close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

лекция 1 История и перспективы развития микробиологической науки

код для вставкиСкачать
ЛЕКЦИЯ № 1
ТЕМА: История и перспективы развития микробиологической науки
Вопросы лекции:
1. Понятие о микроорганизмах
2. Предмет и задачи микробиологии
3. Краткая история становления микробиологии как
науки.описательный (морфологический) период развития микробиологии.,
физиологический период развития микробиологии.
3. Современный этап развития микробиологии.
1. Понятие о микроорганизмах
Микробиология ( от греч. micros- малый, bios- жизнь, logos- учение, т.е.
учение о малых формах жизни) - наука, изучающая организмы, неразличимые
(невидимые) невооруженным какой- либо оптикой глазом, которые за свои
микроскопические размеры называют микроорганизмы (микробы).
В таксономическом отношении микроорганизмы очень разнообразны. Они
включают прионы, вирусы, бактерии, водоросли, грибы, простейшие и даже
микроскопические многоклеточные животные.
По наличию и строению клеток микроорганизмы разделены на:
 Прокариоты Все прокариоты, имеющие единый тип организации клеток,
объединены в один отдел — Bacteria. Однако отдельные их группы отличаются
структурными и физиологическими особенностями. На этом основании
выделяют:
1) собственно бактерии;
2) археи;
3) низшие (сине- зеленые) водоросли
4) актиномицеты;
5) спирохеты;
6) риккетсии;
7) хламидии;
8) микоплазмы.
 эукариоты (имеющие ядро) простейшие, дрожжи и нитчатые грибы.
 и не имеющие клеточного строения формы жизни. Последние для
своего существования нуждаются в клетках, т.е. являются внутриклеточными
формами жизни – это вирусы, бактериофаги, прионы, вироиды.
Микроорганизмы - это невидимые простым глазом представители всех
царств жизни. Они занимают низшие (наиболее древние) ступени эволюции, но
играют важнейшую роль в экономике, круговороте веществ в природе, в
нормальном существовании и патологии растений, животных, человека.
Микроорганизмы заселяли Землю еще 3- 4 млрд. лет назад, задолго до
появления высших растений и животных. Микробы представляют самую
многочисленную и разнообразную группу живых существ. Микроорганизмы
1
чрезвычайно широко распространены в природе и являются единственными
формами живой материи, заселяющими любые, самые разнообразные
субстраты (среды обитания), включая и более высокоорганизованные
организмы животного и растительного мира.
Подавляющее большинство микроорганизмов безвредно для животных и
человека, а многие из них полезны. В частности, микроорганизмы, населяющие
кожу и слизистые оболочки, желудочно-кишечный и урогенитальный тракты,
составляют экологическое единство с организмом человека и животных
поддерживают постоянство некоторых процессов их жизнедеятельности
(эндоэкология).
Наибольшую
печальную
известность
имеют
патогенные
микроорганизмы (микробы-патогены) - возбудители заболеваний человека,
животных, растений, насекомых.
Общими свойствами микроорганизмов являются:
 малые размеры (размеры микроорганизмов измеряются в мкм, 1 мкм = 1-6 м);
 высокая скорость обменных процессов. Это связано с большим отношением
поверхности обмена к объёму клетки. Для микроорганизмов вся поверхность
клетки является поверхностью обмена.
 широкое распространение в природе.
 пластичность обмена – высокая способность к адаптации (приспособлению
к новым условиям существования).
2. Предмет и задачи микробиологии
Предметом изучения микробиологии является их систематика,
морфология, классификация, физиология, биохимия, генетика, экология и
взаимоотношения с другими формами жизни.
МБ выясняет роль бактерий в природном круговороте веществ, изучает
роль бактерий в патологии макроорганизмов, разрабатывает методы борьбы с
вредоносными бактериями, изыскивает способы использования полезных
микроорганизмов для блага человека.
В составе обширной науки микробиологии выделяют разделы:
Общая микробиология
Частная микробиология
Сельскохозяйственная микробиология
Ветеринарная микробиология
Техническая (промышленная) микробиология
Санитарная микробиология
Экологическая микробиология
Общая микробиология – изучает закономерности жизнедеятельности всех
групп микроорганизмов, выясняет роль и значение в природном круговороте.
Частная микробиология – изучает систематику бактерий, возбудителей
отдельных заболеваний и методы их лабораторной диагностики.
2
Сельскохозяйственная (почвенная) микробиология изучает состав
почвенной микрофлоры, ее роль в круговороте веществ в почве, значение для
структуры и плодородия почвы, роль бактерий в питании растений, действие
бактериальных препаратов на урожайность растений, а также микроорганизмы,
вызывающие болезни растений, разрабатывает способы борьбы с ними.
Разрабатывает методы и способы использования бактерий для удобрения почв
и консервирования кормов.
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
(антибиотики, витамины, гормоны, аминокислоты, ферменты и т. д.), играющих
особую роль в жизни высших и низших организмов. Учение о синтезе этих
веществ микробами составляет особый раздел микробиологии.
Ветеринарная микробиология – изучает микробов, вызывающих
заболевания у домашних животных, разрабатывает методы диагностики,
профилактики и лечения данных болезней.
Техническая (промышленная) микробиология – изучает микроорганизмы,
которые можно использовать в производственных процессах для получения
биологически активных веществ (белков, ферментов, витаминов, спиртов,
органических веществ, антибиотиков и др.), биомассы и пр.
Санитарная микробиология изучает бактерий, обитающих в объектах
окружающей среды, как автохтонных, так и аллохтонных, способных вызвать
загрязнение окружающей среды и играть определённую роль в эпидемиологии
инфекций.
Экологическая микробиология изучает роль микроорганизмов в природных
экосистемах и пищевых цепях.
Популяционная микробиология выясняет природу межклеточных контактов
и взаимосвязь клеток в популяции.
Космическая микробиологи я характеризует физиологию земных микроорганизмов в условиях космоса, изучает влияние космоса на симбиотические
бактерии человека, занимается вопросами предупреждения занесения
космических микроорганизмов на Землю.
Медицинская микробиология – изучает микробов, вызывающих
заболевания у человека. Изучает патогенез и клиническую картину
заболеваний, факторы патогенности. Разрабатывает методы профилактики,
диагностики и лечения инфекционных болезней человека.
3
3.История становления микробиологии как науки
Основные этапы развития микробиологии.
Многие исследователи выделяют различные периоды, но чаще всего
следующие:
эмперический
(или
Эвристический),
морфологический,
физиологический, и современный.
1.Эмпирических знаний (или Эвристический период) (IV - III вв. до н.э. XVI в. н.э. (до изобретения микроскопов и их применения для изучения
микромира).
Связан скорее с логическими и методическими приёмами нахождения
истины, то есть эвристикой, чем с какими-либо экспериментами и доказательствами. Мыслители этого периода Гиппократ, римский писатель
Варрон, Авиценна и др. высказывали предположения о природе заразных
болезней, миазмах, мелких невидимых животных. Эти представления были
сформулированы в стройную гипотезу спустя многие столетия в сочинениях
итальянского врача Джироламо Фракасторо (1478 - 1553 гг.), высказавшего
идею о живом контагии (contagium vivum) (1546г.), который вызывает болезни.
При этом каждая болезнь вызывается своим контагием. В 1538 г. впервые
предложил скомбинировать две линзы так, чтобы достигалось большее
увеличение.
2.Описательный (морфологический) период развития микробиологии
Микробиология – наука о мельчайших, невидимых невооруженным глазом
организмах, называемых микроорганизмами, или микробами.
Открытие невидимого мира принадлежит голландскому ученому Антони
ван Левенгуку (1632-1723), которого считают отцом описательной
микробиологии. В то время он изобрел простейший микроскоп, который давал
линейное увеличение в 270-300 раз. Он наблюдал компоненты крови, систему
кровообращения, структуру тканей растений, микроскопировал насекомых,
водоросли, простейших и т. д. Непосредственное открытие микробов
произошло в 1673г., когда А. ван Левенгук, рассматривая в микроскоп капли
дождевой воду, стоявшей несколько дней в бочке, заметил огромное
количество очень маленьких движущихся организмов. В свежей дождевой воде
таких существ не оказалось. Отсюда исследователь заключил, что зародыши
организмов попадают в воду из воздуха. За 50 лет исследования он описал
морфологические свойства коккообразных, палочковидных извитых форм
микроорганизмов.
Нельзя не отметить работы Мартына Матвеевича Тереховского (17401796), доказавшего, что анималькули, возникающие в настоях, происходят из
воды, используемой для этих настоев.
Он первым использовал
экспериментальный метод, изучал воздействие различных физических
(нагревание и охлаждение) и химических факторов на микроорганизмы.
Ряд ценных данных о микробах получил русский исследователь, врач
Данила Самойлович (1744-1810), изучая чуму, пришел к выводу, что
возбудителем болезни является живое существо, с помощью которого
4
заболевание передается и высказал идею о возможности создания
искусственного иммунитета против чумы с помощью прививок (испытал
прививку от чумы на себе).
Английский врач Эдвард Дженнер (1749-1823) в 1796 г. впервые
осуществил прививку от натуральной оспы.
Заключающим
событием
ознакомительного
этапа
развития
микробиологической науки стала вышедшая в середине XIXв. в России книга
Горяинова «Зоология», один из разделов которой был посвящен инфузориям.
Таким образом, в морфологический период развития микробиологии с
конца 17в. до середины 19в. был накоплен большой материал о разнообразных
группах микроорганизмов, но при этом физиологию и обмен веществ
микроскопических существ исследования не затрагивали.
3. Физиологический период развития микробиологии
Основоположником физиологический периода является французский
ученый,
химик
Луи
Пастер
(1822–1895).
Л.Пастеризучение
микробиологических основ процессов брожения и гниения, развитие
промышленной микробиологии, выяснение роли микро-организмов в
кругообороте веществ в природе, открытие анаэробных микро-организмов,
разработка принципов асептики, методов стерилизации, ослаб-ления
(аттенуации) вирулентности и получения вакцин (вакцинных штаммов).
Он впервые показал огромную роль микроорганизмов, как участников
различных биохимический превращений и возбудителей заболеваний живых
существ. Первым шагом на пути Пастера к микробиологическим
исследованиям
послужило
открытие
брожения,
как
результата
жизнедеятельности микроорганизмов. Он установил, что каждый тип брожения
имеет своего возбудителя, например – сахар превращается в молочную кислоту
под воздействием молочнокислых бактерий, спиртовое брожение вызывают
дрожжи и т.д. В 1860г. Пастер установил природу спиртового брожения, в
1861г. — молочнокислого, уксуснокислого и маслянокислого.
Во времена Пастера большое количество вин во Франции портилось и
страна несла огромные убытки. В 1865г. Пастер установил, что порча вина и
пива вызывается посторонними микроорганизмами или дикими дрожжами и
предложил производить нагревание при температуре 50-600С. Такой метод
предохранения продуктов от порчи получил имя автора и стал называться
пастеризацией.
Немецкую школу микробиологов возглавил Роберт Кох (1843-1910),
который ввел в микробиологическую практику плотные питательные среды,
что привело к разработке метода выделения микроорганизмов в чистые
культуры, т.е. выращивание культур каждого вида в отдельности. Он также
ввел в практику анилиновые красители, иммерсионную систему,
микрофотографию, дезинфекцию. Открыл и изучил возбудителей туберкулеза
(палочки Коха) (1882) и холеры (запятой Коха) в 1883г.
Русскому ученому Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864-1920)
принадлежит честь открытия фильтрующихся вирусов (1892). Опыты Д. И.
5
Ивановского по методу выполнения были простыми: сок, выжатый из листьев
табака, пораженных мозаичной болезнью, фильтровался через специальные
каолиновые фильтры и фильтратом заражались свежие листья, в результате
чего у растения развивалось заболевание. Год описания этих опытов (1892)
считают годом открытия вирусов, а Д. И. Ивановского - первооткрывателем их
и основоположником вирусологии, которая сейчас сформировалась в
самостоятельную науку. Вслед за установлением Д. И. Ивановским вирусной
природы болезней растений были открыты вирусы, патогенные для животных и
человека.
В Нидерландах в конце 19 и начале 20 века исследования в области
фиксации молекулярного азота бактериями провел Мартин Бейеринк (18511931)
В Венгрии в конце 19 века Данил Фехер изучал микрофлору многих почв,
в том числе тропических и создал школу почвенных микробиологов.
В США следует отметить работы Зельмана Абрахама Ваксмана (18881973) по почвенной микробиологии. В 1927г. вышел его труд «Принципы
почвенной микробиологии». Ваксман – автор широко применяемого
антибиотика стрептомицина, за открытие которого ему присуждена
Нобелевская премия.
Русская школа микробиологов признана во всем мире. В
предреволюционный период в России была заложена база для
классификационно-систематических работ. Эти исследования связаны с
именами выдающихся ученых – Льва Семеновича Ценковского (1822-1887),
Александра Петровича Артари (1862-1919) и др.
В это же время определилось эколого-физиологическое направление.
Среди его приверженцев выделяется Сергей Николаевич Виноградский (18561953), открывший хемосинтез у микроорганизмов. Он же установил усвоение
молекулярного азота свободноживущими бактериями и провел исследования по
экологии почвенных микроорганизмов. Виноградский, работая во Франции,
создал труд «Микробиология почвы».
Другой крупнейший микробиолог – Василий Леонидович Омелянский
(1867-1928), ученик Виноградского, изучал вопросы нитрификации,
азотфиксации, распада целлюлозы, экологию микроорганизмов почвы. В 1909г.
он написал учебник «Основы микробиологии», переиздававшийся в
последствии несколько раз, а в 1923г. опубликовал первое практическое
руководство по микробиологии.
4. Современный этап развития микробиологии
Этот этап развития микробиологии может быть назван биохимическим.
Владимир Иванович Палладин (1859-1922) и Сергей Павлович Костычев
(1877-1931) выполнили классические исследования, изучая процессы дыхания и
брожения.
Большой вклад в выяснение трансформации микроорганизмами
соединений, содержащих углерод, внес Владимир Степанович Буткевич
6
(1872-1942), который получил также интересные результаты в области
экологической (морской) микробиологии.
В 90-е годы прошлого столетия были организованы учреждения,
разрабатывающие вопросы сельскохозяйственной микробиологии. В
Петербурге
открылась
Сельскохозяйственная
микробиологическая
лаборатория, в Москве Бактериолого-агрономическая станция.
В 1894г. в Петровской сельскохозяйственной академии (ныне Московской
сельскохозяйственный академии им.Тимирязева) был введен курс
микробиологии,
который
читал
автор
первого
учебника
по
сельскохозяйственной микробиологии, опубликованного в 1926г., Худяков.
Большой вклад в почвенную микробиологию внесли С. П. Костычев, Н. Г.
Холодный, П. Н. Худяков, М. В. Федоров, Е. Н. Мишустин.С. П. Костычевым,
И. С. Вуткевичем, а в дальнейшем В. И. Шапошниковым и Н. Д.
Иерусалимским успешно развивались в исследованиях по механизму брожения.
При этом произошло выделение технической микробиологии в
самостоятельную область знаний, основоположником которой был В. Н.
Шапошников. Он установил двухфазность брожений, организовал и
усовершенствовал производство молочной, масляной, уксусной кислот, ацетона
и бутилового спирта, С.П. Костычев изучал обмен веществ у грибов и впервые
в СССР организовал производство лимонной кислоты.
Честь открытия вирусов принадлежит русскому ботанику Д. О.
Ивановскому 1920), а явления бактериофагии – Н. Ф. Гамалея.
Важным этапом в развитии микробиологии стало открытие
антибиотиков. В 1929г. Александр Флеминг открыл пенициллин и началась
эраантибиотикотерапии,приведшая к революционному прогрессу медицины.
Зинаида
Ермольева
–
основоположник
отечественной
антибиотикотерапии. В 1942 году впервые в СССР получила пенициллин
(крустозин ВИЭМ), впоследствии активно участвовала в организации его
промышленного производства в СССР. Это изобретение спасло тысячи жизней
советских солдат во время Великой Отечественной войны.
7
Автор
ДонАгрА-З
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
38 Кб
Теги
лекция, микробиологический, науки, история, развития, перспективы
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа