Dictionary of Agricultural Microbiology and Virology. Mikrobiologi av växter. Akvatisk mikrobiologi studerar den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av mikrofloran i salt- och sötvatten och dess roll i de biokemiska processer som sker i vattendrag.
Det orsakande medlet för sjukdomen isolerades 1953 i Australien av Simmons och Hull, i Nya Zeeland av Byudl och Boyce. År 1956 identifierades Brucella ovis som en ny oberoende art. Patogen: Brucella ovis - coccoid eller lätt långsträckt bakterie. Mikroben är orörlig och bildar inga sporer. Den växer bra på media med fuchsin och tionin i närvaro av koldioxid, stabiliteten är låg, vid 60 ° C dör den på 30 minuter, vid 70 ° C - på 5-10 minuter; vid 100°C - omedelbart. I mjölk kvarstår bakterier i 4-7 dagar, i fryst kött - 320 dagar, i ull - 14-19 dagar. I markens ytskikt - upp till 40 dagar.
Epizootologi. Förlopp och symtom.
Mottagliga: Får i åldern 2-7 år. Hos får är sjukdomen akut och kronisk. I en akut kurs hos får stiger temperaturen till 41-42 ° C, förtryck, inflammation i testiklarna och deras bihang observeras. Pungen är inflammerad och förstorad flera gånger. Bihangen på testiklarna är förstorade, gropiga, täta. Atrofi av en eller båda testiklarna inträffar. Tackor gör abort, svaga, odugliga lamm föds. Ofta, efter lamning, försenas efterfödseln och endometrit utvecklas. patologiska förändringar. I rams pat. förändringar upptäcks främst i könsorganen. Det gemensamma slidhinnan smälter samman med testiklarna. I toppen av bihanget växer bindväv i form av tunna trådar. Fibrösa utväxter finns i det drabbade bihanget, nekrotiska lesioner är fyllda med en luktfri krämig vätska. Testiklarnas vävnad komprimeras.Diagnostik.
Diagnosen fastställs på grundval av kliniska och bakteriologiska eller serologiska studier, med hänsyn till epizootiska data. Den bakteriologiska diagnostiska metoden innebär isolering av patogenen. Drabbade bihang, testiklar, placenta hos får, aborterade och födda icke-livsdugliga lamm kan tjäna som material för forskning. Ibland är det möjligt att isolera brucella från andra organ hos sjuka får. Intravital diagnostik: RSK, RDSK. Differentialdiagnos. Det är nödvändigt att utesluta pseudotuberkulos, diplococcal infektion, brucellos, trauma.Pseudotuberkulos.
Lymfkörtlar i ljumsken, testiklarna och bihangen kännetecknas av utvecklingen av inflammatoriska processer som tenderar att kapsla in och komprimera pusen, som förvandlas till en torr, tät, smulig massa. Med diplococcal septikemi, förutom fenomenen med en septisk process med inflammation, observeras blödningar på epikardium, slemhinnan i tunntarmen, på omentum och bukhinnan. Med brucellos: orkit, ibland med suppuration, i detta fall utförs bakteriologisk undersökning. Vid skador bör man komma ihåg kränkningen av hudens integritet, närvaron av blödningar.Förebyggande och behandling.
Behandling har inte utvecklats. För profylax används följande: ett levande torrvaccin från Rev-1-stammen av Brucella melitensis för immunisering av får och getter mot baggebrucellos och smittsam baggeepstik orsakad av det orsakande medlet Brucella ovis. Veterinär- och sanitetsundersökning. Får ( tackor), baggar, unga djur som diagnostiserats med en sjukdom orsakad av brucella utsätts för omedelbar slakt, oavsett avelsvärde. Ordningen för slakt av dessa djur och studier av kött, andra köttprodukter, råvaror utförs, som vid brucellos. För desinfektion av hållplatser och slakt av djur används en 2% varm (70-80 ° C) lösning av kaustiksoda, 2% formalinlösning; blekmedelslösning innehållande 2 % aktivt klor. För diagnostik, behandling och förebyggande kontakta din veterinär!infektiös epididymit hos får (Epididymitis infectiosa arietum), en kronisk infektionssjukdom som manifesteras hos får genom inflammation i testiklarnas bihang, hos får genom abort, födseln av en icke livskraftig avkomma och karghet. Sjukdomen är vanlig i många länder i världen, i Ryska federationen är den registrerad i många regioner och republiker; orsaka betydande ekonomisk skada.
Etiologi. Det orsakande medlet för sjukdomen är Brucella ovis, en av arterna i Brucella-gruppen. Små, orörliga, icke-sporbildande, gramnegativa kokobakterier, i storlek, form, färg och kultur-biokemiska egenskaper skiljer sig inte från andra typer av brucella (se Brucellos). Kulturer av patogenen är en homogen population i ett tillstånd av dissociation (ihållande R-former); deras antigena struktur skiljer sig från andra typer av Brucella (S-former), vilket gör att deras serologiska differentiering är möjlig. Emellertid orsakar det genetiska släktskapet och det gemensamma för djupa proteinantigener i alla arter och former av Brucella korsimmunitet och allergiska reaktioner hos djur.
Epizootologi. Vuxna baggar och får är mest mottagliga. Ung tillväxt visar avsevärt motstånd, vilket gör att endast individuella lamm blir infekterade av sjuka får. Källan till smittämnet är sjuka djur. Sjuka baggar utsöndrar patogenen med spermier, får - med fostret, fruktmembran och vatten. Infektion sker främst genom slemhinnorna i könsorganen under parning.
Immunitet. När den smittsamma processen utvecklas uppträder antikroppar i blodet, ett tillstånd av allergi uppstår, vilket indikerar en immunologisk omstrukturering av kroppen. Effektiviteten av dödade och levande vacciner från stammar av Brucella av olika arter studerades. De bästa resultaten erhölls när unga baggar immuniserades med ett levande vaccin från Br. melitensis Rev-1 (immunitet i 4 år).
Förlopp och symtom. I ett akut förlopp hos får noteras en ökning av kroppstemperaturen till 41-42 ((°)) C, depression, exsudativ inflammation i testiklarna och deras bihang. Den inflammerade tostikeln är svullen och kan förstoras 3-5 gånger (Fig. 1). Huden på pungen är spänd, varm, rodnad, smärtsam. Efter 2 veckor (ibland tidigare) sjunker kroppstemperaturen, svullnaden i pungen försvinner gradvis och sjukdomen tar ett kroniskt förlopp. Samtidigt är testiklarnas bihang (en eller båda) förstorade i volym, ojämna och täta. Rörligheten hos testiklarna i pungen är nedsatt eller så är de helt orörliga. Ibland finns det atrofi av en eller båda testiklarna. Hos många baggar minskar volymen av ejakulat, rörlighet och täthet av spermier, dess färg blir gulgrå och till och med gulgrön. Den innehåller leukocyter, slemklumpar och celler av avskalat epitel. Hos får är abort eller karghet (på grund av placenta) ofta det enda tecknet på sjukdom. Ibland föds lamm dåligt utvecklade och dör snart.
patologiska förändringar. Hos baggar, i det kroniska sjukdomsförloppet, observeras ofta sammansmältning av den gemensamma slidhinnan med testikel och bihang, i det drabbade bihanget hittas fibrösa utväxter (fig. 2) och sequesters av olika storlekar fyllda med en serös, pusliknande eller curdled massa.
Diagnosen ställs utifrån den kliniska bilden, mikroskopisk (spermier, postabortal flytning), bakteriologisk (testiklar och bihang, lymfkörtlar, aborterade foster), serologisk (förlängd komplementfixeringsreaktion, indirekt hemagglutinationsreaktion) och allergisk (brucella VIEV) studier av djur, med hänsyn till epizootologiska och patologiska data. E. i. skilja från pseudotuberkulos, diplokockinfektion, brucellos orsakad av andra typer av brucella, konsekvenser av skador m.m.
Behandling av sjuka djur är opraktisk.
Förebyggande och kontrollåtgärder. De baggar som nyligen införts i ekonomin sätts i karantän och undersöks för E. och. Före häckningssäsongen, liksom när misstänkta kliniska tecken uppstår hos djur, undersöks fåren med kliniska och serologiska metoder. När sjukdomen är etablerad förklaras flocken ogynnsam och hålls isolerad. Samtidigt undersöks tackorna i de flockar där sjuka baggar använts som producenter och vid sjukdom hos unga baggar undersöks tackorna som de härstammar ifrån. Sjuka djur överlämnas till slakt, oavsett avelsvärde. Får från ogynnsamma flockar undersöks kliniskt, och blod från dem undersöks serologiskt var 20-30:e dag, tills 2-faldigt negativa resultat erhålls. Gör sedan en studie efter 3 månader. Fåren undersöks serologiskt 1 och 2 månader efter lamningen, samt före avelssäsongens början, och insemineras artificiellt med spermier från friska avelsdjur.
Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.
Postat på http://www.allbest.ru/
RYSKA FEDERATIONENS JORDBRUKSMINISTERIE
FEDERAL STATE EDUCATIONAL
INSTITUTION FÖR HÖGRE UTBILDNING
Urals statliga jordbruksakademi
Testa
"Växtmikrobiologi"
Kompletterad av: Bunkov I.A.
Jekaterinburg 2012
Introduktion
5. Mikrobiologi av foder, hö
6. Mikroorganismernas roll i naturen och jordbruket produktion
Slutsats
Introduktion
Mikrobiologi (från mikro... och biologi), en vetenskap som studerar mikroorganismer - bakterier, mykoplasmer, aktinomyceter, jästsvampar, mikroskopiska svampar och alger - deras systematik, morfologi, fysiologi, biokemi, ärftlighet och variabilitet, distribution och roll i cirkulationen av ämnen i naturen, praktiskt värde.
Vetenskapen om de minsta organismerna som inte är synliga för blotta ögat. Mikrobiologi studerar strukturen hos mikrober (morfologi), deras kemiska organisation och livsmönster (fysiologi), variabilitet och ärftlighet (genetik hos mikroorganismer), relationer med andra organismer, inklusive människor, och deras roll i bildandet av biosfären. Under den historiska Utvecklingen av mikrobiologi som vetenskap delades in i allmän, jordbruk, veterinär, medicinsk och industriell. Allmän mikrobiologi studerar mönstren för vital aktivitet hos mikrober som organismer, såväl som mikrobers roll för att upprätthålla liv på jorden, i synnerhet deras deltagande i kretsloppet av kol, kväve, energi, etc.
1. Tre praktiska tillämpningsområden
Så, mikrobiologi är en vetenskap som studerar mikroorganismer, deras egenskaper, distribution och roll i kretsloppet av ämnen i naturen. Tre områden för praktisk tillämpning av mikrobiologisk kunskap är allmänt kända, tre huvudområden, utan vilka det är omöjligt att föreställa sig det moderna livet. Ett av dessa områden är medicinsk mikrobiologi, som studerar patogena mikroorganismer och utvecklar metoder för att bekämpa dem.Medicinsk mikrobiologi. inkluderar bakteriologi, som studerar bakterier - orsaksämnena för infektionssjukdomar, mykologi - ett avsnitt om patogena svampar, protozoologi, vars föremål för studien är patogena encelliga djurorganismer, och slutligen honung. Virologi är studiet av patogena virus. Tillförlitlig information om mikrober erhölls först under andra hälften av 1600-talet. av den holländska forskaren A. Leeuwenhoek, som beskrev "levande djur" i vatten, plack och infusioner när de betraktades genom ett enkelt mikroskop som förstorade föremål 250-300 gånger.
En annan är teknisk mikrobiologi, under "skyddet" som är produktion av alkohol och mejeriprodukter (med jäsningsprocesser), vitaminer, antibiotika och hormoner som är så nödvändiga för en person. Teknisk, eller industriell, mikrobiologi studerar de kemiska processer som orsakas av mikrober som leder till bildning av alkoholer, aceton och andra produkter som är viktiga för människor. Under senare år har sådana områden inom teknisk mikrobiologi som produktion av vitaminer, aminosyror och antibiotika också utvecklats mycket.
Det tredje oberoende området av denna vetenskap är markmikrobiologi, som studerar mikroorganismers deltagande i markprocesser för att optimera deras användning i jordbruksproduktion.
Mikrobiologi gick in i kretsen av vetenskapliga discipliner på 1600-talet: dess utseende är nära kopplat till uppfinningen av mikroskopet. Mikrobiologins guldålder började i slutet av 1800-talet, när den industriella och tekniska utvecklingen av det mänskliga samhället, tillsammans med utvecklingen av färgämnenas kemi, optikens framsteg och bakteriologernas anmärkningsvärda upptäckter, gjorde en verklig revolution inom medicin och medicinskt tänkande. Upptäckten av de orsakande medlen för en betydande del av infektionssjukdomarna hos människor och djur - patogener som finns i ett säreget rike av mikroorganismer kan tillskrivas separata länkar till denna "revolution".
Om vad som exakt hänvisar till mikroorganismernas brokiga galax, till sfären som kontrolleras av mikrobiologi, har många inte alltid en korrekt och fullständig idé. Under årens lopp har mikrobiologin blivit en vidsträckt och komplex vetenskaplig disciplin, och anledningen till detta ligger inte i någon artificiell komplikation av den, utan i det faktum att man upptäckte grupper av mikroorganismer som inte kunde anpassas till någon enskild gemensam nämnare. Detta tvingade fram en uppdelning av mikrobiologin i flera specialavdelningar.
Hittills har fem sådana "provinser" identifierats i mikrobiologins "tillstånd". Det är sant att dess vidare utveckling och differentiering definitivt visar att denna femledade underavdelning inte är slutgiltig. Men för idag tillfredsställer det oss ganska bra. Här är en kort lista och definition av de nämnda grupperna.
Virologi är studiet av virus.
Bakteriologi handlar om studier av bakterier (experter anser dem vara de äldsta invånarna på jorden) och aktinomyceter (encelliga mikroorganismer som liknar bakteriers organisation).
Mykologi är studiet av lägre (mikroskopiska) svampar.
Algologi är studiet av mikroskopiska alger.
Protozoologi har syftet med sin studie av de enklaste - encelliga djuren, som står i klassificeringssystemet på gränsen till växt- och djurvärlden.
Vi har listat dessa indelningar efter ökningen av mikroorganismernas storlek.
Virus i jämförelse med andra grupper av mikroorganismer är oändligt mycket mindre. Det var deras försumbara storlek som gav mikrobiologer (under virologins födelse) den främsta möjligheten att skilja dem från bakterier. Virus varierar i storlek från 20 till 300 nanometer (en nanometer är lika med en miljondels millimeter).
Under virologins "unga år" användes termen "filtrerbart virus" (från latin virus - gift) för att hänvisa till en icke-bakteriell patogen av någon sjukdom.
Den ursprungliga termen betonade patogenernas säregna egenskap - förmågan att passera genom filter som inte låter de minsta bakterierna passera.
Ytterligare studier har visat att virus representerar en speciell grupp av smittämnen och deras studier kräver användning av helt nya metoder. Som ett resultat uppstod en ny oberoende gren av mikrobiologi, virologi. Denna tilldelning accepterades villkorslöst av alla vetenskapsmän. Redan från början betraktades virologin som bakteriologins yngre syster.
Men mellan dessa två grenar av vetenskapen, eller snarare, deras föremål, finns det en väsentlig skillnad.
Bakteriologer har relativt länge upptäckt, tillsammans med patogena bakterier, sådana som helt enkelt är nödvändiga för människors, djurs och växters liv, för det normala förloppet av den naturliga cirkulationen av ämnen i naturen och många tekniska processer inom livsmedels- och läkemedelsindustrin.
2. Uppkomst och utveckling av mikrobiologi
mikroorganismbiologi mat
Flera tusen år innan mikrobiologins uppkomst som vetenskap använde människan, omedveten om förekomsten av mikroorganismer, dem i stor utsträckning för framställning av koumiss och andra fermenterade mjölkprodukter, för produktion av vin, öl, vinäger, för ensilering av foder och linflik. För första gången sågs bakterier och jäst av A. Leeuwenhoek, som undersökte tandplack, örtinfusioner, öl etc. med hjälp av mikroskop han tillverkade. Skaparen av mikrobiologi som vetenskap var L. Pasteur, som klargjorde mikroorganismernas roll i jäsningar (vintillverkning, bryggning) och i förekomsten av djur- och människorsjukdomar. Av exceptionell betydelse för kampen mot infektionssjukdomar var metoden för förebyggande vaccinationer som föreslagits av Pasteur, baserad på införandet av försvagade kulturer av patogena mikroorganismer i kroppen på ett djur eller en person. Långt innan upptäckten av virus föreslog Pasteur vaccination mot en virussjukdom - rabies. Han bevisade också att under moderna markförhållanden är spontan generering av liv omöjligt. Dessa arbeten fungerade som en vetenskaplig grund för sterilisering av kirurgiska instrument och förband, beredning av konserver, pastörisering av livsmedelsprodukter, etc. Pasteurs idéer om mikroorganismernas roll i cirkulationen av materia i naturen utvecklades av grundaren av allmän mikrobiologi i Ryssland, S. N. Vinogradsky, som upptäckte kemoautotrofa mikroorganismer (de absorberar koldioxid från atmosfären på grund av energin från oxidation av oorganiska ämnen; se Kemosyntes), kvävefixerande mikroorganismer och bakterier som bryter ner cellulosa under aeroba förhållanden. Hans elev V. L. Omelyansky upptäckte anaeroba bakterier som jäser, det vill säga sönderdelar cellulosa under anaeroba förhållanden, och bakterier som bildar metan. Ett betydande bidrag till utvecklingen av mikrobiologi gjordes av den holländska skolan för mikrobiologer, som studerade ekologi, fysiologi och biokemi hos olika grupper av mikroorganismer (Mikrobiologi Beijerinck, A. Kluiver och K. van Niel). En viktig roll i utvecklingen av medicinsk mikrobiologi tillhör R. Koch, som föreslog täta näringsmedier för odling av mikroorganismer och upptäckte orsakerna till tuberkulos och kolera. Utvecklingen av medicinsk mikrobiologi och immunologi främjades av E. Behring (Tyskland), E. Roux (Frankrike), S. Kitazato (Japan) och i Ryssland och Sovjetunionen av I.I. Mechnikov, L.A. Tarasevich, D.K. Zabolotny, N.F. Gamaleya.
Utvecklingen av mikrobiologi och praktikens behov ledde till att ett antal sektioner av mikrobiologi delas upp i oberoende vetenskapliga discipliner. Allmän mikrobiologi studerar de grundläggande lagarna för mikroorganismernas biologi. Kunskaper om den allmänna mikrobiologins grunder är nödvändiga när man arbetar inom någon av mikrobiologins speciella sektioner, innehållet, gränserna och uppgifterna för allmän mikrobiologi har successivt förändrats.
Tidigare har de föremål som hon studerat även omfattat virus, protozoer av vegetabiliskt eller animaliskt ursprung (protozoer), högre svampar och alger. Utländska manualer om allmän mikrobiologi beskriver fortfarande dessa objekt.
Uppgiften för teknisk eller industriell mikrobiologi inkluderar studiet och implementeringen av mikrobiologiska processer som används för att erhålla jäst, foderprotein, lipider, bakteriella gödningsmedel, samt produktion av antibiotika, vitaminer, enzymer, aminosyror, nukleotider, organiska syror, etc. genom mikrobiologisk syntes. (se även Mikrobiologisk industri).
Jordbruksmikrobiologi belyser sammansättningen av markens mikroflora, dess roll i kretsloppet av ämnen i jorden, såväl som dess betydelse för jordens struktur och fertilitet, effekten av bearbetning på mikrobiologiska processer i den och effekten av bakteriella preparat. på växternas produktivitet. Jordbruksmikrobiologins uppgift inkluderar studiet av mikroorganismer som orsakar växtsjukdomar, och kampen mot dem, utvecklingen av mikrobiologiska metoder för att kontrollera insekter - skadedjur av jordbruksgrödor. växter och skogsarter, samt metoder för fodervård, linlob, växtskydd mot förstörelse orsakad av mikroorganismer.
Geologisk mikrobiologi studerar mikroorganismers roll i cirkulationen av ämnen i naturen, i bildandet och förstörelsen av mineralfyndigheter, och föreslår metoder för att erhålla (urlaka) metaller (koppar, germanium, uran och tenn) och andra mineraler från malmer med hjälp av bakterier.
Akvatisk mikrobiologi studerar den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av mikrofloran i salt- och sötvatten och dess roll i de biokemiska processer som sker i vattendrag, övervakar kvaliteten på dricksvattnet och förbättrar mikrobiologiska metoder för rening av avloppsvatten.
Den medicinska mikrobiologins uppgift omfattar studiet av mikroorganismer som orsakar mänskliga sjukdomar och utvecklingen av effektiva metoder för att bekämpa dem. Samma frågor angående jordbruksdjur och andra djur löses av veterinär mikrobiologi.
Det speciella med strukturen och reproduktionen av virus, såväl som användningen av speciella metoder för deras studier, ledde till framväxten av virologi som en oberoende vetenskap som inte är relaterad till mikrobiologi.
Både allmän mikrobiologi och dess speciella sektioner utvecklas exceptionellt snabbt. Det finns tre huvudorsaker till denna utveckling. För det första, tack vare framstegen inom fysik, kemi och teknologi, har mikrobiologin skaffat sig ett stort antal nya forskningsmetoder. För det andra har den praktiska användningen av mikroorganismer ökat kraftigt. För det tredje började mikroorganismer användas för att lösa de viktigaste biologiska problemen, såsom ärftlighet och variabilitet, biosyntes av organiska föreningar, reglering av metabolism etc. En framgångsrik utveckling av modern mikrobiologi är omöjlig utan en harmonisk kombination av forskning som bedrivs på befolkningen , cellulära, organoida och molekylära nivåer. . För att få cellfria enzymsystem och fraktioner innehållande vissa intracellulära strukturer används apparater som förstör mikroorganismceller samt gradientcentrifugering som gör det möjligt att få cellpartiklar med olika massor. För att studera mikroorganismers morfologi och cytologi har nya typer av mikroskopisk utrustning utvecklats. I Sovjetunionen uppfanns metoden för kapillärmikroskopi, vilket gjorde det möjligt att upptäcka en ny, tidigare oobserverbar värld av mikroorganismer med en speciell morfologi och fysiologi.
För att studera mikroorganismers metabolism och kemiska sammansättning har olika metoder för kromatografi, masspektrometri, metoden för isotopindikatorer, elektrofores och andra fysikaliska och fysikaliskkemiska metoder blivit utbredda. Rena preparat av enzymer används också för att detektera organiska föreningar. Nya metoder för att isolera och kemiskt rena avfallsprodukter från mikroorganismer (adsorption och kromatografi på jonbytarhartser, samt immunokemiska metoder baserade på specifik adsorption av en viss produkt, såsom ett enzym, av animaliska antikroppar som bildas efter införandet av denna substans) har föreslagits. Kombinationen av cytologiska och biokemiska forskningsmetoder ledde till uppkomsten av funktionell morfologi hos mikroorganismer. Med hjälp av ett elektronmikroskop blev det möjligt att studera de fina egenskaperna hos strukturen hos cytoplasmatiska membran och ribosomer, deras sammansättning och funktioner (till exempel rollen av cytoplasmiska membran i processerna för transport av olika ämnen eller deltagande av ribosomer i proteinbiosyntes).
Laboratorier berikades med fermentorer av olika kapacitet och utformningar. Kontinuerlig odling av mikroorganismer, baserad på det konstanta tillflödet av färskt näringsmedium och utflödet av flytande kultur, har blivit utbredd. Det har fastställts att tillsammans med cellreproduktion (kulturtillväxt) utvecklas kultur, dvs åldersrelaterade förändringar i cellerna som utgör kulturen, åtföljda av en förändring i deras fysiologi (unga celler, som inte ens förökar sig intensivt, kan inte för att syntetisera många avfallsprodukter, till exempel aceton, butanol, antibiotika framställda av äldre kulturer). Moderna metoder för att studera mikroorganismers fysiologi och biokemi har gjort det möjligt att dechiffrera egenskaperna hos deras energimetabolism, vägarna för biosyntesen av aminosyror, många proteiner, antibiotika, vissa lipider, hormoner och andra föreningar, och även att fastställa principerna för reglering av metabolism i mikroorganismer.
3. Mikrobiologins koppling till andra vetenskaper
Mikrobiologi är i viss mån kopplad till andra vetenskaper: morfologi och taxonomi för lägre växter och djur (mykologi, algologi, protistologi), växtfysiologi, biokemi, biofysik, genetik, evolutionsteori, molekylärbiologi, organisk kemi, agrokemi, markvetenskap, biogeokemi , hydrobiologi, kemisk och mikrobiologisk teknologi, etc. Mikroorganismer är favoritobjekt för forskning för att lösa allmänna problem inom biokemi och genetik (se Genetics of microorganisms, Molecular genetics). Så, med hjälp av mutanter som har förlorat förmågan att utföra ett av stadierna i biosyntesen av något ämne, var mekanismerna för bildandet av många naturliga föreningar (till exempel aminosyrorna lysin, arginin, etc.) dechiffrerade. Studiet av mekanismen för molekylär kvävefixering för dess reproduktion i industriell skala syftar till att söka efter katalysatorer som liknar de som utför kvävefixering i bakterieceller under milda förhållanden. Det råder ständig konkurrens mellan mikrobiologi och kemi när det gäller att välja de mest ekonomiska vägarna för syntes av olika organiska ämnen. Ett antal ämnen som tidigare erhölls mikrobiologiskt framställs nu utifrån en rent kemisk syntes (etyl- och butylalkoholer, aceton, metionin, antibiotikumet kloramfenikol etc.). Vissa synteser utförs både kemiskt och mikrobiologiskt (vitamin B2, lysin, etc.). Inom ett antal industrier kombineras mikrobiologiska och kemiska metoder (penicillin, steroidhormoner, C-vitamin, etc.). Slutligen finns det produkter och preparat som hittills endast kan erhållas genom mikrobiologisk syntes (många antibiotika med komplex struktur, enzymer, lipider, foderprotein, etc.).
4. Mikrobiologins praktiska betydelse
Genom att aktivt delta i kretsloppet av ämnen i naturen spelar mikroorganismer en viktig roll i markens bördighet, i produktiviteten hos vattenkroppar, i bildandet och förstörelsen av mineralavlagringar. Mikroorganismernas förmåga att mineralisera de organiska resterna av djur och växter är särskilt viktig. Den ständigt ökande användningen av mikroorganismer i praktiken har lett till framväxten av den mikrobiologiska industrin och till en betydande utbyggnad av mikrobiologisk forskning inom olika industri- och jordbruksgrenar. Tidigare studerade teknisk mikrobiologi främst olika jäsningar och mikroorganismer användes främst inom livsmedelsindustrin. Nya områden inom teknisk mikrobiologi utvecklas också snabbt, som kräver en annan instrumentering för mikrobiologiska processer. Odlingen av mikroorganismer började utföras i stängda fermentorer med stor kapacitet, metoder förbättrades för att separera cellerna av mikroorganismer från den kulturella vätskan, isolera från den senare och kemiskt rena deras metaboliska produkter. En av de första uppstod och utvecklade produktionen av antibiotika. Aminosyror (lysin, glutaminsyra, tryptofan, etc.), enzymer, vitaminer och foderjäst erhålls i stor skala mikrobiologiskt från icke-livsmedelsråvaror (sulfitlutar, hydrolysat av trä, torv och jordbruksväxtavfall, petroleumkolväten, och naturgas, fenol- eller stärkelsehaltigt avloppsvatten, etc.). Mikrobiologisk produktion av polysackarider genomförs och industriell biosyntes av lipider bemästras. Användningen av mikroorganismer i jordbruket har ökat dramatiskt. Produktionen av bakteriegödsel har ökat, särskilt nitragin, som framställs från kulturer av knölbakterier som binder kväve under förhållanden av symbios med baljväxter och används för att infektera frön av baljväxter. Ny riktning på sidan - x. mikrobiologi är kopplad till mikrobiologiska metoder för kamp mot insekter och deras larver - skadedjur på sidan - x. växter och skogar. Bakterier och svampar som dödar dessa skadedjur med sina toxiner har hittats, och tillverkningen av lämpliga läkemedel har bemästrats. Torkade celler av mjölksyrabakterier används för att behandla tarmsjukdomar hos människor och page - x. djur.
Uppdelningen av mikroorganismer i användbara och skadliga är villkorad, eftersom. utvärderingen av resultaten av deras verksamhet beror på de förhållanden under vilka den visar sig. Således är nedbrytningen av cellulosa av mikroorganismer viktig och användbar i växtrester eller i matsmältningen av mat i matsmältningskanalen (djur och människor kan inte absorbera cellulosa utan dess preliminära hydrolys av det mikrobiella cellulasenzymet). Samtidigt förstör cellulosanedbrytande mikroorganismer fiskenät, rep, kartong, papper, böcker, bomullstyger m.m. För att få protein odlas mikroorganismer på kolväten av olja eller naturgas. Samtidigt bryts stora mängder olja och produkter från dess bearbetning ned av mikroorganismer i oljefält eller under deras lagring. Även patogena mikroorganismer kan inte klassificeras som absolut skadliga, eftersom. vacciner framställs av dem som skyddar djur eller människor från sjukdomar. Förstöring av mikroorganismer av växt- och djurråvaror, livsmedel, bygg- och industrimaterial och produkter har lett till utvecklingen av olika metoder för deras skydd (låg temperatur, torkning, sterilisering, konservering, tillsats av antibiotika och konserveringsmedel, försurning, etc.). I andra fall blir det nödvändigt att påskynda nedbrytningen av vissa kemikalier, såsom bekämpningsmedel, i marken. Mikroorganismernas roll vid rening av avloppsvatten (mineralisering av ämnen som finns i avloppsvatten) är stor.
5. Mikrobiologi av foder, hö
Vanligt hö tillverkas av klippta gräs som har en fukthalt på 70-80 % och innehåller en stor mängd fritt vatten. Mikroorganismer använder detta vatten för sin utveckling. Under torkningsprocessen avdunstar fritt vatten och förblir bundet, vilket är otillgängligt för mikroorganismer.
Vid en höfukthalt på 12-17% stannar mikrobiologiska processer, vilket stoppar förstörelsen av torkade växter. Efter torkning finns ett stort antal epifyter kvar i höet, som är i ett anabiotiskt tillstånd, eftersom det inte finns några förutsättningar för deras reproduktion i en sådan miljö. När vatten kommer in i traven eller traven börjar aktiviteten hos mikroorganismer att intensifieras. Processen kännetecknas av en ökning av temperaturen till 40-50 grader och över.
I det här fallet inträffar mesofilers död, och aktiviteten hos mikroorganismer börjar intensifieras. Efter 4-5 dagar stiger temperaturen till 70-80 grader, förkolning sker, växterna blir först bruna och sedan svarta. Vid 90 grader upphör mikroorganismer sin aktivitet. Brunt hö förbereds enligt följande: klippt och vältorkat gräs viks i små högar, sedan i staplar, staplar. Eftersom växtmassan fortfarande innehåller fritt vatten börjar mikroorganismer föröka sig, värme frigörs, vilket bidrar till den slutliga uttorkningen av plantorna.
Senage - en metod för att bevara torkade örter, främst baljväxter, skördade i början av knoppningen. Gräs klipps, läggs i rullar. Ett dygn senare plockas gräset, torkat till 50-55 % fukt, upp, krossas och lastas i välisolerade foderlager.
I diken komprimeras växtmassan, isoleras med en plastfilm, på vilken halm, sågspån och sedan jord placeras. Höslag är en grön växtmassa med låg luftfuktighet, bevarad under påverkan av fysiologisk torrhet och biokemiska processer orsakade av mikroorganismer, när den befinner sig i foderlagringsanläggningar isolerade från atmosfäriskt syre. Antalet mjölksyra- och förruttnelsemikrober i hösilage är 4-5 gånger mindre än i ensilage.
Det maximala antalet mikroorganismer bildas på den 15:e dagen. Flödeshastigheten för mikrobiologiska processer är förknippad med bildandet av organiska syror. Kolhydrater fungerar som energimaterial för djur och mikroorganismer. Mikroorganismer omvandlar lösliga kolhydrater till organiska syror och utarmar därmed fodret.
I hösilage, som ett resultat av hydrolysen av polysackarider, ökar mängden socker. Ökat osmotiskt tryck hämmar främst tillväxten av smörsyramikrober, sedan mjölksyra och förruttnande mikrober. Detta skapar gynnsamma förutsättningar för utveckling av mjölksyrabakterier. Detta sänker pH, vilket tillsammans med trycket förhindrar utvecklingen av smörsyrabakterier, så det finns ingen smörsyra i ensilaget. Foderjäst är en mikrobiologisk metod för att bereda foder för utfodring.
Jäst berikar maten inte bara med protein, utan också med vitaminer och enzymer. För ekonomiska ändamål har kulturella raser av jäst föds upp: öl, bagare, foder. Jäst innehåller 48-52% proteiner, 13-16 kolhydrater, 2-3 fetter, 22-40 BEV, 6-10% aska, många aminosyror.
Jäst kräver syre för sin tillväxt och utveckling, en temperatur på 25-30 grader, jästprocessen varar 9-12 timmar. Jäst trivs med växtbaserade livsmedel som är rika på kolhydrater. Foder av animaliskt ursprung bör inte jästas, eftersom ruttnande mikroorganismer snabbt utvecklas på sådana medier.
Jäst utförs i ett torrt, ljust och rymligt rum. 3 sätt: steamy, steamless, starter. Svampig: förbered en svamp - utspädd pressjäst 1% blandas med mat (femte), i 6 timmar var 20:e minut rörs om, sedan tillsätts resten av maten, dubbla mängden vatten och blandas igen.
Blandningen får stå i ytterligare 3 timmar, under vilken jäst uppstår under en och annan omrörning. Den säkra metoden bygger på jäst av hela fodermassan på en gång. Ta 1% pressjäst, späd med varmt vatten, blanda med mat och dubbla mängden vatten. Under 8-10 timmar omrörs blandningen var 30:e minut.
Startmetoden används när det är lite jäst. Förrätten är beredd: 0,5 kg pressjäst förökas i en liten mängd väljäsande kolhydratfoder vid en temperatur på 30 grader i 5 timmar. Därefter mältas maten, sköljs med kokande vatten och hålls vid en temperatur på minst 60 grader i 5-6 timmar. Samma mängd vatten och hälften av surdegen läggs till det mältade fodret. Rör om, täck över och låt stå på en varm plats i 6 timmar.
Den andra delen av starteren läggs till en ny del av det mältade fodret och detta görs 5-10 gånger, varefter en ny primärstartare förbereds.
6. Mikroorganismernas roll i naturen och jordbruksproduktionen
Den breda spridningen av mikroorganismer indikerar deras enorma roll i naturen. Med deras deltagande sker nedbrytningen av olika organiska ämnen i jordar och vattenkroppar, de bestämmer cirkulationen av ämnen och energi i naturen; markens bördighet, bildningen av kol, olja och många andra mineraler beror på deras aktivitet. Mikroorganismer är involverade i stenvittring och andra naturliga processer. Med det mest aktiva, breda deltagandet av mikroorganismer i naturen, främst i marken och hydrosfären, genomförs ständigt två motsatta processer: syntesen av komplexa organiska föreningar från mineralämnen och, omvänt, nedbrytningen av organiska ämnen till mineraliska. Enheten i dessa motsatta processer ligger till grund för mikroorganismernas biologiska roll i cirkulationen av ämnen i naturen.
Bland de olika processerna för omvandling av ämnen i naturen, i vilka mikroorganismer tar en aktiv del, är cirkulationen av kväve, kol, fosfor, svavel, järn av största vikt för genomförandet av livet för växter, djur och människor på jorden. Många mikroorganismer används i industri- och jordbruksproduktion. Sålunda baseras bakning, tillverkning av fermenterade mjölkprodukter, vinframställning, framställning av vitaminer, enzymer, livsmedels- och foderproteiner, organiska syror och många ämnen som används inom jordbruk, industri och medicin på aktiviteten hos olika mikroorganismer.
Användningen av mikroorganismer i växtodling och djurhållning är särskilt viktig. Anrikningen av jorden med kväve, kontroll av skadedjur av jordbruksgrödor med hjälp av mikrobiella preparat, korrekt beredning och lagring av foder, skapandet av foderprotein, antibiotika och mikrobiella ämnen för djurfoder beror på dem. Mikroorganismer har en positiv effekt på processerna för nedbrytning av ämnen av icke-naturligt ursprung - xenobiotika, artificiellt syntetiserad, faller i jordar och vattendrag och förorenar dem.
Tillsammans med nyttiga mikroorganismer finns en stor grupp av så kallade sjukdomsframkallande, eller patogena, mikroorganismer som orsakar olika sjukdomar hos jordbrukets djur, växter, insekter och människor. Vissa mikroorganismer orsakar skador på jordbruksprodukter, leder till utarmning av kväve i marken, orsakar förorening av vattendrag och ansamling av giftiga ämnen (till exempel mikrobiella gifter). Som ett resultat av deras livsviktiga verksamhet uppstår epidemier av smittsamma sjukdomar hos människor och djur, vilket påverkar utvecklingen av ekonomin och samhällets produktivkrafter. De senaste vetenskapliga uppgifterna utökade inte bara avsevärt förståelsen av markmikroorganismer och de processer de orsakar i miljön, utan gjorde det också möjligt att skapa nya industrier inom industri och jordbruksproduktion.
Till exempel har antibiotika som utsöndras av markmikroorganismer upptäckts och möjligheten att de kan användas för behandling av människor, djur och växter samt för lagring av jordbruksprodukter har visats. Förmågan hos markmikroorganismer att bilda biologiskt aktiva ämnen upptäcktes: vitaminer, aminosyror, växtstimulerande medel - tillväxtämnen, etc. Man har funnit sätt att använda proteinet från mikroorganismer för att mata husdjur. Mikrobiella preparat har identifierats som förbättrar flödet av kväve i marken från luften. Upptäckten av nya metoder för att erhålla ärftligt modifierade former av nyttiga mikroorganismer har gjort det möjligt att använda mikroorganismer i större utsträckning i jordbruks- och industriproduktion, såväl som inom medicin.
Utvecklingen av gen- eller genteknik är särskilt lovande. Dess prestationer säkerställde utvecklingen av bioteknik, uppkomsten av högproduktiva mikroorganismer som syntetiserar proteiner, enzymer, vitaminer, antibiotika, tillväxtämnen och andra produkter som är nödvändiga för djurhållning och växtodling. Mänskligheten har alltid varit i kontakt med mikroorganismer, i årtusenden utan att ens veta om det.
Sedan urminnes tider har människor observerat degjäsning, tillagat alkoholhaltiga drycker, fermenterad mjölk, gjort ost, lidit av olika sjukdomar, inklusive epidemiska. Men fram till mitten av förra seklet hade ingen ens föreställt sig att olika typer av jäsningsprocesser och sjukdomar kunde vara resultatet av aktiviteten hos försumbart små varelser.
Slutsats
På grundval av vissa fakta kan man anta att virologisk forskning kommer att behålla rollen som den främsta drivkraften inom mikrobiologin under åtminstone de kommande trettio till femtio åren. Det nuvarande tillståndet för denna snabbt utvecklande forskning tyder på att de framsteg som gjorts för att förbättra och påskynda de diagnostiska processerna för virussjukdomar, så viktiga för omedelbara och specifika terapeutiska åtgärder, kommer att fortsätta.
Varför är omedelbart ingripande så viktigt? Ja, för så snart viruset i cellerna börjar föröka sig och orsakar de karakteristiska symtomen på sjukdomen i patientens kropp, kommer införandet av några läkemedel inte längre att kunna uppnå full framgång.
I samband med utvecklingen av diagnostik kommer utan tvekan nya "generationer" av läkemedel att skapas snabbare, mer perfekt "anpassade" till denna sjukdom. När de gör dem kommer de att utgå från kunskap om egenskaperna hos den molekylära biologin för reproduktion av vissa typer av virus, såväl som detaljerna för de biokemiska egenskaperna hos olika typer av celler (nerv, leverceller, etc.).
Med hög sannolikhet kan vi förvänta oss en betydande expansion och fördjupning av kunskapen om det virala ursprunget för många lesioner i centrala nervsystemet som fortsätter enligt den degenerativa typen, som många människor lider av. Utan tvekan kommer listan över sjukdomar, antingen orsakade av virus eller de där viruset spelar en dominerande roll tillsammans med andra faktorer, att utökas avsevärt.
Den accelererade och allt mer effektiva utvecklingen av infektionssjukdomsforskning i modern tid kan illustreras av många övertygande fakta. Från 1880 till 1950 ackumulerades nya upptäckter relativt långsamt, även om det var under dessa 70 år som många större observationer gjordes. Under den efterföljande perioden började virologin utvecklas i en mycket snabbare takt på grund av användningen av nya vetenskapliga tillvägagångssätt och tekniker.
Virologer har fått en mer eller mindre fullständig bild av virusstrukturen och information om mekanismen för infektion av en cell med ett virus. Stora framsteg kan också noteras i studier av virusinfektioner på molekylär nivå, i samband med vilka man även kan förvänta sig framgång i sökandet efter nya antivirala substanser. Det finns redan några uppmuntrande fakta här, inklusive tumörer av viralt ursprung.
Tack vare Världshälsoorganisationens ansträngningar och den intensiva utvecklingen av medicin i många länder i världen har systemet för virologisk och epidemiologisk övervakning förbättrats för att eliminera massvirusinfektioner, såväl som vid upptäckt av smittsamma sjukdomar som inte tidigare påträffats i dessa områden. Sjukvården kontrollerar strikt passagerar- och godstransporter, internationella och interkontinentala transporter för att förhindra "import" av infektioner från andra länder, inte bara av passagerare, besättning, utan också av djur och till och med växter som transporteras. Sökandet efter möjliga centra för infektionssjukdomar utförs i de mest avlägsna hörnen av vår planet, och högspecialiserade enheter inom hälso- och sjukvården tränger in i utvecklingsländer, där det även under det senaste förflutna var svårt att ens tänka på att eliminera infektionssjukdomar. I vår tid av tungt utnyttjande av transporter och ett livligt godsutbyte kan allvaret av "lokala" infektioner inte försummas. Idag kan en sådan infektion som uppstår i ett land, tack vare höghastighetstransporter, manifestera sig på en plats hundratals och tusentals kilometer bort från det ursprungliga fokuset.
Lista över begagnad litteratur
1. Prestationer av sovjetisk mikrobiologi, Mikrobiologi, 1989; Microbiology, Fundamentals of Microbiology, övers. från engelska, Microbiology, 1995;
2. Rabotnova I.L., General microbiology, Microbiology, 1966; "Microbiology", 1987, v. 36, ca. 6;
3. Meynell J., Meynell E., Experimental microbiology, trans. från engelska, Microbiology, 1967;
4. Schlegel G., General microbiology, trans. från German, Microbiology, 1972.
Hosted på Allbest.ru
Liknande dokument
Mikroorganismernas roll i kretsloppet av kväve, väte, syre, svavel, kol och fosfor i naturen. Olika typer av bakterieliv baserat på användning av föreningar av olika kemikalier. Mikroorganismernas roll i livets utveckling på jorden.
abstrakt, tillagt 2010-01-28
Mikroorganismernas roll i kolets kretslopp i naturen. Kol och kväve näring av prokaryoter med olika typer av liv. Mikroorganismernas betydelse i geologiska processer. Typer av jordmikroflora: zymogen, autokton, oligotrof och autotrof.
presentation, tillagd 2013-12-18
Karakterisering av de viktigaste indikatorerna för mikrofloran av jord, vatten, luft, människokroppen och växtmaterial. Mikroorganismernas roll i kretsloppet av ämnen i naturen. Miljöfaktorers påverkan på mikroorganismer. Mål och mål för sanitär mikrobiologi.
abstrakt, tillagt 2011-12-06
Egenskaper hos prokaryota mikroorganismer. Metoder för att bestämma motilitet hos bakterier. Mikroorganismers deltagande i kvävets kretslopp i naturen. Normal och onormal mikroflora av mjölk. Odling av anaeroba mikroorganismer i laboratoriet.
fuskblad, tillagt 2009-04-05
Mikrobernas roll i naturen och mänskligt liv. Användningen av mikrobiologiska processer inom industri och jordbruk. Personlig hygien för anställda i ett offentligt cateringföretag. Strukturen, kärnan i matsmältningsprocesserna. Sätt att smittas med helminter.
test, tillagt 2009-02-23
Mikrobiologins utvecklingshistoria, uppgifter och samband med andra vetenskaper. Mikrobernas roll i den nationella ekonomin och djurens patologi. Studiet av mögel och jästsvampar. Mikroflora av djur, jord och foder. Begreppet och betydelsen av antibiotika, sterilisering och pastörisering.
fuskblad, tillagt 2014-04-05
Mikroorganismers deltagande i biogeokemiska kretslopp av kol, kväve, svavelföreningar, i geologiska processer. Habitatförhållanden för mikroorganismer i mark och vatten. Användning av kunskap om mikroorganismers biogeokemiska aktivitet i biologilektioner.
terminsuppsats, tillagd 2011-02-02
Mönster av kvantitativt och kvalitativt innehåll av mikroorganismer i sötvattenförekomster från olika faktorer. Patogena mikroorganismers inträde i vatten och deras överlevnad i vattenmiljön. Begreppet sanitära indikerande mikroorganismer.
terminsuppsats, tillagd 2011-11-28
Mikrobiologiska standarder för dricksvatten och metoder för dess rening. Egenskaper hos tarmbakteriofager, deras betydelse som sanitära indikativa mikroorganismer. Stora livsmedelsburna infektioner. Inverkan av torkning och frysning av fiskprodukter på mikroorganismer.
test, tillagt 2015-06-08
Jord som livsmiljö och de viktigaste edafiska faktorerna, bedömning av dess roll och betydelse i levande organismers liv. Fördelningen av djur i jorden, förhållandet mellan växter och den. Mikroorganismers, växters och djurs roll i markbildande processer.
- Ämnet mikrobiologi och dess betydelse för jordbruksproduktionen
Mikrobiologi (från mikro... och biologi ), vetenskapen som studerar mikroorganismer bakterier, mykoplasmer, aktinomyceter, jäst , mikroskopisk svamp och alger - deras systematik, morfologi, fysiologi, biokemi, ärftlighet och föränderlighet, fördelning och roll i ämnenas cirkulation i naturen, praktisk betydelse.
Utvecklingen av mikrobiologi och praktikens behov ledde till att ett antal sektioner av mikrobiologi delas upp i oberoende vetenskapliga discipliner. Allmän mikrobiolog AI studerar de grundläggande regelbundenheterna i mikroorganismernas biologi. Kunskaper om grunderna i allmän mikrobiologi är nödvändiga när man arbetar inom någon av mikrobiologins speciella sektioner.
Jordbruksmikrobiologi tar reda på sammansättningen av markens mikroflora, dess roll i cirkulationen av ämnen i jorden, såväl som dess betydelse för jordens struktur och fertilitet, effekten av bearbetning på mikrobiologiska processer i den, effekten av bakteriella preparat på växten produktivitet. I uppdraget s.-x. mikrobiologi inkluderar studiet av mikroorganismer som orsakar växtsjukdomar, och kampen mot dem, utvecklingen av mikrobiologiska metoder för att bekämpa insekter - skadedjur av jordbruksgrödor. växter och skogsarter, samt metoder för fodervård, linlob, växtskydd mot förstörelse orsakad av mikroorganismer.
Till uppgiften teknisk eller industriell mikrobiologi omfattar studier och implementering av mikrobiologiska processer som används för att erhålla jäst, foderprotein, lipider, bakteriell gödningsmedel, samt produktion av antibiotika, vitaminer, enzymer, aminosyror, nukleotider, organiska syror etc. genom mikrobiologisk syntes. Geologisk mikrobiologi studerar mikroorganismers roll i cirkulationen av ämnen i naturen, vid bildning och förstörelse av mineralfyndigheter och föreslår metoder för att med hjälp av bakterier få fram (utlakning) metaller (koppar, germanium, uran, tenn) och andra mineraler från malmer . Akvatisk mikrobiologi studerar den kvantitativa och kvalitativa sammansättningen av mikrofloran av salt och sötvatten och dess roll i de biokemiska processer som sker i reservoarer, övervakar kvaliteten på dricksvattnet, förbättrar mikrobiologiska metoder för rening av avloppsvatten. Till uppgiften medicinsk mikrobiologi omfattar studier av mikroorganismer som orsakar mänskliga sjukdomar och utveckling av effektiva metoder för att bekämpa dem. Samma frågor om jordbruk och andra djur löses veterinär mikrobiologi.
Mikrobiologins praktiska betydelse. Genom att aktivt delta i kretsloppet av ämnen i naturen spelar mikroorganismer en viktig roll i markens bördighet, i produktiviteten hos vattenkroppar, i bildandet och förstörelsen av mineralavlagringar. Mikroorganismernas förmåga att mineralisera de organiska resterna av djur och växter är särskilt viktig. Den ständigt ökande användningen av mikroorganismer i praktiken har lett till framväxten av den mikrobiologiska industrin och till en betydande utbyggnad av mikrobiologisk forskning inom olika industri- och jordbruksgrenar. Användningen av mikroorganismer i jordbruket har ökat dramatiskt. Produktionen av bakteriegödsel har ökat, särskilt nitragin, som framställs från kulturer av knölbakterier som binder kväve under förhållanden av symbios med baljväxter och används för att infektera frön av baljväxter. Ny riktning på sidan - x. mikrobiologi är kopplat till mikrobiologiska metoder för kamp mot insekter och deras larver - förstörare av sida - x. växter och skogar. Bakterier och svampar som dödar dessa skadedjur med sina toxiner har hittats, och tillverkningen av lämpliga läkemedel har bemästrats. Torkade celler av mjölksyrabakterier används för att behandla tarmsjukdomar hos människor och page - x. djur.
2. En kort historik över mikrobiologins utveckling
Uppkomsten och utvecklingen av mikrobiologi.
Flera tusen år innan mikrobiologins uppkomst som vetenskap använde människan, utan att veta om förekomsten av mikroorganismer, dem i stor utsträckning för framställning av koumiss och andra fermenterade mjölkprodukter, för produktion av vin, öl, vinäger, för ensilering av foder, och linlob. Bakterier och jäst sågs först av A. Leeuwenhoek , som undersökte tandplack, örtinfusioner, öl etc. med hjälp av mikroskop han gjort. Skaparen av mikrobiologi som vetenskap var L. Pasteur som klargjorde mikroorganismernas roll i jäsningar (vintillverkning, bryggning) och vid förekomsten av djur- och människorsjukdomar. Av exceptionell betydelse för kampen mot infektionssjukdomar var metoden för förebyggande vaccinationer som föreslagits av Pasteur, baserad på införandet av försvagade kulturer av patogena mikroorganismer i kroppen på ett djur eller en person. Långt innan upptäckten av virus föreslog Pasteur vaccination mot en virussjukdom - rabies. Han bevisade också att under moderna markförhållanden är spontan generering av liv omöjligt. Dessa arbeten fungerade som en vetenskaplig grund för sterilisering av kirurgiska instrument och förband, beredning av konserver, pastörisering av livsmedelsprodukter, etc. Pasteurs idéer om mikroorganismernas roll imateriens cykeli naturen utvecklades av grundaren av general M. i Ryssland, S. N. Vinogradsky , som upptäckte kemoautotrofa mikroorganismer (assimilera atmosfärisk koldioxid på grund av energin för oxidation av oorganiska ämnen; kemosyntes), kvävefixerande mikroorganismeroch bakterier som bryter ner cellulosa under aeroba förhållanden. Hans elev V.L. Omelyansky upptäckt anaeroba bakterier som jäser, det vill säga sönderdelar cellulosa under anaeroba förhållanden, och bakterier som bildar metan. Ett betydande bidrag till utvecklingen av mikrobiologi gjordes av den holländska skolan för mikrobiologer som studerade ekologi, fysiologi och biokemi hos olika grupper av mikroorganismer (M. Beijerinck, A. Kluiver, K. van Niel). En viktig roll i utvecklingen av medicinsk mikrobiologi tillhör R. Kohu , som föreslog täta näringsmedia för odling av mikroorganismer och upptäckte patogenerna av tuberkulos och kolera. Utveckling av medicinsk mikrobiologi och immunologi E. Behring (Tyskland), E. Roux (Frankrike), S. Kitazato (Japan) och i Ryssland - I.I. Mechnikov, L.A. Tarasevich, D.K. Zabolotny, N.F. Gamaleya.
3. Betydelsen av Pasteurs arbete i utvecklingen av mikrobiologi
För första gången sågs bakterier och jäst av A. Leeuwenhoek, som undersökte tandplack, örtinfusioner, öl etc. med hjälp av mikroskop han tillverkade. Skaparen av mikrobiologi som vetenskap var L. Pasteur, som klargjorde mikroorganismernas roll i jäsningar (vintillverkning, bryggning) och i förekomsten av djur- och människorsjukdomar. Av exceptionell betydelse för kampen mot infektionssjukdomar var metoden för förebyggande vaccinationer som föreslagits av Pasteur, baserad på införandet av försvagade kulturer av patogena mikroorganismer i kroppen på ett djur eller en person. Långt innan upptäckten av virus föreslog Pasteur vaccination mot en virussjukdom - rabies. Han bevisade också att under moderna markförhållanden är spontan generering av liv omöjligt. Dessa arbeten fungerade som en vetenskaplig grund för sterilisering av kirurgiska instrument och förband, beredning av konserver, pastörisering av livsmedelsprodukter, etc. Pasteurs idéer om mikroorganismernas roll i cirkulationen av ämnen i naturen utvecklades av S. N. Vinogradsky, grundaren av allmän meteorologi i Ryssland.
Pasteur Louis (1822-1895), fransk mikrobiolog och kemist, grundare av modern mikrobiologi och immunologi. Den första direktören för forskningsmikrobiologiska institutet (Pasteur Institute), etablerat 1888 med medel som samlats in genom internationell prenumeration. I detta institut, tillsammans med andra utländska forskare, arbetade ryssarna också fruktbart - I. I. Mechnikov, S. N. Vinogradsky, N. F. Gamaleya, V. M. Khavkin, A. M. Bezredka och andra. samband mellan teori och praktik. Från 1857 studerade han processerna för jäsning (mjölksyra, alkohol, ättiksyra, smörsyra, upptäckt av honom). I motsats till den rådande "kemiska" teorin från den tyske kemisten J. Liebig, bevisade han att jäsning orsakas av aktiviteten hos olika typer av mikroorganismer. Samtidigt upptäckte han fenomenet anaerobios (förmågan att leva i frånvaro av fri O 2) och förekomsten av obligatoriska (enbart) anaeroba bakterier. Han visade att jäsning fungerar som en energikälla för de mikroorganismer som orsakar det. Han lade den vetenskapliga grunden för vinframställning, bryggning och andra grenar av livsmedelsindustrin. Han föreslog en metod för att skydda vin från förstörelse (pastörisering), som sedan användes vid tillverkning av andra livsmedelsprodukter (öl, mjölk, frukt- och bärjuice). Han motbevisade slutligen (genom experiment) idén om möjligheten av spontan generering av levande varelser under moderna förhållanden.
Efter att ha studerat arten av silkesmasksjukdomen (1870), fastställde Pasteur sjukdomens smittsamhet, tidpunkten för dess maximala manifestation och rekommenderade åtgärder för att bekämpa den. Han studerade ett antal andra smittsamma sjukdomar hos djur och människor (mjältbrand, barnsängsfeber, rabies, kycklingkolera, röda hund från grisar, etc.), och fastställde slutligen att de orsakas av specifika patogener. Baserat på idén han utvecklade om artificiell immunitet föreslog han en metod för skyddande vaccinationer, i synnerhet vaccination mot mjältbrand (1881). 1880 började Pasteur tillsammans med E. Roux forskning om rabies. Den första skyddande vaccinationen mot denna sjukdom fick honom 1885.
4. Ryska forskares kreativa bidrag till utvecklingen av mikrobiologi (Vinogradsky, Ivanovsky, Omelyansky, Voronin, Khudyakov, Kononov, Mishustin, etc.)
Pasteurs idéer om mikroorganismernas roll i cirkulationen av ämnen i naturen utvecklades av grundaren av allmän mikrobiologi i Ryssland S. N. Vinogradsky, upptäckare av kemoautotrofa mikroorganismer(assimilera atmosfärisk koldioxid på grund av energin från oxidation av oorganiska ämnen; Kemosyntes), kvävefixerande mikroorganismer och bakterier som bryter ner cellulosa under aeroba förhållanden. Vinogradsky Sergey Nikolaevich [.1856 -1953], rysk mikrobiolog, motsvarande medlem av St. Petersburgs vetenskapsakademi. 1891-1912 var han chef för avdelningen för allmän mikrobiologi vid Institutet för experimentell medicin i St. Petersburg. Deltog aktivt i organisationen av det ryska mikrobiologiska sällskapet (1903) och var under de första 2 åren dess ordförande. 1922 reste han till Frankrike och fram till slutet av sitt liv ledde han den agrobakteriologiska avdelningen vid Pasteur-institutet nära Paris.Vinogradsky var den första som bevisade att det finns speciella mikroorganismer (anorgooxidanter) som får energi till följd av oxidation av oorganiska ämnen. Den resulterande energin används för att assimilera koldioxid eller karbonater; processen för assimilering av koldioxid baserad på detta kallas kemosyntes. Upptäckten av kemosyntes av Vinogradsky gjorde det möjligt för rysk mikrobiologi att inta en ledande position och hade ett stort inflytande på dess utveckling i andra länder. År 1893 var Vinogradsky först med att isolera den anaeroba sporbärande bakterien Clostridium Pasteurianum, som assimilerar molekylärt kväve, från jorden. Hans elev V. L. Omelyansky upptäckt anaeroba bakterier som jäser, det vill säga sönderdelar cellulosa under anaeroba förhållanden, och bakterier som bildar metan.Omelyansky Vasily Leonidovich, rysk mikrobiolog, akademiker vid USSR:s vetenskapsakademi (1923; motsvarande medlem 1916). En elev av S. N. Vinogradsky. Utexaminerad från St. Petersburgs universitet (1890). 1893-1928 arbetade han vid Institutionen för allmän mikrobiologi vid Institutet för experimentell medicin, från 1912 avdelningschef. Huvudarbetet med att belysa mikroorganismernas roll i kvävets och kolets kretslopp i naturen. Han föreslog metoder för isolering och odling av nitrifierande bakterier, studerade deras morfologi och fysiologi. För första gången isolerade han kulturer av anaeroba och sporbärande bakterier som fermenterar fibrer med bildning av organiska syror och väte. Han studerade en aerob kvävefixerande bakterie (av släktet Azotobacter) och bevisade förekomsten av bakterier som bildar metan från etylalkohol. Han fastställde att mängden kväve som assimileras av kvävefixerande mikroorganismer är proportionell mot assimileringen av organiskt material. Den första pekade på möjligheten att använda mikroorganismer som kemiska indikatorer. Redaktör för tidskriften "Archive of Biological Sciences" (1906-28). Hans böcker Fundamentals of Microbiology (1909) och Practical Guide to Microbiology (1922) bidrog till bildandet av flera generationer av sovjetiska mikrobiologer. . Dmitry Iosifovich Ivanovsky(1864 - 1920) - Rysk växtfysiolog och mikrobiolog, grundare av virologi. Han tog examen från St. Petersburgs universitet 1888 och lämnades vid institutionen för botanik. Under ledning av A. N. Beketov studerade A. S. Famintsyn och X. Ya. Gobi växtfysiologi och mikrobiologi.
Han upptäckte kristallina inneslutningar ("Ivanovsky-kristaller") i cellerna hos sjuka växter, vilket öppnade en speciell värld av patogener av icke-bakteriell och icke-protozoal natur, senare kallade virus. Ivanovsky betraktade dem som de minsta levande organismerna. Dessutom publicerade Ivanovsky verk om egenskaperna hos fysiologiska processer i sjuka växter, effekten av syre på alkoholjäsning i jäst, klorofylltillståndet i växter, dess motståndskraft mot ljus, betydelsen av karoten och xantofyll och om markens mikrobiologi.
Voronin Mikhail Stepanovich- botaniker (1838 - 1903). Många vetenskapliga verk av Voronin berör främst klassen av svampar (mykologi) och de lägre organismer som står på gränsen mellan djur och växter. Han upptäckte, studerade i detalj och beskrev många lägre organismer som är mycket viktiga inte bara i botanisk utan också i allmän biologisk mening. Solrosens svampsjukdom upptäcktes och studerades av honom; detsamma måste sägas om sjukdomen hos kålväxter etc. Alla Voronins verk kännetecknas av stor noggrannhet. Hans teckningar, utan vilka den senaste morfologin inte klarar sig, är exemplariska.
Khudyakov Nikolai Nikolaevich(1866-1927) - Rysk mikrobiolog. Verken ägnas åt frågor anaerobios och markmikrobiologi. I verket "On the study of anaerobiosis" (1896) slog han fast möjligheten att odla anaerober i närvaro av syre och uttalade ståndpunkten att anaerobios hos bakterier är en anpassning till existensvillkoren. Inom området markmikrobiologi upptäckte adsorption av bakterier av jordpartiklar, vilket är av stor betydelse för deras aktivitet i markprocesser. Författaren till den första på ryska. språket i kursen "Agricultural Microbiology" (1926), som var av stor betydelse för utvecklingen av mikrobiologi i Sovjetunionen.
- Morfologi och taxonomi av bakterier
Det finns tre huvudformer av bakterier - sfärisk, stavformad och slingrig.
sfäriska bakterier eller kocker
Formuläret sfärisk eller oval.
mikrokocker- isolerade celler.
diplokocker- arrangerade i par.
streptokocker- celler med rundad eller långsträckt form som utgör en kedja.
Sarciner - arrangerade i form av "paket" med 8 eller fler kocker.
Stafylokocker- kocker arrangerade i form av en klase druvor som ett resultat av uppdelning i olika plan.
stavformade bakterier
Formuläret stavformade, cellens ändar kan vara spetsiga, rundade, avhuggna, delade, expanderade. Pinnar kan vara regelbundna och oregelbundna i formen, inklusive förgrening, till exempel i aktinomyceter.
Genom arten av arrangemanget av celler i utstryk skiljer de:
Monobakterier- ligger i separata celler.
Diplobakterier - ordnade i två celler.
streptobakterier- efter delning bildar de cellkedjor.
Stavformade bakterier kan bilda sporer: baciller och klostridier.
Snåriga bakterier
Formuläret- en krökt kropp i ett eller flera varv.
vibrios- kroppens krökning inte överstiger ett varv.
Spirochetes- böjningar av kroppen i ett eller flera varv.
Bakteriestorlek
Mikroorganismer mäts i mikrometer och nanometer.
Den genomsnittliga storleken på bakterier är 2 - 3 x 0,3 - 0,8 mikron.
Form och storlek är viktiga diagnostiska egenskaper.
Bakteriers förmåga att ändra sin form och storlek kallas polymorfism.
Frågor till tentamen
genom disciplin "Agricultural microbiology"
för ingenjörsstudenter
specialiteter 1-74 02 01 Agronomi
1. Mikrobiologi som biologisk vetenskap. Forskningsämne och metoder.
2. Historien om mikrobiologins utveckling. Morfologisk, fysiologisk, biokemisk, ekologisk och genetisk utvecklingsperiod.
3. De huvudsakliga uppgifterna och utvecklingsriktningarna för mikrobiologi på nuvarande stadium.
4. Mikroorganismers utbredning och roll i naturen.
5. Prokaryota och eukaryota mikroorganismer, deras cellulära organisation och huvudsakliga skillnader.
6. Huvudformerna av bakterier och deras storlekar.
7. Allmänt schema över strukturen hos en bakteriecell.
8. Externa strukturer av en bakteriecell (kapsel, utväxter). rörelse av bakterier.
9. Bakterieskalets struktur, kemiska sammansättning och funktioner. Gram-positiva och gram-negativa bakterier, L-former.
10. Det cytoplasmatiska membranets struktur och funktioner. Mesosomer.
11. Cytoplasma och dess strukturer (nukleoid, ribosomer, inneslutningar).
12. Endosporer: bildning, struktur och egenskaper. Andra viloformer.
13. Placering av sporer i cellen. Groning av sporer.
14. Metoder för reproduktion av prokaryoter. Tillväxt av cellmassa av mikroorganismer på näringsmedia.
15. Principer för taxonomi och nomenklatur för mikroorganismer, taxonomiska kategorier. Begreppet stam och klon.
16. Systematik enligt D. Bergi. Klassificeringskriterier.
17. Allmänna egenskaper för avdelning 1 - Gracilicutes. Bakterier, bakterier med anoxisk och syretyp av fotosyntes.
18. Allmänna egenskaper för avdelning 2 - Firmicutes. Firmibakterier och tallobakterier.
19. Allmänna egenskaper för avdelning 3 - Tenerikuter. Mykoplasma.
20. Allmänna egenskaper för avdelning 4 - Mendosicutes. Arkebakterier.
21. Aktinomyceter, deras systematiska position, struktur och reproduktion. Värdet av aktinomyceter i den jordbildande processen.
22. Mikroskopiska svampar: mucor, penicillium, aspergillus. Jäst.
23. Praktisk användning av mögelsvampar och jästsvampar.
24. Virus: struktur, egenskaper, klassificering. Viroider och prioner.
25. Struktur och reproduktion av bakteriofager. Virulenta och tempererade fager.
26. Ärftliga faktorer av bakterier. Nukleoid och plasmider.
27. Mutationell och rekombinativ variation i prokaryoter.
28. Transformation, konjugering och transduktion som källor till ärftlig variation.
29. Praktisk användning av genteknik inom mikrobiologi.
30. Metoder för näring och intag av näringsämnen i cellen.
31. Mikroorganismers kemiska sammansättning och näringsbehov.
32. Huvudtyperna av näring av mikroorganismer i förhållande till energikällor, vätedonator, kolkälla.
33. Källor till kväve och vitaminer i mikroorganismer. Assimilering av askelement.
34. Näringsmedier för odling av mikroorganismer. Klassificering efter konsistens, efter syfte, efter ursprung.
35. Begreppet metabolism: anabolism och katabolism.
36. De viktigaste sätten att erhålla energi från mikroorganismer: aerob andning, ofullständig oxidation, anaerob andning, fermentering.
37. Påverkan på mikroorganismer av fuktighet och koncentration av lösningar. Osmofila och halofila organismer.
38. Förhållandet mellan mikroorganismer och temperatur. Termiska steriliseringsmetoder.
39. Påverkan på organismer av ljus, strålning, tryck, ultraljud, elektricitet, mekaniska stötar.
40. Förhållandet mellan mikroorganismer och syre.
41. Inverkan av miljöns surhetsgrad på utvecklingen av mikrober.
42. Verkan av kemiskt giftiga ämnen på mikroorganismer. Desinfektion och antiseptika.
44. Antibiotika av mikrobiellt och animaliskt ursprung, fytoncider.
45. Teoretiska grunder för metoder för lagring, bearbetning och konservering av livsmedelsprodukter.
46. Kolets kretslopp i naturen och mikroorganismernas roll.
47. Alkohol- och glycerinjäsning. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
48. Mjölksyrajäsning: homofermentativ och heterofermentativ.
49. Patogener, tillstånd, kemi och betydelse.
50. Propionsyrajäsning. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
51. Smörsyra- och aceton-butyljäsning. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
52. Nedbrytning av pektinämnen. Patogener, tillstånd, kemi och mening. Rosig linflik.
53. Nedbrytning av stärkelse. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
54. Erhålla ättiksyra och citronsyra. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
55. Oxidation av fetter av mikroorganismer. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
56. Allmänt schema över kvävets kretslopp i naturen.
57. Ammonifiering av proteiner. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
58. Immobilisering av kväve i jorden. Inverkan av denna process på kväve näring av växter.
59. Nitrifikation. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
60. Denitrifikation: direkt och indirekt. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
61. Biologisk fixering av molekylärt kväve. Dess väsen och kemi.
62. Fritt levande kvävefixerande mikroorganismer: Clostridiumpasteurianum,Azotobacter,Beijerinskia,Derxia,Azomonas cyanobakterier.
63. Symbiotisk kvävefixering i baljväxter och icke-baljväxter. Egenskaper hos släktet Rhizobium och Frankia. Optimala förhållanden för kvävefixering. bakteriella preparat.
64. Associativ kvävefixering i rhizosfären och fyllosfären. Karakteristisk azospirillum,pseudomonas,Klebsiella,Flavobacterium och deras användning.
65. Svavlets kretslopp i naturen: mineralisering, sulfurisering och avsvavling. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
66. Fosfors kretslopp i naturen. Mineralisering av organisk fosfor och mobilisering av fosfater.
67. Järnets kretslopp i naturen. Patogener, tillstånd, kemi och mening.
68. Jord som livsmiljö för mikroorganismer.
69. Mikroorganismers deltagande i jordbildningsprocessen.
70. Metoder för att bestämma sammansättningen och aktiviteten hos markmikroorganismer. Metoden för förädling och sådd på täta näringsmedier, metoden för direkt räkning.
71. Mikroflora av olika typer av jordar. Mikroorganismer-indikatorer.
72. Inverkan av jordbearbetning, gödningsmedel och bekämpningsmedel på aktiviteten och artsammansättningen av markens mikroflora.
73. Användning av mikrobiella preparat vid bekämpning av skadedjur och sjukdomar på jordbruksgrödor.
74. Mikroflora av rhizoplane och rhizosphere. Mykorrhiza. roll i växtlivet.
75. Filosfärens mikroflora, dess sammansättning och roll i växtlivet. Kornmikroflora och dess förändringar under olika lagringsförhållanden.
76. Mikrobiologiska processer under hötorkning och ensilage.
77. Foderensilering. Kraftiga växter. Silokvalitetsindikatorer.
78. Spridning av mikroorganismer i vatten. Vattenbehandlingsmetoder och användning av mikroorganismer.
79. Kvantitativ och kvalitativ sammansättning av luftmikrofloran.
80. Spridning av infektionssjukdomar genom vatten och luft.
81. Tillämpning av bioomvandlingsmetoder inom jordbruket.
Sammanställd av:
Docent vid institutionen, Ph.D.S. Frysning