутствием пептидогликана
D) наличием пептидогликана
Е) наличием белка флагелина
165. Микроорганизмы, растущие при давлении (1,0 -3,5) ∙ 10 7, называются:
А) баротолерантными
В) барофилами
С) облигатными барофилами
D) факультативными барофилами
Е) облигатными галофилами
166. Бактериофаги это:
А) бактерии
В) вирусы
С) дрожжи
D) плесневые грибы
Е) актиномицеты
167. Кто впервые выделил бактериофаг?
А) Д. Эрель
В) Л. Пастер
С) И. Гамалея
D) И.И. Мечников
Е) В.Н.Шапошников
168. Что отличает бактериофаги от вирусов?
А) наличие капсида
В) наличие ДНК
С) наличие плазмиды
D) наличие хвостового отростка
Е) наличие рибосом
169. Лизогенное состояние клетки обусловлено:
А) внеклеточным фагом
В) истинно вирулентным фагом
С) вегетативным фагом
D) умеренным фагом
Е) бактериофагом
170. Профагом называют фаг:
А) соединенный с рибосомой
В) внедряющийся в микроорганизм
С) соединенный с ядром
D) соединенный с хромосомой
Е) адсорбированный на клетке
125
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 126 из 142
180. Жизнеспособное потомство образуют:
А) зрелые фаги
В) дефектные фаги
С) умеренные фаги
D) профаги
Е) недефектные фаги
181. Бактериофаги, это:
А) автотрофы
В) сапрофиты
С) факультативные паразиты
D) облигатные паразиты
Е) паразиты
182. Изменение свойств бактерий под влиянием фагов называется:
А) лизогенией
В) конверсией
С) диверсией
D) инверсией
Е) импрессией
183. Место естественного обитания бактериофагов:
А) почва
В) вода
С) воздух
D) кишечный тракт
Е) дыхательная система
184. В местах оседания бактериофагов на микробную культуру образуются:
А) «дырки»
В) «окна»
С) гемолиз
D) колонии
Е) позитивные колонии
185. Назовите способ идентификации фагов:
А) образование колоний
В) образование негативных колоний
С) образование позитивных колоний
D) выделение фага
Е) выращивание фага на МПБ
186. Зона лизиса бактерий фагами называется:
А) лизис
В) гемолиз
С) бляшка
D) колония
Е) конверсия
126
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 127 из 142
187. Назовите явление, отражающее положительное свойство бактериофагов:
А) фаголизис
В) трансформация
С) коньюгация
D) трансдукция
Е) конверсия
188. Фаги, ведущие к гибели микробной клетки, называются:
А) истинно вирулентными
В) умеренными
С) продуктивными
D) продуктивно-умеренными
Е) свободными
189. Бактериофаги обладают высокой активностью в разведении:
А) 10 -1
В) 10 -2
С) 10 -12
D) 10 -10
Е) 10 -11
190. Как действует колифаг на кишечную палочку?
А) разрушает клетки
В) не разрушает клетки
С) улучшает рост микроорганизмов
D) стимулирует синтез антибиотиков
Е) не оказывает влияния
191. Мицелиальные грибы образуют:
А) тетрациклин
В) трихотецин
С) новобиоцин
D) стрептомицин
Е) нафтомицин
192. Гризиофульвин образуют:
А) Streptomices spheroides
В) Penicillium nigricans
С) Penicillium chrysogenum
D) Penicillium brevicompactum
Е) Aspergillus flavus
193. Пенициллин могут образовывать:
А) Aspergillus flavus
В) Aspergillus niger
С) Streptomices spheroides
D) Aspergillus fumigatum
Е) Streptomices spheroides
127
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 128 из 142
194. Плесневые грибы синтезируют:
А) грамицидины
В) полимиксины
С) цефалоспорины
D) тетрациклины
Е) анзамицины
195. Какой первый антибиотик был получен с помощью актиномицет?
А) пенициллин
В) терациклин
С) хлортетрациклин
D) стрептомицин
Е) неомицин
196. Какой антибиотик является ценным противотуберкулезным препаратом:
А) пенициллин
В) эритромицин
С) стрептомицин
D) олеандомицин
Е) магнамицин
197. Бактерии, образующие антибиотики, относят к роду:
А) Staphylococcus
В) Enterobacter
С) Leuconostoc
D) Lactobacterium
Е) Pediococcus
198. Назовите антибиотик, образуемый бактериями:
А) ампициллин
В) метициллин
С) цефалоспорин
D) нафциллин
Е) низин
199. Антибиотик, выделяемый Streptococcus lactis применяется в:
А) медицине
В) ветеринарии
С) пищевой промышленности
D) микробиологической промышленности
Е) сельском хозяйстве
200. Streptococcus cremoris образует:
А) низин
В) бревин
С) лактомин
D) лизоцим
Е) диплококцин
128
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 129 из 142
201. Кто первым ввел в научную литературу термин «антибиотик»?
А) Чейн
В) Вавилов
С) Ваксман
D) Флеминг
Е) Ермольева
202. Первый антибиотик открыл:
А) Чейн
В) Флори
С) Ваксман
D) Флеминг
Е) Ермольева
203. Назовите основной микроорганизм, применяемый для получения пенициллина:
А) Penicillium chrysogenum
В) Penicillium nigricans
С) Penicillium brevicompactum
D) Penicillium urticae
Е) Penicillium griseofulvum
4 Микрофлора почвы, воды и воздуха и методы микробиологической оценки
204. ОМЧ воздуха в помещениях в летнее время:
А) 1500;
В) 2500;
С) 3500;
D) 4500;
Е) 5500.
205. ОМЧ воздуха в помещениях в зимнее время:
А) 1500;
В) 2500;
С) 3500;
D) 4500;
Е) 5500.
206. Какой микроорганизм является санитарно-показательным для воздуха жилых
помещений?
А) дрожжи
В) плесневые грибы
С) гемолитический стрептококк
D) кишечная палочка
Е) картофельная палочка
207. Седиментационный метод используют для определения:
А) коли-титра
129
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 130 из 142
В) коли-индекса
С) общего микробного числа воды
D) общего микробного числа почвы
Е) общего микробного числа воздуха
208. Коли-индекс – это количество:
А) кишечных палочек в 1 л воды
В) кишечных палочек в 333 мл воды
С) микроорганизмов в единице объема
D) кишечных палочек в 1 мл воды
Е) патогенных бактерий в 1 л воды
209. Что такое коли-титр?
А) наименьшее количество воды, в котором обнаруживается хотя бы один патогенный
микроорганизм
В) количество кишечных палочек в 1 л воды
С) наименьшее количество воды, в котором нет кишечной палочки
D) наименьшее количество субстрата, в котором обнаружена кишечная палочка
Е) количество кишечных палочек, обнаруживаемых в определенном объеме исследуемого
субстрата
210. При определении коли-индекса используют посев на среду:
А) МПА
В) Эндо
С) МПБ
D) МППЖ
Е) Китта-Тароцци
211. Санитарно-показательными называют микроорганизмы, обитающие:
А) на поверхности тела человека и животных
В) в толстом и тонком кишечнике животных и человека
С) в естественных полостях человека и животных в большом количестве
D) в верхних дыхательных путях человека и животных
Е) в большом количестве в почве, воде, воздухе
212. Назовите санитарно-показательный микроорганизм для воды:
A) кишечная палочка
B) протей
C) сальмонелла
D) гемолитический стрептококк
E) клостридия
213. Санитарно-показательным микроорганизмом для почвы является:
A) кишечная палочка
B) протей
C) сальмонелла
D) гемолитический стрептококк
E) клостридия
214. Общее микробное число – это количество:
А) кишечных палочек в единице субстрата (1г, 1мл, 1м)
130
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 131 из 142
В) микроорганизмов в 1л воды
С) микроорганизмов в единице субстрата (1г, 1мл, 1м)
D) микроорганизмов в 1г объекта
Е) вегетативных бактерий в 1 г объекта
215. В полисапробной зоне содержание микроорганизмов в 1 мл составляет:
А) до 10 единиц
В) от 100000 до 1 миллиона
С) более миллиона
D) до 1000 единиц
Е) бактерии должны отсутствовать
216. В олигосапробной зоне содержание микроорганизмов в 1 мл составляет:
А) до 10 единиц
В) от 100000 до 1 миллиона
С) более миллиона
D) до 1000 единиц
Е) бактерии должны отсутствовать
217. Коли-титр водопроводной воды должен быть:
А) не более 100
В) не менее 300
С) не более 3
D) не менее 1000
Е) не более 300
218. Для определения зеленящих и гемолитических стрептококков в воздухе используют:
А) мясопептонный агар
В) мясопептонный бульон
С) среды Гисса
D) кровяной агар
Е) мясопептонный желатин
219. В мезасапробной зоне содержание микроорганизмов в одном мл составляет:
А) до 10 единиц;
В) от 100000 до 1 миллиона
С) более миллиона
D) до 1000 единиц
Е) бактерии должны отсутствовать
220. Для массовой очистки загрязненных вод применяют:
А) хлорирование
В) осаждение
С) биологические факторы
D) антибиотики
Е) озонирование
221. Общее микробное число питьевой воды, в одном мл:
А) 100
В) 200
С) 250
131
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 132 из 142
D) 300
Е) 500
222. Коли-индекс питьевой воды не должен превышать:
А) 1
В) 3
С) 10
D) 15
Е) 30
223. Общее количество микробов в воздухе определяют методом:
А) биологическим
В) химическим
С) бродильных проб
D) седиментационным
Е) Дригальского
224. На основании, каких признаков дифференцируют бактерии группы кишечных
палочек?
А) пробы на редуктазу
В) пробы на каталазу
С) комплекса ТИМАЦ
D) теста индолообразования
Е) реакции на ацетилметилкарбинол
225. Под нитрификацией понимают:
А) превращение нитратов в нитриты
В) превращение аммиака в нитраты
С) восстановление нитратов до молекулярного азота
D) превращение нитритов в нитраты
Е) разрушение азотистых соединений с образованием аммиака
226. Что такое денитрификация?
А) превращение нитратов в нитриты
В) превращение аммиака в нитраты
С) восстановление нитратов до молекулярного азота
D) превращение нитритов в нитраты
Е) разрушение азотистых соединений с образованием аммиака
227. Аммонификация это:
А) превращение нитратов в нитриты
В) превращение азота в нитраты
С) восстановление нитратов до молекулярного азота
D) превращение нитритов в нитраты
Е) разрушение азотистых соединений с образованием аммиака
5 Наследственность и изменчивость
228. Обмен генетической информации у бактерий при трансформации происходит путем:
А) поглощения из среды свободного фрагмента ДНК
В) передачи ДНК с помощью бактериофага
132
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 133 из 142
С) передачи ДНК с помощью экзотоксина
D) передачи ДНК с помощью эндотоксина
Е) непосредственного контакта
229. Обмен генетической информации у бактерий при трансдукции происходит путем:
А) поглощения из среды свободного фрагмента ДНК
В) передачи ДНК с помощью бактериофага
С) передачи ДНК с помощью экзотоксина
D) передачи ДНК с помощью эндотоксина
Е) непосредственного контакта
230. Диссоциация культуры – это:
А) изменение патогенных свойств микроба
В) изменение ферментативных свойств
С) изменение токсигенных свойств
D) изменение редуцирующих свойств
Е) переход из одной формы колонии в другую
231. Колицины это белковые вещества:
А) подавляющие рост и размножение чувствительных к ним бактерий
В) вызывающие гемолиз эритроцитов
С) вызывающие расщепление клетчатки
D) вызывающие расщепление глюкозы
Е) подавляющие рост и размножение Е. coli
232. Передача ДНК донора клетке-реципиенту при конъюгации происходит при:
А) участии бактериофага
В) непосредственном контакте
С) помощи плазмиды
D) участии нуклеоида
Е) участии экзотоксина
233. Биосинтез белка происходит на:
А) митохондриях
В) нуклеоиде
С) ДНК
D) РНК
Е) рибосомах
234. Что является функциональной единицей наследственности:
А) ДНК
В) мРНК
С) тРНК
D) ген
Е) геном
235. Изменения в структуре генома, происходящие в одной паре нуклеотидов называются:
А) точечные мутации
В) мутации абберации
С) рекомбинации
D) инверсия
133
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 134 из 142
Е) трансформация
236. Изменения в структуре генома, происходящие в двух и более пар нуклеотидов
называются:
А) точечные мутации
В) мутации абберации
С) рекомбинации
D) инверсия
Е) трансформация
237. Разворот нуклеотидной последовательности в ДНК на 180 градусов называется:
А) точечная мутация
В) мутация абберация
С) рекомбинация
D) инверсия
Е) трансформация
238. Делеция это:
А) замена пары нуклеотидов
В) вставка пары нуклеотидов
С) выпадение пары нуклеотидов
D) замена двух пар нуклеотидов
Е) вставка двух пар нуклеотидов
239. Что кодирует триплет?
А) белок
В) геном
С) ДНК
D) гуанин
Е) аминокислоту
240. Какими нуклеотидами представлен генетический код бактерий?
А) АТТА
В) АТАЦ
С) АЦЦТ
D) АТГГ
Е) АТГЦ
241. Как называется внехромосомный геном бактериальной клетки?
А) рибосома
В) хромосома
С) лизосома
D) плазмида
Е) нуклеоид
242. Что такое геном микробной клетки?
А) совокупность нуклеотидов в ДНК и РНК
В) совокупность нуклеотидов в хромосоме
С) ДНК
D) РНК
Е) совокупность нуклеотидов в плазмиде
134
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 135 из 142
243. Фенотипические различия между микроорганизмами, одинаковыми по
называются:
А) рекомбинациями
В) инверсиями
С) абберациями
D) мутациями
Е) модификациями
генотипу
244. Кто определил структуру гена?
А) М.Мак-Карти
В) Ф.Гриффитс
С) Г.Мендель
D) Л.Пастер и Дж. Уотсон
Е) Ф.Крик и Дж. Уотсон
6 Инфекция и иммунитет
245. Зараженность макроорганизма, при которой развивается комплекс эволюционно
сложившихся биологических реакций взаимодействия макроорганизма и патогенных
микроорганизмов называется:
А) микробоносительство
В) иммунизирующая субинфекция
С) инфекция
D) инфекционная болезнь
Е) инфекционный процесс
246. Зараженность макроорганизма, при которой происходит
перестройка, и образуются антитела, называется:
А) микробоносительство
В) иммунизирующая субинфекция
С) инфекция
D) инфекционная болезнь
Е) инфекционный процесс
иммунологическая
247. Зараженность макроорганизма,
перестройкой, называется:
А) микробоносительство
В) иммунизирующая субинфекция
С) инфекция
D) инфекционная болезнь
Е) инфекционный процесс
иммунологической
не
сопровождающееся
248. Внедрение, размножение и распространение микроба в организме и его реакция на
микроорганизм, определяется как:
А) микробоносительство
В) иммунизирующая субинфекция
С) инфекция
D) инфекционная болезнь
Е) инфекционный процесс
135
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 136 из 142
249. Какая форма инфекции проявляется клиническими признаками?
А) инфекционная болезнь
В) микробоносительство
С) вирусоносительство
D) иммунизирующая субинфекция
Е) ремиссия
250. Симбиоз, при котором оба симбионта – хозяин и микроб – получают взаимную
выгоду, называют:
А) мутуализмом
В) комменсализмом
С) паразитизмом
D) антагонизмом
Е) эктосимбиозом
251. Симбиоз, при котором один из симбионтов живет за счет другого, но не причиняет
ему вреда, называют:
А) мутуализмом
В) комменсализмом
С) паразитизмом
D) антагонизмом
Е) эктосимбиозом
252. Симбиоз, при котором один из симбионтов живет за счет другого, при этом
причиняет ему вред, называют:
А) мутуализмом
В) комменсализмом
С) паразитизмом
D) антагонизмом
Е) эктосимбиозом
253. Промежуток времени от момента проникновения микроорганизма в макроорганизм
до появления первых признаков болезни, называется:
А) инкубационный период
В) продромальный период (период предвестников)
С) клинический период
D) исход болезни
Е) выздоровление
254. Проявление основных характерных для данной инфекционной болезни признаков,
характеризует:
А) инкубационный период
В) продромальный период (период предвестников)
С) клинический период
D) исход болезни
Е) выздоровление
255. Появление первых, не всегда специфических для данной болезни симптомов,
характеризует:
А) инкубационный период
В) продромальный период (период предвестников)
136
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 137 из 142
С) клинический период
D) исход болезни
Е) выздоровление
256. Что такое патогенность микроорганизма?
А) общий признак присущий всем микробам
В) видовой генетический признак, передающийся по наследству
С) способность вызывать образование антител
D) способность микроба вызывать аллергию
Е) количество микробных клеток, обуславливающих инфекционную болезнь
257. Что означает понятие “инвазивность”?
А) размножение микроба в крови
В) способность микроба образовывать токсин
С) способность микроба преодолевать защитные барьеры в организме
D) степень патогенности конкретного микроорганизма
Е) антителообразующая способность микроорганизма
258. Токсигенность:
А) размножение микроба в крови
В) способность микроба образовывать токсин
С) способность микроба преодолевать защитные барьеры в организме
D) это степень патогенности конкретного микроорганизма
Е) антителообразующая способность микроорганизма
259. Что означает понятие “вирулентность”?
А) размножение микроба в крови
В) способность микроба образовывать токсин
С) способность микроба преодолевать защитные барьеры в организме
D) степень патогенности конкретного микроорганизма
Е) антителообразующая способность микроорганизмов
260. Назовите фактор вирулентности:
А) спора
В) нуклеоид
С) капсула
D) рибосома
Е) оболочка
261. Отравление организма токсинами микробов называется:
А) бактериемия
В) септицемия
С) токсемия
D) септикопиемия
Е) пиемия
262. Состояние, при котором микробы разносятся кровью в органы и ткани и там
размножаются, называется:
А) бактериемия
В) септицемия
С) токсемия
137
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 138 из 142
D) септикопиемия
Е) пиемия
263. Процесс, характеризующийся размножением микробов в крови, называется:
А) бактериемия
В) септицемия
С) токсемия
D) септикопиемия
Е) пиемия
264. Процесс, при котором распространение патогенных микроорганизмов
сопровождается появлением гнойных очагов в отдельных органах, называется:
А) бактериемия
В) септицемия
С) токсемия
D) септикопиемия
Е) пиемия
265. Пассивный иммунитет возникает:
А) после естественного переболевания
В) после иммунизации
С) после поступления в организм готовых антител
D) после лечения антибиотиками
Е) после введения вакцины
266. Активный иммунитет возникает:
А) после естественного переболевания
В) после поступления в организм молозива
С) после поступления в организм готовых антител
D) после лечения антибиотиками
Е) трансовариально.
267. Способ защиты макроорганизма от тел и веществ, несущих признаки генетической
чужеродности:
А) гиперчувствительность замедленного типа
В) гиперчувствительность немедленного типа
С) иммунологическая толерантность
D) иммунитет
Е) иммунологическая память
268. Назовите центральный орган иммунной системы:
А) селезенка
В) лимфатический узел
С) кровь
D) печень
Е) костный мозг
269. К периферическому органу иммунной системы относится:
А) костный мозг
В) лимфатический узел
С) макрофаги
138
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
стр. 139 из 142
D) легкие
Е) тимус
270. Назовите неспецифический фактор защиты:
А) Т- лимфоциты
В) кровь
С) эритроциты
D) макрофаги
Е) антитела
271. Скопления бактерий, заключенные в общую капсулу, называются:
А) стафилококками
В) стрептококками
С) зооглеями
D) макрофагами
Е) стрептобактериями
272. С какой целью используются гипериммунные сыворотки?
А) Для вакцинации животных
Б) Для лечения животных
В) Для диагностики инфекционных заболеваний
Г) Для иммунизации, лечения и диагностики
Д) Для кормовых целей
273 .Стерильным называют иммунитет:
A) Если организм животного после переболевания освобождается от возбудителя
B) Если иммунитет сохраняется только до тех пор, пока в организме находится
возбудитель
C) Сопровождается выработкой специфических антител
D) Сопровождается образованием специфически реагирующих с возбудителем Тлимфоцитов
E) Возникает при введении в организм стерильного иммуноглобулина
274. Что понимают под понятием «антигенность»?
A) Способность антигена вызывать иммунный ответ
B) Способность антигена создавать иммунитет
C) Особенность строения веществ, по которым антигены отличаются друг от друга
D) Способность возбудителя вызвать инфекционный процесс в организме
E) Способность антигена специфически связываться с антителами
275Что понимают под иммуногенностью?
A) Способность антигена вызывать иммунный ответ
B) Способность антигена создавать иммунитет
C) Особенность строения веществ, по которым антигены отличаются друг от друга
D) Способность возбудителя вызвать инфекционный процесс в организме
E) Способность антигена специфически связываться с антителами
276. Антигенные особенности, благодаря наличию которых антигены отличаются друг от
друга:
A) чужеродность
139
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
B) молекулярная масса
C) антигенность
D) иммуногенность
E) специфичность
140
стр. 140 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
141
стр. 141 из 142
УМКД 042-18-23.1.25/03-2013
Редакция № 4 от ________
2013г.
142
стр. 142 из 142