Вопросы к экзамену

1.Предмет и задачи микробиологии, ее место и роль в современной биологии; значение микроорганизмов в природе и жизни человека; промышленная микробиология.

Микробиология - наука о микроскопически малых существах, называемых микроорганизмами. Микробиология изучает морфологию, физиологию, биохимию, систематику, генетику и экологию микроорганизмов, их роль и значение в круговороте веществ, патологии человека, животных и растений, в экономике. К микроорганизмам относятся преимущественно одноклеточные организмы– бактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие, а также организмы с неклеточной организацией– вирусы. Предметом изучения микробиологии служат в основном бактерии, а также в общем плане организации рассматриваются вирусы. Задачи микробиологии: ♦ разработка способов борьбы с инфекционными заболеваниями; ♦ активное исследование связи между инфекционными агентами и их хроническими и соматическими болезнями; ♦ исследование новейших возможностей использования микроорганизмов промышленности и для мониторинга экономической среды; ♦ расширения многообразия микроорганизмов; ♦ изучение биопленок; ♦ выяснение симбиотического взаимодействия между микроорганизмами и макроорганизмами; ♦ использование микроорганизмов в качестве тест-объектов для решения фундаментальной задачи. ♦ использование геномов микроорганизмов с помощью молекулярно-генетических видов. Значение микроорганизмов в природе и жизни человека: • принимают участие в круговороте веществ; • обуславливают почвообразовательные процессы; • ускоряют растворение и выветривание горных пород за счет образования в результате их жизнедеятельности минеральных и органических кислот; • участвуют в образовании гумуса; • участвуют в поддержании озонового слоя атмосферы; • являются санитарами природы, т.е. превращают органические остатки в минеральные вещества. • принимают участие в биологическом самоочищении водоёмов. Промышленная микробиология (ПМ) – наука о важнейших микробиологических процессах и их практического применения для получения промышленным способом ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Выделяют 5 направлений ПМ: 1) использование живой или активной биомассы организмов; 2)производство, основанное на получении продуктов брожения; 3) получения продуктов метаболизма; 4)получение ферментов микробного происхождения; 5) получение рекомбинатных продуктов.

2. Возникновение и периоды развитие микробиологии: морфологический, физиологический, биохимический, генетический.

Морфологический период развития микробиологии продолжался с конца 18 до середины 19в. Этот период связан с открытием голландского естествоиспытателя Антони ван Левенгука, который стал первым человеком, увидевшим микроорганизмы. Исходя из наблюдений он пришёл к выводу, что окружающий мир густо заселен микроскопическими обитателями, которыми он назвал «анималькулями». Физиологический период развития микробиологии начался с работ Луи Пастера (1822-1895). Пастер впервые показал, что процессы брожения и гниения обуславливаются жизнедеятельностью микроорганизмов.он установил, что эти процессы могут осуществляться без доступа молекулярного кислорода в анаэробных условиях. Т.о. Пастер открыл новое биологическое явление – анаэробиоз. Немаловажный вклад в этот период развития внес немецкий учёный Роберт Кох который занимался изучением возбудителей инфекционных заболеваний. Он исследовал сибирскую язву и показал, что возбудителем этого заболевания являются бактерии рода Bacillusanothracis. Позднее он открыл возбудителей туберкулёза, которые были названы «палочкой Коха». Биохимический период связан с работами таких выдающихся ученых как Л.С. Ценковский, И.И. Мечников, Н.Ф. Гамалей, С.Н. Виноградский, Д.И. Ивановский. Так Л.С. Ценковский впервые дал научнообоснованную классификацию микроорганизмов, установил близость бактерий к сине-зеленым водорослям. И.И. Мечников открыл явление фагоцитоза и впервые показал, что защита организма от болезнетворных микроорганизмов – сложная биологическая реакция в основе которой лежит способность фагоцитов захватывать и разрушать посторонние тела, попавшие в организм. С.Н. Виноградский открыл процесс хемосинтеза и доказал, что автотрофные бактерии могут расти на минеральных средах. Т.о. выдающиеся ученые во 2-й половине 19ст. заложили прочный фундамент общей микробиологии, на котором в 20в. эта наука достигла расцвета. Так в 1941г. Дж. Бидл и Э. Татум изучали проявление индуцированных мутаций у грибов, сформулировали свой знаменитый постулат «один ген – один фермент». Это открытие можно считать началом генетического периода в истории развития микробиологии. В 1944. О. Эрви, К Мак-Леод и М. Мак-Карти доказали роль ДНК в хранении и передаче наследственной информации, осуществив эксперименты по генетической трансформации у бактерии.

3. Положение микроорганизмов в системе живого мира и их отличительные особенности; прокариотические и эукариотические микроорганизмы: сходство и основные различия по строению клеток и другим признакам.

Элементарной структурно-функциональной единицей всех живых организмов является клетка. Изучение тонкого строения различных типов клеток позволило, однако выявить заметные различия между бактериями и цианобактериями, с одной стороны, и животными и растениями – с другой. Эукариоты имеют истинное ядро. Оно содержит преобладающую часть генома эукариотической клетки. Геном в основном представлен набором хромосом, которые в ходе процесса, называемого митозом, удваиваются и распределяются между дочерними клетками. В хромосомах ДНК находится в связи с гистонами. В эукариотической клетке имеются и другие органеллы, содержащие ДНК – митохондрии и хлоропласты, но в этих органеллах находится лишь очень малая часть клеточного генома, которая представлена молекулами ДНК, замкнутыми в кольцо. Рибосомы у эукариот (S-типа) более крупные чем у прокариот. Часто обнаруживается движение цитоплазмы. Уэукариот есть вторичная полость, которая формируется за счет того, что ядерная мембрана отграничивает ДНК от остальной цитоплазмы. Прокариоты не имеют окруженного мембраной ядра. ДНК в виде замкнутой в кольцо молекулы свободно располагаетсая в цитоплазме. Эта «бактериальная хромосома» содержит всю необходимую для рразмножения клеток информацию. Кроме того, в прокариотической клетке могут содержаться очень небольшие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды; без них, однако, клетка может обойтись. Прокариоты не содержат органелл, подразделение клетки на компартменты менее выражено, чем у эукариот. Рибосомы меньше (70S). У прокариот рибосомы, ферменты белкового синтеза и состав клеточной стенки имеют ряд особенностей, благодаря которым на клетку могут специфически воздействовать многие антибиотики.