Исследовательская работа Аборигены нашей планеты. Автор: Юкляевских Илья ученики 10 класса Голоскокова М. И. учитель биологии мкоу «Поповская сош»
Скачать 303.46 Kb.
|
1 2
| МКОУ «Поповская средняя общеобразовательная школа» Исследовательская работа Аборигены нашей планеты. Автор: Юкляевских Илья ученики 10 класса Руководитель: Голоскокова М.И. учитель биологии МКОУ «Поповская СОШ» с. Попово 2014 г. Содержание. Введение. 2 Часть1. 1.1. Особенности строения клеток бактерий. 3 1.2. Метаболизм бактерии. 5 1.3. Действие температур на бактериальную клетку. 9 1.4. Среды обитания микроорганизмов. 11 1.5 Микробиология сегодня. 13 Часть 2. 2.1. Проведение исследований. 15 Выводы. 17 Список использованной литературы. 18 Приложение ВВЕДЕНИЕ. Роль и прямое участие микроорганизмов в нашей жизни трудно переоценить. Они поистине вездесущи, обладают огромной скоростью роста, могут существовать и размножаться на любых субстратах, в том числе и на неорганических, способны давать астрономическое по численности потомство, а при неблагоприятных условиях впадают в анабиоз — удивительное состояние между жизнью и смертью. Микроорганизмы живут во льдах Антарктиды и в воде горячих источников, где температура достигает 100 °С. Они удивительные трансформаторы и аккумуляторы энергии, и именно благодаря этим мельчайшим существам продолжается величайшее чудо на Земле — жизнь. Около 300 лет назад благодаря мастерству и любознательности Антони ван Левенгука человечество узнало о существовании микроорганизмов. И лишь еще через 100 лет, в результате гениальных открытий Луи Пастера стала проясняться их роль как действующего начала многих пищевых производств, история которых уходит в глубокую древность. На фоне впечатляющих достижений физики и химии первой половины ХХ в. успехи микробиологии в послепастеровский период выглядели более чем скромными. Между тем именно в это время была создана микробиологическая промышленность и освоено получение разнообразных веществ, в том числе и лекарственных препаратов — антибиотиков, стероидных гормонов и вакцин. Но только в настоящее время в результате использования современных физических и физико-химических методов, а также благодаря успехам смежных биологических дисциплин, таких как молекулярная биология и генетическая инженерия, наука о микробах взяла реванш и стала одной из бурно развивающихся областей естествознания. Все живые существа — растения, животные и люди — постоянно взаимодействуют с микробами, являясь часто не только их хранилищами, но и распространителями. Горные породы, вода, иловые осадки и почвы также довольно плотно заселены микроорганизмами. Иначе говоря, микроорганизмы — это типичные обитатели — аборигены нашей планеты. Более того, они являются ее первопоселенцами, активно осваивающими самые неподатливые природные субстраты. Гипотеза: 1.Бактерии могут жить в разных средах. 2.Влияет ли бактерия на среду или среда влияет на бактерию. Цель исследования: Изучение значения условий среды для роста и развития бактерий. Задачи исследования: 1. Изучить строение и особенности бактерии. 2. Выяснить среду обитания бактерии; особенности обмена веществ бактерии. 3. Изучить литературу о микробиологии на сегодняшний день. Методы исследования: 1. Изучение литературы и других источников информации. 2. Наблюдение. 3.Эксперимент. 4. Индукция. 5. Обобщение. 6. Собственные выводы. Источниками для данного исследования стали: — научные статьи; — результаты наблюдения за экспериментами; — материалы проведѐнного анкетирования. ЧАСТЬ 1. 1.1 Особенности строения клеток бактерий. Бактерии – самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение. Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов. Большинство бактерий бесцветно. Только немногие окрашены в пурпурный или в зелёный цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в окружающую среду или пигментированием клеток. Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук – голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз. Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство – Бактерии. Клетки их очень мелкие - от 0,1 до 10 мкм. По форме клетки могут быть: Название и формы бактерии. Таблица 1.
Бактерии не имеют дифференцированного ядра, а молекула их ДНК сосредоточена в ограниченном пространстве (нуклеоид) и замкнута в виде кольца. Небольшие молекулы ДНК (плазмиды) расположены вне нуклеоида. Митохондрии и хлоропласты в клетке отсутствуют, их функции выполняет цитоплазматическая мембрана. Имеются рибосомы. Бактерии имеют запасные вещества - полисахариды, жиры, серу, полифосфаты. Клеточная стенка бактерии состоит из белка муреина, слизистая капсула – из полисахаридов. Бактерии имеют следующие обязательные структуры: клеточную стенку (за исключением микоплазм), цитоплазматическую мембрану, цитоплазму, нуклеоид, рибосомы. Необязательные (непостоянные структуры бактериальной клетки): капсула, жгутики, споры, включения в цитоплазме.  Рис.1 Строение бактериальной клетки. 1.2. Метаболизм бактерии. По способу питания бактерии делятся на: - автотрофы – организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания. -гетеротрофов, которые используют готовые органические вещества; -сапрофитов (бактерии гниения, брожения), которые питаются мертвыми органическими веществами; Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты. -паразитов (холерный вибрион, столбнячная палочка), которые питаются органическими веществами живых организмов, укрываются и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания – бактериозы. - симбиониты - (кишечная палочка) живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений. -хемосинтетиков (железобактерии, серобактерии); используют в качестве энергии энергию химических связей неорганических соединений; -фотосинтетиков (зеленые, пурпурные, серобактерии), используют энергию солнца первые создатели фотосинтеза. Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зелёные, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли. Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют своё содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества.  Рис .2. Схема переноса молекул из питательного раствора внутрь клетки. Если бы оболочка и мембрана бактерии были полностью непроницаемыми, в клетку не попали бы никакие вещества. Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой – раствором, в которой обитает бактерия. Для выживания бактерии необходима оболочка, которая нужные вещества пропускает, а ненужные – нет. Бактерия поглощает находящиеся близ неё питательные вещества. Что происходит потом? Если она может самостоятельно передвигаться (двигая жгутик или выталкивая назад слизь), то она перемещается, пока не найдёт необходимые вещества. Если она двигаться не может, то ждёт, пока диффузия (способность молекул одного вещества проникать в гущу молекул другого вещества) не принесёт к ней необходимые молекулы. Бактерии в совокупности с другими группами микроорганизмов выполняют огромную химическую работу. Превращая различные соединения, они получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий разнообразны. Хемосинтез. Использование лучистой энергии – важнейший, но не единственный путь создания органического вещества из углекислого газа и воды. Известны бактерии, которые в качестве источника энергии для такого синтеза используют не солнечный свет, а энергию химических связей, происходящих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений – сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом. Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Этот процесс проходит в две фазы. Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Образованная гидроокись железа оседает и образует так называемую болотную железную руду. Некоторые микроорганизмы существуют за счёт окисления молекулярного водорода, обеспечивая тем самым автотрофный способ питания. Характерной особенностью водородных бактерий является способность переключаться на гетеротрофный образ жизни при обеспечении их органическими соединениями и отсутствии водорода. Таким образом, хемоавтотрофы являются типичными автотрофами, так как самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения, а не берут их в готовом виде от других организмов, как гетеротрофы. От фототрофных растений хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии. Бактериальный фотосинтез. Некоторые пигментосодержащие серобактерии (пурпурные, зелёные), содержащие специфические пигменты – бактериохлорофиллы, способны поглощать солнечную энергию, с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений. Этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается только тем, что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород (изредка – карбоновые кислоты), а у зелёных растений – вода. У тех и других отщепление и перенесение водорода осуществляется благодаря энергии поглощённых солнечных лучей. Такой бактериальный фотосинтез, который происходит без выделения кислорода, называется фоторедукцией. Фоторедукция углекислого газа связана с перенесением водорода не от воды, а от сероводорода: 6СО2+12Н2S+hv → С6Н12О6+12S=6Н2О Биологическое значение хемосинтеза и бактериального фотосинтеза в масштабах планеты относительно невелико. Только хемосинтезирующие бактерии играют существенную роль в процессе круговорота серы в природе. Поглощаясь зелёными растениями в форме солей серной кислоты, сера восстанавливается и входит в состав белковых молекул. Далее при разрушении отмерших растительных и животных остатков гнилостными бактериями сера выделяется в виде сероводорода, который окисляется серобактериями до свободной серы (или серной кислоты), образующий в почве доступные для растения сульфиты. Хемо- и фотоавтотрофные бактерии имеют существенное значение в круговороте азота и серы. По отношению к кислороду различают следующие группы бактерий: -аэробные, которые используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения); -анаэробные, которые живут в отсутствие кислорода; -факультативные, которые живут как в кислородной, так и в бескислородной среде. Размножаются бактерии путем деления каждые 20-30 минут (может встречаться половой процесс в форме конъюгации). Некоторые бактерии способны образовывать споры. Из одной клетки образуется крупная эндоспора, покрытая толстой защитной оболочкой. Она способна длительно выдерживать замораживание, иссушение, нагревание и т.д. Жизнь микробов возможна и без доступа кислорода воздуха. Энергия, необходимая для жизнедеятельности организма, в этих условиях образуется в результате процессов брожения. Наиболее распространены виды брожений, в процессе которых происходит распад органических веществ (преимущественно сахаров) под влиянием микроорганизмов, представляющий совокупность окислительно-восстановительных реакций. Брожения никогда не приводят к полному окислению органических веществ. Многие характерные формы брожения протекают без участия кислорода воздуха - анаэробно. Поскольку свободный кислород, имеющийся на нашей планете, образовался в результате фотосинтеза, возникшего на более поздних этапах развития жизни на Земле, совершенно очевидно, что анаэробный способ извлечения энергии - брожение - более древний, чем процесс дыхания. Брожение известно людям с незапамятных времен. Тысячелетиями человек пользовался спиртовым брожением при изготовлении вина. Еще раньше было известно о молочнокислом брожении. Люди употребляли в пищу молочные продукты, готовили сыры. При этом они не подозревали, что эти процессы происходят с помощью микроорганизмов. Термин "брожение" был введен голландским алхимиком Ван Хельмонтом в XVII в. для процессов, идущих с выделением газов (fermentatio - кипение). Затем в XIX в. основоположник современной микробиологии Луи Пастер показал, что брожение является результатом жизнедеятельности микробов, и установил, что различные брожения вызываются разными микроорганизмами. Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении конечным продуктом является молочная кислота. С этим брожением люди знакомы издавна. Сквашивание молока, приготовление простокваши, кефира, квашение овощей - результаты молочнокислого сбраживания сахара молока или углеводов растений. Этот вид брожения осуществляется с помощью молочнокислых бактерий, которые подразделяются на две большие группы (в зависимости от характера брожения): гомоферментативные, образующие из сахара только молочную кислоту, и гетероферментативные, образующие, кроме молочной кислоты, спирт, уксусную кислоту, углекислый газ. Гомоферментативное молочнокислое брожение вызывают бактерии рода Lactobacillus и стрептококки. Они могут сбраживать различные сахара с 6-ю (гексозы) или 5-ю (пентозы) углеродными атомами, некоторые кислоты. Однако круг сбраживаемых ими продуктов ограничен. У молочнокислых бактерий нет ферментативного аппарата для использования кислорода воздуха. Кислород для них или безразличен, или угнетает развитие. Процесс образования молочной кислоты чрезвычайно близок к процессу спиртового брожения. Глюкоза также расщепляется до пировиноградной кислоты. Но затем ее декарбоксилирование (отщепление СО2), как при спиртовом брожении, не происходит, так как молочнокислые бактерии лишены соответствующих ферментов. У них активны дегидрогеназы (НАД). Поэтому пировиноградная кислота сама (а не уксусный альдегид, как при спиртовом брожении) принимает водород от восстановленной формы НАД и превращается в молочную кислоту. В процессе молочнокислого брожения бактерии получают энергию, необходимую им для развития в анаэробных условиях, где использование других источников энергии затруднено. Гетероферментативное молочнокислое брожение - процесс более сложный, чем гомоферментативное: сбраживание углеводов приводит к образованию ряда соединений, накапливающихся в зависимости от условий процесса брожения. Одни бактерии образуют, помимо молочной кислоты, этиловый спирт и углекислоту, другие - уксусную кислоту; некоторые гетероферментативные молочнокислые бактерии могут образовывать различные спирты, глицерин, маннит. Гетероферментативное молочнокислое брожение вызывают бактерии рода Lactobacterium и рода Streptococcus. Химизм этих брожений изучен не так хорошо, как спиртового или гомоферментативного молочнокислого брожения. Гетероферментативные бактерии образуют молочную кислоту иным путем. Последняя стадия - восстановление пировиноградной кислоты до молочной - та же самая, что и в случае гомоферментативного брожения. Но сама пировиноградная кислота образуется при ином расщеплении глюкозы - гексозомонофосфатном. Выход энергии гораздо меньше, чем при спиртовом брожении. Гетероферментативные бактерии сбраживают ограниченное число веществ: некоторые гексозы (причем определенного строения), пентозы, сахароспирты и кислоты. Молочнокислое брожение широко используется при выработке молочных продуктов: простокваши, ацидофилина, творога, сметаны. При производстве кефира, кумыса наряду с молочнокислым брожением, вызываемым бактериями, имеет место и спиртовое брожение, вызываемое дрожжами. Молочнокислое брожение происходит на первом этапе изготовления сыра, затем молочнокислые бактерии сменяются пропионово кислыми. Молочнокислые бактерии нашли широкое применение при консервировании плодов и овощей, в силосовании кормов. Чистое молочнокислое брожение применяется для получения молочной кислоты в промышленных масштабах. Действие низкой и высокой температур является одним из основных методов консервирования пищевых продуктов. Консервированием пищевых продуктов называют создание таких условий их обработки или хранения, при которых прекращается размножение микробов и действие тканевых ферментов. Этим предотвращается порча продуктов и сохраняются их пищевая ценность и доброкачественность. Действие температур на бактериальную клетку. 1.3. Действие температур на бактериальную клетку. Действие низкой температуры. Для сохранения качества пищевых продуктов применяют охлаждение и замораживание. Под охлаждением понимают хранение продуктов при температуре, близкой к 0°С, под замораживанием - при температуре -25-40 °С и ниже. Охлаждение чаще применяется для храпения продуктов, содержащих большое количество влаги (фрукты, овощи, молоко). Замораживание используется для хранения скоропортящихся продуктов, богатых белком (мясо, рыба, яичный меланж). Сущность действия низкой температуры на микробную клетку заключается в том, что ее протоплазма уплотняется, жидкая фаза превращается в лед, а при очень низкой температуре (-20 °С) - в стекловидное состояние. Обменные процессы в микробной клетке с окружающей средой (продуктом) становятся невозможными. При кратковременном действии низкой температуры этот процесс обратим, т. е. после размораживания продукта микробы сохраняют свою жизнедеятельность. При длительном действии низкой температуры в протоплазме микробных клеток наступают необратимые изменения и микробы погибают. Однако некоторые микроорганизмы (психрофилы), особенно плесени, способны размножаться даже при очень низкой температуре. Поэтому при хранении продуктов в холодильных камерах нередко отмечается их плесневение. Патогенные для человека микробы не размножаются при низкой температуре, но могут сохранять жизнеспособность длительное время: например, палочка брюшного тифа при температуре -18°С сохраняет жизнеспособность в течение 6 мес, золотистый стафилококк - 5 мес, микробы группы сальмонелла - 5 мес. Следовательно, низкая температура предотвращает размножение патогенных микробов, но не вызывает их гибели. Продукты, подлежащие замораживанию, должны быть доброкачественными как в санитарном, так и в эпидемиологическом отношении. Нельзя замораживать продукты, уже имеющие признаки порчи, так как замораживание только замаскирует, а не улучшит их качество. Нельзя замораживать и продукты, содержащие патогенные микробы. Большое значение для сохранения вкусовых качеств продукта и его питательной ценности имеют способ замораживания и правильное проведение дефростации - размораживания. Рекомендуется замораживание производить быстро, помещая продукт в специальные камеры-морозилки, где температура воздуха -24 °С и ниже. При быстром замораживании образуется много точек кристаллизации воды (образование льда), кристаллы получаются мелкие, не травмируют и не разрушают мышечную ткань. Размораживание, наоборот, целесообразно осуществлять медленно, чтобы жидкость, освободившаяся при таянии льда, впитывалась обратно в клетки тканей. Это важно потому, что в жидкости содержатся водорастворимые питательные вещества, некоторые белки, соли, витамины. Действие высокой температуры. Высокая температура (60 °С и выше) вызывает коагуляцию белка в протоплазме микробной клетки. Эти изменения необратимы, в результате чего микробная клетка становится нежизнеспособной. Коагуляция белка в протоплазме микробов быстрее происходит под действием высокой температуры во влажной среде. При температуре 60°С большинство вегетативных форм микробов (но не все) погибает в течение 1-10 мин, а при 100 °С - мгновенно. Очень устойчивы к высокой температуре споры бацилл. Например, споры Cl. botulinum выдерживают кипячение в течение 6 ч, а температуру 120°С - несколько минут. Термоустойчивость спор объясняется тем, что вода в их клетках находится в связанном состоянии, не происходит коагуляции белка. Однако жизнеспособность прогретых при высокой температуре спор понижается. В практике консервирования пищевых продуктов применяются следующие температурные режимы. Пастеризация - уничтожение вегетативных форм микробов. Применяется длительная (низкотемпературная) пастеризация - нагревание пищевых продуктов при температуре 63-65°С в течение 30 мин и кратковременная (высокотемпературная) - нагревание пищевого продукта при температуре выше 80 °С несколько минут. Более широко применяется высокотемпературная пастеризация как более эффективная и экономически выгодная. Моментальная пастеризация проводится при 90 °С в течение нескольких секунд. Стерилизация - уничтожение вегетативных и споровых форм микробов. Споры Cl. botulinum, например, погибают при температуре 120 °С в течение 10-20 мин, при 105°С они выдерживают 2 ч, при 100°С - 5 ч. Токсин Cl. botulinum менее термоустойчив: он разрушается при 100°С в течение нескольких минут, при 80 °С - через 30 мин, а при 58 °С разрушается только через 3 ч. Стерилизация с помощью высокой температуры производится при нагревании продукта свыше 100 °С; такая температура достигается в автоклавах при давлении до 1,5 атм и более. Совершенствование технологического оборудования для консервирования пищевых продуктов позволяет достигать температуры 130-150 °С и в соответствии с этим сокращать время стерилизации. Обезвреживающее действие высокой температуры повышается при добавлении к продукту пищевых кислот или повышении щелочности продукта, а также при больших концентрациях соли (8-10%); малые концентрации соли (1-2%), наоборот, повышают устойчивость микробов к действию высокой температуры. Приготовление баночных консервов. При действии высокой температуры не только погибают микроорганизмы, но также происходят глубокие изменения в белке самого продукта (коагуляция и денатурация). В результате этого белок становится более благоприятной средой для роста патогенных микробов, если они попадут в него. Этому способствует также отсутствие микробов -конкурентов и антагонистов. Пастеризованные и стерилизованные пищевые продукты являются консервированными при герметической упаковке, защищающей от проникновения микроорганизмов из внешней среды. На этом принципе основано приготовление баночных консервов. 1.4. Среды обитания микроорганизмов. Практически нет места на Земле, где бы не встречались бактерии. Они живут во льдах Антарктиды при температуре – 83*С и в горячих источниках, где температура достигает + 90*С. Все живые существа постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь часто не только их хранилищами, но и распространителями. Микроорганизмы – аборигены нашей планеты, активно осваивающие самые невероятные природные субстраты. Живут бактерии и в воде, и в продуктах питания, и в воздухе, в организме человека и животных. 1. В 1 м3 воздуха 280 000 бактерий 2. В 1 см3 воды 6 000 бактерий 3. В 1 г почвы – 3 000 000 бактерий Микрофлора почвы. Количество бактерий в почве чрезвычайно велико – сотни миллионов и миллиардов особей в 1 грамме. В почве их значительно больше, чем в воде и воздухе. Общее количество бактерий в почвах меняется. Количество бактерий зависит от типа почв, их состояния, глубины расположения слоёв. На поверхности почвенных частиц микроорганизмы располагаются небольшими микроколониями (по 20-100 клеток в каждой). Часто они развиваются в толщах сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков. Микрофлора почвы очень разнообразна. Здесь встречаются разные физиологические группы бактерий: бактерии гниения, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серобактерии и др. среди них есть аэробы и анаэробы, споровые и не споровые формы. Микрофлора – один из факторов образования почв. Областью развития микроорганизмов в почве является зона, примыкающая к корням живых растений. Её называют ризосферой, а совокупность микроорганизмов, содержащихся в ней, - ризосферной микрофлорой. Микрофлора водоёмов. Вода – природная среда, где в большом количестве развиваются микроорганизмы. Основная масса их попадает в воду из почвы. Фактор, определяющий количество бактерий в воде, наличие в ней питательных веществ. Наиболее чистыми являются воды артезианских скважин и родниковые. Очень богаты бактериями открытые водоёмы, реки. Наибольшее количество бактерий находится в поверхностных слоях воды, ближе к берегу. При удалении от берега и увеличении глубины количество бактерий уменьшается. Чистая вода содержит 100-200 бактерий в 1 мл., а загрязнённая – 100-300 тыс. и более. Много бактерий в донном иле, особенно в поверхностном слое, где бактерии образуют плёнку. В этой плёнке много серо- и железобактерий, которые окисляют сероводород до серной кислоты и тем самым предотвращают замор рыбы. В иле больше спороносных форм, в то время как в воде преобладают неспороносные. По видовому составу микрофлора воды сходна с микрофлорой почвы, но встречаются и специфические формы. Разрушая различные отбросы, попавшие в воду, микроорганизмы постепенно осуществляют так называемое биологическое очищение воды. Микрофлора воздуха. Микрофлора воздуха менее многочисленна, чем микрофлора почвы и воды. Бактерии поднимаются в воздух с пылью, некоторое время могут находиться там, а затем оседают на поверхность земли и гибнут от недостатка питания или под действием ультрафиолетовых лучей. Количество микроорганизмов в воздухе зависит от географической зоны, местности, времени года, загрязнённостью пылью и др. каждая пылинка является носителем микроорганизмов. Больше всего бактерий в воздухе над промышленными предприятиями. Воздух сельской местности чище. Наиболее чистый воздух над лесами, горами, снежными пространствами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов. В микрофлоре воздуха много пигментированных и спороносных бактерий, которые более устойчивы, чем другие, к ультрафиолетовым лучам. Микрофлора организма человека. Тело человека, даже полностью здорового, всегда является носителем микрофлоры. При соприкосновении тела человека с воздухом и почвой на одежде и коже оседают разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные (палочки столбняка, газовой гангрены и др.). Наиболее часто загрязняются открытые части человеческого тела. На руках обнаруживают кишечные палочки, стафилококки. В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками – прекрасная среда для развития микроорганизмов. Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нём гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т.е. благоприятной для микробов. В толстых кишках микрофлора очень разнообразна. Каждый взрослый человек выделяет ежедневно с экскрементами около 18 млрд. бактерий, т.е. больше особей, чем людей на земном шаре. Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой (мозг, сердце, печень, мочевой пузырь и др.), обычно свободны от микробов. В эти органы микробы попадают только во время болезни. 1.5 Микробиология сегодня. Своим рождением и существованием цивилизация во многом обязана умению человека создавать и сохранять излишки продуктов, используя их по мере потребности. Как только люди стали добывать пищи больше, чем нужно было для удовлетворения сиюминутного голода, возникла проблема сохранения запасов. Многовековые наблюдения определили два пути: первый — защиту продуктов от порчи; второй — переработку их в другие, подверженные ей в меньшей степени. Оба пути, как мы теперь знаем, связаны с микроорганизмами: в первом случае это приемы, направленные на прекращение их деятельности, во втором — создание идеальных условий для развития. Микробиология — наука о микроорганизмах —возникла не вчера. Она имеет солидный стаж, начало которой принято отсчитывать со времен Луи Пастера. Однако еще задолго до него человечество использовало микроорганизмы. В древности виноделы и сыровары не могли даже подозревать о существовании микробов, но это не мешало им варить сыры и делать вина. И долгое время человечество пребывало в счастливом неведении, что своими успехами в этой области оно обязано микроорганизмам. Период неведения закончился в XIX в. Благодаря работам Пастера. В Париже, на здании, где он работал, висит мемориальная доска, на ней надпись: ≪ Здесь была лаборатория Пастера 1857 г. — Брожение 1860 г. — Самопроизвольное зарождение 1865 г. — Болезни пива и вина 1868 г. — Болезни шелковичных червей 1881 г. — Зараза и вакцина 1885 г. — Предохранение от бешенства≫. Эти шесть открытий послужили фундаментом для дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии. До открытия законов строения и превращения веществ не могло быть даже правильного подхода к микробиологическим явлениям. Только на основе знания химических законов Луи Пастер (который, кстати, по образованию был химиком) дал объяснение процессам, используемые виноделии, при получении сыров, пива и в других производствах. Без преувеличения можно сказать, что микробиология создана Луи Пастером, и не только потому, что он вскрыл сущность микробиологических явлений, но и потому, что в своих работах ученый определил пути дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии. На рубеже середины столетия выход естественных наук на молекулярный уровень стимулировал дальнейшее развитие микробиологии, вирусологии и иммунологии. Создание электронного микроскопа сделало видимым мир вирусов и макромолекулярных соединений. Генетика бактерий пролила свет на когда-то запутанные проблемы их изменчивости, внесла поистине революционизирующий вклад в генетику в целом, «вскормила» целую область биохимии, что в значительной степени обусловило рождение молекулярной биологии. Расшифровка генома кишечной палочки сделала возможными искусственное конструирование генов и пересадку отдельных генов из одних клеток в другие. К настоящему времени генная инженерия внесла принципиально новые идеи и методы в производство широкого спектра биологически активных веществ. В начинающемся ХХI в. микробиология составляет одно из основных направлений медицины, открывая новые горизонты для различных ее дисциплин. Предметом изучения микробиологии традиционно служат в основном бактерии, а также в общем плане организации рассматриваются вирусы. Достижения микробиологии находят практическое применение в металлургии для извлечения различных металлов из руд. Например, уже реализован способ микробиологического выщелачивания меди из сульфидной руды халькопирита. В перспективе возможно использование микроорганизмов для получения цветных и редких металлов – золота, свинца, германия, лития и др.Особо следует отметить, что микробиология внедрилась в такие традиционно небиологические производства, как получение энергетического сырья (биогаз метан), добыча нефти, что вносит существенный вклад в решение топливно-энергетической проблемы. Микроорганизмы способны повышать прочность бетона. Установлено, что при добавлении на тонну бетона нескольких килограммов биомассы микроорганизмов повышается прочность и пластичность строительного материала. Успехи в области микробиологии открыли новые возможности в профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний, в борьбе с которыми ранее медицина была бессильна. За сравнительно небольшой период времени почти полностью ликвидированы такие заболевания, как чума, оспа, холера, малярия, являющиеся в прошлом бичом человечества. В настоящее время внимание микробиологов сосредоточено на проблеме злокачественных опухолей, птичьего гриппа и синдроме приобретенного иммунодефицита. Изучение свойств патогенных микроорганизмов позволило получать в промышленных масштабах вакцины, сыворотки и другие лечебные препараты. Таким образом, микробиология вносит существенный вклад в решение многих практических задач, проблем здравоохранения и сельского хозяйства, способствует развитию определенных отраслей промышленности. Следует отметить, что еще имеются большие возможности, основанные на применении микроорганизмов, для расширения и совершенствования биотехнологических процессов. Решение таких актуальных проблем, как обеспечение человечества продуктами питания, возобновление энергетических ресурсов, охрана окружающей среды, так или иначе будет связано с использованием микроорганизмов. |
1 2
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Исследовательская работа «Тайна имени». Выполнила ученица 6 класса... Научно-исследовательская деятельность в Мокрушинской школе Канского района Красноярского края |  | Исследовательская работа Автор: Овчинникова Диана Класс 1 мкоу «Павловская сош» Сборник заданий к типовому расчету по математической статистике: учебно-методическое пособие/ Л. А. Секованова, Т. А. Андревкина,... |
| Исследовательская работа на тему: «лики ладоней» выполнили: Колядин... Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с углублённым изучением отдельных предметов №3 г.... | | Урок биологии в 8-м классе "Гормоны дирижеры жизни" Учитель биологии мкоу сош №3 г. Киренска иркутской обл. Тараканова Александра Анатольевна |
| Отчет за апрель, май 2011 г сп по алгебре, геометрии Рехтиной Галины Александровны Еженедельно проводились онлайн консультации. Участвовали Прудникова Дарина и Велищенко Илья. Ученики индивидуально через сообщения... | | Конспект урока русского языка для 3 класса по теме: «Обобщение знаний о составе слова» Автор: Меркер Наталья Викторовна, учитель начальных классов мкоу «Веселовская сош», Республика Калмыкия, Городовиковский район, с.... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Фгос через проектную и исследовательскую деятельность. В методическом объединении приняли участие учителя мкоу хмр сош с. Нялинское,... | | Научно-исследовательская работа по математике Ученицы 7 класса Черногоровой Виолетты Дмитриевны Лисицына Татьяна Петровна учитель математики высшей категории мбоу сош №22, п.... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... | | Мкоу «Любимовская основная общеобразовательная школа» программы элективных... Работа выполнена в Институте экономики и организации промышленного производства Сибирского отделения ран |
| Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская... Научно-исследовательская работа (нир) относится к циклу «Практики и научно-исследовательская работа» магистерской программы «Русский... | | Автор: Ихсанова Флюза Фанузовна Координаты Конспект урока биологии в 9 классе по теме: «Прокариотическая клетка». Провела учитель биологии мбоу сош с. Белогорка |
| Николенко Наталья Николаевна учитель начальных классов мкоу «Пивкинская... Автор: Николенко Наталья Николаевна – учитель начальных классов мкоу «Пивкинская сош» Щучанский район | | Мкоу «Приреченская основная общеобразовательная школа Верхнемамонского... Вожатая: Здравствуйте, уважаемые педагоги, родители, гости и ученики! Сегодняшняя торжественная линейка посвящена знаменательному... |
| Научно-исследовательская работа по географии Автор: Савин Илья Собранию. По словам главы государства, о целесообразности такой реформы должны сделать вывод специалисты, сравнив «все выгоды от... | | Исследовательская работа учащихся в группах Акмазикова Юлия Анатольевна, учитель английского языка. Моу сош №7, г. Омутнинск |
