Üldine mikrobioloogia. Mikrobioloogia Mida uurib mikrobioloogiateadus?

Ja veel 26 faili.
Kuva kõik lingitud failid

1. 
   Mikrobioloogia kui teadus. Mikrobioloogia eesmärgid ja uurimismeetodid.

Mikrobioloogia aine – mikroorganismid, nende morfoloogia, füsioloogia, geneetika, taksonoomia, ökoloogia ja seosed teiste eluvormidega. Meditsiinilise mikrobioloogia jaoks – patogeensed ja oportunistlikud mikroorganismid.

Mikroorganismid - kõige iidseim elukorralduse vorm Maal, nad ilmusid ammu enne taimede ja loomade tekkimist - umbes 3-4 miljardit aastat tagasi.

Mikrobioloogia eesmärgid:

Meditsiinilise mikrobioloogia eesmärgid:

1. Inimese patogeensete (haigusi põhjustavate) ja normaalsete mikroobide bioloogia uurimine.

2. Mikroobide rolli uurimine nakkushaiguste (nakkushaiguste) esinemisel ja arengul ning makroorganismi (“peremees”) immuunvastuse kujunemisel.

3. Inimese nakkushaiguste mikrobioloogilise diagnostika, spetsiifilise ravi ja ennetamise meetodite väljatöötamine.

Mikrobioloogia uurimismeetodid:

1. 
   Mikroskoopiline- värvitud ja värvimata mikroobide morfoloogia uurimine erinevat tüüpi mikroskoopide abil.
2. 
   Mikrobioloogiline(bakterioloogiline, mükoloogiline, viroloogiline). Meetod põhineb patogeeni puhaskultuuri eraldamisel ja selle hilisemal tuvastamisel.
3. 
   Keemiline
4. 
   Eksperimentaalne (bioloogiline)- laboriloomade saastumine mikroobidega.
5. 
   Immunoloogiline(nakkuste diagnoosimisel) - makroorganismi spetsiifiliste reaktsioonide uurimine kokkupuutel mikroobidega.

1. 
   Mikrobioloogia ja immunoloogia arengu peamised perioodid.

1. 
   Esialgne periood

1. 
   Pasteuri periood

• 
  kääritamine
• 
  mikroobide roll ainete ringelus looduses ja spontaanses tekkes.

Nime kõrval Pasteur nimi tuli välja Robert Koch, rakendusuuringute silmapaistev meister, avastas siberi katku, koolera, tuberkuloosi ja teiste mikroorganismide tekitaja.

1. 
   Kolmas periood

1. 
   Moodne periood.

3. Mikrobioloogia rajajad.

L. Pasteur

1. 
   käärimis- ja lagunemisprotsesside mikrobioloogilise aluse uurimine,
2. 
   tööstusliku mikrobioloogia arendamine,
3. 
   mikroorganismide rolli selgitamine ainete ringluses looduses,
4. 
   anaeroobsete mikroorganismide avastamine,
5. 
   aseptika põhimõtete väljatöötamine,
6. 
   steriliseerimismeetodite arendamine,
7. 
   virulentsuse nõrgenemine (nõrgestumine). Patogeensuse aste on virulentsus. Seega, kui nõrgestate virulentsust, võite saada vaktsiini.
8. 
   vaktsiinide (vaktsiinitüvede) saamine – koolera ja marutaudi.
9. 
   Pasteuril on stafülokokkide ja streptokokkide avastamise au

R. Koch - Saksa loodusteadlane, Pasteuri õpilane.

4. Kodumaiste teadlaste roll mikrobioloogia arengus.

1. 
   Tsenkovsky L.S.. organiseeris siberi katku vaktsiini tootmise ja kasutas seda 1883. aastal edukalt kariloomade vaktsineerimiseks.
2. 
   Minh. Ta tõestas, et haiguse põhjustajaks on korduva palaviku spiroheet.
3. 
   Motšutkovski nakatas end ise tüüfusega (süstis patsiendi verd), tõestades, et haigusetekitaja oli patsiendi veres.
4. 
   Lesha F.A. Tõestas, et düsenteeria võivad põhjustada amööbidele kuuluvad algloomad.
5. 
   Ta mängis suurt rolli mikrobioloogias I.I. Mechnikov. Ta oli immuunsuse fagotsüütilise teooria looja. Seejärel avaldab ta teose "Immuunsus nakkushaiguste vastu".
6. 
   1886. aastal avati Odessas esimene bakterioloogiajaam, mida juhtis Mechnikov ja tema assistendid. Gamel N.F. ja Barlah L.V.
7. 
   Järgmisena avati jaam Harkovis. Oli vastutav Vinogradski. Ta töötas üldmikrobioloogia alal. Ta avastas väävli- ja rauabakterid, nitrifitseerivad bakterid – pinnase nitrifikatsiooni tekitajad.
8. 
   DI. Ivanovski(avastas tubaka mosaiikviiruse, mida peetakse viroloogia rajajaks).
9. 
   Tsinkovski (osales siberi katku vaktsineerimismeetodite väljatöötamises).
10. 
    Amiljanski- kirjutas esimese õpiku “Mikrobioloogia alused”, avastas tselluloosi kääritamise põhjustaja, uuris lämmastikku siduvaid baktereid.
11. 
    Mihhin- pani aluse veterinaarmikrobioloogiale, avastas leptospiroosi tekitaja.
12. 
    Šapošnikov– tehnilise mikrobioloogia rajaja.
13. 
    Voitkevitš- töötas acidophilus bacillus'ega, mida peetakse loomade ravi- ja dieettoitmise rajajaks.

Alates 20. sajandi keskpaigast on mikrobioloogia kui distsipliin lülitatud bakalaureuseõppekavadesse.

5. Mikroorganismide taksonoomia ja nomenklatuuri alused.

Kaasaegse taksonoomia järgi kuuluvad mikroorganismid kolme kuningriiki:

I. Prokarüootid:
* Eubakterid
1. Gracilicutes (õhuke rakusein)
2. Firmicutes (paks rakusein)
3. Tenericutes (rakuseinata)
Spiroheedid, riketsia, klamüüdia, mükoplasmad, aktinomütseedid.
* Arhebakterid
4. Mendocutes
II. Eukarüootid: Loomad Taimed Seened Algloomad
III. Mitterakulised eluvormid: Viirused Prioonid Plasmiidid

Liik – perekond – perekond – järg – klass – osakond – kuningriik.

Mikroorganismide nimetus sisaldab perekonna ja liigi nimetust. Perekond suure tähega, tüüp väikese tähega. Tavaline nimi autori perekonnanime või bakteriaalse morfoloogia järgi. Liigi nimi – vastavalt kliinilistele tunnustele, koloonia morfoloogiale, elupaigale.

Praegu kasutatakse mikroorganismide taksonoomia jaoks mitmeid taksonoomilisi süsteeme.

1. Numbriline taksonoomia . Tunnistab kõigi omaduste samaväärsust. Selle kasutamiseks peab teil olema teavet kümnete märkide kohta. Liigiline kuuluvus määratakse sobivate tunnuste arvu järgi.

2. Serotaksonoomia. Uurib bakteriaalseid antigeene, kasutades reaktsioone immuunseerumiga. Kõige sagedamini kasutatakse meditsiinilises bakterioloogias. Puudus: bakterid ei sisalda alati liigispetsiifilist antigeeni.

3. Kemotaksonoomia. Füüsikalis-keemiliste meetodite abil uuritakse mikroobiraku ja selle teatud komponentide lipiidide ja aminohapete koostist.

4. Geenisüstemaatika. See põhineb homoloogse DNA-ga bakterite võimel transformeeruda, transdutseerida ja konjugeerida, kromosoomiväliste pärilikkusfaktorite - plasmiidide, transposoonide, faagide analüüsil Detekteerimise geograafiline asukoht.

Spetsialiseeritud terminid:

Vaata – evolutsiooniliselt väljakujunenud indiviidide kogum, millel on üks genotüüp ja mis avaldub sarnaste fenotüübiliste omadustega.

Valik - sama liigi isendid, mis erinevad erinevate tunnuste poolest (serovarid, kemovarid, kultivarid, morfovarid, fagovarid).

Rahvaarv – ühe liigi isendite kogum, kes elavad teatud territooriumil suhteliselt pikka aega.

Kultuur - ühe liigi (puhta) või mitme liigi (sega) bakterite kogum, mis on kasvanud toitainekeskkonnas (vedelal või tahkel).

Kurna – ühte tüüpi bakterite puhaskultuur, mis on eraldatud kindlal ajal ühest allikast.

Koloonia - sama liigi bakterite nähtav kogunemine tiheda toitainekeskkonna pinnal või sügavuses.

kloon – rakukultuur, mis on kasvatatud ühest mikroorganismist kloonimise teel.

Mikrobioloogia uurib väikseimate organismide, mida nimetatakse mikroobideks ehk mikroorganismideks, ehitust, elutegevust, elutingimusi ja arengut.

"Nähtamatud, nad saadavad inimest pidevalt, tungides tema ellu kas sõprade või vaenlastena," ütles akadeemik V. L. Omeljansky. Mikroobe on tõepoolest kõikjal: õhus, vees ja pinnases, inimeste ja loomade kehas. Need võivad olla kasulikud ja neid kasutatakse paljudes toiduainetes. Need võivad olla kahjulikud, põhjustada inimeste haigusi, toidu riknemist jne.

Mikroobid avastas hollandlane A. Leeuwenhoek (1632-1723) 17. sajandi lõpus, kui ta valmistas esimesed läätsed, mis võimaldasid 200-kordse või enama suurenduse. Mikrokosmos, mida ta nägi, hämmastas teda; Leeuwenhoek kirjeldas ja visandas mikroorganismid, mille ta erinevatel objektidel avastas. Ta pani aluse uue teaduse kirjeldavale olemusele. Louis Pasteuri (1822-1895) avastused tõestasid, et mikroorganismid erinevad mitte ainult kuju ja struktuuri, vaid ka elutähtsate funktsioonide poolest. Pasteur tegi kindlaks, et pärm põhjustab alkohoolset kääritamist ja mõned mikroobid võivad inimestel ja loomadel põhjustada nakkushaigusi. Pasteur läks ajalukku marutaudi ja siberi katku vastase vaktsineerimismeetodi leiutajana. Maailmakuulus panus mikrobioloogiasse on R. Koch (1843-1910) - ta avastas tuberkuloosi ja koolera tekitajad, I. I. Mechnikova (1845-1916) - arendas fagotsüütilise immuunsuse teooria, viroloogia rajaja D. I. Ivanovsky (1864- 1920), N F. Gamaleya (1859-1940) ja paljud teised teadlased.

Mikroorganismide klassifikatsioon ja morfoloogia

Mikroobid - Need on tillukesed, enamasti üherakulised elusorganismid, mis on nähtavad vaid läbi mikroskoobi. Mikroorganismide suurust mõõdetakse mikromeetrites - mikronites (1/1000 mm) ja nanomeetrites - nm (1/1000 mikronit).

Mikroobe iseloomustab tohutu liikide mitmekesisus, mis erinevad nii struktuuri, omaduste kui ka erinevates keskkonnatingimustes eksisteerimise võime poolest. Nad võivad olla üherakuline, mitmerakuline Ja mitterakuline.

Mikroobid jagunevad bakteriteks, viirusteks ja faagideks, seenteks ja pärmseenteks. Eraldi on bakterite sordid - riketsia, mükoplasma ja spetsiaalne rühm koosneb algloomadest (algloomadest).

Bakterid

Bakterid- valdavalt üherakulised mikroorganismid, mille suurus ulatub kümnendikutest mikromeetritest, näiteks mükoplasma, kuni mitme mikromeetrini, ja spiroheetides kuni 500 mikronit.

Bakteritel on kolm peamist vormi: sfäärilised (kokid), pulgakujulised (bacillus jne), keerdunud (vibrioonid, spiroheedid, spirillad) (joonis 1).

Globulaarsed bakterid (kokid) Tavaliselt on need sfäärilised, kuid võivad olla veidi ovaalsed või oakujulised. Kokid võivad paikneda üksikult (mikrokokid); paarikaupa (diplokokid); ahelate (streptokokkide) või viinamarjakobarate (stafülokokkide) kujul, pakendis (sartsiinid). Streptokokid võivad põhjustada kurgumandlite põletikku ja erüsiipeleid, stafülokokid aga erinevaid põletikulisi ja mädaseid protsesse.

Riis. 1. Bakterite vormid: 1 - mikrokokid; 2 - streptokokid; 3 - sardiinid; 4 — eosteta pulgad; 5 — eostega vardad (batsillid); 6 - vibrios; 7- spiroheedid; 8 - spirilla (koos flagellaga); stafülokokid

Vardakujulised bakterid Kõige tavalisem. Vardad võivad olla üksikud, ühendatud paarikaupa (diplobakterid) või ahelatena (streptobakterid). Pulgakujuliste bakterite hulka kuuluvad Escherichia coli, salmonelloosi, düsenteeria, kõhutüüfuse, tuberkuloosi jne tekitajad. Mõnedel pulgakujulistel bakteritel on võime moodustuda vaidlusi. Eoseid moodustavaid vardaid nimetatakse batsillid. Spindlikujulisi batsilli nimetatakse klostriidid.

Sporulatsioon on keeruline protsess. Eosed erinevad oluliselt tavalisest bakterirakust. Neil on tihe kest ja väga väike kogus vett, nad ei vaja toitaineid ja paljunemine peatub täielikult. Eosed taluvad pikka aega kuivamist, kõrget ja madalat temperatuuri ning võivad püsida elujõulises olekus kümneid ja sadu aastaid (siberi katku, botulismi, teetanuse jm eosed). Soodsasse keskkonda sattudes eosed idanevad ehk muutuvad tavapäraseks vegetatiivseks paljunemisvormiks.

Väändunud bakterid võib olla koma kujul - vibrioonid, mitme lokiga - spirilla, õhukese keerutatud pulga kujul - spiroheedid. Vibrioonide hulka kuulub koolera tekitaja ja süüfilise tekitajaks on spiroheet.

bakterirakk on rakusein (kest), sageli kaetud limaga. Sageli moodustab lima kapsli. Raku sisu (tsütoplasma) eraldab membraanist rakumembraan. Tsütoplasma on läbipaistev valgu mass kolloidses olekus. Tsütoplasmas on ribosoomid, tuumaaparaat DNA molekulidega ja mitmesugused varutoitainete (glükogeen, rasv jne) kandmised.

Mükoplasma - bakterid, millel puudub rakusein ja mille arenguks on vaja pärmis sisalduvaid kasvufaktoreid.

Mõned bakterid võivad liikuda. Liikumine toimub lippude abil - erineva pikkusega õhukesed niidid, mis sooritavad pöörlevaid liigutusi. Flagella võib olla ühe pika niidi või kimbu kujul ning paikneda kogu bakteri pinnal. Paljudel pulgakujulistel bakteritel ja peaaegu kõigil kõveratel bakteritel on lipud. Sfäärilistel bakteritel ei ole reeglina vimpe ja nad on liikumatud.

Bakterid paljunevad jagunedes kaheks osaks. Jagunemiskiirus võib olla väga suur (iga 15-20 minuti järel) ja bakterite arv kasvab kiiresti. See kiire jagunemine toimub toiduainetel ja muudel toitainerikastel substraatidel.

Viirused

Viirused- spetsiaalne mikroorganismide rühm, millel puudub rakuline struktuur. Viiruste suurusi mõõdetakse nanomeetrites (8-150 nm), seega saab neid näha vaid elektronmikroskoobi abil. Mõned viirused koosnevad ainult valgust ja ühest nukleiinhappest (DNA või RNA).

Viirused põhjustavad selliseid inimestel levinud haigusi nagu gripp, viirushepatiit, leetrid, aga ka loomahaigusi – suu- ja sõrataud, loomakatk ja palju muud.

Bakteriaalseteks viirusteks nimetatakse bakteriofaagid, seeneviirused - mükofaagid jne. Bakteriofaage leidub kõikjal, kus leidub mikroorganisme. Faagid põhjustavad mikroobirakkude surma ja neid saab kasutada teatud nakkushaiguste raviks ja ennetamiseks.

Seened on spetsiaalsed taimeorganismid, mis ei sisalda klorofülli ja ei sünteesi orgaanilisi aineid, kuid vajavad valmis orgaanilisi aineid. Seetõttu arenevad seened erinevatel toitaineid sisaldavatel substraatidel. Mõned seened võivad põhjustada taimede haigusi (kartuli vähk ja hiline lehemädanik jne), putukate, loomade ja inimeste haigusi.

Seenerakud erinevad bakterirakkudest tuumade ja vakuoolide olemasolu poolest ning on sarnased taimerakkudega. Enamasti on need pikkade ja hargnevate või põimuvate niitide kujul - hüüfid. Moodustatud hüüfidest seeneniidistik, või mütseel. Mütseel võib koosneda ühe või mitme tuumaga rakkudest või olla mitterakuline, esindades ühte hiiglaslikku mitmetuumalist rakku. Mütseelil arenevad viljakehad. Mõnede seente keha võib koosneda üksikutest rakkudest, ilma seeneniidistiku tekketa (pärm jne).

Seened võivad paljuneda erineval viisil, sealhulgas vegetatiivselt hüüfide jagunemise tulemusena. Enamik seeni paljuneb aseksuaalselt ja suguliselt spetsiaalsete paljunemisrakkude moodustumise kaudu - vaidlus. Eosed suudavad reeglina väliskeskkonnas pikka aega püsida. Täiskasvanud eoseid saab transportida märkimisväärsete vahemaade taha. Toitekeskkonda sattudes arenevad eosed kiiresti hüüfideks.

Suurt rühma seeni esindavad hallitusseened (joon. 2). Looduses laialt levinud, võivad nad kasvada toiduainetel, moodustades selgelt nähtavad erinevat värvi naastud. Toidu riknemist põhjustavad sageli mukorseened, mis moodustavad koheva valge või halli massi. Limasseen Rhizopus põhjustab köögiviljade ja marjade “pehmet mädanemist” ning botrytis seen katab ja pehmendab õunu, pirne ja marju. Toodete vormimise põhjustajateks võivad olla perekonna Peniillium seened.

Teatud tüüpi seened võivad lisaks toidu riknemisele kaasa tuua ka inimesele mürgiseid aineid – mükotoksiine. Nende hulka kuuluvad teatud tüüpi seened perekonnast Aspergillus, perekond Fusarium jne.

Teatud tüüpi seente kasulikke omadusi kasutatakse toiduaine- ja farmaatsiatööstuses ning muudes tööstusharudes. Näiteks kasutatakse perekonna Peniiillium seeni antibiootikumi penitsilliini saamiseks ning juustude (Roquefort ja Camembert) tootmisel, perekonna Aspergillus seeni sidrunhappe ja paljude ensüümpreparaatide valmistamisel.

Aktinomütseedid- mikroorganismid, millel on nii bakteritele kui ka seentele iseloomulikud omadused. Struktuurilt ja biokeemilistelt omadustelt on aktinomütseedid sarnased bakteritega ning paljunemise olemuse ning hüüfide ja seeneniidistiku moodustamise võime poolest seentega.

Riis. 2. Hallitusseente liigid: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - mukor.

Pärm

Pärm- üherakulised liikumatud mikroorganismid, mille suurus ei ületa 10-15 mikronit. Pärmiraku kuju on sageli ümmargune või ovaalne, harvem varda-, sirbi- või sidrunikujuline. Pärmirakud on oma ehituselt sarnased seentega, neil on ka tuum ja vakuoolid. Pärm paljuneb tärkamise, lõhustumise või eoste teel.

Pärmseened on looduses laialt levinud, neid leidub mullas ja taimedel, toiduainetel ja erinevatel suhkruid sisaldavatel tööstusjäätmetel. Pärmi tekkimine toiduainetes võib põhjustada riknemist, põhjustades käärimist või hapnemist. Teatud tüüpi pärmidel on võime muuta suhkrut etüülalkoholiks ja süsinikdioksiidiks. Seda protsessi nimetatakse alkohoolseks kääritamiseks ja seda kasutatakse laialdaselt toiduaine- ja veinitööstuses.

Teatud tüüpi Candida pärmseened põhjustavad inimestel haigust, mida nimetatakse kandidoosiks.

Mikrobioloogia on teadus, mille uurimisobjektiks on mikroskoopilised olendid, mida nimetatakse mikroorganismideks, nende bioloogilised omadused, taksonoomia, ökoloogia ja suhted teiste organismidega.

Mikroorganismid on kõige iidseim elukorraldusvorm Maal. Koguse poolest esindavad nad biosfääris elavate organismide kõige olulisemat ja mitmekesisemat osa.

Mikroorganismide hulka kuuluvad:

1) bakterid;

2) viirused;

4) algloomad;

5) mikrovetikad.

Mikroorganismide ühine tunnus on mikroskoopiline suurus; Need erinevad struktuuri, päritolu ja füsioloogia poolest.

Bakterid on taimset päritolu üherakulised mikroorganismid, millel puudub klorofüll ja tuum.

Seened on taimset päritolu ühe- ja mitmerakulised mikroorganismid, millel puudub klorofüll, kuid millel on loomaraku, eukarüootide tunnused.

Viirused on ainulaadsed mikroorganismid, millel puudub rakuline struktuur.

Mikrobioloogia põhisuunad: üldine, tehniline, põllumajandus, veterinaaria, meditsiin, sanitaar.

Üldmikrobioloogia uurib kõige üldisemaid mustreid, mis on omased igale loetletud mikroorganismide rühmale: struktuur, ainevahetus, geneetika, ökoloogia jne.

Tehnilise mikrobioloogia põhiülesanne on biotehnoloogia arendamine bioloogiliselt aktiivsete ainete sünteesiks mikroorganismide poolt: valgud, ensüümid, vitamiinid, alkoholid, orgaanilised ained, antibiootikumid jne.

Põllumajandusmikrobioloogia tegeleb aineringes osalevate mikroorganismide uurimisega, mida kasutatakse väetiste valmistamiseks, taimehaigusi tekitavate jm.

Veterinaarmikrobioloogia uurib loomahaiguste patogeene, töötab välja meetodeid nende bioloogiliseks diagnoosimiseks, spetsiifiliseks ennetamiseks ja etiotroopseks raviks, mille eesmärk on hävitada haige looma organismis patogeensed mikroobid.

Meditsiinilise mikrobioloogia õppeaineks on inimesele patogeensed (patogeensed) ja tinglikult patogeensed mikroorganismid, samuti nende põhjustatud nakkushaiguste mikrobioloogilise diagnoosimise, spetsiifilise ennetamise ja etiotroopse ravi meetodite väljatöötamine.

Meditsiinilise mikrobioloogia haru on immunoloogia, mis uurib inim- ja loomaorganismide spetsiifilisi kaitsemehhanisme patogeenide eest.

Sanitaarmikrobioloogia õppeaineks on keskkonnaobjektide ja toiduainete sanitaar-mikrobioloogiline seisund, sanitaarnormide väljatöötamine.

Bakterite taksonoomia põhiline taksonoomiline üksus on liik.

Liik on evolutsiooniliselt väljakujunenud isendite kogum, millel on üks genotüüp, mis standardtingimustes avaldub sarnaste morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja muude omadustega.

Liik ei ole taksonoomia viimane ühik. Liigisiseselt eristatakse mikroorganismide variante, mis erinevad individuaalsete omaduste poolest. Niisiis, nad eristavad:

1) serovarid (antigeense struktuuri järgi);

2) kemovarid (vastavalt tundlikkusele kemikaalide suhtes);

3) faagiproduktid (faagide tundlikkuse alusel);

4) fermentaatorid;

5) bakteriotsinovarid;

6) bakteriotsinogenovarid.

Bakteriotsiinid on ained, mida toodavad bakterid ja millel on kahjulik mõju teistele bakteritele. Bakteriotsinovarid eristatakse toodetud bakteriotsiini tüübi järgi ja bakteritsinogenovarid eristatakse tundlikkuse järgi.

Bakterite liigi tuvastamiseks on vaja teada nende järgmisi omadusi:

1) morfoloogiline (bakteriraku kuju ja struktuur);

2) tinctorial (võime olla peitsitud erinevate värvainetega);

3) kultuurne (toitekeskkonnal kasvu iseloom);

4) biokeemiline (oskus kasutada erinevaid substraate);

5) antigeenne.

Geneetilise suguluse kaudu seotud liigid ühendatakse perekondadeks, perekonnad perekondadeks ja perekonnad seltsideks. Kõrgemad taksonoomilised kategooriad on klassid, jaotused, alamkuningriigid ja kuningriigid.

Kaasaegse taksonoomia järgi kuuluvad patogeensed mikroorganismid prokarüootide, patogeensete algloomade ja seente kuningriiki - eukarüootide kuningriiki, viirused on ühendatud eraldi kuningriiki - Vira.

Kõik prokarüootid, millel on ühte tüüpi rakuorganisatsioon, on ühendatud ühte osakonda - bakterid. Kuid nende üksikud rühmad erinevad struktuursete ja füsioloogiliste omaduste poolest. Selle põhjal eristatakse järgmist:

1) bakterid ise;

2) aktinomütseedid;

3) spiroheedid;

4) riketsia;

5) klamüüdia;

6) mükoplasma.

Praegu kasutatakse mikroorganismide taksonoomia jaoks mitmeid taksonoomilisi süsteeme.

1. Numbriline taksonoomia. Tunnistab kõigi omaduste samaväärsust. Selle kasutamiseks peab teil olema teavet kümnete märkide kohta. Liigiline kuuluvus määratakse sobivate tunnuste arvu järgi.

2. Serotaksonoomia. Uurib bakteriaalseid antigeene, kasutades reaktsioone immuunseerumiga. Kõige sagedamini kasutatakse meditsiinilises bakterioloogias. Puudus: bakterid ei sisalda alati liigispetsiifilist antigeeni.

3. Kemotaksonoomia. Füüsikalis-keemiliste meetodite abil uuritakse mikroobiraku ja selle teatud komponentide lipiidide ja aminohapete koostist.

4. Geenisüstemaatika. See põhineb homoloogse DNA-ga bakterite võimel transformeeruda, transdutseerida ja konjugeerida ning kromosoomiväliste pärilikkustegurite – plasmiidide, transposoonide, faagide – analüüsil.

Bakterite bioloogiliste põhiomaduste kogumit saab määrata ainult puhaskultuuris – need on sama liigi bakterid, mis on kasvatatud toitekeskkonnas.

Bakterite kasvatamiseks kasutatakse toitekeskkonda, millel on mitmeid nõudeid.

1. Toiteväärtus. Bakterid peavad sisaldama kõiki vajalikke toitaineid.

2. Isotoonsus. Bakterid peavad sisaldama soolade komplekti, et säilitada osmootne rõhk, teatud naatriumkloriidi kontsentratsioon.

3. Keskkonna optimaalne pH (happesus). Keskkonna happesus tagab bakteriaalsete ensüümide toimimise; enamiku bakterite puhul on see 7,2–7,6.

4. Optimaalne elektrooniline potentsiaal, mis näitab lahustunud hapniku sisaldust keskkonnas. Aeroobide puhul peaks see olema kõrge ja anaeroobide puhul madal.

5. Läbipaistvus (et bakterite kasv oleks nähtav, eriti vedela söötme puhul).

6. Steriilsus (et ei oleks muid baktereid).

Kultuurisöötmete klassifikatsioon

1. Päritolu järgi:

1) looduslik (piim, želatiin, kartul jne);

2) tehislik - spetsiaalselt valmistatud looduslikest komponentidest (peptoon, aminopeptiid, pärmiekstrakt jne) valmistatud sööde;

3) sünteetiline - teadaoleva koostisega sööde, mis on valmistatud keemiliselt puhastest anorgaanilistest ja orgaanilistest ühenditest (soolad, aminohapped, süsivesikud jne).

2. Koostise järgi:

1) lihtne - lihaekstrakti agar, lihaekstrakti puljong, Hottingeri agar jne;

2) komplekssed - need on lihtsad, millele on lisatud täiendavat toitainekomponenti (veri, šokolaadiagar): suhkrupuljong, sapipuljong, vadakuagar, munakollane-soolagar, Kitt-Tarozzi sööde, Wilson-Blairi sööde jne.

3. Järjepidevuse järgi:

1) tahke (sisaldab 3–5% agar-agarit);

2) poolvedel (0,15-0,7% agar-agar);

3) vedel (ei sisalda agar-agarit).

4. Eesmärgi järgi:

1) üldotstarbeline – enamiku bakterite (lihaagar, lihaagar, vereagar) kasvatamiseks;

2) erieesmärk:

a) selektiivne - sööde, millel kasvavad ainult ühe liigi (perekonna) bakterid ja teiste perekonnad on alla surutud (leeliseline puljong, 1% peptoonvesi, munakollase-soolagar, kaseiin-söe agar jne);

b) diferentsiaaldiagnostika - sööde, millel teatud tüüpi bakterite kasv erineb teiste liikide kasvust teatud omaduste poolest, sageli biokeemilised (Endo, Levin, Gis, Ploskirev jne);

c) rikastuskeskkonnad - keskkonnad, kus toimub mis tahes liiki või tüüpi patogeensete bakterite paljunemine ja akumuleerumine, st uuritava materjali rikastamine nendega (seleniidipuljong).

Puhta kultuuri saamiseks on vaja omandada puhaskultuuride eraldamise meetodid.

Meetodid puhaste kultuuride eraldamiseks.

1. Mehaaniline eraldamine tahke toitekeskkonna pinnal (löögimeetod silmuse põletamise teel, lahjenduste meetod agariga, jaotamine tahke toitekeskkonna pinnale spaatliga, Drigalsky meetod).

2. Valiktoitekeskkonna kasutamine.

3. Ühe bakteriliigi (perekonna) arenguks soodsate tingimuste loomine (rikastuskeskkond).

Puhaskultuur saadakse kolooniatena – see on palja silmaga nähtav bakterite isoleeritud kuhjumine tahkel toitekeskkonnal, milleks on tavaliselt ühe raku järglane.

Mikrobioloogilisi protsesse kasutatakse laialdaselt erinevates rahvamajanduse sektorites. Need põhinevad bioloogiliste süsteemide ja nende põhjustatud protsesside kasutamisel tööstuses. Paljud tööstusharud põhinevad metaboolsetel reaktsioonidel, mis toimuvad teatud mikroorganismide kasvu ja paljunemise ajal.

Praegu toodetakse mikroorganismide abil söödavalke, ensüüme, vitamiine, aminohappeid ja antibiootikume, orgaanilisi happeid, lipiide, hormoone, põllumajanduspreparaate jne.

Toiduainetööstuses kasutatakse mikroorganisme mitmete toodete tootmiseks. Nii toodetakse alkohoolseid jooke – veini, õlut, konjakit, kangeid alkohoolseid jooke – ja muid tooteid kasutades pärmi. Pagaritööstuses kasutatakse pärmi ja baktereid, piimatööstuses piimhappebaktereid jne.

Mikroorganismide põhjustatud protsesside hulgas on üks olulisemaid käärimine.

Käärimine tähendab süsivesikute ja mõnede teiste orgaaniliste ühendite muutumist uuteks aineteks mikroorganismide toodetud ensüümide mõjul. Tuntud on mitmesuguseid kääritamisviise. Tavaliselt on need oma nime saanud käärimisprotsessis tekkivate lõpptoodete järgi, näiteks alkohol, piimhape, äädikhape jne.

Tööstuses kasutatakse mitmesuguseid kääritamisviise – alkohoolset, piimhapet, atsetoonbutüül-, äädikhapet, sidrunhapet ja muud, mis on põhjustatud erinevatest mikroorganismidest. Näiteks kasutatakse pärmi etüülalkoholi, leiva ja õlle tootmisel; sidrunhappe tootmisel - hallitusseened; äädik- ja piimhapete, atsetooni¾ bakterite tootmisel. Nende tööstusharude peamine eesmärk on substraadi (toitekeskkonna) muutmine mikroorganismide ensüümide mõjul vajalikeks toodeteks. Teistes tööstusharudes, näiteks pagaripärmi tootmisel, on põhiülesanne akumuleerida maksimaalselt kultiveeritud pärmi.

Peamised toiduainetööstuses kasutatavad mikroorganismide rühmad on bakterid, pärm ja hallitusseened.

Bakterid. Patogeenidena kasutatakse piimhapet, äädikhapet, võihapet. atsetoon-butüülfermentatsioon. Kultiveeritud piimhappebaktereid kasutatakse piimhappe tootmisel, küpsetamisel ja mõnikord ka alkoholi tootmisel. Nad muudavad suhkru piimhappeks.

Piimhappebakterid mängivad rukkileiva valmistamisel olulist rolli. Rukkileiva valmistamise protsessis osalevad tõelised (homofermentatiivsed) ja mittetõelised (heterofermentatiivsed) piimhappebakterid. Heterofermentatiivsed piimhappebakterid toodavad koos piimhappega lenduvaid happeid (peamiselt äädikhapet), alkoholi ja süsihappegaasi. Pärisbakterid rukkitainas osalevad ainult happe moodustumisel, samas kui mittepärisbakteritel on koos happe moodustumisega oluline mõju taigna kobestumisele, olles energilised gaasimoodustajad. Rukkitainas leiduvatel piimhappebakteritel on oluline mõju ka leiva maitsele, kuna see sõltub leivas sisalduvate hapete üldkogusest ja nende vahekorrast. Lisaks mõjutab piimhape rukkitaina moodustumise protsessi ning struktuurseid ja mehaanilisi omadusi.

Võihappebakterite põhjustatud võihappekäärimisel toodetakse võihapet, mille estreid kasutatakse aromaatsete ainetena ning alkoholi tootmiseks on need bakterid ohtlikud, kuna võihape pärsib pärmi arengut ja inaktiveerib a-amülaasi.

Võihappebakterite eritüüpide hulka kuuluvad atsetoon-butüülbakterid, mis muudavad tärklise ja muud süsivesikud atsetooniks, butüül- ja etüülalkoholideks. Neid baktereid kasutatakse atsetooni-butüüli tootmisel fermentatsiooniainetena.

Äädika (äädikhappelahuse) tootmiseks kasutatakse äädikhappebaktereid, kuna need on võimelised oksüdeerima etüülalkoholi äädikhappeks.

Tuleb märkida, et äädikhappe kääritamine on alkoholi tootmisele kahjulik. kuna see viib alkoholi saagikuse vähenemiseni ning pruulimisel halvendab õlle kvaliteeti ja põhjustab selle riknemist.

- (mikro... ja bioloogiast), mikroorganismide teadus. Mikroorganisme (baktereid) vaatles ja kirjeldas esmakordselt A. Leeuwenhoek 1683. aastal, kuid teadusena tekkis M. 19. sajandi 2. poolel, Ch. arr. mõjutatud L. Pasteuri töödest. Ta leidis, et teatud kemikaalid. Bioloogia entsüklopeediline sõnastik