Предмет и задачи микробиологии. Основные свойства микроорганизмов - раздел Философия, Тема 1. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОБИОЛОГИЮ Микробиология (От Греч. «Mikros» – Малый, «Bios» – Жизнь, «L...
Микробиология (от греч. «mikros» – малый, «bios» – жизнь, «logos» – учение) – наука, изучающая мир мельчайших живых существ – микроорганизмов и процессы, вызываемые микроорганизмами.
Микробиология изучает морфологию микроорганизмов, закономерности их развития и процессы, которые они вызывают в среде обитания, а также их роль в природе и хозяйственной деятельности человека.
К миру микроорганизмов относятся бактерии, дрожжи, микроскопические (плесневые) грибы.
Микроорганизмы обитают во всех климатических зонах, находятся на всех предметах и продуктах, живут в организме человека. Они разлагают остатки отмерших животных и растительных тканей, выполняя роль санитаров планеты. С жизнедеятельностью микроорганизмов связаны образование полезных ископаемых, плодородие почвы, самоочищение водоемов и т.д. Полезные свойства микроорганизмов используются в технологии производства многих пищевых продуктов и различных биологически активных веществ, таких как ферменты, аминокислоты, витамины, антибиотики и др.
Однако не все микроорганизмы приносят пользу. Многие микроорганизмы являются вредителями пищевых производств и вызывают порчу пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья. Некоторые микроорганизмы, развиваясь и размножаясь в пищевых продуктах, образуют токсины и вызывают пищевые отравления.
Среди микроорганизмов имеется особая группа – патогенные (болезнетворные) микробы, которые, попадая в организм человека через пищевые продукты, способны вызвать пищевые инфекционные заболевания (алиментарные инфекции).
Особую группу ультрамикроскопических структур, не имеющих клеточного строения и отличающихся по химическому составу от всех микроорганизмов, представляют собой вирусы и бактериофаги. Положение вирусов и фагов в системе живых организмов до сих пор остается неясным. Вирусы являются внутриклеточными паразитами клеток и вызывают разнообразные болезни человека, животных и растений. Бактериофаги паразитируют в клетках бактерий и вызывают их лизис, нанося огромный вред при производстве пищевых продуктов и биологически ценных веществ, основанных на жизнедеятельности полезной микрофлоры (например, при производстве кисломолочных продуктов, антибиотиков, бактериальных ферментов и т.д.).
Общими свойствами микроорганизмов являются:
Ø малые размеры (размеры микроорганизмов измеряются в мкм, 1 мкм = 1-6 м);
Ø Высокая скорость обменных процессов. Это связано с большим отношением поверхности обмена к объему клетки. Для микроорганизмов вся поверхность клетки является поверхностью обмена. Так как клетки бактерий самые мелкие, то они растут и развиваются быстрее всех микроорганизмов, за ними следуют дрожжи и грибы. В свою очередь, скорость обменных процессов у микроорганизмов в десятки и сотни тысяч раз выше, чем у животных. Например, в организме одного быка весом в 500 кг за 24 часа образуется примерно 0,5 кг белка; за это же время 500 кг дрожжей могут синтезировать более 50 000 кг белка;
Ø широкое распространение в природе. Малые размеры микроорганизмов имеют значение для экологии. Микроорганизмы могут распространяться с воздушными потоками и существуют повсюду;
Ø пластичность обмена – высокая способность к адаптации (приспособлению к новым условиям существования). Несравненно большая гибкость обменных процессов у микроорганизмов по сравнению с растениями и животными объясняется их способностью синтезировать индуцибельные ферменты, т.е. ферменты, которые образуются в клетке только при наличии в среде соответствующих веществ;
Ø высокая степень изменчивости. Более высокая степень изменчивости микроорганизмов по сравнению с макроорганизмами связана с тем, что большинство микроорганизмов являются одноклеточными организмами. На отдельную клетку воздействовать легче, чем на организм, состоящий из множества клеток. Высокая степень изменчивости, быстрый рост и развитие, высокая скорость обменных процессов, образование многочисленного потомства – все эти свойства микроорганизмов делают их чрезвычайно удобными объектами для генетического анализа, так как опыты можно проводить в короткие сроки на огромном числе особей.
Задачи микробиологии пищевых производств:
1. Знание свойств микроорганизмов позволяет своевременно принимать меры, направленные на предотвращение роста и развития микроорганизмов при производстве, транспортировании пищевых продуктов. Это создает предпосылки для повышения биологической стойкости пищевой продукции в процессе хранения.
2. Выделение чистых культур из различных объектов окружающей среды, их селекция, получение высокопродуктивных мутагенных штаммов, оптимизация основных параметров культивирования микроорганизмов позволяют интенсифицировать технологические процессы, основанные на жизнедеятельности полезной микрофлоры. В свою очередь, повышение активности технически полезных микроорганизмов способствует подавлению вредной микрофлоры и улучшению качества пищевых продуктов.
3. Одной из основных задач микробиологии пищевых производств является обеспечение выпуска продуктов питания, безопасных для здоровья потребителей. Для этого необходимо знать микробиологические критерии безопасности различных групп пищевых продуктов и уметь проводить микробиологический контроль в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами.
4. Благодаря изучению свойств микроорганизмов стало возможным создание технологических процессов, которые либо совсем не дают отходов (безотходные технологии), либо в основе которых лежат замкнутые циклы, когда все отходы полностью перерабатываются или используются на последующих стадиях производства. Таким образом, с помощью микробиологии успешно решаются вопросы, связанные с охраной окружающей среды.
Все темы данного раздела:
Исторический очерк развития микробиологии. Перспективы развития и достижения современной микробиологии в народном хозяйстве, пищевой промышленности
Процессы, вызываемые микроорганизмами, люди знали и использовали с незапамятных времен. Издавна они умели готовить вино, квас, кумыс, кислое молоко, сыр и другие продукты.
Перспективы развития и достижения современной микробиологии
Благодаря огромным научным достижениям в области микробиологии и смежных биологических дисциплин (молекулярной биологии, генетики, биохимии и др.) появилась реальная возможность сделать микрооргани
Принципы систематики микроорганизмов
Наука о распределении живых организмов по отдельным группам (таксонам) в соответствии с определенными признаками и присвоении им научного названия называется систематикой
Типы клеточной организации микроорганизмов
Наиболее простым типом клеточной организации является одноклеточность. Одноклеточные микроорганизмы очень малы из-за малых размеров клеток. Одноклеточность р
Строение прокариотической (бактериальной) клетки
Характерной особенностью прокариот является отсутствие системы внутриклеточных мембран.
1. Клеточная стенка придает форму клетке, предохраняет клетк
Строение эукариотической клетки
Клеточная стенка эукариотической клетки, в отличие от клеточной стенки прокариот состоит главным образом из полисахаридов. У грибов основным является азотсодержащий полисахарид
Основные и новые формы бактерий
Бактерии – наиболее широко распространенная и разнообразная в видовом отношении группа микроорганизмов. Величина бактерии измеряется микронами и колеблется от 0,1 до 2–3х15–20 мкм.
Спорообразование бактерий
Некоторые виды палочковидных бактерий (род Bacillus и род Clostridium) способны образовывать споры. Спорообразование индуцируется неблагоприятными условиями среды (изменением темпер
Движение бактерий
Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Большинство подвижных бактерий активно передвигается только в жидкой среде.
Движение бактерий осуществляется:
·
Микроскопические грибы, их особенности
Одним из трех царств, относящихся к надцарству эукариот, являются грибы. Ранее считали, что грибы занимают промежуточное положение между царствами растений и животных, так как ряд п
Размножение грибов
Существуют 3 способа размножения грибов:
1. Вегетативное размножение.
Осуществляется кусочком мицелия или отдельными клетками –оидиями,
Семейство сахаромицетов
Представители этого семейства имеют овальную или яйцевидную форму, вегетативно размножаются почкованием. Особо важная роль принадлежит роду Saccharomyces.Главным биохимическим признаком этих дрожже
Отличительные признаки вирусов
Вирусы были открыты русским ботаником Д.И. Ивановским в 1892 г. при изучении болезни табака – табачной мозаики. Было показано, что эта болезнь передается организмами, проходящими ч
Репродукция вирусов. Развитие вирулентного и умеренного фагов. Понятие о лизогенной культуре
Взаимодействие вируса с клеткой хозяина рассмотрим на примере взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой (рис. 5.2).
Процесс взаимодействия состоит из нескольких с
В пищевой промышленности
Вирусы и фаги широко распространены в природе. Это возбудители инфекционных заболеваний человека, животных, растений. Бактериофаги встречаются везде, где есть микроорганизмы, в кото
Способы питания микроорганизмов
Микроорганизмы, как и все живые существа, нуждаются в пище, которая поступает в клетки из внешней среды. Пищей обычно называют вещества, которые, попав в живой организм, служ
Химический состав микробной клетки
Основную часть микробной клетки составляет вода (80–90% общей массы клетки). Вода в клетке содержится в свободном и связанном состоянии.
Связанная вода входит в сост
Механизмы поступления питательных веществ в клетку
Основным препятствием для транспорта веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), которая обладает избирательной проницаемостью. ЦПМ регулирует не только поступление
Пищевые потребности и типы питания микроорганизмов
Разнообразные вещества, в которых нуждаются микроорганизмы и которые потребляются для синтеза основных органических веществ клетки, роста, размножения и для получения энергии называ
Понятие о конструктивном и энергетическом обмене
Метаболизмом или обменом веществ называется сумма целенаправленных реакций, протекающих под действием ферментных систем клетки, которые регулируются различными внешними и внутр
Энергетический метаболизм, его сущность. Макроэргические соединения. Типы фосфорилирования
Способы получения энергии у микроорганизмов различны. Некоторые микроорганизмы (фототрофы) способны перерабатывать химическую энергию солнечного света, другие (хемотрофы)
Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов,
использующих процессы брожения
Брожение – окислительно-восстановительный процесс, проходящий в анаэробных условиях и приводящий к образованию
Использующих процесс дыхания
Аэробное дыхание – окислительно-восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ, при котором роль доноров водорода (электронов) играют органические соединения, а ро
Микроорганизмов
Выращивание микроорганизмов на питательных средах называется культивированием, а развившиеся в таких средах микроорганизмы – культурой. При культивировании происходит
Способы культивирования микроорганизмов
Способ культивирования зависит от конечной цели культивирования (целью является либо накопление биомассы, либо получение определенного продукта жизнедеятельности – метаболита).
Закономерности роста статической и непрерывной культуры
Припериодическом способе культивирования популяция микроорганизмов проходит 7 стадий (фаз) роста (рис. 8.1).
Влияние физических факторов на микроорганизмы
Температура – один из основных факторов, определяющих возможность и интенсивность размножения микроорганизмов.
Микроорганизмы могут расти и проявлять свою жизнедеятельност
Влияние физико-химических факторов на микроорганизмы
Влажность. Влажность среды оказывает большое воздействие на жизнедеятельность микроорганизмов. Вода входит в состав клеток и поддерживает тургорное давление в них. Кроме
Влияние концентрации водородных ионов (рН среды)
В зависимости от отношения к рН среды микроорганизмы делятся на три группы:
• нейтрофилы – предпочитают нейтральную реакцию среды. Растут в диапазоне значений рН от 4 до 9. К
Антибиотиков на микроорганизмы
В природе микроорганизмы сталкиваются с действием разнообразных биотических факторов. При симбиозе (совместном существовании) различают ассоциативные (благоприятствующие) и
Возможные пути регулирования жизнедеятельности микроорганизмов при хранении пищевых продуктов
В настоящее время все шире изучают и используют различные способы воздействия на микроорганизмы для повышения сроков хранения пищевых продуктов.
При выборе способов воздейс
Изменчивости
Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов.
Наследственность – свойство организмов воспроизводить в поколениях сходный тип обмена веществ, сл
Генотип и фенотип микроорганизмов
Материальной основой наследственности, определяющей генетические свойства микроорганизмов, является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Фрагмент молекулы ДНК, контролирующий синте
Фенотипические изменения
При фенотипической изменчивости микробы, образовавшиеся из одной материнской клетки, могут различаться между собой по ферментативной активности, морфологическим признакам, потребности в источниках
Практическое значение изменчивости микроорганизмов
Наследственность и изменчивость – это неразделимо связанные категории биологических явлений, определяющих направление эволюционного развития живых организмов на любом уровне биологи
Спиртовое брожение. Химизм, условия проведения процесса. Возбудители. Практическое использование спиртового брожения
Спиртовое брожение – микробиологический процесс превращения углеводов в спирт и углекислый газ. Вызывается аскомицетовыми дрожжами рода Saccharomyces, некоторыми бактериями и о
Условия проведения спиртового брожения
1. Источники питания. В качестве источника углерода используют глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу. Крахмал дрожжи не сбраживают, так как амилолитические ферменты у них отсутствуют. Поэтом
Химизм процесса. Характеристика молочнокислых бактерий. Практическое значение молочнокислого брожения
Молочнокислое брожение – процесс превращения углеводов молочнокислыми бактериями в молочную кислоту.
Возбудители молочнокислогоброжения подразделяются на 2 группы:
Возбудители маслянокислого брожения
Маслянокислые бактерии относятся к роду Clostridium. Это крупные, подвижные грамположительные палочки, образующие устойчивые споры, при образовании которых клетка приобретает форму веретена или тен
Уксуснокислое брожение. Химизм процесса. Возбудители. Практическое использование и роль в процессах порчи пищевых продуктов
Уксуснокислое брожение – аэробное окисление углеводов и спирта уксуснокислыми бактериями в уксусную кислоту. Таким образом, это брожение относится к неполным окислениям
Окисление жиров и высших жирных кислот микроорганизмами. Микроорганизмы - возбудители порчи жиров
Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.
Так как жиры – высокомолекулярные соединения, то в неизменном виде внутрь клетки они попасть не могу
Гнилостные процессы. Понятие об аэробном и анаэробном гниении. Возбудители. Роль гнилостных процессов в природе, в пищевой промышленности
Гниение – процесс глубокого разложения белковых веществ. Одним из конечных продуктов разложения белковых веществ является аммиак, поэтому процесс гниения называют аммонифика
Характеристика пищевых заболеваний. Отличия пищевых инфекций от пищевых отравлений
Пищевые (алиментарные) заболевания – заболевания, причиной которых служит пища, инфицированная токсигенными микроорганизмами или токсинами микробов (рис. 12.1).
Микробных токсинов
Возбудителями пищевых инфекций являются патогенные микроорганизмы, к основным свойствам которых относятся:
Ø Патогенность – потенциальная спо
Инфекции. Источники и пути передачи инфекции. Виды пищевых инфекций и характеристика возбудителей. Профилактика пищевых инфекций
Инфекционный процесс– сложный биохимический процесс взаимодействия макро- и микроорганизма, который сопровождается совокупностью разнообразных симптомов, возникающих в результате в
Кишечные инфекции
1. Холера – особо опасная кишечная инфекция, возбудителем которой является холерный вибрион (Vibrio cholerae), подвижный, не образующий спор и капсул, грамположительный. Холерный вибрион – ф
Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Вакцины и сыворотки
Иммунитет –невосприимчивость макроорганизма к инфекционным заболеваниям и чужеродным антигенам. Он представляет собой сложный комплекс физиологических приспособлений, которые сохра
Продуктов
Качество пищевых продуктов определяется комплексом органолептических, физико-химических и микробиологических показателей в соответствии с требованиями действующей нормативной докуме
Биосфера и распространение микроорганизмов в природе. Влияние на окружающую среду антропогенных факторов
Микроорганизмы широко распространены в окружающей среде. Их обнаруживают в почве, воде, воздухе, растениях, в пищевых продуктах, в организме человека и животных. Они встречаются в в
Микрофлора почвы. Ее роль в инфицировании пищевых продуктов. Санитарная оценка почвы
Почва – благоприятная среда для обитания и размножения различных микроорганизмов. В состав микробных биоценозов почвы входят бактерии, грибы, простейшие и бактериофаги. Микроорганиз
И дезинфекции воздуха
Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов, что обусловлено недостатком питательных веществ и влаги, а также бактерицидным действием солнечных лучей. Поэтом
Микрофлора воды. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды
Вода является благоприятной средой для развития многих микроорганизмов.
В состав микрофлоры воды входят сапрофиты: флуоресцирующие бактерии, микрококки, реже встречаются ба
Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям
О безопасности воды в эпидемиологическом отношении судят по результатам ее санитарно-бактериологического исследования. Микробиологические показатели питьевой водопроводной воды нормированы ГОСТ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
- маслянокислые 75, 76
- молочнокислые 74
Абиоз 65
Абиотические факторы 56
- пропионовокис
ЛАТИНСКИХ НАЗВАНИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ
A
B
C
D
E
F
G
H
I
K
L
M
O
P
R
S
T
V
X
Z
Acetobacter aceti
Achromobacter
Alternaria
Asper
Новости и инфо для студентов