Контрольная работа по микробиологии

План:

I. Введение

 

II.Основная часть

1. Основы микробиологии

2. Эволюция микробного  паразитизма и происхождение  патогенных микроорганизмов

3. Примеры патогенных  организмов

 

III. Заключение

 

IV.Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Введение

Геологическая летопись нашей  планеты – останки вымерших существ - неопровержимо доказывает, что  жизнь на планете менялась: одни виды животных и растений исчезали, другие возникали, видоизменялись, порождая новые формы. То же, но в меньших  масштабах можно наблюдать на изолированных островах или других замкнутых территориях: через несколько  тысяч или даже сотен лет такой  изоляции животные и растения уже  заметно отличаются от живущих по другую сторону водной или иной преграды.

Исторические изменения  наследственных признаков организмов называются эволюцией ( от лат. evolutio – «развертывание»). Этот процесс имеет три очень важных следствия. Во-первых, в ходе эволюции возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов. Во-вторых, организмы адаптируются к изменениям условий внешней среды; поэтому говорят, что эволюция имеет приспособительный характер. И наконец, в-третьих, в результате эволюции постепенно повышается общий уровень организации живых существ: они усложняются и совершенствуются.

«Миллиарды 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 на пище, которую мы принимаем, в воде, которую пьём, и в воздухе, которым мы дышим. Окружающие нас предметы, наша одежда, поверхность нашего тела, всё это буквально кишит микробами, среди которых встречаются и болезнетворные виды», - так образно охарактеризовал микрофлору, которая нас окружает, выдающийся русский микробиолог В,Л,Омелянский. По-видимому, в биосфере нет такой среды, в которой не встречались бы микроорганизмы. Всюду, где есть хотя бы какие-то источники энергии, углерода и азота, обязательно встречаются и микроорганизмы, различающиеся по своим физиологическим потребностям и свойствам. Именно это разнообразие, в основе которого лежит способность использовать любые, даже минимальные возможности для своего существования, исторически обусловило вездесущность микроорганизмов. С другой стороны, активная жизнедеятельность миллиардов микроорганизмов, их гигантская роль в круговороте веществ в природе имеют исключительное значение для поддержания (сохранения) динамического равновесия всей биосферы, нарушение которого привело бы к катастрофическим последствиям.

  Естественной средой  обитания микроорганизмов служат  в первую очередь почва, вода  и воздух. Они заселяют также  кожные покровы и сообщающиеся  с внешней средой слизистые  оболочки человека и животных.

  Везде и всюду  микроорганизмы сосуществуют в  виде сложных ассоциаций –  биоценозов, представленных многими  и разнообразными видами, между  которыми складываются своеобразные  взаимоотношения. Особенности этих  взаимоотношений таковы, что они  обеспечивают существование всех  многочисленных видов бактерий  и в конечном счете всего царства прокариот, которое, в свою очередь, сосуществует с другими царствами жизни на Земле.

 

 

 

 

 

 

                                               Основы микробиологии

Санитарная микробиология  изучает микрофлору окружающей среды  с позиции влияния ее на здоровье человека. Санитарно-микробиологические исследования позволяют эпидемиологам  и гигиенистам оценить опасность  воды, воздуха, почвы, предметов обихода, медицинского оборудования, других объектов как вероятных факторов передачи возбудителей кишечных, респираторных, раневых м иных инфекций.

Правила взятия проб для  исследования, методы анализа, а также  допустимые уровни микробиологического  загрязнения объектов строго регламентируются нормативными актами - стандартами, санитарными  правилами и нормами, методическими  указаниями, другими официальными документами.

Видовая идентификация  выделенных из проб культур проводится достаточно редко. Обычно в санитарной микробиологии оперируют условными  группами микробов, принадлежность к  которым устанавливают по минимальному числу морфологических, культуральных и ферментативных признаков.

 

 

        Эволюция микробного паразитизма и происхождение патогенных микроорганизмов

 
Паразитизм, так же как и другие формы взаимоотношений между  паразитами и их хозяевами, возник, развивался и совершенствовался  в процессе эволюции микроорганизмов. Полагают, что свободноживущие микроорганизмы-сапрофиты  появились свыше 3 млрд. лет тому назад во время зарождения жизни  на нашей планете, а микроорганизмы-паразиты значительно позже - по мере образования  эукариотов. 
В основе паразитизма лежат расширение и обновление экологических возможностей сапрофитов, поскольку перед ними открылись новые экологические сферы распространения. Так, возникли факультативные (необязательные) паразиты, многие из которых, не нанося заметных повреждений организму хозяина, извлекают для себя пользу. Такая форма межвидовых отношений называется комменсализмом. Она характерна для сапрофитных гнилостных микроорганизмов, которые освоили новую экологическую нишу - кишечник животных и человека. К ним относятся условно-патогенные, или оппортунистические, виды бактерий (эшерихии, протей и др.), дрожжеподобные грибы, популяции которых в нормальных условиях не наносят ущерба хозяину. Однако в экстремальных ситуациях данные микроорганизмы вызывают патологические процессы.

                                         

 

По мере увеличения зависимости  от организма хозяина происходило  дальнейшее совершенствование паразитизма, которое привело к появлению  патогенных видов - возбудителей инфекционных заболеваний людей и животных. Многие из них утратили сапрофитную  форму в своем развитии в отличие  от условно-патогенных микроорганизмов. Они оказались неспособными не только размножаться, но даже сохраняться  в окружающей среде. 
 
Так, трепонема сифилиса, бактерии коклюша и др. выживают во внешней среде всего несколько минут, энтеробактерии - несколько недель и месяцев и т.д. Однако спорообразующие патогенные (бациллы сибирской язвы) и условно-патогенные бактерии (клостридии столбняка и газовой гангрены) сохраняются в течение многих месяцев и лет в виде спор.

Основной движущей силой  эволюции микробного паразитизма, во время  которой сформировались патогенные виды, явились мутации и рекомбинации генов. В результате направленного  отбора особей, наиболее приспособленных  к конкретным условиям сущеcnвования в организме человека, происходило совершенствование вирулентных и токсических свойств возбудителей, формирование новых их разновидностей и видов. Основные селективные факторы направленного отбора, действующие в организме человека и животных, относятся к неспецифической и иммунной защите организма хозяина, а также постоянно увеличивающемуся арсеналу этиотропных химиотерапевтических и иммунных (вакцины, иммуноглобулины) препаратов. При этом число новых генотипов, выживших в результате направленного отбора, находится в прямой зависимости от количества действующих селективных факторов. Это приводит к постоянному обновлению генофонда микробной популяции. Особое значение в эволюции патогенов играет постоянная миграция информации с внехромосомными факторами наследственности или транспозируемыми элементами (транспозоны, плазмиды). Как уже отмечалось, они контролируют образование самых разнообразных продуктов: токсинов, ферментов, антигенов, которые в определенных случаях придают селективные преимущества несущим их клеткам возбудителя.

                                                      

 

Таким образом, эволюционная роль внехромосомных факторов наследственности состоит в повышении гетерогенности бактериальных популяций, что в конечном итоге способствует выживанию тех биоваров с измененной антигенностью и патогенностью, которые наиболее приспособлены к данным конкретным условиям существования в организме своего хозяина. В настоящее время установлено сходство между провирусами и транспозируемыми элементами. Провирусы представляют собой такую форму вирусной ДНК, которая встроена в хромосому клетки хозяина. Выше данная форма взаимодействия между вирусом и клеткой была охарактеризована как интегративная инфекция. В этой связи можно допустить, что ДНК-вирусы произошли из транспозируемых элементов бактериальных клеток, которые при выщеплении из бактериальной хромосомы могли приобрести структурные гены, контролирующие образование вирусного капсида, и соответствующие регуляторные гены.

В древней атмосфере  не было кислорода. Поэтому первые одноклеточные  организмы, подобно современным  бактериям, использовали в качестве окислителя для процессов дыхания  и источника энергии ионы железа и других химических элементов. Более того, кислород оказался бы губителен для этих древнейших существ: появившись, он немедленно разрушил бы их клетки. Однако около 3,5 млрд лет назад произошла первая революция. Клетки некоторых примитивных существ приобрели способность использовать энергию солнечного света, т.е. фотосинтезировать,  создавая органическое вещество из неорганического. Вероятно, они напоминали современные синезеленые водоросли. Одновременно эти необычные организмы стали выделять в атмосферу кислород. Первые живые существа, спасаясь от ядовитого для них газа, исчезли с поверхности планеты и из верхних слоев воды в озерах и морях, сохранившись лишь в глубине геологических пород, где были защищены слоем минеральных веществ.

Древние синезеленые водоросли полностью изменили Землю: насыщенная кислородом атмосфера изгнала с поверхности примитивных бактерий, но сделала возможным дальнейшее совершенствование других форм, от которых произошли все современные организмы. Однако до этого было еще далеко, ведь совершенствование живых существ шло крайне медленно. Вторая (после возникновения фотосинтеза) революция произошла около 2,5млрд лет назад, когда наряду с прокариотическими клетками бактерий и синезеленых водорослей появились эукариотические одноклкточныеорганизмы. Ученые полагают, что они произошли от прокариотов. Главное отличие эукариотической клетки – наличие в ней внутриклеточных мембран. Возможно, они возникли в клетках древних бактерий благодаря впячиваниям их оболочек внутрь. Такие пузырьки превратились в пищеварительные вакуоли, лизосомы и цистерны эндоплазматической сети. Это приобретение дало древним организмам явное преимущество: они меньше зависели от окружающей среды, так как создавали запасы пищи внутри клеток.

Такой организм уже мог  перейти к питанию бактериями и синезелеными водорослями, захватывая их выпячиваниями клеточной оболочки и заключая в образующиеся пищеварительные вакуоли, чтобы потом переварить. Возможно, этот «хищник» был так прожорлив, что не сразу переваривал «проглоченные» жертвы и сохранял их какое-то время внутри своего одноклеточного тела. Попавшие в плен бактерии и одноклеточныесинезеленые водоросли научились размножаться внутри большой клетки хищника, а со временем даже заключили с ним мир, основанный на взаимной выгоде: бактерии превратились в митохондрии, обеспечивающие клетку-хозяина энергией, а синезеленые водоросли – в пластиды (хлоропласты и хромопласты) и стали выполнять фотосинтез и некоторые другие обязанности.

Третья революция  случилась около 1,2 млрд лет назад, когда появилось половое размножение. В результате резко увеличился обмен наследственным материалом между организмами и как следствие возросло их многообразие, создавшее предпосылки для дальнейшего совершенствования жизни. 

Типичным представителем живого организма того времени был  воротничковый жгутиконосец – существо, сочетавшее в себе черты современных  жгутиконосцев и амеб. Вероятно, этот организм жил, прикрепившись ко дну океана или моря. Можно вообразить также и то, как это создание питалось. Колеблющийся жгутик направлял  воду сквозь отверстия воротничка (вырост клетчатой стенки в виде кольцевой  пластинки). Вода пригоняла мелкие частицы  пищи, и они оседали на воротничке, как на ситечке. Эти частицы захватывало  служившее для питания приспособление – ложноножка. В клетке жгутиконосца образовывалась пищеварительная вакуоль, в которой происходило переваривание  частиц, - так же, как это происходит у амеб.

В дальнейшем одноклеточные  организмы соединялись и жили вместе, образовывая колонию. В такой  колонии при многократном делении  клеток становится тесно. Организмы-соседи мешают друг другу добывать необходимую пищу. Справиться с проблемой  помогает специализация: какие-то одноклеточные сохраняют только воротнички и жгутики, какие-то, напротив, теряют жгутики, но сохраняют ложноножку. Т.е. разные клетки колонии объединяются в устойчивые слои. Каждый такой слой, или ткань, имеет определенную функцию. Так начинается эволюция многоклеточных организмов.

Паразитизм, так же как  и другие формы взаимоотношений  между паразитами и их хозяевами, возник, развивался и совершенствовался  в процессе эволюции микроорганизмов. Полагают, что свободноживущие микроорганизмы-сапрофиты  появились свыше 3 млрд. лет тому назад во время зарождения жизни  на нашей планете, а микроорганизмы-паразиты значительно позже - по мере образования  эукариотов.

В основе паразитизма лежат  расширение и обновление экологических  возможностей сапрофитов, поскольку  перед ними открылись новые экологические  сферы распространения. Так, возникли факультативные (необязательные) паразиты, многие из которых, не нанося заметных повреждений организму хозяина, извлекают для себя пользу. Такая  форма межвидовых отношений называется комменсализмом. Она характерна для  сапрофитных гнилостных микроорганизмов, которые освоили новую экологическую  нишу - кишечник животных и человека. К ним относятся условно-патогенные, или оппортунистические, виды бактерий (эшерихии, протей и др.), дрожжеподобные грибы, популяции которых в нормальных условиях не наносят ущерба хозяину. Однако в экстремальных ситуациях данные микроорганизмы вызывают патологические процессы.