Hvad er mikrobiologi. Hvad studerer mikrobiologi. Fundamentals of mikrobiologi

Science Biologi indeholder et stort antal divisioner og datterselskaber af Sciences. Men en af de yngste og mest lovende, nyttige for mennesker og dets aktiviteter er mikrobiologi. Relativt nylig dukket op, men hurtigt tog fart i udviklingen af denne videnskab til dato, blev hun grundlæggeren af sådanne sektioner som bioteknologi og genteknologi. Hvad er mikrobiologi og hvordan var de stadier af dets opståen og udvikling? Lad os undersøge dette spørgsmål nærmere.

Hvad er mikrobiologi?

For det første, mikrobiologi - er en videnskab. Volumen, interessant, ung, men hurtigt udviklende videnskab. Det etymologi af ordet har sin oprindelse i det græske sprog. Så "Mikros" betyder "lille", den anden del af ordet kommer fra "bios", som betyder "liv", og den sidste del af det græske. "Logos", som kan oversættes som undervisning. Nu kan du give en bogstavelig svar på spørgsmålet om, hvad mikrobiologi. Denne doktrin af mikro-liv.

Med andre ord, det er studiet af de mindste levende ting, der ikke er synlige for det blotte øje. Disse encellede organismer er:

1. Prokaryoter (anuclear organismer eller ikke har udstedt kernen):

• bakterier;
• Archaea.

2. eukaryoter (organismer med dekorerede kerne):

• encellede alger;
• protozoer.

3. Virus.

Dog prioriteres studiet af mikrobiologi af bakterier er en bred vifte af typer, former og metoder til at producere energi. Det er det grundlæggende i mikrobiologi.

Genstanden for videnskab

Det spørgsmål, som studerer mikrobiologi, kan svaret være: Det studerer den ydre mangfoldighed af bakterier i form og størrelse, deres indvirkning på miljøet og levende organismer, metoder til fodring, udvikling og reproduktion af mikroorganismer, samt deres indvirkning på den økonomiske og menneskelige praksis.

Mikroorganismer - er skabninger, der kan opholde sig i en række forskellige tilstande. For dem praktisk taget ingen grænser for temperatur, surhedsgrad og alkalinitet af mediet, tryk og fugtighed. Under alle forhold, der er mindst én (og ofte mange) gruppe af bakterier, der kan overleve. I dag kendt mikrobielle samfund, der befolker helt anaerobe forhold inde vulkaner bund termoistochnikov, iført dybder oceanerne og de barske forhold i hot rocks og så videre.

Videnskab er hundredvis af arter af mikroorganismer, som i sidste ende vil tilføje op til flere tusinde. Men fandt, at det kun er en lille del af den mangfoldighed, der findes i naturen. Derfor er arbejdet i så mange mikrobiologer.

En af de mest berømte centre, hvor der er en detaljeret undersøgelse af mikroorganismer og alle de processer, der er forbundet med dem, var Pasteur Instituttet i Frankrig. Opkaldt efter den berømte grundlægger af videnskaben om mikrobiologi Lui Pastera, Institute of Microbiology, frigjort fra dens vægge en masse dejlige fagfolk, der har begået ikke mindre bemærkelsesværdige og betydningsfulde opdagelser.

I Rusland i dag er Institut for Mikrobiologi. S. N. Vinogradskogo Academy of Sciences, som er det største forskningscenter inden for mikrobiologi i vores land.

Historisk baggrund i mikrobiologiske videnskaber

Historien om mikrobiologi som en videnskab består af tre grundlæggende betingede faser:

• morfologiske eller beskrivende;
• saltvand eller opbevaring;
• moderne.

Generelt historie mikrobiologi har under udvikling i omkring 400 år. Det er begyndelsen på forekomsten er ca. det XVII århundrede. Derfor menes det, at det er en forholdsvis ung videnskab i sammenligning med andre grene af biologien.

Morfologiske eller beskrivende stadium

Selve navnet siger, at på dette tidspunkt gået strengt taget blot akkumulering af viden om den bakterielle celle morfologi. Det hele begyndte med åbningen af prokaryoter. Denne fortjeneste tilhører grundlæggeren af mikrobiologiske videnskab italienske Antonio Van Leeuwenhoek, som havde en ivrig sind, vedholdende blik og en god evne til at tænke logisk og at generalisere. Samt en god tekniker, har han formået at skære en linse, der giver en stigning på 300 gange. Og for at gentage sin præstation kunne kun i midten af det XX århundrede russiske forskere. Og det er ikke vytachivaniem og smeltning linser af den optiske fiber.

Disse linser tjente som det materiale, hvorigennem Leeuwenhoek opdagede mikroorganismer. Og i starten satte han sig opgaven temmelig prosaisk natur: videnskabsmanden ville vide hvorfor fanden så bitter. Gned dele af planten, og undersøgte dem under et mikroskop egen produktion, så han hele levende verden af bittesmå væsener. Det var i 1695. Siden da Antonio begynder til aktivt at undersøge og beskrive de forskellige typer af bakterieceller. Han adskiller dem kun i formen, men, og det er allerede tilfældet.

Leeuwenhoek hører til ca. 20 volumener håndskrevet, der beskriver i detaljer sfæriske, stang, spiral og andre typer af bakterier. Han skrev det første værk i mikrobiologi, som kaldes "hemmeligheder naturen opdaget af Antoni van Leeuwenhoek." Det første forsøg på at organisere og sammenfatte den akkumulerede viden om morfologi af de bakterier, tilhører videnskabsmanden O. Muller, der gjorde det i 1785. Fra det øjeblik historie mikrobiologi begynder at vinde sit momentum.

Fysiologisk eller opbevaring stadium

På dette stadium i udviklingen af videnskab har vi studeret mekanismerne bag bakteriel aktivitet. De processer, hvori de deltager, og at uden dem er det umuligt i naturen. Det har vist sig at det er umuligt for spontan generation af livet uden deltagelse af levende organismer. Alle disse opdagelser blev foretaget som følge af eksperimenter, den store videnskabsmand-kemiker, men efter disse opdagelser også mikrobiolog Lui Pastera. Det er svært at overvurdere sin betydning i udviklingen af denne videnskab. Historien om mikrobiologi næppe været i stand til at udvikle sig så hurtigt og fuldstændigt, hvis ikke denne mand af geni.

Opdagelser af Pasteur kan vise flere vigtige punkter:

• Han beviste, at gamle mennesker kendte sukkerarter gæringsprocessen er på grund af tilstedeværelsen af visse mikrobielle arter. Endvidere for hver type af fermentering (mælke sure, alkohol, olie, osv) er karakteriseret ved en specifik gruppe af bakterier, og at den udføres;
• indføres i pasteurisering fremgangsmåde til bortskaffelse af produkter fra mikroflora, får dem til at rådne og fordærv fødevareindustrien;
• han er krediteret med at forbedre immunitet mod sygdomme ved administration af vaccinen til legemet. Dvs. Pasteur - stamfader til vaccinationer, det var ham, der beviste, at sygdomme er forårsaget af tilstedeværelsen af sygdomsfremkaldende bakterier;
• ødelagde ideen om aerob alt liv og beviste, at livet for mange bakterier (smørsyre, for eksempel) ikke har brug for ilt, og endda skadelige.

Den vigtigste ubestridelige fortjeneste Lui Pastera var det faktum, at alle hans opdagelser, han viste sig eksperimentelt. Så at ingen ikke kunne forblive i tvivl om gyldigheden af resultaterne. Men historien om Mikrobiologi, selvfølgelig, slutter ikke der.

En anden forsker, der arbejdede i det XIX århundrede og som har gjort et uvurderligt bidrag til studiet af mikroorganismer, var Robert Koch - tysk videnskabsmand, der er krediteret med at fjerne de rene linjer i de bakterielle celler. Det er i sagens natur alle organismer er tæt forbundet med hinanden. En gruppe i livet processen med at skabe grobund for den anden, den anden gør det samme for den tredje og så videre. Det vil sige, det er den samme strømforsyning side, og i højere organismer, kun inden for de bakterielle samfund. Følgelig er det meget vanskeligt at studere nogle distinkt samfund, en gruppe af mikroorganismer, på grund af deres ekstremt små dimensioner (1 ^-6 M eller 1 M), og at være i konstant tæt samarbejde med hinanden, kan de ikke være enkeltvis kontrol. Det virkede perfekt mulighed for at dyrke en flerhed af identiske celler af bakterier fra en samfund i kunstige forhold. Det vil sige, få en masse af identiske celler, som vil være synlig for det blotte øje, og undersøge de processer, hvor vil være meget nemmere.

Her er, hvad åbningen og gjort Koch. Han opfandt fjernelse af renkulturer af bakterier på et næringsmedium, som er forskellig for hvert samfund. Også det ejer resultater i maleri kolonier af mikroorganismer og dens enkelte medlemmer. Robert Koch først opdagede tuberkelbakterier tryllestav (Kochs bacillus), parasitiske hos dyr og mennesker. Denne videnskabsmand anvendt den metode af eksperimentelle dyr inficeret med sygdomsfremkaldende (patogene) bakterier med henblik på at udlede rene kulturer af sådanne mikroorganismer, og udviklede fremgangsmåder til desinfektion og kontrol.

Således blev det samlet en masse værdifuld information fra bakterier, deres fordele og farer for mennesker. Udviklingen af mikrobiologi er gået endnu mere intens måde.

Den moderne etape

Moderne mikrobiologi - er et sæt af underafsnit, og en mini-videnskab, der beskæftiger sig med studiet af ikke kun de bakterier, men også vira, svampe, archaea og alle kendte og nyopdagede mikroorganismer. På spørgsmålet om, hvad mikrobiologi, vi i dag kan give en meget fuld og detaljeret svar. Det er en kompleks videnskab beskæftiger sig med studiet af mikroorganismer, og deres anvendelse i det praktiske liv på forskellige områder og områder, samt effekten af mikroorganismer på hinanden, på miljøet og levende organismer.

I forbindelse med sådan et stort begreb mikrobiologi bør bringe moderne videnskab til graduering af afsnittene.

1. Generelt.
2. Jord.
3. Vand.
4. Landbrug.
5. Medical.
6. Veterinær-.
7. Space.
8. Geological Survey.
9. Virologi.
10. Fødevarer.
11. INDUSTRIAL (teknisk).

Hvert af disse afsnit er engageret i en detaljeret undersøgelse af mikroorganismer, deres indvirkning på livet og sundheden for mennesker og dyr, samt muligheden for at anvende bakterier til praktiske formål, at forbedre livskvaliteten for menneskeheden. Alt dette sammen, er det, der studerer mikrobiologi.

Det største bidrag til udviklingen af moderne mikrobiologi, metoder til avl og dyrkning af mikroorganismer fra sådanne lærde som Wolfram Tsillig og Karl Stetter, Karl Veze, Norman Peys, Watson, Crick, Pauling, Zuckerkandl. Af indenlandske forskere er navne som I. I. Mechnikov, LS Tsenkovsky, DI Ivanovsky S. N. Vinogradsky VL Omelyanskii, SP Kostychev, Ya Ya og Nikitinsky F. M. Chistyakov, A. I. Lebedev, VN Sjaposjnikov. Gennem arbejdet i disse videnskabsmænd blev etableret måder at håndtere alvorlige sygdomme hos dyr og mennesker (miltbrand, diabetes kryds, mund- og klovsyge, kopper, og så videre). Blev fastsat metoder til at forbedre immunitet over for bakterielle og virale sygdomme, stammer af mikroorganismer opnået stand til at behandle olie, for at skabe en masse i løbet af levetiden af forskellige organiske stoffer, rense og forbedre miljøet, ikke-nedbrydende dekomponere kemiske forbindelser, og mere.

Bidraget fra disse mennesker er virkelig uvurderlig, så nogle af dem (Mechnikov I. I.) modtog Nobelprisen for sit arbejde. I dag er der datterselskaber af videnskaben, der dannes på grundlag af mikrobiologi, som er de mest avancerede i biologi - det er bioteknologi, bioteknologi og genteknologi. Arbejdet i hver af dem er rettet mod at give de organismer eller grupper af organismer med forudbestemte egenskaber, handy mand. Om udvikling af nye metoder til at arbejde med mikroorganismer, for at opnå maksimalt udbytte af brugen af bakterier.

Således stadier af udviklingen af mikrobiologi selv om kun få i antal, men meget informativ og fuld af begivenheder.

Metoder til at studere mikroorganismer

Moderne metoder til mikrobiologi er baseret på at arbejde med rene kulturer, samt brug af de nyeste teknologiske fremskridt (optisk, elektronisk, laser, osv). Her er de vigtigste.

1. Ved hjælp af mikroskopisk teknologi. Typisk er kun lys mikroskoper fuld resultat ikke givet, så skal også luminescenstiden, laser og elektronisk.
2. Dyrkning af bakterier på særlige næringsstof medier til dyrkning og avl helt rene kulturer af kolonierne.
3. Fysiologisk biokemiske analysemetoder mikrobiel kultur.
4. Molekylærbiologiske analysemetoder.
5. Genetiske analyseteknikker. Til dato, blev det muligt at spore stamtræet af næsten alle åbne gruppe af mikroorganismer. Dette blev gjort muligt takket være det arbejde, som Carl Woese, der var i stand til at dechifrere sted i genomet af bakterier kolonier. Med denne opdagelse muliggjort konstruktionen af et fylogenetisk prokaryotisk system.

Tilsammen har disse metoder giver fuldstændig og detaljeret information om nogen af de nyåbnede eller allerede åbnet mikroorganismer og finde deres korrekte anvendelse.

Mikrobiologi etaper, at det har passeret i sin udvikling som en videnskab ikke altid inkluderer sådan en generøs og præcis sæt af metoder. Det er imidlertid bemærkelsesværdigt, at den mest effektive på alle tidspunkter er en eksperimentel metode, han tjente som grundlag for akkumulering af viden og færdigheder i at arbejde med mikrokosmos.

Mikrobiologi i medicin

En af de vigtigste og mest markant er det for menneskers sundhed mikrobiologi lægelig mikrobiologi er en partition. Emnet for undersøgelsen blev det sygdomsfremkaldende virus og bakterier, der forårsager alvorlige sygdomme. Derfor er udfordringen for læger, mikrobiologer: at identificere patogenet, at dyrke sin rene linje, studere de særlige kendetegn ved livet og begrundelsen for, der er skadelige for den menneskelige krop, og at finde en måde at eliminere denne aktivitet.

Når ren kultur af patogenet er opnået, er det nødvendigt at foretage en grundig molekylærbiologisk analyse. På baggrund af resultaterne for at teste kroppens resistens over for antibiotika, for at identificere spredningen af sygdommen og til at vælge den mest effektive behandling mod denne mikroorganisme.

At medicinsk mikrobiologi, herunder veterinære, været med til at løse en række presserende problemer i menneskeheden: at skabe en vaccine mod miltbrand, rabies, heste ansigter, fårekopper, anaerobe infektioner, tularæmi og paratyfus, det var muligt at slippe af med pest og parapnevmonii og så videre.

Mad mikrobiologi

Fundamentals of mikrobiologi, sanitet og hygiejne er tæt forbundne og alle er ét. Fordi patogener kan spredes meget hurtigere og i større omfang, når de sanitære og hygiejniske forhold er dårlige. Først og fremmest er dette afspejles i fødevareindustrien, i masseproduktion af mad.

Aktuelle data på morfologi og fysiologi af mikroorganismer, biokemiske processer forårsaget af dem, samt indflydelse af miljømæssige faktorer på mikrofloraen udviklingslandene i fødevarer under transport, opbevaring, salg og forarbejdning af råvarer, bidrage til at undgå mange problemer. Rollen af mikroorganismer i processen med dannelse og ændringer i kvaliteten af fødevarer og fremkomsten af en række sygdomme forårsaget af patogene og opportunistiske arter, er meget betydelig, og derfor opgaven med fødevaremikrobiologi, sanitet og hygiejne er den rolle at identificere og henvende sig til gavn for mennesket.

Fødevarer mikrobiologi dyrker også bakterier, der kan konvertere fra olie-proteiner, anvender mikroorganismer til nedbrydning af fødevarer, til behandling af mange fødevareprodukter. Fermenteringsprocesser baseret på mælkesyrebakterier og smørsyre bakterier giver menneskeheden en masse nødvendige produkter.

virologi

Helt adskilt, og en meget stor gruppe af mikroorganismer, som er langt den mest dårligt forstået - det er virus. Mikrobiologi og virologi - to tæt forbundne kategorier af mikrobiologiske videnskaber, som studerer de sygdomsfremkaldende bakterier og vira, der kan forårsage alvorlig skade på helbred levende organismer.

Virologi sektion er meget omfattende og kompleks, derfor fortjener en særskilt undersøgelse.