- •Микробиология
- •Введение
- •Раздел I. Общие методические указания по изучению дисциплины
- •Внимание!
- •Раздел II. Методические указания по изучению отдельных тем дисциплин
- •Вопросы для самопроверки и выполнения контрольной работы
- •Часть 1. Общая микробиология
- •Глава I. Морфология микроорганизмов. Принципы классификации микроорганизмов
- •Характеристика микробов клеточной организации
- •Признаки:
- •Систематическое положение грибов
- •Глава II. Физиология микроорганизмов
- •Типы питания микроорганизмов
- •Способы получения энергии микробами
- •Метаболизм
- •Рост и размножение микробов.
- •Способы размножения прокариотных микроорганизмов
- •Глава III. Генетика и селекция микроорганизмов
- •Глава IV. Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы
- •Глава V. Экология микроорганизмов
- •Микрофлора почвы
- •Микрофлора воды
- •Микрофлора атмосферы
- •Микрофлора тела животных
- •Глава VI. Превращение микроорганизмами соединений углерода
- •Глава VII. Превращение микроорганизмами соединений азота, серы, фосфора, железа и других элементов
- •Глава VIII. Антибиотики и их продуценты
- •Глава IX. Учение об инфекции и иммунитете
- •Глава X. Возбудители некоторых инфекционных болезней животных
- •Основные сведения об инфекции
- •Глава XI. Микробиология кормов
- •Глава XII. Микробиология молока и молочных продуктов
- •Глава XIII. Микробиология мяса и яиц
- •Микрофлора мяса
- •Микрофлора яиц
- •Глава XIV. Микрофлора кожевенно - мехового сырья и навоза
- •Микрофлора кожевенно - мехового сырья
- •Микробиология навоза
- •Раздел III. Задание и методические указания по выполнению контрольной работы
- •Список экспонатов коллекции
- •Номера вопросов контрольной работы *
- •Список рекомендуемой литературы
Внимание!
Для работы в микробиологической лаборатории нужно привезти с собой х/б халат.
Раздел II. Методические указания по изучению отдельных тем дисциплин
Основой современной биотехнологии является микробиология, т.к. микроорганизмы представляются наиболее мощными агентами, которые может использовать человек в своих интересах. Они работают с большой скоростью, огромными темпами увеличивают биомассу, способны жить в экстремальных условиях, утилизировать самые разнообразные вещества и материалы, производство их не зависит от природных условий и сезонных факторов. Биотехнологические процессы можно сделать безопасными для окружающей среды, используя отходы одного производства как сырье и с помощью микроорганизмов превращать их в виде другого в ценные продукты.
Биотехнология имеет самое непосредственное отношение к решению продовольственной проблемы. Наиболее перспективная область применения продукции промышленной микробиологии - животноводство.
Интенсификация животноводства, как известно, тесно связана с созданием прочной, кормовой базы, развитие которой, в свою очередь, зависит от ресурсов кормового белка.
Существенное значение в качестве потенциального источника белка в рационе сельскохозяйственных животных приобретают продукты синтеза одноклеточных микроорганизмов: дрожжей, бактерий, водорослей, низших грибов. В последнее время все эти продукты называют «протеины одноклеточных».
Широкое применение получили кормовые дрожжи, выращиваемые на гидролизатах сельскохозяйственного производства, отходах деревообрабатывающей, сахарной и спиртовой промышленности, углеводородах нефти.
Микробный белок получают также из микроскопических водорослей, метанокисляющих и водородных бактерий. Последние накапливают до 75% белка, которые они производят за счет минерального азота, водорода и диоксида углерода.
Несбалансированность по аминокислотному составу растительного белка фуражных культур можно ликвидировать, добавляя в корма растительного происхождения незаменимые аминокислоты, полученные микробиологическим синтезом. Добавка в комбикорма для свиней и птицы незаменимых аминокислот позволяет на 10% уменьшить расход корма и на 10-15% повысить продуктивность животных. Экономический эффект от применения 1 кг лизина в птицеводстве СССР составляет 35-37 тыс. руб., а в свиноводстве – 19-20 тыс. руб.
Расширяется область внедрения кормовых антибиотиков для стимуляции роста сельскохозяйственных животных. Применение их позволяет сокращать расход кормов на 10-20% на единицу привеса, уменьшить потребность животных в некоторых витаминах и незаменимых аминокислотах.
С высокой эффективностью используются в животноводстве кормовые витамины, получаемые в результате биосинтеза их микроорганизмами. Введение в рацион бетакаротина увеличивает привес животных на 15%, молочной продукции на 5-10%. Наряду с этим отмечается увеличение приплода и снижение яловости, более высокое выживание молодняка, рост яйценоскости кур.
Скармливание микробных ферментных препаратов аминолитического, пектолитического и протеолитического действия оказывает положительные результаты «а переваримость питательных веществ и продуктивность животных.
Учеными получены ассоциации целлюлозолитических бактерий, применение которых обеспечивает повышение живой массы животных, примерно на 10%, снижение затрат кормовых единиц и перевариваемого протеина на 1 кг привеса.
Использование целлобактерина в рационе цыплят-бройлеров повышает переваримость кормов на 6-10%, привес птицы - на 10%.
Создана возможность управления процессом силосования путем искусственного обогащения зеленой массы специально отселектированными культурами молочно-кислых бактерий, способных активно размножаться в ней и вести процесс созревания силоса в нужном направлении. На Украине выпускается препарат литосол, в Казахстане - Казахсил-АМС, а в НИИ Медбиопрома предложен препарат аналогичного действия - биосил. Использование заквасок для силосования ускоряет процесс ферментации, накопления молочной кислоты, ограничивает потери питательных веществ, улучшает органолептические свойства силоса и, следовательно, лучшую поедаемость скотом и активизацию деятельности сычужной микрофлоры животных. Применение заквасок повышает сохранность каротина аминокислот в силосе и оказывает положительное влияние на продуктивность животных. Среднесуточные привесы повышаются на 6-12%, удои молока - на 5- 10%, увеличивается процент жира и снижается кислотность молока.
Улучшить переваримость и усвоение кормов можно, употребляя при силосовании трудносилосуемых растений, содержащих мало углеводов, ферментных препаратов. Добавление препаратов «амоворин» и «орозин» к силосуемой массе таких растений ускоряет процесс силосования, способствует увеличению молочной кислоты и повышению качества силоса.
В области растениеводства биотехнология, основанная на использовании микроорганизмов, нашла широкое применение при производстве бактериальных удобрений. Употребление ризоторфина (бактериального удобрения из клубеньковых бактерий), по мнению специалистов, позволит увеличить белок бобовых до 1 млн. т, что сократит его дефицит, повысит почвенное плодородие и сэкономит сотни тысяч тонн азотных удобрений.
Важный резерв снижения потерь от вредителей и болезней - использование микробиологических средств защиты растений, которые отличаются избирательностью действия и безопасны для окружающей среды.
В перерабатывающих отраслях агропроизводства трудно обойтись без микробных ферментных препаратов. Фермент амилазу употребляют в хлебопекарной промышленности для повышения качества хлебобулочных изделий, пектиназы - для осветления соков, вин, для мочки прядильных растений, лактазу - в переработке молочных продуктов, протеиназы - для тендеризации мяса, обработки кож, изготовления сыра и других продуктов.
Одна из причин появления и развития биотехнологии - необходимость охраны окружающей среды.
Скопление большого количества отходов вблизи животноводческих комплексов представляет серьезную опасность для природы. Между тем имеется возможность использования навоза как в качестве источника энергии, так и для получения ценного удобрения. Все более широкое распространение в мире находят биогазовые установки, которые за счет анаэробной биоконверсии животноводческих, коммунальных и иных отходов под действием микроорганизмов дают биогаз метан, используемый для хозяйственных надобностей в сельской местности, и органическое удобрение. Специалисты считают, что в масштабе нашей страны из навоза ежесуточно можно получать около 250 млн. м3 биогаза с общим энергетическим потенциалом, эквивалентным 180 тыс. т условного топлива. Это убедительно показывает, что биогаз из навоза и отходов растениеводства может иметь важное значение в деле решения энергетической проблемы.
Принципиально новые возможности биотехнологии открываются с использованием методов генетической инженерии.
Микроорганизмы, созданные методом генной инженерии, начинают производить вещества, им не свойственные, но нужные человеку. С помощью этого метода получены микроорганизмы, синтезирующие физиологически активные белки: гормональные препараты (инсулин, соматостатин, соматотропин) и стимулирующие иммунитет (α - тимозин, интерферон). Активное внедрение методов генной инженерии в биотехнологию открывает новые, поистине неисчерпаемые возможности в вопросах направленного конструирования микроорганизмов с заданными новыми и улучшенными свойствами.
Без всякого сомнения, сельское хозяйство XXI века будет кардинальным образом отличаться от современного именно благодаря широкому внедрению достижений биотехнологии и генной инженерии.
Приступая к изучению микробиологии, необходимо прежде всего составить ясное представление о микроорганизмах, выяснить, чем они характеризуются и отличаются от других организмов.
Ознакомьтесь с их распространением и значением в природе, различных отраслях народного хозяйства, охране окружающей среды и решении общебиологических задач.
Изучая историю развития микробиологии, обратите внимание на описательный и физиолого-биохимический периоды в становлении этой науки, с открытиями А. Левенгука, Л. Пастера, Р. Коха. Уделите особое внимание роли и творческому вкладу соотечественников: Л. С. Ценковского, И. И. Мечникова, Д. И. Ивановского, Н. Ф. Гамалеи, С. Н. Виноград-ского, В. Л. Омелянского, Н. А. Михина, Н. А. Красильникова, А. Ф. Войткевича и других.