Контрольная работа по предмету «Микробиология и иммунология»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО РГАЗУ)

 

 

Зооинженерный факультет

 

 

 

Контрольная работа по предмету:

«Микробиология и иммунология»

 

 

 

 

 

Студент: Ермоленко Анастасия Александровна

№4433

 

 

 

 

 

 

 

2014 год

3 курс

 

9. Описательный период развития микробиологии, его разнообразие.

Микробиология — наука о живых организмах, невидимых невооруженным глазом (микроорганизмах): бактерии, архебактерии, микроскопические грибы и водоросли, часто этот список продляют простейшими и вирусами. В область интересов микробиологии входит их систематика, морфология, физиология, биохимия, эволюция, роль в экосистемах, а также возможности практического использования.

Возможность изучения микроорганизмов возникла лишь с развитием оптических приборов. Первый микроскоп был создан ещё в 1610 году Галилеем. В 1665 Роберт Гук впервые увидел растительные клетки. Однако 30-кратного увеличения его микроскопа не хватило, чтобы увидеть простейших и тем более бактерии. По мнению В. Л. Омелянского «первым исследователем, перед изумлённым взором которого открылся мир микроорганизмов, был учёный иезуит Афанасий Кирхер (1601—1680), автор ряда сочинений астрологического характера», однако обычно первооткрывателем микромира называют Антони ван Левенгука.

В своём письме Лондонскому Королевскому обществу он сообщает как 24 апреля 1676 года микроскопировал каплю воды и даёт описание увиденных там существ, в том числе бактерий. Левенгук считал обнаруженных им микроскопических существ «очень маленькими животными» и приписывал им те же особенности строения и поведения, что и обычным животным. Повсеместное распространение этих «животных» стало сенсацией не только в научном мире. Левенгук демонстрировал свои опыты всем желающим, в 1698 году его даже посетил Пётр I.

Между тем, наука в целом ещё не была готова к пониманию роли микроорганизмов в природе. Система теорий возникла тогда лишь в физике. Во времена Левенгука отсутствовали представления о ключевых процессах живой природы, так, незадолго до него в 1648 году Ван Гельмонт, не имея никакого понятия о фотосинтезе, заключил из своего опыта с ивой, что растение берёт питание только из дистиллированной воды, которой он его поливал. Более того, даже неживая материя ещё не была достаточно изучена, состав атмосферы, необходимый для понимания того же фотосинтеза, будет определён лишь в 1766—1776 годах. Поэтому неудивительно что «животным» Левенгука не нашлось место нигде, кроме как в коллекции курьёзов.

В течение следующих 100—150 лет развитие микробиологии проходило лишь с описанием новых видов. Видную роль в изучении многообразия микроорганизмов сыграл датский биолог Отто Фридрих Мюллер, который к 1789 описал и назвал по линнеевской биномиальной номенклатуре 379 различных видов. В это время было сделано и несколько интересных открытий. Так, в 1823 была определена причина «кровоточения» просфор — бактерия, названная Serratia marcescens (другое название — Monas prodigiosa). Также следует отметить Христиана Готфрида Эренберга, описавшего множество пигментированных бактерий, первые железобактерии, а также скелеты простейших и диатомовых водорослей в морских и лиманных отложениях, чем положил начало микропалеонтологии. Именно он впервые объяснил окраску воды Красного моря развитием в ней цианобактерий Trichodesmium erythraeum. Он, однако, причислял бактерий к простейшим и рассматривал их вслед за Левенгуком как полноценных животных с желудком, кишечником и конечностями…

В России одним из первых микробиологов был Л. С. Ценковский (1822—1887), описавший большое число простейших, водорослей и грибов и сделавший вывод об отсутствии резкой границы между растениями и животными. Им также была организована одна из первых Пастеровских станций и предложена вакцина против сибирской язвы.

Высказывались в это время и смелые гипотезы, например врач-эпидемиолог Д. С. Самойлович (1744—1801) был убеждён, что болезни вызываются именно микроорганизмами, однако тщетно пытался увидеть в микроскоп возбудитель чумы — возможности оптики тогда ещё не позволяли это сделать. В 1827 итальянец А. Басси обнаружил передачу болезни шелковичного червя при переносе микроскопического гриба. Ж. Л. Л. Бюффон и А. Л. Лавуазье связывали брожение с дрожжами, однако общепринятой оставалась чисто химическая теория этого процесса, сформулированная в 1697 году Г. Э. Шталем. Для спиртового брожения, как для любой реакции, Лавуазье и Л. Ж. Гей-Люссаком были посчитаны стехиометрические соотношения. В 1830-х Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг и Т. Шванн независимо друг от друга наблюдали обилие микроорганизмов в осадке и плёнке на поверхности бродящей жидкости и связали брожение с их развитием. Эти представление наткнулись, однако, на резкую критику со стороны таких видных химиков как Фридрих Вёлер, Йёнс Якоб Берцелиус и Юстус Либих. Последний даже написал анонимную статью «О разгаданной тайне спиртового брожения» (1839) — саркастическую пародию на микробиологические исследования тех лет.

Тем не менее, вопрос о причинах брожения, тесно связанный с вопросом о спонтанном самозарождении жизни, стал первым успешно решённым вопросом о роли микроорганизмов в природе.

16. Движение жгутиковых, извитых микроорганизмов. Фазы роста и размножения бактерий в оптимальных условиях.

Среди бактерий встречаются подвижные и неподвижные формы. Движение бактерий происходит обычно при помощи так называемых жгутиков. Некоторые извитые бактерии, не имеющие жгутиков, передвигаются путем изгибания тела. Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3-15 мкм. Жгутики состоят из белка - флагеллина (от flagellum – жгутик).

Расположение жгутиков на теле бактерии может быть различным: один жгутик на конце тела (бактерии-монотрихи), пучок жгутиков на конце тела (бактерии-лофотрихи), жгутики расположены по всей поверхности тела (бактерии-перитрихи) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки.

Характер движения определяется характером жгутования. Бактерии с полярно расположенными жгутиками движутся по прямой, только иногда делая отклонения в сторону в виде легких колебательных движений. Движение бактерий, имеющих жгутики по всему телу, носит беспорядочный характер, происходит в виде оживленного кувыркания.

Скорость перемещения у разных бактерий различна. Наиболее подвижным считается холерный вибрион, который за 1 секунду проходит расстояние, в 15 раз превышающее длину его тела. Большая же часть бактерий за 1 секунду перемещается на расстояние, близкое длине их тела. На подвижность бактерий очень сильное влияние оказы­вают условия внешней среды.

Размножение бактерий происходит путем деления клетки пополам. Перегородка, образующаяся при делении вегетативной клетки, у шаровидных бактерий может проходить по любому из диаметров клетки; у палочковид­ных и извитых бактерий перегородка делит тело поперек; деление спирохет может происходить вдоль тела бактерии.

Скорость деления бактериальной клетки при благоприятных условиях очень велика и составляет около 30 минут. Вновь образовавшиеся из одной две клетки через следующие 30 минут, в свою очередь, образуют четыре клетки и т. д. Если бы все бактерии остались живыми, то через сутки они сплошным слоем покрыли бы весь земной шар. Однако этого не происходит, поскольку большая часть бактерий погибает вследствие неблагоприятных условий внешней среды: недостатка питания и влаги, колебаний температуры. И все же нет такого места на земле, нет такого предмета, которые оказались бы не обсемененными различными бактериями. Несмотря на массовую гибель бактерий, незначительная часть их, сохранившись, при благоприятных условиях вновь создает чудовищное по своему количеству потомство. Стоит бактериям попасть на пищевые продукты, которые являются для них питательной средой, как вскоре эти продукты окажутся испорченными вследствие массового размножения на них микроорганизмов. Поэтому очень важно при переработке и хранении пищевых продуктов создать такие условия, которые оказались бы неблагоприятными для бактерий и предотвратили их массовое размножение. С этой целью применяют низкие и высокие температуры, высушивание, (удаление влаги из продукта) и ряд других факторов, неблагоприятно действующих на бактерии.

29. Микроорганизмы и окружающая среда. Приспособительные возможности микробов к воздействию неблагоприятных условий среды.

Различные виды организмов развиваются не изолированно, а образуют сложные сообщества — биоценозы, представляющие собой организованные системы с разнообразными типами взаимоотношений между представителями отдельных видов.

Симбиотические отношения приносят взаимную выгоду симбионтам. Совместный рост таких организмов протекает лучше, чем развитие их по отдельности. Примером симбиотических взаимоотношений является симбиоз зеленых водорослей и инфузорий. Водоросль, поселяясь внутри тела инфузории, использует энергию света для превращения СО2 в органические вещества, выделяя при этом кислород. Инфузория потребляет кислород для окисления органических веществ в процессе дыхания, образуя в итоге СО2.

Широко распространенным типом взаимоотношений является метабиоз, при котором жизнедеятельность одних микроорганизмов создает условия для развития других. Метабиотические взаимоотношения обусловливают последовательность превращений одних веществ в другие и лежат в основе круговорота веществ в природе. Примером таких взаимоотношений могут служить сообщество факультативных и облигатных анаэробов, осуществляющих процесс брожения осадков сточных вод в метантенках, а также нитрифицирующие бактерии родов Nitrosomonas и Nitrobacter.

Антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами очень разнообразны. Это и хищничество (пожирание бактерий простейшими), и паразитизм (уничтожение бактерий бактериофагами), и выделение в среду продуктов обмена, снижающих жизнедеятельность других организмов или убивающих их. Например, конечный продукт обмена молочнокислых бактерий — молочная кислота — препятствует развитию гнилостных бактерий. Некоторые виды грибов и актиномицетов выделяют в среду биологически активные вещества — антибиотики, обладающие бактерицидным действием.

Антагонизм в микромире является одним их важнейших факторов, определяющих состав биоценозов.

Состав и характер биоценозов в значительной степени зависит от условий окружающей среды, с которой неразрывно связана жизнь микроорганизмов. С одной стороны, деятельность микробов приводит к значительным изменениям окружающей среды в результате удаления из нее питательных веществ и выделения продуктов обмена; с другой стороны, — интенсивность обменных процессов внутри клетки во многом зависит от условий (факторов) окружающей среды. Факторы окружающей среды, влияющие на деятельность микроорганизмов, подразделяют на физические и химические.

Физические факторы. К важнейшим физическим факторам, обусловливающим активность микроорганизмов, относятся влажность, температура, свет. Для активного роста и развития микробов необходимо наличие в среде воды. Доступной для них формой является вода в капельно-жидком состоянии. Именно поэтому температурный интервал, в котором возможна жизнь микроорганизмов, ограничен температурами от —2°С (или ниже в средах с высоким осмотическим давлением) до +100°С.

По отношению к температуре микроорганизмы делятся на три группы.

1) Психрофилы, или холодолюбивые (от греч. psychia — холод, phileo — люблю). Эти микроорганизмы способны развиваться в интервале температур от —2 до +30°С. Оптимальной для них является температура 10— 15°С. К организмам этой группы относятся обитатели северных морей, почв, некоторые микроорганизмы очистных сооружений канализации.

2) Термофилы, или теплолюбивые (от греч. therme — тепло). Температурный диапазон их развития 30—85°С с оптимумом около 50—60°С. Микроорганизмы этой группы обитают в горячих источниках и в гниющем навозе. Термофильные бактерии участвуют в процессе сбраживания осадков на городских сооружениях канализации.

3) Мезофилы (от греч. mesos — средний). Эти микроорганизмы развиваются в интервале температур от 5 до 50°С. Оптимальной для них является температура 25— 37°С. К мезофильным микроорганизмам относятся большинство бактерий, простейших грибов. К этой же группе относятся и все патогенные для человека и теплокровных животных организмы.

Способность развиваться при определенной температуре следует отличать от способности переносить ту или иную температуру. Так, многие микроорганизмы при температуре ниже нуля сохраняют жизнеспособность длительное время, но активная их жизнедеятельность при такой температуре приостанавливается. Споры многих бактерий не погибают даже при температуре жидкого водорода (—252°С).

Значительно менее устойчивы микроорганизмы к действию высоких температур. Большинство неспороносных бактерий погибает при температуре 70°С в течение 10— 15 мин, при 100°С в течение 1 мин. Губительное действие высоких температур связано с денатурацией белков.

Большинство микроорганизмов хорошо растет в темноте. Исключение составляют фототрофы, использующие энергию солнечного луча. Прямой солнечный свет губительно действует на микроорганизмы. Микробоцидное (убивающее) действие его обусловлено главным образом ультрафиолетовой частью спектра. Адсорбция ультрафиолетовых лучей белками и нуклеиновыми кислотами клетки приводит к необратимым химическим изменениям. Наиболее чувствительны к действию света вегетативные клетки. Большинство патогенных микробов более чувствительны к ультрафиолетовым лучам, чем сапрофиты. Эти лучи обладают низкой проникающей способностью и действуют в основном на поверхности.