Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова



страница1/13
Дата17.04.2013
Размер1.46 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Балашовский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Саратовский государственный университет

имени Н. Г. Чернышевского»

ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ


Учебное пособие


для студентов экологических, биологических

и агрономических специальностей вузов

Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова



Наука

2010

УДК 579.2+574+576.8

Авторы-составители:

Елена Борисовна

Марина Анатольевна Занина

Максим Викторович Ларионов

Наталья Юрьевна Семенова


Рецензенты:

Доктор биологических наук, профессор Брянского государственного

университета имени академика И. Г. Петровского

Валерий Борисович Любимов;

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Саратовского государственного аграрного университета имени Н. И. Вавилова

Геннадий Николаевич Попов;

Кандидат биологических наук, доцент Балашовского института (филиала) Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского

Вера Александровна Обидина.

мендовано к изданию Научно-методическим советом Балашовского института (филиала) ГОУ ВПО

Саратовский государственный университет

мени Н. Г. Чернышевского».

Общая микробиология: учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов / Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова. – Саратов: Наука, 2010. – 134 с.



ISBN 978-5-999-04-81-2



В учебном пособии изложен теоретический материал и практические примеры губительных заболеваний растений, животных и человека. Учебное пособие содержит современные представления о микробиоценозах, бактериях, вирусах, микроскопических грибах, их взаимоотношениях между собой и с окружающей средой. Рекомендуется использовать студентам высших учебных заведений, обучающихся по экологическим, биологическим и агрономическим специальностям, студентам средне-специальных учебных заведений медико-биологического и сельскохозяйственного профиля, учителями биологии и экологии.

оглавление
ВВЕДЕНИЕ……………………………………...……………………….………….4

1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МИКРОБИОЛОГИИ……………………………….….…….5

2 СИСТЕМАТИКА, КЛАССИФИКАЦИЯ и МОРФОЛОГИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ……………………………..………………………..…..…..7

3 экология микроорганизмов в разных средах жизни………….….…25

4 физиология микроорганизмов………….…………………………….
…42

5 ТОЛЕРАНТНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ К ФАКТОРАМ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ……………………………………………………..……50

6 ВЗАИМОДЕЙСТВИя МИКРО- И МаКРООРГАНИЗМОВ…….…..…………...….63

7 Учение об иммунитете……………………………………………......……67

8 превращение микроорганизмами безазотистых

веществ…………………………………………………………...…....…….….81

9 ПРЕВРАЩЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА........................96

10 Превращение микроорганизмами соединений

серы, фосфора и железа…………………………………………………….112

11 синтез микроорганизмами белка и биологически

активных веществ………………………………………………...……..….118

список рекомендуемой литературы…………..…………………….…..126

приложениЕ…………………………………………………...………………129

ВВЕДЕНИЕ
С тех пор как ученые узнали о существовании микроскопически малых существ – микробов, их внимание концентрировалось в основном на изучении тех микроорганизмов, которые вызывают болезни человека и животных. Однако мир микроорганизмов чрезвычайно разнообразен. После того как Антуан ван Левенгук в XVII веке впервые увидел в микроскоп и зарисовал мельчайшие подвижные существа, знания о микроорганизмах бесконечно расширились. Оказалось, что, помимо коварных и жестоких врагов человека – возбудителей инфекционных заболеваний, существует огромное число полезных микроорганизмов. Их используют в различных отраслях промышленности: хлебопечении и виноделии, пивоварении и сыроварении, в производстве антибиотиков и биологически активных веществ.

В настоящее время специалисты научились выделять и выращивать микроорганизмы, отличать возбудителей инфекционных болезней от микробов-сапрофитов, которые не вызывают заболеваний.

Учебное пособие по общей микробиологии построено в соответствии с действующей программой курса «Микробиология».

На современном уровне развития естественных наук требуются глубокие знания микробиологических производств и служащих гарантией защиты окружающей среды от антропогенного воздействия.

В учебное пособие вошли все основные разделы, охватывающие морфологию, биологию и экологию микроскопических организмов. В нем профессионально охвачен весь основной теоретический курс учебного материала.

Предлагаемое пособие может быть полезно студентам, изучающим микробиологию, специалистам смежных областей, работающим с микроорганизмами, учителям биологии и экологии.
1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МИКРОБИОЛОГИИ
Микробиология (от греч. micros — малый, bios — жизнь, logos — учение) — наука о мельчайших, невидимых невооруженным глазом организмах. Она изучает бактерии, миксобактерии, микоплазмы, риккетсии, вирусы, фаги, спирохеты, актиномицеты, плесневые грибы и дрожжи. К микроорганизмам относятся также простей­шие и микроскопические водоросли.

Задачи микробиологии в народном хозяйстве на­столько разнообразны, что существует отраслевое раз­деление ее на ряд специализированных научных дис­циплин (сельскохозяйственная микробиология, почвен­ная, техническая, медицинская, ветеринарная, геологи­ческая и др.).

Общая микробиология изучает основные закономер­ности развития и жизнедеятельности всех групп микро­организмов, а также роль и значение микробов в про­цессах круговорота веществ в природе, с целью воз­можности регулирования последних в интересах чело­века.

Изучение микробного состава почв — первоочеред­ная задача почвенной микробиологии, так как, не зная видового состава и количества микроорганизмов, нельзя планомерно решать многие проблемы почвенного пло­дородия.

Важным является установление так называемой ризосферной (корневой) микрофлоры, оказывающей большое влияние на питание и рост растений. Микроорганизмы создают гумус почвы, оструктуривают ее, без них немыслимо первичное формирование почв, нет плодородия почв.

Общеизвестна роль клубеньковых бактерий, которые, находясь в симбиозе с бобовыми растениями, улучшают их азотное питание и обогащают почву азотом.

Большим достижением почвенной микробиологии является выявление у микроорганизмов биологически активных веществ (антибиотиков, витаминов, гормонов, аминокислот, ферментов и т.д.), играющих особую роль в жизни низших и высших организмов. Учение о синтезе этих веществ микробами составляет особый раздел микробиологии.

Техническая микробиология разрабатывает научные основы для развития хлебопечения, производства мо­лочнокислых продуктов, пивоварения, винокурения, по­лучения ацетона, бутилового спирта, лимонной и уксус­ной кислот и ряда других технических продуктов.

Медицинская микробиология изучает микроорганизмы, патогенные для человека (т.е. вызывающие болезни), их морфологию и физиологию, устойчивость и распространение во внешней среде, чувствительность к различным химическим веществам, процессы взаимодействия микробов и макроорганизма, т.е. инфекцию и иммунитет.

Ветеринарная микробиология изучает возбудителей заразных болезней у животных, способы диагностики, профилактики и лечения этих болезней.

Серьезное внимание уделяется разработке и исполь­зованию эффективных методов применения микроорга­низмов в животноводстве с целью получения кормовых продуктов (аминокислот, белков), производства кормо­вых антибиотиков, витаминов, ферментов и т. д.

Микробиология также изучает роль различных групп микробов в круговороте веществ в водоемах и в пита­нии рыб. Некоторые бактерии принимают участие в об­разовании полезных ископаемых.

Изучение микроорганизмов имеет большое значение в выяснении вопросов наследственности и эволюции различных форм жизни на Земле.

В связи с проникновением человека в космос разви­вается новый раздел — космическая микробиология, ко­торая изучает влияние космических лучей на микрофло­ру человека, свойства земных микроорганизмов в кос­мосе.

Значение микробиологии и возможности ее широкого использования в народном хозяйстве привели к созда­нию микробиологической промышленности.

2 СИСТЕМАТИКА, КЛАССИФИКАЦИЯ и МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
Все виды микробов носят название «протисты», или «простейшие». Микроорганизмы, принадлежащие к ра­стительному миру, именуются протофитами (про­стейшие растения), а к животному миру — протозоями (простейшие животные).
Систематика микроорганизмов

Все микроорганизмы, существующие в биосфере Земли, относятся к трем царствам природы:

I. Эукариоты (простейшие животные и растения, грибы).

II. Прокариоты (цианобактерии — сине-зеленые водоросли, получающие энергию за счет фотосинтеза, и скотобактерии, нейтральные к свету), дифференцирующиеся в свою очередь на три класса:

1. Bacteria (включает кокки, палочки, актиномицеты, спириллы, спирохеты).

2. Rickettsiae.

3. Mollicutes.

III. Vira (составляют вирусы, фаги).

Большинство микроорганизмов — одноклеточные су­щества, видимые только под микроскопом. К ним отно­сятся бактерии, миксобактерии, актиномицеты, дрожжи, риккетсии, спирохеты и некоторые водоросли. К много­клеточным принадлежат нитчатые бактерии и большин­ство плесневых грибов, которые иногда достигают таких размеров, что видны невооруженным гла­зом.

Кроме многоклеточных и одноклеточных микроорга­низмов, в природе обитают живые существа бесклеточ­ной структуры — ультрамикробы. Из них наибо­лее важное значение имеют вирусы и фаги.
Бактерии
Форма бактерий. Бактерии делятся на три основные группы: шаровидные (кокки), палочковидные, или ци­линдрические, (бактерии и бациллы) и извитые (вибри­оны и спириллы) (рис.1).



Рис. 1. Основные формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — стрептококки;

3 — диплококки; 4 — стафилококки; 5 — сардины; 6, 7 — палочковидные; 8 — вибрионы; 9 — спириллы; 10 — спирохеты.
Кокки (греч. coccos — семя) обычно имеют правиль­ную форму шара. Под влиянием различных факторов кокки могут принимать овальную, эллипсовидную и коническую формы.

В зависимости от расположения клеток после деления кокки подразделяются на несколько групп:

1. Микрококки (Micrococcus)—кокки, которые по окончании деления не остаются вместе, а располага­ются беспорядочно, по одному.

2. Диплококки (от греч. diplos — двойной) — кок­ки, которые после деления клетки остаются соединенны­ми попарно.

3. Тетракокки (от греч. tetra — четыре) — кокки, сцепленные по четыре вследствие деления клетки после­довательно в двух взаимно перпендикулярных направ­лениях.

4. Сарцины (от лат. carcio — соединяю) — скоп­ление кокков в виде пакетов из 8—18 и более клеток, когда они делятся постоянно в трех взаимно перпенди­кулярных плоскостях.

5. Стрептококки (от греч. streptos — цепь) — кок­ки, у которых деление совершается всегда в одном направлении, а возникающие новые клетки не отделя­ются друг от друга и образуют различной длины це­почки.

6. Стафилококки (от греч. staphyle — гроздь) — кокки, расположенные в виде гроздьев винограда, бла­годаря делению клеток в различных направлениях.

Палочковидные бактерии. Клетки их могут быть ко­роткими и длинными. Концы клеток бывают срезанны­ми, слегка вдавленными внутрь, закругленными или за­остренными, иногда на них наблюдаются вздутия. Эти бактерии принято делить на две группы: палочки, обра­зующие споры, называются бациллами (от лат. bаcillum — палочка), а палочки, не образующие спор, — бактериями (от греч. bacteria — палочка).

Если среди палочковидных форм встречаются пар­ные соединения, их называют диплобактериями, или диплобациллами, если они располагаются це­почкой, — стрептобактериями или стрептобациллами.

Когда длина палочек едва отличается от ширины и разница между обоими измерениями становится почти незаметной, то такие палочки называются коккобактериями.

Извитые бактерии. К ним относятся вибрионы, спи­риллы и спирохеты. Вибрионы представляют собой слегка изогнутые клетки, изгиб которых не превышает четверти оборота. Спириллы — длинные изогнутые палочки с одним или несколькими завитками.

Размеры бактерий. Beличина их измеряется в микрометрах (мкм) и нанометрах (нм). Диаметр клеток у кокковых форм варьирует от 1,5 до 2,5 мкм. Обычная величи­на палочковидных бактерий находится в пределах 0,8—1,2×2—10 мкм. Среди извитых форм, а также у серобактерий и железобактерий встречаются более круп­ные клетки, размеры которых достигают до 2—3×20— 50 мкм.

Строение бактериальной клетки. По современным данным, бактериальная клетка состоит из тех же морфо­логических компонентов, что и клетки животных и ра­стений: она имеет оболочку, цитоплазму, ядерный аппа­рат и цитоплазматические включения (Приложение, рис. 1).

Оболочка клетки тонкая, относительно плотной структуры, толщиной от 10 до 60 нм, составляет около 20 % массы сухого вещества. Оболочка защищает клетку от воздействия внешней среды и выдерживает значительное внутрикле­точное осмотическое давление 300—600 кПа.

В зависимости от особенностей химического состава оболочки все виды бактерий по-разному относятся к спо­собу окраски, разработанному датским ученым Грамом.: По этому способу окраски бактерии могут быть разде­лены на грамположительные, устойчиво окрашивающие­ся в фиолетовый цвет, и грамотрицательные, не сохраняющие этой окраски. Сущность окраски по Граму заключается в том, что бактериальную клетку обраба­тывают генцианвиолетом и йодом, а затем промывают спиртом. Клеточная оболочка грамположительных бак­терий содержит значительное количество мукополисахаридных, полифосфатнуклеотидных комплексов, с ко­торыми генцианвиолет и йод прочно связываются и поэтому медленно вымываются спиртом. У грамотрицательных бактерий указанных выше комплексов значи­тельно меньше, и они размещаются в глубине клетки. Поэтому генцианвиолет и йод легко разрушаются спир­том и клеточная оболочка быстро обесцвечивается.

Цитоплазма у бактерий представляет прозрачную водянистую или слегка вязкую однородную смесь кол­лоидов. В ней могут быть суспензированы также пиг­менты, запасные питательные вещества и жиры. По хи­мическому составу цитоплазма представляет собой сложную смесь воды, белков, нуклеиновых кислот, уг­леводов, липидов, минеральных веществ и других орга­нических соединений.

Ядро. У большинства микроорганизмов имеется область, в которой сконцентрировано основное количество дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). У более крупных микроорганизмов и сложноорганизованных бактерий, как, например, миксобактерии и нитробактер, в этой области существуют определенные структуры (органеллы), окруженные оболочкой, как ядро.

Подвижность бактерий. Значительное число палочковидных форм бактерий обладают активной подвижностью. Все виды спирилл и вибрионов могут самостоятельно двигаться. Кокки неподвижны, за исключе­нием отдельных видов.

По характеру расположения жгутиков и их количеству принято подвижные бактерии делить на группы: монотрихи-бактерии с одним жгутиком, расположенным на полюсе клетки, например холерный вибрион; лофотрихи-бактерии с пучком жгутиков на одном из концов клетки, например флуоресцирующая палочка; перитрихи-бактерии с большим числом жгутиков, расположенных по всей поверхности бактериальной клетки, например кишечная палочка.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие:

Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие для студентов биологических специальностей вузов Тетрадь студента (ки) курса
Тетрадь по курсу «Теория эволюции» Учебное пособие для студентов биологических специальностей педагогических вузов. Авторы-составители:...
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие для студентов гуманитарных специальностей вузов в трех частях Часть 1 4-е издание, исправленное Минск
Данное учебное пособие является результатом работы всего коллектива кафедры иностранных языков Института государственного управления...
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие по развитию навыков устной речи для студентов неязыковых вузов
Данное учебное пособие предназначено для студентов неязыковых вузов, изучающих биологию, охотоведение, лесоведение, экологию
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconМ. В. Ломоносова в качестве учебного пособия для студентов управленческих специальностей вузов Государственное устройство федераций в составе Европейского союза: Учебное пособие
Мгу им. М. В. Ломоносова в качестве учебного пособия для студентов управленческих специальностей вузов Государственное устройство...
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие предназначено для студентов специальностей «Юриспруденция»
...
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие для студентов экономических специальностей гуманитарных вузов Москва 2001 Минзов А. С
Охватывают наиболее значимые разделы этой дисциплины
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2009
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconЖариков в. Д. Кривенцева м. К. Жариков р. В
Учебное пособие предназначено для магистров дневного и заочного отделений экономических специальностей. Данное учебное пособие может...
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие для студентов высших и средних специальных учебных заведений / Пер с англ. В. Н. Егорова. 2-е изд. М.: Юнити, 2002. 595 с. 13 экз
Вяткин Л. А. Туризм и спортивное ориентирование: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Academia, 2001. – 208 с. 11 экз
Учебное пособие для студентов экологических, биологических и агрономических специальностей вузов Е. Б. Смирнова, М. А. Занина, М. В. Ларионов, Н. Ю. Семенова iconУчебное пособие по подготовке к пгк часть 1
Учебное пособие предназначено для использования в учебном курсе "Информатика" по ряду специальностей и направлений подготовки студентов...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org