Роль микроорганизмов в природе и жизни человека

Предмет и задачи микробиологии

1. Микробиология – наука о жизни микробов.

2. Роль микроорганизмов в природе и жизни человека. Микробиология – основа биотехнологии.

3. Краткий исторический очерк развития микробиологии.

1. Микробиология – наука о жизни микробов

Термин «микробиология» впервые был предложен Ж. Дюкло. Происходит он от греческих слов – микрос(малый), БИОС(жизнь), логос(учение). Микробиология – наука о мельчайших живых существах, их строении, физиологии, биохимии, росте, развитии, наследственности и изменчивости, а также их взаимоотношении с высшими организмами и неживой природой.

В настоящее время микробиология по уровню теоретических и прикладных исследований занимает ведущее место в биологии.

Микроорганизмы относят к третьему царству живых существ - протистам. Это в основном одноклеточные, слабо дифференцированные организмы, среди которых различают эукариоты, имеющие обособленное ядро (простейшие, водоросли, грибы) и прокариоты – не имеющие обособленного ядра (бактерии, сине-зеленые водоросли или цианобактерии, актиномицеты, риккетсии).

Вирусы, как неклеточные организмы, иногда относят к прокариотам, но чаще выделяют как самостоятельную группу организмов (рис.1).

Таким образом, по морфологии микроорганизмы представляют разнообразную группу. Однако существует ряд признаков и общих черт, которые позволяют объединить эти организмы:

1. Малые размеры – от нескольких десятков микрон до сотых долей микрона. Например, 1 г бактериальной культуры содержит 10бактериальных клеток.

2. Простата строения.

3. Широкое распространение в природе. Они поистине вездесущи: в воде, почве, воздухе, горячих источниках, нефтяных скважинах, атомных реакторах, организмах животных и т.д.

4. Высокая скорость адаптации за счет сильно выраженной метаболической изменчивости (особенность)

5. Высокая интенсивность обмена веществ. Пищи потребляют в 20 раз больше веса своего тела. Это связано с высокой активностью ферментных систем и большой площадью соприкосновения их тел с субстратом.

6. Высокая скорость размножения. Если бы 1 бактериальная клетка беспрепятственно делилась, то через 48 часов образовалась бы биомасса в 4000 раз больше массы Земли.

7. Общность культивирования и методов исследования.

В ПРИРОДЕ:

1. Биологическое выветривание горных пород (наряду с физическим и химическим) сыграло важную роль в становлении круговорота биогенных элементов (С, N, P, S), создавая тем самым условия для возникновения и развития высокоорганизованных организмов. Именно микроорганизмы способствовали формированию нового природного тела – почвы, которая явилась субстратом для всех наземных растений, и которая сыграла и играет большую роль в эволюции всех организмов.

2. Микроорганизмы преобразовали не только литосферу и гидросферу, но и атмосферу, которая стала более благоприятной для развития жизни. Они связали токсические соединения: NH₄ (аммоний), H₂ S(серо-водород), CO(угарный газ, оксид углерода) , CH_{4(метан)} . В результате деятельности динитрофицирующих бактерий в атмосферу поступает значительное количество оксидов азота, которые поддерживают озоновый экран планеты.

3. Оказали прямое влияние на развитие живых систем через симбиоз прокариотических и эукариотических клеток (рис.2 . Симбиотическая теория образования эукариот). http://biotriton.narod.ru/text/smbgenes.htm

4. Микроорганизмы – важнейшее звено биогеоценозов. Они редуценты.

5. Симбиоз клубеньковых бактерий с высшими растениями обеспечивает накопление в почве минерального азота, который является важнейшим органогеном. Большой вклад в этот процесс вносят и свободно живущие азотофиксаторы.

6. Микроорганизмы вступили в симбиоз с животными. Они выполняют важную функцию при переваривании пищи (особенно клетчатки). В организме человека обитает около 400 видов бактерий (главный терапевт г. Москвы).

7. Играют важную роль в образовании природных ископаемых: нефти, газа, торфа, меди, марганца, железа, серы и др., которые во многом предопределили социальную эволюцию человека.

8. Микроорганизмы – ограничивающий фактор размножения других организмов (болезни).

В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА. МИКРОБИОЛОГИЯ – ОСНОВА БИОТЕХНОЛОГИИ

Биотехнология – это наука и отрасль промышленности, использующая живые организмы и биологические процессы в производстве.

На основе применения знаний и методов биохимии, микробиологии, генетики и химической техники биотехнология позволяет извлекать выгоду в технологических процессах из свойств микроорганизмов и клеточных культур.

1. Сельское хозяйство.