МИКРОБИОЛОГИЯ КАК НАУКА

МИКРОБИОЛОГИЯ КАК
НАУКА
1.
2.
3.
4.
План лекции:
Предмет микробиологии
Задачи науки
Методология и методы науки
Краткая история развития
микробиологии
Микробиология – наука,
изучающая мельчайшие организмы,
размер которых не превышает
0,1 мм или 100 мкм (1 мкм=10-6м),
закономерности их жизни и развития
в единстве со средой обитания,
а также изменения, вызываемые ими
в организме человека, животных,
растений и в неживой природе.
Thiomargarita namibiensis («Серная жемчужина Намибии») —
грамотрицательная протеобактерия, найденная в океанских
впадинах и на шельфе. Является наибольшей из всех
существующих ныне бактерий, достигает в размере 750 μм (0,75
мм) и может наблюдаться невооружённым глазом.
Микроорганизмы – это
сборная биоэкологическая
группа, представители которой
занимают все среды обитания.
Общие свойства микроорганизмов
Малые размеры 0,1 мм или 100 мкм (1 мкм=10-6м),
Высокая скорость обменных процессов. Например, у
быка весом 500 кг за 24 часа синтезируется
примерно 0,5 кг белка, за это же время 500 кг
дрожжей могут синтезировать более 50 000 кг белка.
Широкое распространение в природе
Пластичность обмена – высокая способность к
адаптации, способность к образованию адаптивных
(индуцибельных) ферментов.
Высокая степень изменчивости
Задачи современной микробиологии:
• Изучение морфологии, физиологии и
биохимии микроорганизмов
• Систематизация микроорганизмов на основе
имеющихся фактических данных
• Изучение циклов развития и размножения
микроорганизмов с целью максимального
применения их в практике: промышленной,
сельскохозяйственной, медицинской и др.
направлениях микробиологии.
• Изучение их роль в биосфере.
Общая микробиология
Изучает:
Строение микробной клетки
Метаболизм, т.е. источники получения энергии и
построения клеточного вещества
Взаимодействия микроорганизмов друг с другом, и с
окружающей средой
Систематику микроорганизмов
Частные направления
- Бактериология
-Микология
-Альгология
- Вирусология
- Протозоология
Прикладные направления
Медицинская
Ветеринарная
Техническая
Сельскохозяйственная
Почвенная
Водная
Геологическая
Космическая
Основу микробиологических методов
составляют две процедуры:
• выделение – т.е. изоляция
определенного микроорганизма из
существующих в природе смешанных
популяций;
• культивирование – выращивание
микробов в искусственной
культуральной среде в лабораторных
условиях.
•
•
•
•
Микроскопия;
Метод чистой культуры;
Метод двухкомпонентных культур;
Метод накопительных или элективных
культур, при котором создаются
условия для развития предпочтительно
одного организма, который оказывается
наиболее приспособленным к
предложенной среде и вытесняет все
остальные, сопутствующие
микроорганизмы;
• Метод стерилизации.
Открыл мир микробов
голландский
коммерсант
Антоний Ван Левенгук (1632-1723),
создавший
совершенную лупу-микроскоп,
с увеличением 160-270.
Левенгуком были
выявлены и описаны
представители
всех групп микробов
Страница из письма Антони ван Левенгука, присланного в Лондонское
королевское общество в 1702 году и сразившего наповал научное
сообщество того времени. На иллюстрации изображены организмы,
обитающие в ряске на поверхности стоячей воды, в частности
коловратки (рисунок 3, Q, R).
Я решил не собирать чужих открытий; я предпочел учиться у самой
природы, этой наилучшей наставницы, путем собственного опыта,
совершенно не сомневаясь в том, что существа, наблюдаемые в
настоях, хотя и очень малы, все же могут раскрыть величайшие
тайны природы…
М.М. Тереховский
Первым исследователем
микроорганизмов в России
был врач-микробиолог М.М.
Тереховский (1740-1796). В
своей работе «О наливочном
хаосе Линнея» он
экспериментально отверг
теорию о самопроизвольном
зарождении жизни
Луи Пастер (1822-1895)
французский микробиолог
и химик
Опроверг теорию о самозарождении жизни
Открыл бескислородную (анаэробную)
среду жизни
Доказал биологическую природу процессов
брожения
Объяснил, что инфекционные болезни
имеют микробиологическую природу и
возникают в результате попадания в
организм болезнетворных
микроорганизмов. Ввел процедуру
вакцинации от инфекционных
заболеваний.
К.А. Тимирязев считал, что «Пастер оказал такое влияние на
практические стороны человеческой деятельности, какое не
оказывал ни один человек за всю историю цивилизации»
Роберт Кох
(1843-1910)
Разработал методику получения чистых культур микроорганизмов в виде
отдельных колоний на плотных питательных средах, что позволило выделить и
изучить ряд микроорганизмов.
Разработал методы окрашивания микроорганизмов, микрофотографии,
дезинфекции.
Ввел в лабораторную практику заражение подопытных животных для
выделения чистых культур патогенных микробов. Р. Кох обнаружил и изучил
возбудителя туберкулеза человека и крупного рогатого скота (палочку Коха).
Таким образом, Р. Кох заложил основы современной методики
микробиологических исследований, за что в 1905 г. Шведская академия наук
присудила ему Нобелевскую премию.
ФИО ученого
Основные достижения
И.И. Мечников (1845-1916)
создал фагоцитарную теорию иммунитета, основанной на
способности клеток макроорганизма противостоять
инородным телам; установил антагонизм между
молочнокислыми и гнилостными бактериями; работал с
возбудителями инфекционных болезней. В 1908 г. ему
была присуждена Нобелевская премия.
Л.С. Ценковский (1822-1877)
разработал методы борьбы с сибирской язвой в виде прививок.
Кроме того, он доказал бактериальную природу сахарного клека и
разработал способы предупреждения его в сахарном производстве.
Д.И. Ивановский (1886-1920)
по праву считается основоположником вирусологии. Он при
изучении мозаичной болезни табака обнаружил микроорганизмы,
которые проходили через биологические фильтры. Эти
микроорганизмы получили название вирусов. Это послужило
толчком к открытию возбудителей ящура, оспы, невидимых в
обычные световые микроскопы.
В.Л. Омелянский (1867-1928)
ученик С.Н. Виноградского, открыл возбудителей брожения
клетчатки, изучал процессы нитрификации, азотфиксации, а также
экологию микроорганизмов почвы. В.Л. Омелянский написал в
1909 г. первый учебник по общей микробиологии в России,
который выдержал десять изданий и по настоящее время является
настольной книгой микробиологов. В 1923 г. им издано первое в
нашей стране «Практическое руководство по микробиологии».
Виноградский Сергей
Николаевич
(1856-1953)
Выдающийся русский микробиолог,
основатель экологии микроорганизмов
и почвенной микробиологии.
Он выяснил участие
микроорганизмов в круговороте веществ в
природе.
Впервые (1889) ввел в микробиологическую
практику элективные (избирательные)
питательные среды, которые создавали условия
для размножения определенного вида микроба.
Ему принадлежит открытие явления азотфиксации и
хемосинтеза и описание важнейших групп
хемосинтезирующих бактерий.
Заварзин
Георгий Александрович
(1933-2011)
Действительный член РАН,
доктор биологических наук.
Исследовал роль
микроорганизмов в
формировании состава
атмосферы, круговоротах
основных химических
элементов и других
глобальных процессах, а также
в истории биосферы.
Разработал системные подходы к анализу
физических и химических условий связи
микроорганизмов между собой и средой обитания.
Звягинцев Дмитрий
Григорьевич (г.р.1932),
профессор, доктор биологических
наук, заслуженный профессор
МГУ, заслуженный деятель науки
РФ, академик РАЕН.
Внес существенный вклад в представления о
взаимодействии микроорганизмов с
твердыми поверхностями, установил природу
связей, раскрыл специфику развития клеток
на границах раздела физических фаз, глубоко
изучил физиологию иммобилизованных
клеток, кинетику микробного роста в почве.
Сформулировал основные принципы и концепции строения и
функционирования комплекса почвенных микроорганизмов (почва как
множество микросред обитания, концепция микробного пула и пула
микробных метаболитов, принцип ненасыщенности почвы
микроорганизмами, принцип дублирования.